1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用

21世紀(jì)是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代（“三網(wǎng)融合”），它具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化的特點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)信息化就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。
三大類網(wǎng)絡(luò)：
1.電信網(wǎng)絡(luò)：向用戶提供電話、電報(bào)及傳真等服務(wù)；
2.有線電視網(wǎng)絡(luò)：向用戶傳送各種電視節(jié)目；
3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：使用戶能夠在計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)文件。
*這三種網(wǎng)絡(luò)在信息化過程中都起到很重要的作用，但其中發(fā)展最快并起到核心作用的則是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都逐漸融入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
Internet（因特網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)）是由數(shù)量極大的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連起來的。

互聯(lián)網(wǎng)之所以能夠給用戶提供許多服務(wù)是因?yàn)樗哂幸韵聝蓚€(gè)特點(diǎn)：

互聯(lián)網(wǎng)+:指“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”；利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)
特點(diǎn)：把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中，從而大大提高了實(shí)體經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。
互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)面影響：
1.利用互聯(lián)網(wǎng)傳播計(jì)算機(jī)病毒；
2.利用互聯(lián)網(wǎng)竊取國(guó)家機(jī)密和盜竊銀行或儲(chǔ)戶的錢財(cái)；
3.網(wǎng)上欺詐；
4.在網(wǎng)上肆意散布謠言、不良信息和播放不健康的視頻節(jié)目；
5.青少年棄學(xué)而沉溺于網(wǎng)絡(luò)游戲等
因此，必須加強(qiáng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的管理

2.互聯(lián)網(wǎng)概述

2.1網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)（network of networks）

互聯(lián)網(wǎng)（Internet）起源于美國(guó)，現(xiàn)已發(fā)展成為世界上最大的、覆蓋全球的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱為網(wǎng)絡(luò)）由若干個(gè)結(jié)點(diǎn)（node）和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路（link）組成；
互聯(lián)網(wǎng)（internetwork或Internet）可以通過路由器把網(wǎng)絡(luò)互連起來，這就構(gòu)成了一個(gè)覆蓋范圍更大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，稱之為互連網(wǎng)。

2.2互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個(gè)階段

互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者ISP:Internet Service Provider
互聯(lián)網(wǎng)交換點(diǎn)IXP:Internet eXchange Point
萬維網(wǎng)WWW:World Wide Web

三級(jí)結(jié)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)示意圖

基于ISP的多層結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)的概念示意圖

*2.3互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)互聯(lián)網(wǎng)起到重要的作用：

3.互聯(lián)網(wǎng)的組成

從互聯(lián)網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為兩大塊：
邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。
核心部分：由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）

3.1邊緣部分

處在互聯(lián)網(wǎng)邊緣的部分就是連接在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的主機(jī)，這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng)（end system）。
端系統(tǒng)在功能上可能有很大的差別，小的端系統(tǒng)可以是一臺(tái)普通的個(gè)人電腦，具有上網(wǎng)功能的智能手機(jī)，也可以是一個(gè)很小的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。大的端系統(tǒng)可以是一臺(tái)非常昂貴的大象計(jì)算機(jī)。
“ 主機(jī)A和主機(jī)B進(jìn)行通信 ”實(shí)際上是指：“ 運(yùn)行在主機(jī)A上的某個(gè)程序和運(yùn)行在主機(jī)B上的另一個(gè)程序進(jìn)行通信。 ”即“ 主機(jī)A的某個(gè)進(jìn)程和主機(jī)B上的另一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信 ”簡(jiǎn)稱為“ 計(jì)算機(jī)之間通信 ”。
端系統(tǒng)之間的通信方式有兩種：

客戶-服務(wù)器方式（C/S方式）	對(duì)等方式（P2P方式）
客戶（client）和服務(wù)器（server）都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用程序。客戶-服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)的請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。服務(wù)請(qǐng)求方和服務(wù)提供方都要使用網(wǎng)絡(luò)核心部分所提供的服務(wù)。	指兩個(gè)主機(jī)在通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是請(qǐng)求服務(wù)方還是服務(wù)提供方。只要兩個(gè)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件，它們就可以進(jìn)行平等的、對(duì)等的連接通信。雙方都可以下載對(duì)方已經(jīng)存儲(chǔ)在硬盤中的共享文檔。

3.2核心部分

網(wǎng)絡(luò)核心部分是互聯(lián)網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信。
在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器（router）
路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換（packet switching）的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能
電路交換、報(bào)文交換、分組交換的異同：
電路交換——整個(gè)報(bào)文的比特流連續(xù)地從源點(diǎn)直達(dá)終點(diǎn)，好像是在一個(gè)管道中傳送；
報(bào)文交換——整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，全部存儲(chǔ)下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)達(dá)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)；
分組交換——單個(gè)分組（這是整個(gè)報(bào)文的一部分）傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。

