计算机网络原理第一章概述知识点总结（2）VAN-

分组交换带来的问题：
分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
存储转发原理并非完全新的概念
在20世纪40年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。
报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。

三种交换的比较
如果要连续的传送大量的数据，并且传送的时间远远大于链接建立的时间，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，同时也具有更好的灵活性。
内容复习：
边缘部分、核心部分？
端系统？端系统之间通信的含义？
端系统之间的两种通信方式？
典型交换技术？
电路交换、分组交换、报文交换
1.4 计算机网络在我国的发展
1980 年，铁道部开始进行计算机联网实验。
1989 年 11 月，我国第一个公用分组交换网 CNPAC 建成运行。
1994 年 4 月 20 日，我国用 64 kbit/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。
1994 年 9 月，中国公用计算机互联网 CHINANET 正式启动。
1.4 计算机网络在我国的发展
到目前为止，我国陆续建造了基于互联网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，其中规模最大的就是下面这五个：
中国电信互联网 CHINANET（也就是原来的中国公用计算机互联网）
中国联通互联网 UNINET
中国移动互联网 CMNET
中国教育和科研计算机网 CERNET
中国科学技术网 CSTNET
中国教育和科研计算机网 CERNET (China Education and Research NETwork) 始建于 1994 年，是我国第一个 IPv4 互联网主干网。
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。
中国互联网络信息中心 CNNIC (ChiNa Network Information Center) 每年两次公布我国互联网的发展情况。
1.5.1 计算机网络的定义
计算机网络的精确定义并未统一。
较好的定义：
计算机网络主要是由一些通用的，可编程的硬件互联而陈大哥，这些硬件并非专门用来实现某一特定的目的（）例如，传送数据或者视频信号），这些可编程的硬件能够用来传送多种不同的类型的数据，并能支持广泛的和之日增长的应用
根据这个定义：
计算机网络所连接的硬件，并不限于一般的计算机，而是包括了智能手机等。
计算机网络并非专门用来传送数据，而是能够支持很多种的应用（包括今后可能出现的各种应用）。
注意：可编程的硬件秒名了这种硬件一定包含有中央处理机（CPU）
1.5.2 几种不同类别的网络
计算机网络有多种类别：典型包括
按照网络的作用范围的进行分类
按照网络的使用者进行的分类
用来把用户接入到互联网的网络

1. 按照网络的作用范围进行分类
   广域网 WAN (Wide Area Network)：作用范围通常为几十到几千公里。
   城域网 MAN (Metropolitan Area Network)：作用距离约为 5~50 公里。
   局域网 LAN (Local Area Network) ：局限在较小的范围（如 1 公里左右）。
   个人区域网 PAN (Personal Area Network) ：范围很小，大约在 10 米左右。
   如果中央处理机之间的距离非常近（）如仅仅1米的数量级甚至更小些，则一般就称之为多处理机系统，而不称他为计算机网络
2. 按照网络的使用者进行分类
   公用网：(public network)
   按规定交纳费用的人都可以使用的网络。因此也可称为公众网。
   专用网 (private network)
   为特殊业务工作的需要而建造的网络。
   公用网和专用网都可以提供多种服务。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。
3. 用来把用户接入到互联网的网络
   接入网 AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。
   接入网是一类比较特殊的计算机网络，用于将用户接入互联网。
   接入网本身既不属于互联网的核心部分，也不属于互联网的边缘部分。
   接入网是从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络。
   接入网是从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器，之间的一种网络
   从覆盖的范围看，很多接入网还是属于局域网。
   从作用上看，接入网只是起到让用户能够与互联网连接的“桥梁”作用。
   1.7.1 计算机网络体系结构的形成
   计算机网络是个非常复杂的系统。
   相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。
   “分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。
   1.7.1 计算机网络体系结构的形成
   1974 年，美国的 IBM 公司宣布了系统网络体系结构SNA (System Network Architecture)。这个著名的网络标准就是按照分层的方法制定的。
   不久后，其他一些公司也相继推出自己公司的具有不同名称的体系结构。
   由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通。
   开放系统互连参考模型 OSI/RM
   为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织 ISO 于 1977 年成立了专门机构研究该问题。
   他们提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型 OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model)，简称为 OSI。
   只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。
   OSI 只获得了一些理论研究的成果，在市场化方面却失败了。原因包括：
   OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力；
   OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；
   OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；
   OSI 的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。
   两种国际标准
   法律上的 (de jure) 国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。
   非国际标准 TCP/IP 却获得了最广泛的应用。TCP/IP 常被称为事实上的 (de facto) 国际标准。
   1.7.2 协议与划分层次
   计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。
   这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。
   网络协议 (network protocol)，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。
   网络协议的三个组成要素
   语法：数据可控制信息的结构或者格式
   语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
   同步：事件实现顺序的详细说明。
   由此可见，网络协议是计算机网络的不可缺少的组成部分。
   协议的两种形式
   一种是使用便于人来阅读和理解的文字描述。
   另一种是使用让计算机能够理解的程序代码。
   这两种不同形式的协议都必须能够对网络上信息交换过程做出精确的解释。
   层次式协议结构
   ARPANET 的研制经验表明，对于非常复杂的计算机网络协议，
   其结构应该是层次式的。
   划分层次的概念举例
   可以将要做的工作进行如下的划分：
   第一类工作与传送文件直接有关。
   确信对方已做好接收和存储文件的准备。
   双方已协调好一致的文件格式。
   两个主机将文件传送模块作为最高的一层 ，剩下的工作由下面的模块负责。
   两个主机交换文件
   
