(完整版)18版自考04741《计算机网络原理》知识点——第一章

第一章计算机网络概述

重点、难点

1、重点

（1）计算机网络基本概念

（2）分组交换网络工作原理

（3）计算机网络性能指标及其计算

（4）OSI参考模型与TCP/IP参考模型

2、难点

（1）分层网络体系结构

（2）分组交换网络的性能指标的计算

一、计算机网络基本概念与网络结构

1、计算机网络的基本概念（识记）

计算机网络是利用通信设备与通信链路或者通信网络，互连位置不同、功能自治的计算机系统，并遵循一定的规则实现计算机系统之间信息交换。简短的定义：计算机网络是互连的、自治的计算机的集合

2、网络协议的概念（识记）

网络协议是网络通信实体之间在数据交换过程中需要遵循的规则和约定，是计算机网络有序运行的重要保证。

3、计算机网络的分类（识记）

（1）按照覆盖范围分类

个域网、局域网、城域网、广域网

（2）按拓扑结构分类

星形拓扑结构、总线型拓扑结构、环形拓扑结构、网状拓扑结构、树形拓扑结构、混合拓扑结构

（3）按交换分类分类

电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络

（4）按网络用户属性分类

公用网、专用网

4、计算机网络的结构（识记）

大规模现代计算机网络的结构包括网络边缘、接入网络和网络核心。

网络边缘是接入网络的所有端系统的集合，运行各种分布式网络应用。

接入网络是实现网络边缘的端系统与网络核心连接与接入的网络。评价接入网络的主要技术指标是接入带宽与带宽占有方式（独占还是共享）。

网络核心是由通信链路互连的分组交换设备构成的网络，作用是实现网络边缘中的主机之间的数据中继与转发。比较典型的分组交换设备是路由器和交换机等。

5、计算机网络的功能或作用（领会）

计算机网络通过信息交换可以实现资源共享这一核心功能，包括硬件资源共享、软件资源共享和信息资源共享

6、协议的三要素（领会）

协议三要素包括：语法、语义、时序

二、数据交换技术和计算机网络性能指标

1、数据交换的基本概念（识记）

数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。常见的数据交换技术包含电路交换、报文交换和分组交换。

2、电路交换、报文交换、分组交换基本工作原理（领会）

（1）电路交换

电路交换通信之前需要建立电路，通信结束后需要拆除电路，电路交换为每条电路分配通信资源（如带宽），并且在电路拆除之前，其所占用的资源不能被共享。

（2）报文交换

报文交换网络中，发送方将待发送信息附加上发、收主机的地址及其他控制信息，构成一个完整的报文，以报文为单位在交换网络的各借点之间以储存—转发的方式传送，直至送达目的主机。

（3）分组传送

分组传输过程通常也采用储存—转发的交换方式。但是，分组交换需要将待传输数据（即报文）分割成较小的数据块，每个数据块附加上地址、序号等控制信息并构成数据分组，每个分组独立传输到目的地，目的地将收到的分组重新组装，还原为报文。

分组交换与报文交换相比，具有交换结点缓存容量需求小，速度快、公平等优点；与电路交换相比，具有资源利用率高、更适用于突发通信流等优点。因此，现代计算机网络普遍采用分组交换技术。

3、计算机网络的主要性能指标（领会）

评价计算机网络的性能指标有很多，主要包括速率、带宽、时延、时延带宽积、丢包率和吞吐量等。

4、分组交换网络的时延（领会）

分组交换网络的时延主要包括4类时延：结点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延。

5、报文交换与分组交换网络的传输时延、传播时延的计算（应用）

（1）报文交换的传输时延

当一个分组在输出链路发送时，从发送第一位开始，到发送完最后一位为

止，所用的时间，称为传输时延，也称为发送时延，记为d t

d t=L/R

公式：（其中，L为分组的长度，R为链路带宽）

（2）分组交换的传输时延

d t=M/R

公式：（其中，M为报文的长度，R为链路带宽）

（3）报文、分组交换的传播时延

信号从发送端发送出来，经过一定距离的物理链路到达接收端所需要的时间，称为传播时延，记为d p

d p=D/V

公式为：（其中，D为物理链路长度，V为信号传播速度）

【典型案例】A、B两台主机由一条带宽为100（bit/s）、长度为50km的链路互连，信号传播速率为25000m/s。假设主机A从t=0时刻开始向主机B发送分组，分组长度为512bit。试求：

1）传输延迟

=512/100=5.12s

d t=L/R

2）传播时延

=50/25=2s

d t=M/V

6、分组交换网络的吞吐量的计算（应用）

吞吐量：表示在单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量，单位为bit/s或者B/s，记为Thr。

对于分组交换网络，源主机到目的主机的吞吐量在理想情况下约等于瓶颈链路的带宽。公式为：

Tℎr=min⁡（R1,R2,…,R i,…,R N‒1,R N）

【典型案例】假设主机A向主机B以存储—转发的分组交换方式发送一个大文件。主机A到主机B的路径上有3段链路，其速率分别是=500kbit/s，

R1

=2Mbit/s，=1Mbit/s。试求：

R2R3

假设网络没有其他流量，则该文件传送的吞吐量是多少？

Thr=min（500kbit/s，2Mbit/s，1Mbit/s）=500kbit/s

7、分组交换网络的时延带宽积的计算（应用）

一段物理链路的传播时延与链路带宽的乘积，称为时延带宽积，记为G，于是

G=d p×R

8、分组交换网络丢包率的计算（应用）

丢包率常被用于评价和衡量网络性能的指标，在很大程度上可以反映网络的拥塞程度，丢包率可以定义为：

η=N1

N s

=

N s‒N r

N s

其中，为发送分组总数；为接收分组总数；为丢失分组总数。

N s N r N1

三、计算机网络体系结构和参考模型

1、计算机网络分层体系结构的基本概念（识记）

计算机网络分层体系结构是指网络按功能划分的层次以及各层包含的协议。