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王道计算机网络视频 提取码: axin

考纲

1. • 计算机网络概述
   • 计算机网络的概念、组成与功能；计算机网络的分类
   • 计算机网络的性能指标
2. • 计算机网络体系结构与参考模型
   • 计算机网络分层结构；计算机网络协议、接口、服务的概念
   • ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

复习提示

本章主要介绍计算机网络体系结构的基本概念,读者可以在理解的基础上适当地记忆。重点掌握网络的分层结构(包括5层和7层结构),尤其是ISO/OSI参考模型各层的功能及相关协议、接口和服务等概念。掌握有关网络的各种性能指标,特别是时延、带宽、速率和吞吐量等的计算。

1.1计算机网络概述

一般认为,计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。简而言之,计算机网络就是一些互连的、自治的计算机系统的集合。 在计算机网络发展的不同阶段,人们对计算机网络给出了不同的定义,这些定义反映了当时网络技术发展的水平。这些定义可分为以下三类。

1. ^广义观点

2. ^{资源共享观点}

3. ^{用户透明性观点}

1.1.2计算机网络的组成

从不同的角度,可以将计算机网络的组成分为如下几类。

1. ^{从组成部分上看}
2. ^{从工作方式上看}
3. ^{从功能组成上看}

1.1.3计算机网络的功能

主要有以下五大功能。

1. ^数据通信
2. ^资源共享
3. ^{分布式处理}
4. ^{提高可靠性}
5. ^负载均衡

1.1.4计算机网络的分类

1. 按分布范围分类^note1

   • 1)广域网(WAN)。广域网的任务是提供长距离通信,运送主机所发送的数据,其覆盖范围通常是直径为几十千米到几千千米的区域,因而有时也称远程网。广域网是因特网的核心部分。连接广域网的各结点交换机的链路一般都是高速链路,具有较大的通信容量。
   • 2)城域网(MAN)。城域网的覆盖范围可以跨越几个街区甚至整个城市,覆盖区域的直径范围是5~50km。城域网大多采用以太网技术,因此有时也常并入局域网的范围讨论。
   • 3)局域网(LAN)。局域网一般用微机或工作站通过高速线路相连,覆盖范围较小,通常是直径为几十米到几千米的区域。局域网在计算机配置的数量上没有太多的限制,少的可以只有两台,多的可达几百台。传统上,局域网使用广播技术,而广域网使用交换技术。
   • 4)个人区域网(PAN)。个人区域网是指在个人工作的地方将消费电子设备（如平板电脑、智能手机等）用无线技术连接起来的网络,也常称为无线个人区域网(WPAN),覆盖区域的直径约为10m.

2. 按传输技术分类

   • 1)^{广播式网络}
   • 2)^{点对点网络}

3. 按拓扑结构分类^{按拓扑结构分类}

   • 1)^{总线形网络}
   • 2)^星形网络
   • 3)^环形网络
   • 4)^网状网络

4. 按使用者分类

   • 1)^公用网 (Public Network)
   • 2)^专用网 (Private Network)

5. 按交换技术分类

交换技术是指各台主机之间、各通信设备之间或主机与通信设备之间为交换信息所采用的数据格式和交换装置的方式。按交换技术可将网络分为如下几种。

• 1)^{电路交换网络}
• 2)^{报文交换网络}

• 3)^{分组交换网络}

• 按传输介质分类

• 有线网络(双绞线网络、同轴电缆网络等)

• 无线网络(蓝牙、微波、无线电等)

*1.1.5计算机网络的标准化工作

^了解内容

1.1.6计算机网络的性能指标

性能指标从不同方面度量计算机网络的性能。常用的性能指标如下。

• 1)^带宽 (Bandwidth)

• 2)^时延 (Dely)

  • ^发送时延
  • ^传播时延
  • ^处理时延
  • ^排队时延 因此,数据在网络中经历的总时延就是以上4部分时延之和：
    总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
    注意：做题时,排队时延和处理时延一般可忽略不计（除非题目另有说明）。另外,对于高速链路,提高的仅是数据发送速率而非比特在链路上的传播速率。提高数据的发送速率只是为了减少数据的发送时延。

