第一章第一節 計算機網絡的基本概念

第一章概述了計算機網絡和因特網，這一章從整體上粗線條地勾畫出計算機網絡的概貌和全課程的框架

Outline

• 計算機網絡的具體構成描述
• 協議

Notes

## 計算機網路的具體構成描述

【計算機網絡的定義】

• 計算機網絡是 通信技術 與 計算機技術 緊密結合的產物
• 計算機網絡就是 互連的、自治的 計算機集合
  • 自治：無主從關系
  • 互連：互聯互通
• 計算機網絡就是一種特殊的通信網絡（信源和信宿都是計算機、傳輸數字化信息）

【具體構成】

• 主機：處在因特網的邊緣部分的設備都稱為 主機 或 端系統
• 通信鏈路：網絡中兩個結點之間的 物理通道 稱為 通信鏈路。
  • 端系統通過 通信鏈路
    和 分組交換機 連接到一起（將在1.2中詳細介紹）
  • 不同類型的通信鏈路有不同類型的物理媒體組成，常包括電纜、光纖和無線電頻譜
  • 不同類型的鏈路以不同的速率傳輸，鏈路傳輸速率的單位為 比特/秒(bit/s，bps)
• 交換網絡：當主機數量龐大，傳輸距離大時，引入 交換網絡 進行主機冗雜的連接
  • 交換網絡通過 交換節點（分組交換機）來實現
  • 分組交換機最著名的類型就是 路由器 和 鏈路層交換機
  • 前者常用於 網絡核心 中，後者常用於 接入網 中
  • 這兩類交換機負責進行 轉發分組 數據包
• ISP：Internet Service Provider（因特網服務提供商）
  • 端系統通過ISP接入互聯網，包括校園網、區域ISP等
  • 每個ISP是一個由多個分組交換機和多段通信鏈路組成的網絡

【從服務端看計算機網絡】

• 為網絡應用提供 為通信服務的通信基礎設施：Web、VpIP、email、網絡遊戲、電子商務、社交網絡等
• 為網絡應用提供 應用編程接口（API）：該API規定了運行在一個端系統上的軟件請求因特網基礎設施向運行在另一個端系統上的特定目的地軟件 交付數據的方式。

註意：僅用硬件網絡的鏈接不能保證數據的有序支付，因此我們需要網絡協議。

## 協議

• 定義：網絡協議（network protocol）簡稱為協議，是為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準、或約定。
• 作用：這些協議控制因特網中信息的接收和發送，具體來看，其規定了通信實體之間所交換消息的格式、意義、順序
  以及針對收到信息或發生的事件所采取的“動作”
• 因特網的TCP/IP：是傳輸控制協議和網絡協議的簡稱，它定義了電子設備如何連入因特網，以及數據如何在它們之間傳輸的標準
  • TCP/IP 不是一個協議，而是一個協議族的統稱，裏面包括了 IP 協議、ICMP 協議、TCP 協議、以及 http、ftp、pop3、https 協議等。網絡中的計算機都采用這套協議族進行互聯。
• 協議的三要素：語法(Syntax)、語義(Semantics)、時序(Timing)
  • 語法：通過信號電平定義了數據與控制信息的結構或格式
  • 語義：定義了需要發出何種控制信息、做出何種響應、以及差錯控制
  • 時序：規定了時間順序，影響速度匹配
• 協議規範了網絡中所有信息發送和接收過程，其是學習網絡的重要形式之一
• Internet協議標準在 RFC文檔 中解釋

【計算機網絡】第一章第一節 計算機網絡的基本概念