对计算机网络本质的理解

对计算机网络本质的理解

概要: 从网络技术的总体概括计算机网络的相关知识介绍，主要包括：计算机网络的产生与发展、计算机网络的涵义、计算机网络的特点、计算机网络的基本功能组成、计算机网络的根本目标、分组交换技术、网络功能基本机制与网络体系结构与协议。

一、计算机网络概述

(一)、计算机网络的产生与发展经历了四个阶段：

远程联机系统

计算机互连网络

标准化网络阶段

网络互连与高速网络

✧远程联机系统是指：一台中央计算机连接多台、地理

位置处于分散的终端构成的系统。最突出特点是：终

端无独立的处理能力。

✧计算机互连网络是指：计算机和计算机之间互连以数

据交换和信息传输为根本目的。

✧标准化网络阶段是指：针对众多相同或不同体系结构

的网络产品ISO提出OSI标准，实现广泛的互连。

✧网络互连和高速网络是指：以INTERNET为核心的高

速计算机互连已经构成。

（二）计算机网络的涵义：将地理位置不同、具有独立功能

的多个计算机系统通过通信设施连接起来，以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。

计算机网络系统概念的关键点是：分布的地理位置不同；互连的计算机系统具有独立的功能；通过通信设施连接；通过网络软件的控制和管理；以资源共享为核心目的。

计算机网络系统与联机分时多用户的区别：从共享和并行两个角度来看。

计算机网络系统：网络用户能够共享网络的全部资源。网络中的计算机具有独立的数据处理能力，各主计算机的运行不受其它主计算机的干扰。而联机分时多用户系统：各终端用户只共享中心计算机资源。各终端用户只是在一段时间内并行，同一时刻不可能存在两个或两个以上的用户都在运行的情况。

（三）计算机网络的特点：

✓计算机之间数据交换

✓各计算机是具有独立的功能的系统

✓网络构建周期短、见效快

✓成本低、效益高

✓用户使用简单、方便

✓易于实现分布式处理

✓系统灵活性、适应性更强

（四）计算机网络的根本目标：

✓资源共享

✓提高系统的可靠性

✓提高工作效率

✓分散数据的综合处理

✓系统负载的均衡与调节

处于不同目的，为满足具体需求建立的计算机网络，从不同角度可以将网络进行分类：

✧按距离划分：广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN。

✧按通信媒体划分：有线网、无线网。

✧按通信方式划分：点到点方式、广播方式。

✧按通信速度划分：低速网、中速网、高速网。

✧按数据交换方式划分：直接交换网、存储转发方式、

混合交换方式。

✧按通信性能划分：资源共享计算机网络、分布式计算

机网、远程通信网。

✧按使用范围划分：公用网、专用网。

✧按配置划分：同类网、单服务器网、混合网。

✧按对数据的组织方式划分：分布式数据组织网络系统、

集中式数据组织网络系统。

（五）计算机网络的基本功能组成：通信子网（实现全网分为内的信息的传递功能），资源子网（实现全网的信息处理功能）。

从网络拓扑图上看，计算机网络由网络节点和通信介质构成，网络节点又称为网络单元，是网络的各种数据处理设备、数据通信设备和数据终端设备。节点分为分转节点（中间节点）和访问节点（终端节点）。

✧通常的网络单元有：

✧线路控制器LC

✧通信控制器CC

✧通信处理机CP

✧前端处理机FEP

✧集中器C

✧接口报文处理机IMP

✧主计算机HOST

✧终端T

✧网间连接器

（六）计算机网络技术中里程碑性的技术——分组交换技术。

它是现代计算机网络的技术基础。是信息在网络中传输技术，分组是网间传输的数据信息单位。分组交换过程为：是在一个主机向另一主机发送数据时，首先将主机发出的数据划分成一个个分组，每个分组都带有关于目的地址的信息，系统根据分组中的目的地址信息，利用系统中的路径选择算法，确定分组的下一节点并将数据发往所确定的节点，最终

将报文分组发往目的主机。

分组交换的特点：

节点暂时存储的一个个分组数据，而不是整个数据文件。分组数据是暂时保存在节点的内存中，而不是被保存在节点外的外存中，从而保证了较高的交换率。

分组交换采用的是动态分配新到的策略，极大地提高了线路的利用率

分组数据在各节点存储转发时因排队而造成一定延迟、分组数据中带控制信息而产生的额外开销；管理控制复杂是缺点。

分组交换的任务：负责系统中分组数据的存储转发和选择合适的分组传输路径。

（七）网络功能基本机制网络体系结构与协议：

网络协议：为实现网络节点间的有效通信和数据控制而制定规则、约定和标准。主要解决节点间交换数据与控制信息中的规则、格式和时序。网络协议的三个要素，语法：数据与控制信息的结构或格式；语义：用于协调和进行差错处理的控制信息；时序：对事件实现顺序的说明。注意：协议只规定对象的外部特性，不对内部做具体实现规定。为了理解网络体系结构，我们可以考察邮政系统的信件的传送过程。收信方和发信方是通信的信宿和信源，信件在发送过程中实际经历的过程与收信过程是相对的，信件传递过程的每

一步都可以视为整个系统的相对独立的功能层。发信与收信方的对应层遵守相同的规则，可以理解为是一个协议。

不同角度看计算机网络结构：网络体系结构（抽象地从功能上描述网络结构）；网络组织结构（从网络的物理结构、实现的方面描述）；网络配置结构（从网络应用方面描述网络的布局、硬件、软件和通信设施）

⏹网络体系结构：

网络体系结构采用结构化思想，分为若干层，层间的关系是服务与被服务的关系，网络上的节点间对应层遵守一致的规约。分层结构的好处：

✧独立性强

✧功能简单

✧适应性强

✧易于实现和维护

✧结构可分割

✧易于交流和标准化

✧网络分层结构的组成部分：

✧系统：网络系统

✧子系统：系统内的一个个在功能上相互联系，有相对独立

的逻辑部分，一个个层次单元

✧层次：子系统中一个子部分就是一个层次

✧实体：子系统中的一个活跃单元