计算机网络第一章 计算机网络体系结构详细知识点总结

一、计算机网络概述

定义：计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多个计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的系统。

基本组成：
- 硬件：计算机、传输介质、网络设备（路由器、交换机等）
- 软件：网络操作系统、协议软件、应用软件
- 协议：网络中通信双方必须遵守的规则和约定

二、计算机网络体系结构

1. 分层结构概念

计算机网络采用分层结构，将复杂的网络通信过程分解为多个相对简单的层次，每层完成特定的功能，下层为上层提供服务。

2. OSI参考模型（七层模型）

• 物理层：传输原始比特流，定义物理接口标准
• 数据链路层：提供相邻节点间可靠的数据传输，帧封装、差错控制
• 网络层：路由选择、分组转发，实现不同网络间的通信
• 传输层：端到端的可靠数据传输，流量控制、差错恢复
• 会话层：建立、管理和终止会话
• 表示层：数据格式转换、加密解密
• 应用层：为用户提供网络服务接口

3. TCP/IP参考模型（四层模型）

• 网络接口层：对应OSI的物理层和数据链路层
• 网际层：对应OSI的网络层，核心协议IP
• 传输层：对应OSI的传输层，主要协议TCP、UDP
• 应用层：对应OSI的会话层、表示层和应用层

4. 五层参考模型（学习常用）

• 物理层
• 数据链路层
• 网络层
• 传输层
• 应用层

三、计算机网络服务

1. 服务类型

面向连接服务：
- 通信前需建立连接，通信后释放连接
- 保证数据按序、可靠传输
- 典型协议：TCP

无连接服务：
- 无需建立连接，每个分组独立传输
- 不保证可靠性，可能出现丢失、乱序
- 典型协议：UDP、IP

2. 服务质量（QoS）

• 可靠性：数据正确、完整、有序地传输
• 吞吐量：单位时间内成功传输的数据量
• 时延：数据从发送到接收所需时间
• 时延抖动：时延的变化程度
• 丢包率：传输过程中丢失的数据包比例

3. 服务模式

客户端-服务器模式（C/S）：
- 服务器提供服务，客户端请求服务
- 集中式管理，安全性高
- 服务器可能成为性能瓶颈

对等模式（P2P）：
- 每个节点既是客户端又是服务器
- 分布式架构，扩展性好
- 管理复杂，安全性挑战

四、关键概念总结

1. 协议：通信规则的集合，包括语法、语义和时序
2. 接口：相邻层间交换信息的连接点
3. 服务：下层为上层提供的功能支持
4. 封装：数据在发送时逐层添加头部信息
5. 解封装：数据在接收时逐层去除头部信息
6. 复用：多个应用共享同一传输服务
7. 分用：接收端将数据正确交付给相应应用

五、实际应用

通过分层体系结构，计算机网络实现了：

• 模块化设计，便于开发和维护
• 技术更新不影响其他层次
• 标准化促进互联互通
• 服务抽象简化应用开发

理解计算机网络体系结构是深入学习网络技术的基础，各层协议协同工作，共同为用户提供可靠的网络通信服务。