第一章计算机网络技术概论

第一节计算机网络的起源与发展

1.世界上第一台电子计算机ENIAC

2.计算机诞生后，作为信息处理的核心器件，被广泛应用在科学计算、工业控制、人工智

能、数据管理和辅助设计等各个领域。

3.从资源共享角度定义反应当前计算机网络的基本特征即：计算机网络是以能够相互共享

资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合。

4.20世纪中期，人们开始将计算机技术和通信技术相结合，形成了最初的计算机网络雏形

---以单台计算机为中心的远程联机系统。其代表是美国IBM公司设计的SA-BRE-1订票系统。

5.真正意义上的计算机网络是以美国ARPARNET的建成为标志。

6.ARPANET是由美国国防部于20世纪60年代末开始筹划建设的。

7.最初的ARPANET包含4个结点，分别位于加州大学洛杉矶分校、加州大学伯克利分校、

斯坦福研究院和犹他大学。

8.以解决不同网络互联为目的的TCP/IP模型，TCP负责分布式进程通信功能，IP负责分组

转发路由功能。

9.ARPANET作为主干，与分布在世界各地的网络连接在一起，逐渐形成了现在的INTERNET.

10.到了1990年，APRANET被美国国家科学基金会（NSF）所创建的NSFNET网络所代替。

11.ARPANET是计算机网络技术发展的一个里程碑，对推动计算机网络理论和技术的发展有

着重要的作用。贡献主要体现在以下几个方面：

●完成了对计算机网络的定义和分类方法的研究。

●提出了资源子网和通信子网的结构概念。

●提出并实现了分组交换技术。

●采用了层次结构的网络体系结构和研究方法。

●促进了TCP/IP模型的研究和应用。

●为INTERNET的形成和发展奠定了基础。

12.INTERNET是在ARPANET的基础上，将世界各地不同规模、不同类型的计算机网络连接

而形成的大型互联网络，TCP/IP是其核心的框架协议。

13.Internet的发展使得计算机网络逐渐和电信网络、广播电视网络融合在了一起，形成“三

网合一”的覆盖各种数据业务的综合信息网络。

14.近年来，以物联网、云计算、大数据为代表的最新技术和应用已经成为互联网研究和产

业发展的核心热点。

第二节计算机网络的分类

1.按照网络覆盖范围划分：局域网（LAN）、城域网(MAN)、广域网（WAN）、互联网（Inter

Networking）。

2.按传输介质分类：有线网络、无线网络。

3.按照网络所有权性质的不同划分：公用网络、专用网络。

4.按照网络拓扑结构划分：总线型网络、环形网络、星形网络、树形网络、网状网络。

5.按照在计算机网络系统中的逻辑功能划分：通信子网、资源子网。

6.按照网络传输技术划分：广播式网络、点对点式网络。

7.局域网范围在几百米到几千米内的办公楼群或校园内的计算机等数据终端设备相互连接所构成的网络。

8.局域网区别于其他网络主要体现在3个方面：网络所覆盖的物理范围、网络所使用的传

输技术、网络的拓扑结构。

9.局域网最常使用的是共享信道，所有的设备都连接在同一条传输线路上，遵循IEEE802.3

协议标准的以太网技术。

10.传统局域网具有高数据传输率（10MBIT/S或100MBIT/S），低延迟、低误码率的特点。

主要有总线结构和环形结构两种拓扑结构。

11.新型局域网数据传输率可达到10GBIT/S或100GBIT/S，普遍采用的是星型拓扑结构。

12.无线局域网(WLAN)正在逐步取代有限局域网。

13.城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼，也可以覆盖一个城市；既可以是私人网，也

可以是公用网，既可以支持数据和话音传输，也可以与有线电视相连。

14.城域网一般只包含一到两根电缆，以总线的形式存在，没有交换设备，工作范围一般是

几十千米。

15.城域网也采用以太网技术，因此和局域网的区别已经不是很明显了。

16.广域网通常跨接很大的物理范围，一个或几个国家，广域网采用交换技术。

17.广域网的交换技术早起的X.25，目前使用的帧中继和ATM，交换结点的设备通常是路由

器和交换机。

18.广域网中各结点链路都是高速链路，目前基本采用光纤作为传输介质，具有较高的通信

速率。

19.世界各地的局域网和广域网通过一定的方式连接起来，就构成了互联网。

20.不兼容的网络通过被称为网关（GATEWAY）的网络设备连接起来，并有网关完成相应的

转换功能。

21.有线网络的传输介质主要包括双绞线、同轴电缆和光纤。

22.有线网络的优点在于信号导向性强，贷款比较宽，受外界干扰小，不易被监听和截获。

23.有线网络的缺点在于布线成本高，通信受线路布局制约，不灵活方便。

24.无线网络优点是利用无线电磁波进行数据传输，不受地点限制，可以随时随地进行通信。

25.无线网络缺点是信号导向性差，容易受干扰，传输带宽较小。

26.局域网、城域网、广域网都是有线网络方式；无线局域网、移动通信网和物联网都是无

线网络方式。

第三节计算机网络的硬件和软件设备

1.计算机网络设备根据设备的物理性质，分为硬件设备和软件设备。

2.硬件设备主要包括计算机、服务器、交换机、路由器和通信介质等。

3.软件设备主要包括各种网络协议、网络操作系统和应用程序等。

4.根据设备在计算机网络中逻辑位置的不同，可以分为终端设备和网络中间设备。

5.台式机、服务器、笔记本、智能手机、平板、打印机、扫描仪等属于终端设备，用于数