• 3）^{时延带宽积}

• 4）^往返时延（Round-TripTime,RTT）
• 5）^吞吐量（Throughput）
• 6）^速率（Speed）
• 7）^{信道利用率}

1.1.7本节习题精选

一、单项选择题

18.在下图所示的采用存储转发方式的分组交换网中,主机A向B发送两个长度为1000B的分组,路由器处理单个分组的时延为10ms(假设路由器同时最多只能处理一个分组,若在处理某个分组时有新的分组到达,则存入缓存区),忽略链路的传播时延,所有链路的数据传输速率为1Mb/s,则分组从A发送开始到B接收完为止,需要的时间至少是()。

A.34ms B.36ms C.38ms D.52ms

B

---

分组长度为1000B,所有链路的数据传输速率为1Mb/s,因此,每段链路的发送时延为 1000B÷1Mb/s=8ms,第一个分组从A到达B的时间为8+10+8=26ms,此后又经过10ms,第二个分组才到达B,所以总时间为26+10=36ms,下图是传送过程的时空图。此题还可扩展为发送更多分组的情况。

19.【2010统考真题】在下图所示的采用“存储-转发”方式的分组交换网络中,所有链路的数据传输速率为100Mb/s,分组大小为1000B,其中分组头大小为20B。若主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件,则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下,从H1发送开始到H2接收完为止,需要的时间至少是()。

A.80ms B.80.08ms C.80.16ms D.80.24ms

C

---

分组大小为1000B,分组首部大小为20B,则分组携带的数据大小为980B,文件长度为 980000B,需拆分为1000个分组,加上首部后,每个分组的大小为1000B,共需传送的数据量为 1MB。因为所有链路的数据传输速率相同,所以文件传输经过最短路径时所需的时间最少,最短路径经过2个分组交换机。
当t=1M×8/(100Mb/s)=80ms时,H1发送完最后一个比特。
当H1发送完最后一个分组时,该分组需要经过2个分组交换机的转发,在2次转发完成后,所有分组均到达H2。每次转发的时间为t0=1K×8/(100Mb/s)=0.08ms。
因此,在不考虑分组拆装时间和传播时延的情况下,当t=80ms+2t0=80.16ms时,H2接收完文件,即所需的时间至少为80.16ms。
【另解】分组交换的传输过程类似于流水线的方式,因此本题也可采用流水线的思路。在连续传输的过程中,每个存储转发设备在同一时刻发送不同的分组,这类似于不同的部件在同一时刻执行不同的指令。所有链路的数据传输速率相同,表示各流水段的时间相同,设为r,最短路径有3段链路,则传输m个分组需要的时间t=3r+(m-1)×r。也就是说,第一个分组从流水线中流出所需的时间为3r,当第一个分组从流水线中流出后,每隔时间r就从流水线中流出一个分组。求得r=0.08ms,因此t=3r+(m-1)×r=3×0.08+(1000-1)×0.08=80.16ms。

20.【2013统考真题】主机甲通过一个路由器（存储转发方式）与主机乙互连,两段链路的数据传输速率均为10M/s,主机甲分别采用报文交换和分组大小为10kb的分组交换向主机乙发送一个大小为8Mb(1M=10⁶)的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间,则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为()。

A.800ms、1600ms B.801ms、1600ms C.1600ms、800ms D.1600ms、801ms

D

---

传输图为：甲一路由器一乙。 在题中没有明确说明的情况下,不考虑排队时延和处理时延,只考虑发送时延和传播时延,本题中忽略传播时延,因此只针对报文交换和分组交换计算发送时延。
计算报文交换的发送时延。报文交换直接传输信息,其发送时延是每个结点转发报文的时间。而对于每个结点,均有发送时延T=8Mb÷10Mb/s=0.8s,因为数据从甲发出,又被路由器转发1次,因此共有2个发送时延,所以总发送时延为1.6s,即报文交换的总时延为1.6s。
计算分组交换的发送时延。简单画出前3个分组的发送时间示意图,如下所示。

