计算机网络（第8版）全套PPT课件pptx

时间：2025-12-12 22:45:54 来源：竞博job在线登录

  多个网络通过一些路由器相互连接起来，构成了一个覆盖范围更大的计算机网络。

  互连网：把许多网络通过一些路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机。

  1983年，TCP/IP协议成为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。

  内容提供者(ContentProvider)：在网络上向全用户提供视频等内容的公司。不向用户更好的提供互联网的转接服务。

  但并非所有的RFC文档都是网络标准。只有很少部分的RFC文档最后才能变成互联网标准。

  RFC文档按发表时间的先后编上序号（即RFCxxxx，xxxx是阿拉伯数字）。

  边缘部分：由所有连接在网络上的主机组成，由用户直接用，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

  核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务（提供连通性和交换）。

  处在互联网边缘部分的就是连接在网络上的所有的主机。这些主机又称为端系统(endsystem)。

  客户和服务器的通信关系建立后，通信可以是双向的，客户与服务器都可发送和接收数据。

  被用户调用后运行，需主动向远地服务器发起通信（请求服务）。必须知道服务器程序的地址。

  一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。不必须了解到客户程序的地址。

  对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。

  路由器是实现分组交换(packetswitching)的关键构件，其任务是转发收到的分组。

  这种一定要经过“建立连接（占用通信资源）、通话（一直占用通信资源）、释放连接（归还通信资源）”三个步骤的交换方式称为电路交换。

  计算机数据具有突发性，这导致在传送数据时，通信线路的利用率很低，真正用来传送数据的时间往往不到10%，甚至不到1%，已被用户占用的通信线路资源在绝大部分时间里都是空闲的。

  在20世纪40年代，电报通信就采用了基于存储转发原理的报文交换(messageswitching)。

  若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。

  报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。

  由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更加好的灵活性。

  1994年4月20日，我国用64kbit/s专线正式连入互联网，我国被国际上正式承认为接入互联网的国家。

  1994年5月，中国科学院高能物理研究所设立了我国的第一个万维网服务器。

  到目前为止，我国陆续建造了基于网络技术的并能够和互联网互连的多个全国范围的公用计算机网络，其中顶级规模的就是下面这五个：

  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。

  试验网以2.5~10Gbit/s的速率连接北京、上海和广州三个CERNET核心节点，并与国际下一代互联网相连接。

  1996年，张朝阳创立了中国第一家以风险投资资金建立的互联网公司—爱特信公司。两年后，爱特信公司推出“搜狐”产品，并更名为搜狐公司(Sohu)。搜狐网站(S)是中国首家大型分类查询搜索引擎。

  1997年，丁磊创立了网易公司(NetEase)，推出了中国第一家中文全文搜索引擎，开发的超大容量免费邮箱（如163和126等）。

  1999年，腾讯就推出了用在PC上的即时通信软件OICQ，后改名为QQ。

  2000年，李彦宏和徐勇创建了百度网站(B)，现在已成为全世界最大的中文搜索引擎。

  计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（例如，传送数据或视频信号）。这些可编程的硬件能够用来传送多种不一样的数据，并能支持广泛的和日渐增长的应用。

  通常为几十到几千公里。有时也称为远程网(longhaulnetwork)。是网络的核心部分。

  范围很小，大约在10米左右。有时也称为无线个人区域网WPAN(WirelessPAN)。

  若中央处理机之间的距离非常近（如仅1米甚至更小些），则一般就称之为多处理机系统，而不称它为计算机网络。

  公用网和专用网都可以传送多种业务。如传送的是计算机数据，则分别是公用计算机网络和专用计算机网络。

  实际上就是本地ISP所拥有的网络，它既不是互联网的核心部分，也不是互联网的边缘部分。

  是从某个用户端系统到本地ISP的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络。

  指的是数据的传送速率，也称为数据率(datarate)或比特率(bitrate)。

  指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。

  是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

  发送时延发生在机器内部的发送器中，与传输信道的长度（或信号传送的距离）没有一点关系。

  传播时延则发生在机器外部的传输信道媒体上，而与信号的发送速率无关。信号传送的距离越远，传播时延就越大。

  主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。

  排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于排队时延为无穷大。

  在某些情况下，一个低速率、小时延的网络很可能要优于一个高速率但大时延的网络。

  对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率，而不是比特在链路上的传播速率。

  结点A要将一个数据块通过1000km的光纤链路发送给结点B。假设忽略处理时延和排队时延。请分别计算以下情况时的总时延，并验证“数据的发送速率越高，其传送的总时延就越小”的说法是否正确。

  结点A要将一个100MB数据以100Mbit/s的速率发送给结点B，B正确收完该数据后，就立即向A发送确认。假定A只有在收到B的确认信息后，才能继续向B发送数据，且确认信息很短。计算A向B发送数据的有效数据率。

  在互联网中，往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。

  当使用卫星通信时，往返时间RTT相对较长，此时，RTT是很重要的一个性能指标。

  网络协议(networkprotocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

  网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作，并向上层提供接入和通信服务。

  网络的体系结构(NetworkArchitecture)是计算机网络的各层及其协议的集合，就是这一个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义（不涉及实现）。

  实现(implementation)是遵循这种体系结构的前提下，用何种硬件或软件完成这些功能的问题。

  提供无连接的尽最大努力(best-effort)的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性）。

  路由选择：通过一定的算法，在互联网中的每一个路由器上，生成一个用来转发分组的转发表。

  转发：每一个路由器在接收到一个分组时，要依据转发表中指明的路径把分组转发到下一个路由器。

  互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议IP(InternetProtocol)和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或IP层。