   再设计一个通信服务模块
   
   再设计一个网络接入模块
   网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作，例如：规定传输的帧格式，帧的最大长度等。
   
   分层的好处与缺点
   好处：各层之间是独立的。
   灵活性好。
   结构上可分割开。
   易于实现和维护。
   能促进标准化工作。
   缺点：降低效率。
   有些功能会在不同的层次中重复出现，因而产生了额外开销。
   层数多少要适当
   层数太少，就会使每一层的协议太复杂。
   层数太多，又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。
   各层完成的主要功能
   差错控制：使相应层次对等方的通信更加可靠。
   流量控制：发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。
   分段和重装：发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。
   复用和分用：发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行分用。
   连接建立和释放：交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接。
   计算机网络的体系结构：
   计算机网络的体系结构 (architecture) 是计算机网络的各层及其协议的集合。
   体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。
   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。
   体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件
   1.7.3 具有五层协议的体系结构
   OSI 的七层协议体系结构的概念清楚，理论也较完整，但它既复杂又不实用。
   TCP/IP 是四层体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
   但最下面的网络接口层并没有具体内容。
   因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构 。
   
   
   主机 1 向主机 2 发送数据
   PDUProtocol Data Unit)：协议数据单元。OSI参考模型把对等层次之间的传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU
   应用进程数据先传送到应用层，加上应用层首部，成为应用层 PDU，加上运输层首部，成为运输层报文，运输层报文再传送到网络层，加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组），IP 数据报再传送到数据链路层，加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧数据链路层帧再传送到物理层，最下面的物理层把比特流传送到物理媒体，电信号（）或者光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端wuilceng，物理层接收到比特流，上交给数据链路层，数据链路层剥去帧首部和帧尾部，取出数据部分，上交给网络层，网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层，运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层，应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程，
   
   主机 2 的物理层收到比特流后，交给数据链路层，数据链路层剥去帧首部和帧尾部后，把帧的数据部分交给网络层，网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层，运输层剥去报文首部后，把报文的数据部分交给应用层，应用层剥去应用层 PDU 首部后，把应用程序数据交给应用进程，
   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 (Protocol Data Unit)。这个名词现已被许多非 OSI 标准采用。
   任何两个同样的层次把数据（即数据单元加上控制信息）通过水平虚线直接传递给对方。这就是所谓的“对等层”(peer layers)之间的通信。
   该层的协议数据单元 PDU各层协议实际上就是在各个对等层次之间传递数据时候的各项规定
   1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点
   实体表示任何可以发送或者接受消息的硬件或者软件的进程
   协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合
   在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
   要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。
   协议和服务在概念上是不一样的
   协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
   本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。即下面的协议对上面的服务用户是透明的。
   协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
   服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
   上层使用服务原语获得下层所提供的服务。
   服务访问点
   同一个系相邻两层的实体进行交互的地方，称为服访问点SAP (Service Access Point)。
   务访问点SAP是一个抽象的概念，它实际上就是一个逻辑接口。
   OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU（Service Data Unit）
   SDU 可以与 PDU 不一样，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。
   
   协议很复杂
   协议必须把所有不利的条件事先都估计到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的。
   看一个计算机网络协议是否正确，不能光看在正常情况下是否正确，还必须非常仔细地检查这个协议能否应付各种异常情况。
   【例1-1】著名的协议举例
   占据东、西两个山顶的蓝军 1 和蓝军 2 与驻扎在山谷的白军作战。其力量对比是：单独的蓝军1或蓝军2打不过白军，但蓝军 1 和蓝军 2 协同作战则可战胜白军。现蓝军 1 拟于次日正午向白军发起攻击。于是用计算机发送电文给蓝军 2。但通信线路很不好，电文出错或丢失的可能性较大（没有电话可使用）。因此要求收到电文的友军必须送回一个确认电文。但此确认电文也可能出错或丢失。试问能否设计出一种协议使得蓝军 1 和蓝军 2 能够实现协同作战，因而一定（即 100 %而不是 99.999…%）取得胜利？
   
   结论
   这样无限循环下去，两边的蓝军都始终无法确定自己最后发出的电文对方是否已经收到。
   没有一种协议能够使蓝军 100% 获胜。
   这个例子告诉我们，看似非常简单的协议，设计起来要考虑的问题还是比较多的。
   
   
   网络层协议
   ARP,IP,ICMP,路由协议，IGMP
   
   
   
   本机mac地址查询的三种方法
   方法一：通过命令提示符方。
   　　1、打开开始，选择命令提示符。
   　　2、打开命令提示符窗口。
   　　3、输入ipconfig/all命令，回车。
   　　4、查看返回信息，物理地址即为本机MAC地址。
   　　5、如有多块网卡，可以查看到不同网卡的MAC地址。
   方法二：通过查看网卡信息方式。
   　　1、打开开始，选择控制面板。
   　　2、选择网络和共享中心
   　　3、选择更改适配器设置。
   　　4、选择需要查看的网卡。
   　　5、右键选择属性。
   　　6、选择配置。
   　　7、选择高级。
   　　8、选择网络地址。右边的框内值即为本网卡的MAC地址。
   方法三
   　　对于数量不多的几台机器，我们可以这样获取MAC地址：在Windows 98/Me中，依次单击“开始”→“运行” →输入“winipcfg”→回车。即可看到MAC地址。