时刻0：甲开始发送分组1。时刻：路由器开始发送分组1,甲开始发送分组2。时刻2：分组1到达,路由器开始发送分组2,甲开始发送分组3...可以看出,分组1到达乙所需的时间为2r,当分组1到达后,每隔时间r就有一个分组到达。参考2010年真题的流水线思路,甲和乙通过一个路由器相连,也就是2个流水段,两段链路的数据传输速率相同,表示流水段的时间相同,即r=10kb÷10Mb/s=1ms,则传输m个分组所需的时间t=2r+(m-1)×r,因为忽略分组头开销,分组数m=8Mb÷10kb=800,所以得出总发送时延t=2+(800-1)x1=801ms。

二、综合应用题

1.2计算机网络体系结构与参考模型

1.2.1计算机网络分层结构

计算机网络的体系结构通常都具有可分层的特性,它将复杂的大系统分成若干较容易实现的层次。^{分层的基本原则}。

在计算机网络体系结构的各个层次中,每个报文都分为两部分：一是数据部分,即^SDU (服务数据单元):二 是控制信息部分,即^PCI (协议控制信息),它们共同组成^PDU (协议数据单元).

在各层间传输数据时,把从第n+1层收到的PDU作为第n层的SDU,加上第n层的PCI,就变成了第n层的PDU,交给第n-1层后作为SDU发送,接收方接收时做相反的处理,因此可知三者的关系为n-SDU+n-PCI=n-PDU=(n-1)-SDU.

层次结构的含义

1. 第n层的实体不仅要使用第n-1层的服务来实现自身定义的功能,还要向第n+1层提供本层的服务,该服务是第”层及其下面各层提供的服务总和。
2. 最低层只提供服务,是整个层次结构的基础；中间各层既是下一层的服务使用者,又是上一层的服务提供者：最高层面向用户提供服务
3. 上一层只能通过相邻层间的接口使用下一层的服务,而不能调用其他层的服务；下一层所提供服务的实现细节对上一层透明。
4. 两台主机通信时,对等层在逻辑上有一条直接信道,表现为不经过下层就把信息传送到对方。

1.2.2 计算机网络协议、接口、服务的概念

1. ^协议
2. ^接口
3. ^服务

1.2.3 ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

OSI参考模型

TCP/IP模型

• 网络接口层的功能类似于OSI参考模型的物理层和数据链路层。它表示与物理网络的接口,但实际上TCP/IP本身并未真正描述这一部分,只是指出主机必须使用某种协议与网络连接,以便在其上传输P分组。具体的物理网络既可是各种类型的局域网,如以太网、令牌环网、令牌总线网等,又可是诸如电话网、SDH、X25、帧中继和ATM等公共数据网络。网络接口层的作用是从主机或结点接收P分组,并将它们发送到指定的物理网络上。
• 网际层（主机-主机）是TCP/IP体系结构的关键部分,功能上它与OSI参考模型的网络层非常相似。网际层将分组发往任何网络,并为其独立地选择合适的路由,但不保证各个分组有序地到达,各个分组的有序和可靠交付由高层负责。网际层定义了标准的分组格式和协议,即P。当前采用的P是第4版,即IPv4,它的下一版本是IPv6。
• 传输层（应用-应用或进程-进程）的功能同样与OSI参考模型中的传输层类似,即使得发送端和目的端主机上的对等实体进行会话。传输层主要使用以下两种协议：
  • 1)传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)。它是面向连接的,传输数据之前必须先建立连接,能够提供可靠的交付。数据传输的单位是报文段。
  • 2)用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)。它是无连接的,不保证提供可靠的交付,只能提供“尽最大努力交付”。数据传输的单位是用户数据报。
• 应用层（用户-用户）包含所有的高层协议,如虚拟终端协议(Telnet)、文件传输协议(FTP)、域名解析服务(DNS)、电子邮件协议(SMTP)和超文本传输协议(HTTP)。