  如果需要改正出现的差错，就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使数据链路层协议复杂。

  注意：传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内，而是在物理层协议的下面。

  OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU(ProtocolDataUnit)。

  任何两个同样的层次把PDU（即数据单元加上控制信息）通过水平虚线直接传递给对方。这是所谓的“对等层”之间的通信。

  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SAP(ServiceAccessPoint)。

  例如：可以是多个SDU合成为一个PDU，也可以是一个SDU划分为几个PDU。

  现在互联网使用的TCP/IP体系结构已发生了演变，即某些应用程序能直接用IP层，或甚至直接用最下面的网络接口层。

  物理层考虑的是怎么样才可以在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。

  机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。

  三大部分：源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。

  模拟信号(analogoussignal)：代表消息的参数的取值是连续的。

  码元：在使用时间域（简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。

  双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但双方不能同时发送（当然也就不能同时接收）。

  基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，把数字信号转换为另一种形式的数字信号。把这种过程称为编码(coding)。

  带通调制：使用载波(carrier)进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号。经过载波调制后的信号称为带通信号（即仅在一段频率范围内可以通过信道）。

  曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表0，位周期中心的向下跳变代表1。但也可反过来定义。

  差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表1。

  基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。

  可供选择的相位有12种，而对于每一种相位有1或2种振幅可供选择。总共有16种组合，即16个码元。

  由于4bit编码共有16种不同的组合，因此这16个点中的每个点可对应于一种4bit的编码。数据传输率可提高4倍。

  码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，或噪声干扰越大，或传输媒体质量越差，在接收端的波形的失真就越严重。

  具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量往往不能通过信道。

  在带宽为W(Hz)的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是2W(码元/秒)。传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。

  信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比。常记为S/N，并用分贝(dB)作为度量单位。即：

  只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定能找到某种办法来实现无差错的传输。

  奈氏准则：激励工程人员不断探索更先进的编码技术，使每一个码元携带更多比特的信息量。

  香农公式：告诫工程人员，在实际有噪声的信道上，不论采用多么复杂的编码技术，都不可能突破信息传输速率的绝对极限。

  非导引型传输媒体：指自由空间。非导引型传输媒体中电磁波的传输常称为无线物理层下面的传输媒体

  把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合(twist)起来就构成了双绞线。

  FTP或U/FTP：把电缆中的每一对双绞线都加上铝箔屏蔽层。U表明对整条电缆不另增加屏蔽层

  由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层所组成。

  接收端：要有光检测器，利用光电二极管做成，在检测到光脉冲时还原出电脉冲。

  光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角。如果入射角足够大，就会出现全反射，光也就沿着光纤传输下去。

  其直径减小到只有一个光的波长（几个微米），可使光线一直向前传播，而不可能会产生多次反射。

  所有这三个波段都具有25000~30000GHz的带宽，通信容量非常大。

  现在已经很广泛地应用在计算机网络、电信网络和有线电视网络的主干网络中。

  利用无线电波在自由空间的传播可较快地实现多种通信，因此将自由空间称为“非导引型传输媒体”。

  基站发出的信号可以经过多个障碍物的数次反射，从多条路径、按不同时间等到达接收方。多条路径的信号叠加后大多数都会产生很大的失真，这是所谓的多径效应。

  如果用户在进行通信时不断改变自身的地理位置，就会引起无线信道特性的改变，因而信噪比和误码率都可能会发生变化。

  (3)与相同容量和长度的电缆载波通信比较，微波接力通信建设投资少，见效快，易于实施。

  (1)相邻站之间必须直视（常称为视距LOS(LineOfSight)），不能有障碍物，存在多径效应。

  请注意：“卫星信道的传播时延较大”并不等于“用卫星信道传送数据的时延较大”。

  低轨道卫星通信系统（卫星高度在2000公里以下）已开始使用。目前，大功率、大容量、低轨道宽带卫星已开始在空间部署，并构成了空间高速链路。

  将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。

  可让N个用户各使用一个频带，或让更多的用户轮流使用这N个频带。这种方式称为频分多址接入FDMA(FrequencyDivisionMultipleAccess)，简称为频分多址。

  可让N个用户各使用一个时隙，或让更多的用户轮流使用这N个时隙。这种方式称为时分多址接入TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)，简称为时分多址。

  STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙，因此能提高线路的利用率。

  要发送信息的数据率=bbit/s，实际发送的数据率=mbbit/s，同时，所占用频带宽度也提高到原来的m倍。

  每个站分配的码片序列：各不相同，且必须互相正交(orthogonal)。

  现代电信网业务括话音、视频、图像和各种数据业务。因此就需要一种能承载来自其他各种业务网络数据的传输网络。

  使北美、日本和欧洲这三个地区三种不同的数字传输体制在STM-1等级上获得了统一。

  非对称数字用户线ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)技术：用数字技术对现有的模拟电话用户线做改造，使它能够承载宽带业务。

  ADSL技术把0~4kHz低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

  数字用户线接入复用器DSLAM（DSLAccessMultiplexer），用户线和用户家中的一些设施。

  ADSL最大好处：可通过现有电话网中的用户线（铜线），而不要重新布线+（G.992.5）。

  ADSL并不适合于企业，因为企业往往需要用上行信道发送大量数据给许多用户。

  光纤到户FTTH(FiberToTheHome)：在光纤进入用户的家门后，才把光信号转换为电信号。

  2026年日历表(含农历、节气、最新节假日、记事本)A4打印版.xlsx

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