计算机网络体系结构基础知识

一、计算机网络的两个目标：
①两台计算机之间通信
②两台计算机之间的资源共享

二、计算机网络概述

1.定义：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同
的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

网络软件主要包括：网络操作系统和网络应用软件协议主要指：网络协议和通信协议

2.组成：从主要构件上看：计算机网络主要有硬件、软件和协议三大部分组成。

从功能组成上看：计算机网络分为通信子网和资源子网两部分。

从工作方式上看：分为边缘部分和核心部分。

3.功能：计算机网络向用户提供的两个最重要的功能是数据通信和资源共享。其次还有负载均衡、分布式处理和提高系统可靠性等功能。

数据通信：它是计算机网络最基本和最重要的功能，用来实现联网计算机之间的各种信息的传输，并实现将分散在不同地理位置的计算机联系起来，进行统一的调配、控制和管理。
资源共享：即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。
负载均衡与分布式处理：负载均衡是指将网络中的工作负载均衡地分配给网络中的各台计算机。
提高可靠性：计算机网络中可以通过冗余构件提高可靠性。
连通性：计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。

4.计算机网络中的分类：

按网络的作用范围分类

局域网（LAN）：包括有线局域网和无线局域网，覆盖范围几十到几千米，交换技术。
广域网（WAN）：覆盖范围几十到几千千米，广播技术。
城域网（MAN）：作用范围介于局域网和广域网之间，以太网技术。
个域网（PAN）:作用范围10米左右，蓝牙技术和RFID技术。

按拓扑结构分类

总线型网络：所有计算机都串接在一条传输线路上。主要应用在局域网。
星型网络：每个主机或终端都连接到一个中心节点（交换机或路由器),主要应用在局域网。
环形网络：网络中所有主机都连接到一个封闭的环路上。应用是令牌环局域网。
网状网络：每个节点至少有两条路径与其他节点相连，多用在广域网。

按交换技术分类

电路交换网络：是面向连接的，经过“建立连接-数据传输-释放连接”的连接方式。在数据传输阶段整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。
报文交换网络
分组交换网络

按传输技术分类

点到点网络：广域网大都采用点到点信道，几乎不存在介质访问控制问题。
广播室网络：采用分组存储转发和路由选择机制是点到点网络和广播室网络的主要区别之一

按传输介质分类

有线网络
无线网络

按使用者分类

公用网
专用网

5.计算机网络性能指标

速率
• 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
• Bit 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。
• 速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等
• 速率往往是指额定速率或标称速率。

带宽

“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。

常用的带宽单位是
• 千比每秒，即 kb/s （10^3 b/s）
• 兆比每秒，即 Mb/s（10^6 b/s）
• 吉比每秒，即 Gb/s（10^9 b/s）
• 太比每秒，即 Tb/s（10^12 b/s）
• 请注意：在计算机界，K = 2^10 =1024 M = 2^20, G = 2^30, T =2^40。

数字信号流随时间的变化
• 在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。