湖科大计算机网络第一课：互联网概述与交换方式详解

本章节主要探讨了湖科大计算机网络课程的第一章内容，涵盖了因特网的概述、三种交换方式以及计算机网络的基本概念和性能指标。 1. 因特网的概述 因特网（Internet）是由多个独立的网络通过路由器相互连接形成的一个全球性网络，它是世界上最大的互联网络。其基本构成包括边缘部分，即用户主机，负责通信和资源共享；核心部分则是路由器和众多网络，它们提供了连通性和数据交换服务。互联网的主要特点是可以实现跨越地理范围的信息传输。 2. 三种交换方式 - 分组交换： 这种方式下，发送方将数据分成固定大小的分组，每个分组包含源地址和目标地址。优点包括提高信道利用率、简化存储管理和加速传输，但缺点是可能导致转发时延，且可能存在数据报服务中的失序和丢失问题，以及虚电路服务的呼叫建立、数据传输和释放过程。 - 报文交换： 报文在整个网络中逐段转发，直到达到目的地。这种方式实时性强，但资源浪费较大，不适合实时应用。 - 电路交换： 建立一条专用的物理连接，确保数据连续传输，适用于对延迟和丢包敏感的应用，如电话系统。 3. 计算机网络的定义与分类 计算机网络被定义为由通用可编程硬件设备连接而成的系统。按覆盖范围可分为： - WAN（广域网）：连接不同地理位置的大型网络，如国际互联网。 - MAN（城域网）：服务于城市区域的网络，如大学校园网。 - LAN（局域网）：较小范围内的网络，如办公室内部网络。 - PAN（个域网）：个人设备之间的近距离通信，如蓝牙或Wi-Fi。 按拓扑结构分类，有： - 总线型：所有节点连接到同一条共享线路。 - 星型：中央设备连接各个节点，易于管理。 - 网状型：多对多连接，提高了网络的可靠性。 - 环形：数据沿环形路径传输，适合小型低延迟网络。 4. 计算机网络的性能指标 - 速率（比特率）： 表示数据传输的速度，单位是比特每秒 (b/s)。 - 带宽： 单位时间内最大数据传输速率，与速率单位相同。 - 吞吐量： 单位时间内通过网络的数据量。 - 时延： 数据包从发送到接收所需的时间，受报文头部影响。计算时考虑分组数量和首部大小。 - 时延带宽乘积： 是衡量网络性能的一个重要参数，表示在网络传输过程中，可能的最大数据包延迟和可用带宽的乘积。 - 往返时间（RTT）： 数据包从发出到接收回程所需的时间，包括发送、传播和接收时间。 - 利用率： 信道利用率衡量网络资源的有效使用，通常以百分比形式表示。 这些概念和技术是理解计算机网络工作原理和设计的关键要素，它们不仅涉及到理论知识，也是实际网络工程和优化的重要参考依据。后续的学习中，会深入研究这些概念在具体网络协议和应用中的实现。