计算机网络的发展简史
互联网的发展历史
- 第一阶段：单个网络ARPANET
- 第二阶段：三层结构互联网（图1）
- 第三阶段：多层次ISP互联网（图2）
计算机网络的层次结构
层次结构设计的基本原则
需要解决的问题
（图3）
- 解决方法：分层实现不同的功能
层次结构设计的例子
- 网络应用数据（视频、文件、游戏）
- 数据可靠通信（数据错误、重复）
- 物理网络接入（光电等物理特性）
基本原则
- 各层之间是相互独立的
- 每一层要有足够的灵活性
- 各层之间完全解耦
计算网络的层次结构
OSI七层模型
（图osi）
- OSI最终没有被市场所接受，最终并没有成为广泛使用的标准
- OSI专家缺乏实际经验，一些功能在多层中重复出现
- OSI标准制定周期过长，按OSI标准生产的设备无法及时进入市场
TCP/IP四层模型
（图tcp）
现代互联网的网络拓扑
边缘部分
（图家庭）
（图企业）
核心部分
- 各个ISP的互相连接
从用户角度看计算机网络
- 客户-服务器（C/S）模式
- 对等连接（P2P）模式
计算机网络的性能指标
- 速率单位：bps=bit/s
时延
- 发送时延：本地发出去所需要的时间
- 传播时延：数据在线路中移动的速率
- 排队时延：数据包在网络设备中等待被处理的时间
- 处理时延：数据包到达设备或者目的机器被处理所需要的时间
往返时间RTT
- RTT是评估网络质量的一项重要指标
- RTT表示的是数据报文在端到端通信中的来回一次的时间
物理层概述
物理层作用
- 连接不同的物理设备
- 传输比特流
传输介质
- 双绞线
- 同轴电缆
- 光纤
- 红外线
- 无线
- 激光
- 比特流（图）
信道的基本概念
- 信道是往一个方向传送信息的媒体
- 一条通信电路包含一个接收信道和一个发送信道
信道的分类（解决了发送和接收的冲突）
- 单工通信信道：只有一个方向（有线电视、无线收音机）
- 半双工通信信道：双方都可发送和接收信息，但不可同时
- 全双工通信信道：双方都可发送和接收信息
分用-复用技术
提高了信道利用率，使信道可以同时传输多个信号。
（图）
- 频分复用
- 时分复用
- 波分复用
- 码分复用
数据链路层概述
封装成帧
- “帧”是数据链路层数据的基本单位
- 发送端在网络层的一段数据前后添加特定标记形成“帧”
- 接受端根据前后特定标记识别出“帧”
（图）
透明传输
- 即是控制字符在帧数据中，但是要当做不存在的去处理
- 解决数据中出现控制字符
- 解决方法
- 添加转义字符
- 数据中也出现转义字符
- 在转移字符前面加转义字符
差错监测
- 物理层只管传输比特流，无法控制是否出错
- 数据链路层负责起“差错监测”的工作
奇偶校验码
循环冗余校验码CRC
- 一种根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码的方法
- 检测数据传输或者保存后可能出现的错误
- 生成的数字计算出来并且附加到数据后面
- 模“2”除法是二进制下的除法
- 与算术除法类似，但除法不借位，实际是“异或”操作
- 异或
- 0 xor 0 = 0
- 0 xor 1 = 1
- 1 xor 0 = 1
- 1 xor 1 = 0
- CRC的错误检验能力与位串的阶数r有关
- 数据链路层只进行数据的检测，不进行纠正
最大传输单元MTU
- 数据链路层的数据帧也不是无限大的
- 以太网MTU一般为1500字节
- 图
以太网协议
MAC地址
- 物理地址、硬件地址
- 每一个设备都拥有唯一的MAC地址
- MAC地址共有48位，使用十六进制表示
- 命令：ipconfig /all（可查询电脑ip和MAC地址）
- 通用格式：30-B4-9E-ED-85-CS
以太网协议
- 是一种使用广泛的局域网技术
- 一种应用于数据链路层的协议
- 使用以太网可以完成***相邻设备***的数据帧传输
（图）
- 数据帧的传输过程，传输硬件有接口（图）
- 数据帧的传输过程，传输硬件无接口（图）
数据链路层的缺陷
（图）