TCP/IP模型与OSI参考模型的比较

TCP/IP模型与OSI参考模型相似之处

• 首先,二者都采取分层的体系结构,且分层的功能也大体相似。
• 其次,二者都是基于独立的协议栈的概念。
• 最后,二者都可解决异构网络的互连,实现不同厂家生产的计算机之间的通信。

TCP/IP模型与OSI参考模型差别

• 第一,OSI参考模型的最大贡献是精确定义了三个主要概念：服务、协议和接口,这与现代的面向对象程序设计思想非常吻合。而TCP/IP模型在这三个概念上没有明确区分。
• 第二,OSI参考模型是7层模型,而TCP/IP模型是4层结构。TCP/IP模型将OSI参考模型的表示层和会话层的功能合并到了应用层,还将数据链路层和物理层合并为网络接口层。
• 第三,OSI参考模型先有模型,后有协议规范,通用性良好,适合描述各种网络。TCP/IP模型正好相反,即先有协议栈,后建立模型,因此不适合任何其他的非TCP/IP网络。
• 第四,OSI参考模型在网络层支持无连接和面向连接的通信,但在传输层仅有面向连接的通信。而TCP/IP模型认为可靠性是端到端的问题,因此它在网际层仅有一种无连接的通信模式,但传输层支持无连接和面向连接两种模式。这个不同点常常作为考查点。

5层协议体系结构

应用层DNS报文逐层封装的关系(2021)

最后简单介绍使用协议栈进行通信的数据传输过程。每个协议栈的顶端都是一个面向用户的接口,下面各层是为通信服务的协议。用户传输的数据通常是用户能够理解的自然语言,通过应用层将自然语言转化为用于通信的通信数据。通信数据到达传输层,作为传输层的数据部分（传输层SDU),加上传输层的控制信息（传输层PCI),组成传输层的PDU;下放到网络层后,就成为网络层的SDU,加上网络层的PCI,又组成了网络层的PDU;下放到数据链路层…就这样层层下放,层层包裹,最后形成的数据包通过通信线路传输,到达接收方结点协议栈,接收方逆向逐层地拆开“包裹”,然后将收到的数据提交给用户,如图1.16所示。

1.2.4本节习题精选

单项选择题

10.下图描述的网络协议要素是（）。

I.语法
Ⅱ.语义
Ⅲ.时序（同步）

A.仅I B.仅Ⅱ C.仅Ⅲ D.I、Ⅱ和IⅢ

A

---

网络协议三要素中的语法定义所交换信息的格式,所以PV4首部格式体现了语法的要素。

37.【2020统考真题】下图描述的协议要素是()。

I.语法
Ⅱ.语义
Ⅲ.时序

A.仅I B.仅Ⅱ C.仅Ⅲ D.I、Ⅱ和Ⅲ

C

---

协议由语法、语义和时序（又称同步）三部分组成。语法规定了通信双方彼此“如何讲”,即规定了传输数据的格式。语义规定了通信双方彼此“讲什么”,即规定了所要完成的功能,如通信双方要发出什么控制信息、执行的动作和返回的应答。时序规定了信息交流的次序。由图可知发送方与接收方依次交换信息,体现了协议三要素中的时序要素。

1.3本章小结及疑难点

1. 互联网使用的IP协议是无连接的,因此其传输是不可靠的。这样容易使人们感到互联网很不可靠。为什么当初不把互联网的传输设计为可靠的呢？ 传统电信网的主要用途是电话通信,且普通电话机不是智能的,因此电信公司必须花费巨大的代价将电信网设计得非常可靠,以保证用户的通信质量。
   数据的传送显然必须可靠。当初设计ARPAnet时,很重要的讨论内容之一是“谁应当负责数据传输的可靠性？”一种意见是主张像电信网那样,由通信网络负责数据传输的可靠性(因为电信网的发展史及技术水平已经证明,人们可将网络设计得相当可靠)。另一种意见则主张由用户主机负责数据传输的可靠性,理由是这样可使计算机网络便宜、灵活。
   计算机网络的先驱认为,计算机网络和电信网的一个重大区别是终端设备的性能差别很大。于是,他们采用了“端到端的可靠传输”策略,即在传输层使用面向连接的TCP协议,这样既能使网络部分价格便宜且灵活可靠,又能保证端到端的可靠传输。
   