*4.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)地發(fā)展

-1980年，鐵道部開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。
-1989年11月，我國(guó)第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。
-1994年4月20日，我國(guó)用64kbit/s專線正式連入互聯(lián)網(wǎng)，我國(guó)被國(guó)際上正式承認(rèn)為接入互聯(lián)網(wǎng)地國(guó)家。
-1994年5月，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所設(shè)立了我國(guó)第一個(gè)萬維網(wǎng)服務(wù)器。
-1994年9月中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET正式啟動(dòng)。
我國(guó)目前規(guī)模最大地五個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：
中國(guó)電信互聯(lián)網(wǎng)CHINANET
中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET
中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET
中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET
中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET

5.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)地類別

5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的精確定義并未統(tǒng)一
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是有一些通用的、可編程的硬件互連而成的。
（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所連接的硬件，并不限于一般的計(jì)算機(jī)，而是包括了智能手機(jī)。
（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并非專門用來傳送數(shù)據(jù)，而是能夠支持很多的應(yīng)用（包括今后可能出現(xiàn)的各種應(yīng)用）。

5.2幾種不同類別的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1.按照網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類
廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Network）：作用范圍通常為幾十到幾千公里。
城域網(wǎng)MAN（Metropolitan Area Network）：作用距離約為5~50公里。
局域網(wǎng)LAN（Local Area Network）：局限在較小的范圍（如一公里左右）。
個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN（Personal Area Network）：范圍很小，大約在10米左右。
2.按照網(wǎng)絡(luò)使用者進(jìn)行分類
公用網(wǎng)（public network）
按規(guī)定繳納費(fèi)用的人都可以使用的網(wǎng)絡(luò)。因此也可稱為公眾網(wǎng)。
專用網(wǎng)（private network）
為特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)。
3.用來把用戶接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)
接入網(wǎng)AN（Access Network），它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。接入網(wǎng)是一類比較特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，用于將用戶接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)本身既不屬于互聯(lián)網(wǎng)核心部分，也不屬于互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分。
接入網(wǎng)是從某個(gè)用戶端系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)中的第一個(gè)路由器（也稱為邊緣路由器）之間的一種網(wǎng)絡(luò)

6.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能

6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

1.速率
比特（bit）是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。比特來源于Binary digit，意思是一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的1或0。
速率是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)，指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，它也稱為數(shù)據(jù)率或比特率。
速率的單位是bit/s或kbit/s\Mbit/s\Gbit/s等。
速率往往是指額定速率或標(biāo)稱速率，非實(shí)際運(yùn)行速率
2.帶寬
兩種不同意義：
”帶寬（bandwidth）“本來是指信號(hào)具有的頻帶寬度，其單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）；
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力。表示在單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的某信道所能通過的”最高數(shù)據(jù)率“。單位是bit/s。
3.吞吐量
表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。
吞吐量更經(jīng)常地使用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量。以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。
吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限定
4.時(shí)延
之?dāng)?shù)據(jù)（一個(gè)報(bào)文，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。
（1）發(fā)送時(shí)延
也稱傳輸時(shí)延；發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)幀從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。

6.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特性

1.費(fèi)用
2.質(zhì)量
3.標(biāo)準(zhǔn)化
4.可靠性
5.可擴(kuò)展性和可升級(jí)性
6.易于管理和維護(hù)

7.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種”協(xié)調(diào)“是相當(dāng)復(fù)雜的。
"分層"可將龐大而復(fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。

7.2協(xié)議與劃分層次

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則；這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題（同步含有時(shí)序的意思）。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（network protocol），簡(jiǎn)稱為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個(gè)組成要素：
語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式
語義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)
同步：事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明
協(xié)議劃分層次的好處與缺點(diǎn)：
好處：
-各層之間是獨(dú)立的。
-靈活性好
-結(jié)構(gòu)上可分割開
-易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)
-能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作
缺點(diǎn)：
-降低效率
-有些功能會(huì)在不同的層次中重復(fù)出現(xiàn)，因此產(chǎn)生了額外開銷
各層完成的主要功能：
1.差錯(cuò)控制；2.流量控制；3.分段和重裝；4.復(fù)用和分用；5.連接建立和釋放。

7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

7.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)

實(shí)體（entity）表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程
協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。（在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)）
協(xié)議和服務(wù)：
-協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)
-本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議
-協(xié)議是“水平的”
-服務(wù)是“垂直的”
上層使用服務(wù)原語獲得下層所提供的服務(wù)
服務(wù)訪問點(diǎn)同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，SAP（Service Access Point）

7.5TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第七版）