据的输入/输出和处理，是计算机网络中资源和服务的提供者。

6.各种类型的交换机、路由器和通信线路等属于网络中间设备，用于计算机网络中数据的

传输、交换、路由控制等功能。

7.基本的计算机网络设备：终端计算机、交换机、路由器、网络协议、网络操作系统、传

输介质。

8.终端计算机直接面向用户，是用户访问和使用计算机网络的界面，不仅负责计算机网络

与用户间的信息交互，本身也具有存储和处理功能。

9.交换机（Switch）是某种交换式网络（最为广泛的是以太网）内部的核心装置，负责网

络内部数据的调度和转发，从而实现有效的数据通信。

10.交换机根据其处理的协议层次不同，可以分为二层交换机和三层交换机。

11.路由器（Router）是连接IP网络中不同类型的网络，为不同格式的数据分组选择合适

的通信路径并转发的网络中间设备。

12.为数据分组选择合适路径的行为称为路由，实现路由的方法称为路由算法。

13.路由与交换机的最大区别：交换机是实现某种网络内部数据的存储转发，路由器是在不

同网络间实现数据的路由和中转。

14.路由表可以是静态的，对应该的路由算法称为静态路由算法；也可以是不断更新的对应

的路由算法称为动态路由算法。

15.路由器除了路由功能，还可以进行网络流量控制、负载均衡、拥塞控制和安全管理等方

面的工作。

16.路由器根据所管辖的范围和处理能力的不同，可以分为核心路由器、汇聚路由器和接入

路由器。

17.为进行网络中的数据通信二制定的规则、标准和约定称为网络协议(Network Protocol)，

简称协议。

18.网络协议一般包括3个基本要素

语法：规定数据与控制信息的分组结构或格式

语义：规定进行通信需要发出的控制信息、完成的操作动作和响应。

同步：网络时间实现顺序的详细说明。

19.网络协议有两种呈现方式：1、便于人们阅读理解的文字描述；2、能让计算机理解并执

行的程序代码。

20.常用的网络协议有TCP、IP、UDP和IEEE802系列协议等。

21.网络操作系统是指区别于单机操作系统、能够在网络环境下为用户和网络资源提供接口，

实现对网络资源管理和控制的程序集合。

22.网络操作系统分为任务型和通用型两类。

23.现阶段几乎所有的操作系统都具备了网络管理和服务功能，单机操作系统和网络操作系

统已没有明显界限。

24.传输介质是计算机网络中连接各个网络结点的物理线路，是数据传输的通道。

25.传输介质总体可以分为有线介质（引导性介质）和无线介质（非引导性介质）两大类。

第四节计算机网络的性能指标

1．评价网络运行好坏常用的网络性能指标体系包括定量的和非定量的性能指标。

2．定量的性能指标主要有速率、贷款、端到端延迟和吞吐率等。

3．非定量的性能指标主要有QoS、可靠性、可扩展性、标准化和成本等。

4．计算机网络中的速率可以分为发送速率和传输速率。

5．发送速率是指在终端或者网络中间结点，计算机设备每秒向网络中发送多少比特数据，反映的主要是网络设备的性能。

6．传输速率是指数据信号在传输线路上每秒能传播多少千米，其单位为千米每秒，其反映的主要是信号及信道的性能。

7．带宽是描述通信有效性的指标，对于模拟通信系统，带宽包括2个概念，即信道带宽和信号传输带宽；对于数字通信系统，特别是在计算机网络中，带宽通常是用来表示通信线路所能传送数据的能力。

8．端到端延迟简称延迟，表示一个数据分组从网络中的一个端点到达另一个端点所花费的时间。

9．端到端延迟由多个不同部分组成，包括发送延迟、传播延迟、处理延迟、排队延迟。10.总延迟的大小主要由发送延迟决定；网络中发送拥塞时，网络变差，处理延迟和排队延迟会大大增加，这是就有可能在总延迟中占主导地位。

11. 吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

12. QoS（服务质量）是指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是网络自身预防拥塞和从拥塞中恢复的一种安全机制。

13. 配置了QoS的网络环境，增加了网络性能的可与执行，能有效的分配网络艾宽，更合理利用网络资源。

14. 安全性是指计算机网络是否具有抵制和防范各种风险和威胁的能力。

15. 影响计算机网络安全的因素包括：安全防控策略、防火墙设备、病毒查杀软件、操作规范和习惯等。

第五节计算机网络的功能和应用

1.计算机网络的功能概括起来有以下几个方面：实现数据通信、提供资源共享、提供计算

机系统的可靠性、进行分布式处理、对分散对象提供集中控制与管理。

2.1991年，英国人伯纳斯*李发明了基于超文本传输协议（HTTP）的万维网。

3.计算机网络的应用出现了进一步的变革，出现了移动通信网、物联网、云计算和大数据

的网络形态和业务模式。

第六节计算机网络的标准组织

1.计算机网络是一个非常复杂的系统，涉及计算机、通信、电子、自动化和控制等多个学

科领域的大量高新技术。

2.根据指定和使用标准的组织性质不同，标准可以分为企业标准、行业标准、国家标准和

国际标准

3.在计算机网络领域，主要的标准制定机构有以下几个：国际标准化组织（ISO），国际电

信联盟（ITU），美国电子工业协会（EIA），电气和电子工程师协会（IEEE）。

4.（1）国际标准化组织----开放系统互联参考模型OSI。

（2）国际电信联盟----指定的X系列标准,X.25协议

（3）美国电子工业协会----接口标准RS-232

（4）电气和电子工程师协会-----局域网技术的一系列标准，称为IEEE802系列标准。