2. 端到端通信和点到点通信有什么区别？ 本质上说,由物理层、数据链路层和网络层组成的通信子网为网络环境中的主机提供点到点的服务,而传输层为网络中的主机提供端到端的通信。
   直接相连的结点之间的通信称为点到点通信,它只提供一台机器到另一台机器之间的通信,不涉及程序或进程的概念。同时,点到点通信并不能保证数据传输的可靠性,也不能说明源主机与目的主机之间是哪两个进程正在通信,这些工作都由传输层来完成。
   端到端通信建立在点到点通信的基础上,由一段段点到点通信信道构成,以完成应用程序（进程)之间的通信。“端”是指用户程序的端口,端口号标识了应用层中的不同进程。
   

3. 如何理解传输速率和传播速率？ 传输速率是指主机或路由器在数字信道上发送数据的速率,也称传输率、数据率或比特率,单位是比特/秒(b/s),或千比特/秒(kb/s)、兆比特/秒(Mb/s)、吉比特/秒(Gb/s)等。
   传播速率是指电磁波在信道中传播的速率,单位是米/秒(/s)或千米/秒(km/s)。
   在图1.17中,假定链路的传播速率为2×108ms,这相当于电磁波在该介质中1μs可向前传播200m。若链路带宽为1Mb/s,则主机在1μs内可向链路发送1比特的数据。当t=0时,开始向链路发送数据：当t=1μs时,信号传播到200m处,注入链路1比特：当t=2μs时,信号传播到400m处,注入链路共2比特：当t=3μs时,信号传播到600m处,注入链路共3比特。
   从图1.17可以看出,在一段时间内链路中有多少比特取决于带宽（或传输速率）,而1比特“跑”了多远取决于传播速率。

脚注分割线

^服务. 服务是指下层为紧邻的上层提供的功能调用,它是垂直的。对等实体在协议的控制下,使得本层能为上一层提供服务,但要实现本层协议还需要使用下一层所提供的服务。上层使用下层所提供的服务时必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI参考模型中称为服务原语。OSI参考模型将原语划分为4类：
l)请求(Request).。由服务用户发往服务提供者,请求完成某项工作。
2)指示(Indication)。由服务提供者发往服务用户,指示用户做某件事情。
3)响应(Response)。由服务用户发往服务提供者,作为对指示的响应。
4)证实(Confirmation)。由服务提供者发往服务用户,作为对请求的证实。
这4类原语用于不同的功能,如建立连接、传输数据和断开连接等。有应答服务包括全部4类原语,而无应答服务则只有请求和指示两类原语。
4类原语关系如图1.6所示
↩

^接口. 接口是同一结点内相邻两层间交换信息的连接点,是一个系统内部的规定。每层只能为紧邻的层次之间定义接口,不能跨层定义接口。在典型的接口上,同一结点相邻两层的实体通过服务访问点(Service Access Point,SAP)进行交互。服务是通过SAP提供给上层使用的,第n层的SAP就是第n+1层可以访问第n层服务的地方。每个SAP都有一个能够标识它的地址。SAP是一个抽象的概念,它实际上是一个逻辑接口（类似于邮政信箱）,但和通常所说的两个设备之间的硬件接口是很不一样的。 ↩

