一、计算机网络在信息时代的作用
我们知道，21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化。它是一个以网络为核心的信息时代。要实现信息化就必须依靠完善的网络，因为网络可以非常迅速地传递信息。因此，网络现在成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络对社会生活的很多方面以及对社会经济的发展已经产生了不可估量的影响。
二、Internet
现有的 Internet 译名有两种，分别是 因特网 和 互联网。互联网是目前最广的、事实上的标准命名。互联网具备两个重要的特点，
- 连通性。互联网使得上网用户无论相距多远都可以便捷、经济地交换各种信息。
- 共享。指的是 资源共享。
2.1 计算机网络
计算机网络由若干结点 node 和连接这些结点的 链路 组成。结点可以是计算机、集线器、交换机或路由等。网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机通常被称为主机。
2.2 互联网基本结构发展的三个阶段
第一阶段 ARPANET
第一个阶段 是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1969年美国国防部创建的第一个分组交换网络 ARPANET 最初只是一个单个分组交换网，所有要连接在 ARPANET 上的主机都直接与就近的结点交换机相连。但到 20世纪70年代，不满足于单一的网络通信，进而 ARPA 开始研究多种网络（如分组无线电网络）互联技术。这就导致互联网络的出现。这就是现如今 互联网 的雏形。1983年 TCP/IP 成为 ARPANET 上的标准协议，使得所有使用 TCP/IP 协议的计算机都能利用互连网相互通信，因而人们把 1983年 作为互联网的诞生时间。
第二阶段 三级结构
第二阶段 的特点是建成了 三级结构的互联网。从 1985年 起，美国国家科学基金会 NSF 围绕六个大型计算机中心建设计算机网络，即 NSFNET。它是一个三级计算机网络，分为 主干网、地区网和校园网（企业网）。
第三阶段 多层次 ISP结构
第三阶段 的特点是逐渐形成了 多层次 ISP 结构的互联网。从 1993年 开始，NSFNET 逐渐被若干个商用的互联网主干网替代。因而出现了新名词: 互联网服务提供者 ISP（Internet Service Provider）。比如中国移动、中国联通、中国电信。ISP 可以从互联网管理机构申请到很多IP地址，同时拥有通信线路以及路由器等连网设备。因此，任何机构和个人只要向某个ISP交纳规定的费用，就可以从该 ISP 获取所需要IP地址的使用权，并通过该 ISP 接入到互联网。ISP 也具有分层结构，依据服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目不同分为不同层次。比如主干 ISP、地区 ISP、本地ISP。
2.3 互联网标准化工作
互联网现在由国际性组织 互联网协会（Internet Society, ISOC） 管理，以便对互联网进行全面管理以及在世界范围内促进其发展和使用。
RFC
所有的互联网标准都是以 RFC（Request For Comments） 的形式在互联网上发表的。制定互联网的正式标准需要经过以下三个阶段:
- 互联网草案（Internet Draft）。有效期只有6个月。
- 建议标准（Proposed Standard）。从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
- 互联网标准（Internet Standard）。达到正式标准后，标准标准就分配一个编号 STD xx。
三、互联网的组成
互联网的拓扑结构虽然非常复杂，可从其工作方式看，划分为两大块:
- 边缘部分。由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的。
核心部分。由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的。
3.1 边缘通信
在网络边缘的端系统之间的通信方式通常可划分为两类
客户-服务器方式。即 C/S方式。
-
C/S
互联网上最常用的，也是传统方式。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
P2P
两台主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们可以进行平等的、对等连接通信。
3.2 互联网的核心部分
网络核心部分是互联网中最复杂的部分，因为网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分上中的任何一台主机都能够向其他主机通信。
在网络核心部分起特殊作用的是 路由器，它是一种专用计算机。实现 分组交换（pakcet switching）的关键构件。分组交换
报文（message）: 要发送的整块数据称为一个报文。
分组交换 采用存储转发技术。在发送报文之前，先把较长的报文划分成为一个个更小的行长数据段。然后在每一个数据段前面加上一些由必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组（packet）。分组又称为 包，而分组的首部也可称为 包头。优点
缺点
分组在各路由器存储转发时需要排除，造成一定时延。
- 各分组必须携带的控制信息带来一定开销。
-
四、计算机在我国的发展
1980年铁道部开始进行计算机联网实验。1989年11月，我国第一个公用分组交换网CNPAC建成。20世纪80年代后期，公安、银行、军队 以及其他一些部门也相继建立了各自的专用计算机广域网。1994年4月20日我国64kbit/s专线正式连入互联网。从此，我国被国际上正式承认为接入互联网的国家。2004年2月，我国的第一个下一代互联网CNGI的主干网CERNET2试验网正式开通，并提供服务。五、计算机网络的类型
六、计算机网络的性能
七、计算机网络体系结构
在 1983年 形成的开放系统互连基本参考模式的正式文件，即著名的
ISO 7498国际标准，也就是所谓的七层协议的体系结构并未获得成功。失败原因可归纳为:OSI 的专家们缺乏实际经验，他们在完成 OSI 标准时缺乏商业驱动力。
- OSI 的协议实现起来过分复杂，而且运行效率很低。
- OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场。
- OSI 的层次划分不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。
7.1 协议与划分层次
协议 是控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合。在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约好的规则。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为 网络协议（network protocol）。网络协议简称协议。由以下三要素组成。
- 语法，即数据与管制信息的结构或格式。比如数据链路层帧格式、网络层数据包格式、运输层数据包格式、应用层数据包格式。
- 语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
同步，即事件实现顺序的详细说明。定义收发双方的时序关系（并非狭义的同频、同相，而是在一定的条件下应当发生什么事件，比如应发送一个应答信息）。
7.2 具有五层协议的体系结构
应用层 Application Layer
体系结构中的最高层。通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义应用进程间通信与交互规则。比如:
DNS
- HTTP
- SMTP
我们把应用层交互的数据单元称为 **报文（message）**。
运输层 Transportation Layer
负责向两台主机中的进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
主要使用两种协议:
- 传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）。提供面向连接、可靠的数据传输服务。传输单位是
**报文段（segment）**。 - 用户数据报协议 UDP（User Datagram protocol）。提供无连接、尽最大努力交付的数据传输服务。传输单位是
**数据报**。网络层 Network Layer
负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输产生的报文段或用户数据报封闭成分组或包进行传送。在TCP/IP协议中，网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报，简称数据报。不要将运输层的
用户数据报 UDP和 网络层的IP数据报弄混。此外，无论在哪一层传送的数据单元，都可笼统地用分组来表示。 互联网是由大量的异构（heterogeneous）网络通过路由器相互连接起来的。互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议IP（Internet Protocol）和许多路由选择协议，因此，互联网的网络层也叫网际层或IP层。
数据链路层 Data Link Layer
简称 链路层。在两个相邻结点间的链路上传送数据时，链路层 将 网络层 交下来的 IP数据报 封装成帧（framing），每一帧 包含数据和必要的 控制信息。
物理层 Physical Layer
在物理层上所传数据的单位是 比特。确定插头引脚及如何连接。PDU OSI参数模型把对等层次之间的传送的单位称为该层的协议数据单元 PDU（Protocol Data Unit）。
7.3 数据在各层之间的传递过程
7.4 实体、协议、服务和服务访问点
实体 Entity
协议 Protocol
服务 Service
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。协议 是水平的，服务 是垂直的。
服务访问点SAP Service Access Point
在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，通常称为 服务访问点。
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