第一章 计算机网络概述

专转本，计算机专业-计算机科学与应用，第一章 第一节 计算机网络基本概念思维导图，计算机网络是利用通信设备与通信链路或者通信网络，互连位置不同、功能自治的计算机系统，并遵循一定的规则实现计算机系统之间信息交换。

第一章 计算机网络概述

• 第一节 计算机网络基本概念
  • 计算机网络定义
    • 计算机网络是利用通信设备与通信链路或者通信网络，互连位置不同、功能自治的计算机系统，并遵循一定的规则实现计算机系统之间信息交换。
    • 技术范畴来看，计算机网络是计算机技术与通信技术相互融合的产物
    • 目前最大的、应用最广泛的计算机网络就是Internet或称因特网。
    • 分组交换设备可以实现数据分组的接收与转发，是构成Internet的重要基础，存在多种形式，最典型的是路由器与交换机。
  • 协议的定义
    • 计算机网络中的实体在进行数据交换的过程中也必须遵循一些规则或者约定，这些规则或约定就是网络协议。
    • 协议约定了实体之间交换的信息类型、信息各部分的含义、信息交换顺序以及收到特点信息或出现异常时应采取的行为
    • 任何一个协议都会显示或隐式地定义3个基本要素
      • 语法（syntax)
        • 实体之间交换信息的格式与结构，或者定义实体之间传输信号的平等。
      • 语义（semantics）
        • 定义实体之间交换的信息中需要发送哪些控制信息，另外，语义还需要定义彼此采用何种差错编码，以及采取何种差错处理机制等。
      • 时序（timing)
        • 也称为同步，定义实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度。
  • 计算机网络的功能
    • 是在不同主机之间实现快速的信息交换（核心功能-资源共享）
      • 硬件资源共享
        • 一台主机可以共享使用另一台主机的硬件资源
          • 典型硬件共享的实例
            • 硬件计算资源共享
            • 存储资源共享
      • 软件资源共享
        • 网络上的主机可以远程访问、使用服务器计算机上运行的各类大型软件
          • 软件共享的典型形式（主流趋势）
            • 互联网提供软件服务，软件即服务(Softaware as a Service,SaaS）
      • 信息资源共享
        • 例如：新闻阅读（门户网站）、信息检索等
  • 计算机网络的分类（最大的计算机网络就是Intenet）
    • 按覆盖范围分类
      • 个域网(Persona l AreaNetwork ,PAN)，网络覆盖范围1~10m
      • 局域网(Local AreaNetwork ,LAN)，网络覆盖范围10m~1km
      • 城域网(Metropol itanAreaNetwork,MAN)，网络覆盖范围5~50km
      • 广域网（WideAreaNetwork ,WAN)，网络覆盖范围几十到几千千米
    • 按拓扑结构分类
      • 星形拓扑结构，多见于局域网、个域网
        • 优点
          • 易于监控与管理
        • 缺点
          • 中央结点是网络的瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于中央结点的端口数量
      • 总线型拓扑结构，早期的局域网比较多见
        • 优点
          • 结构简单，所需电缆数量少，易于扩展
        • 缺点
          • 通信范围受限，故障诊断与隔离较困难，容易产生冲突
      • 环形拓扑结构，多见于早期的局域网、园区网和城域网中
        • 优点
          • 所需电缆长度短，可以使用光纤，易于避免冲突
        • 缺点
          • 某结点的故障容易引起全网瘫痪，新结点加入或撤出过程比较麻烦，存在等待时间问题
      • 网状拓扑结构，比较多见于广域网、核心网络
        • 优点
          • 网络可靠性高，一条或者多条链路故障时，网络仍然可联通
        • 缺点
          • 网络结构复杂，造价成本高，选路协议复杂
      • 树形拓扑结构，目前，很多局域网采用这种拓扑结构
        • 优点
          • 易于扩展，故障隔离容易
        • 缺点
          • 对根结点的可靠性要求高，一但根结点故障，可能导致网络大范围无法通信
      • 混合拓扑结构，绝大数实际网络的拓扑都属于混合拓扑结构，比如Internet
        • 优点
          • 易于扩展，可以构建不同规模网络，并根据需要优选网络结构
        • 缺点
          • 网络结构复杂，管理与维护复杂
    • 按交换方式分类
      • 电路交换网络
      • 报文交换网络
      • 分组交换网络
    • 按网络用户属性分类
      • 公用网
      • 专用网（如：政府部门或企业等）
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