^协议. 协议,就是规则的集合。在网络中要做到有条不紊地交换数据,就必须遵循一些事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式及有关的同步问题。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),它是控制两个（或多个）对等实体进行通信的规则的集合,是水平的。不对等实体之间是没有协议的,比如用TCP/IP协议栈通信的两个结点,结点A的传输层和结点B的传输层之间存在协议,但结点A的传输层和结点B的网络层之间不存在协议。网络协议也简称为协议。协议由语法、语义和同步三部分组成。语法规定了传输数据的格式；语义规定了所要完成的功能,即需要发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种应答；同步规定了执行各种操作的条件、时序关系等,即事件实现顺序的详细说明。一个完整的协议通常应具有线路管理（建立、释放连接）、差错控制、数据转换等功能。 ↩

^PDU. 对等层次之间传送的数据单位称为该层的PDU。第n层的协议数据单元记为n-PDU。在实际的网络中,每层的协议数据单元都有一个通俗的名称,如物理层的PDU称为比特,数据链路层的PDU称为顿,网络层的PDU称为分组,传输层的PDU称为报文段。 ↩

^PCI. 控制协议操作的信息。第n层的协议控制信息记为n-PCI ↩

^SDU. 为完成用户所要求的功能而应传送的数据。第n层的服务数据单元记为n-SDU ↩

^{分层的基本原则}. 1)每层都实现一种相对独立的功能,降低大系统的复杂度。
2)各层之间界面自然清晰,易于理解,相互交流尽可能少。
3)各层功能的精确定义独立于具体的实现方法,可以采用最合适的技术来实现。
4)保持下层对上层的独立性,上层单向使用下层提供的服务。
5)整个分层结构应能促进标准化工作。
↩

^{信道利用率}. 指出某一信道有百分之多少的时间是有数据通过的,即信道利用率=有数据通过时间/(有+无)数据通过时间。 ↩

^速率. 网络中的速率是指连接到计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,也称数据传输速率、数据率或比特率,单位为b/s（比特/秒)（或bit/s,有时也写为bps）。数据率较高时,可用kb/s（k=103)、Mb/s（M=10°）或Gb/s（G10°）表示。在计算机网络中,通常把最高数据传输速率称为带宽。 ↩

^吞吐量. 指单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量受网络带宽或网络额定速率的限制。 ↩

^往返时延. 指从发送端发出一个短分组,到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认）,总共经历的时延。在互联网中,往返时延还包括各中间结点的处理时延、排队时延及转发数据时的发送时延。 ↩

^{时延带宽积}. 指发送端发送的第一个比特即将到达终点时,发送端已经发出了多少个比特,因此又称以比特为单位的链路长度,即时延带宽积=传播时延×信道带宽。
如图1.4所示,考虑一个代表链路的圆柱形管道,其长度表示链路的传播时延,横截面积表示链路带宽,则时延带宽积表示该管道可以容纳的比特数量。
↩

^排队时延. 分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。路由器确定转发端口后,还要在输出队列中排队等待转发,这就产生了排队时延。 ↩

^处理时延. 数据在交换结点为存储转发而进行的一些必要的处理所花费的时间。例如,分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找适当的路由等。 ↩

^传播时延. 电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间,即一个比特从链路的一端传播到另一端所需的时间。计算公式为
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率 ↩

^发送时延. 结点将分组的所有比特推向（传输）链路所需的时间,即从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间,因此也称传输时延。计算公式为
发送时延=分组长度/信道宽度 ↩

^时延. 指数据（一个报文或分组）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的总时间,它由4部分构成：发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。 ↩

^带宽. 本来表示通信线路允许通过的信号频带范围,单位是赫兹(Hz)。而在计算机网络中,带宽表示网络的通信线路所能传送数据的能力,是数字信道所能传送的“最高数据传输速率”的同义语,单位是比特/秒(b/s). ↩

^了解内容. 计算机网络的标准化对计算机网络的发展和推广起到了极为重要的作用。
因特网的所有标准都以RFC(Request For Comments)的形式在因特网上发布,但并非每个RFC都是因特网标准,RFC要上升为因特网的正式标准需经过以下4个阶段。
1)因特网草素(Internet Draft)。这个阶段还不是RFC文档。
2)建议标准(Proposed Standard)。从这个阶段开始就成为RFC文档。
3)草案标准(Draft Standard).
4)因特网标准(Internet Standard).
此外,还有试验的RFC和提供信息的RFC。各种RFC之间的关系如图1.3所示。
在国际上,负责制定、实施相关网络标准的标准化组织众多,主要有如下几个：
■ 国际标准化组织(ISO)。其制定的主要网络标准或规范有OSI参考模型、HDLC等。
■ 国际电信联盟(ITU)。其前身为国际电话电报咨询委员会(CCTT),其下属机构ITU-T制定了大量有关远程通信的标准。
■ 国际电气电子工程师协会(EEE)。世界上最大的专业技术团体,由计算机和工程学专业人士组成。EEE在通信领域最著名的研究成果是802标准。 ↩

^{分组交换网络}. 也称包交换网络。其原理是,将数据分成较短的固定长度的数据块,在每个数据块中加上目的地址、源地址等辅助信息组成分组（包）,以存储-转发方式传输。其主要特点是单个分组（它只是整个报文的一部分）传送到相邻结点,存储后查找转发表,转发到下一个结点。除具备报文交换网络的优点外,分组交换网络还具有自身的优点：缓冲易于管理；包的平均时延更小,网络占用的平均缓冲区更少；更易于标准化；更适合应用。现在的主流网络基本上都可视为分组交换网络。 ↩

^{报文交换网络}. 用户数据加上源地址、目的地址、校验码等辅助信息,然后封装成报文。整个报文传送到相邻结点,全部存储后,再转发给下一个结点,重复这一过程直到到达目的结点。每个报文可以单独选择到达目的结点的路径。
报文交换网络也称存储-转发网络,主要特点是整个报文先传送到相邻结点,全部存储后查找转发表,转发到下一个结点。优点是可以较为充分地利用线路容量,可以实现不同链路之间不同数据传输速率的转换,可以实现格式转换,可以实现一对多、多对一的访问,可以实现差错控制。缺点是增大了资源开销（如辅助信息导致处理时间和存储资源的开销）,增加了缓冲时延,需要额外的控制机制来保证多个报文的顺序不乱序,缓冲区难以管理(因为报文的大小不确定,接收方在接收到报文之前不能预知报文的大小)。 ↩

^{电路交换网络}. 在源结点和目的结点之间建立一条专用的通路用于传送数据,包括建立连接、传输数据和断开连接三个阶段。最典型的电路交换网是传统电话网络。该类网络的主要特点是整个报文的比特流连续地从源点直达终点,好像是在一条管道中传送。优点是数据直接传送、时延小。缺点是线路利用率低、不能充分利用线路容量、不便于进行差错控制。 ↩

^专用网. 指某个部门为满足本单位特殊业务的需要而建造的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如铁路、电力、军队等部门的专用网。 ↩

^公用网. 指电信公司出资建造的大型网络。“公用”的意思是指所有愿意按电信公司的规定交纳费用的人都可以使用这种网络,因此也称公众网。 ↩

^网状网络. 一般情况下,每个结点至少有两条路径与其他结点相连,多用在广域网中。其有规则型和非规则型两种。其优点是可靠性高,缺点是控制复杂、线路成本高。 ↩

^环形网络. 所有计算机接口设备连接成一个环。环形网络最典型的例子是令牌环局域网。环可以是单环,也可以是双环,环中信号是单向传输的。 ↩

^星形网络. 每个终端或计算机都以单独的线路与中央设备相连。中央设备早期是计算机,现在一般是交换机或路由器。星形网络便于集中控制和管理,因为端用户之间的通信必须经过中央设备。缺点是成本高、中央设备对故障敏感。 ↩

^{总线形网络}. 用单根传输线把计算机连接起来。总线形网络的优点是建网容易、增/减结点方便、节省线路。缺点是重负载时通信效率不高、总线任意一处对故障敏感。 ↩

^{按拓扑结构分类}. 网络拓扑结构是指由网中结点(路由器、主机等)与通信线路（网线）之间的几何关系（如总线形、环形）表示的网络结构,主要指通信子网的拓扑结构。
按网络的拓扑结构,主要分为总线形、星形、环形和网状网络等,如图1.2所示。星形、总线形和环形网络多用于局域网,网状网络多用于广域网。 ↩

^{点对点网络}. 每条物理线路连接一对计算机。若通信的两台主机之间没有直接连接的线路,则它们之间的分组传输就要通过中间结点进行接收、存储和转发,直至目的结点。是否采用分组存储转发与路由选择机制是点对点式网络与广播式网络的重要区别,广域网基本都属于点对点网络。 ↩

^{广播式网络}. 所有联网计算机都共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时,所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。接收到该分组的计算机将通过检查目的地址来决定是否接收该分组。
局域网基本上都采用广播式通信技术,广域网中的无线、卫星通信网络也采用广播式通信技术。 ↩

^note1. 注意：若中央处理器之间的距离非常近(如仅1m的数量级或甚至更小),则一般称为多处理器系统,而不称为计算机网络。 ↩

^负载均衡. 将工作任务均衡地分配给计算机网络中的各台计算机。除以上几大主要功能外,计算机网络还可以实现电子化办公与服务、远程教育、娱乐等功能,满足了社会的需求,方便了人们学习、工作和生活,具有巨大的经济效益。 ↩

^{提高可靠性}. 计算机网络中的各台计算机可以通过网络互为替代机。 ↩

^{分布式处理}. 当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时,可以将其处理的某个复杂任务分配给网络中的其他计算机系统,从而利用空闲计算机资源以提高整个系统的利用率。 ↩

^资源共享. 资源共享可以是软件共享、数据共享,也可以是硬件共享。它使计算机网络中的资源互通有无、分工协作,从而极大地提高硬件资源、软件资源和数据资源的利用率。 ↩

^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各种信息的传输,并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。例如,文件传输、电子邮件等应用,离开了计算机网络将无法实现。 ↩

^{从功能组成上看}. 计算机网络由通信子网和资源子网组成。通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成,它使网络具有数据传输、交换、控制和存储的能力,实现联网计算机之间的数据通信。资源子网是实现资源共享功能的设备及其软件的集合,向网络用户提供共享其他计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源的服务。 ↩

^{从工作方式上看}. 计算机网络(这里主要指Internet,即因特网)可分为边缘部分和核心部分。边缘部分由所有连接到因特网上、供用户直接使用的主机组成,用来进行通信(如传输数据、音频或视频)和资源共享；核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成,它为边缘部分提供连通性和交换服务 ↩

^{从组成部分上看}. 一个完整的计算机网络主要由硬件、软件、协议三大部分组成,缺一不可。硬件主要由主机（也称端系统）、通信链路(如双绞线、光纤)、交换设备(如路由器、交换机等)和通信处理机（如网卡）等组成。软件主要包括各种实现资源共享的软件和方便用户使用的各种工具软件(如网络操作系统、邮件收发程序、FTP程序、聊天程序等)。软件部分多属于应用层。协议是计算机网络的核心,如同交通规则制约汽车驾驶一样,协议规定了网络传输数据时所遵循的规范。 ↩

^{用户透明性观点}. 存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统,它能够调用用户所需要的资源,而整个网络就像一个大的计算机系统一样对用户是透明的。用户使用网络就像使用一台单一的超级计算机,无须了解网络的存在、资源的位置信息。用户透明性观点的定义描述了一个分布式系统,它是网络未来发展追求的目标。 ↩

^{资源共享观点}. 计算机网络是“以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合”。该定义包含三层含义：①目的一一资源共享：②组成单元一分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”；③网络中的计算机必须遵循的统一规则一网络协议。该定义符合目前计算机网络的基本特征。 ↩

^广义观点. 只要是能实现远程信息处理的系统或能进一步达到资源共享的系统,都是计算机网络。广义的观点定义了一个计算机通信网络,它在物理结构上具有计算机网络的雏形,但资源共享能力弱,是计算机网络发展的低级阶段。 ↩