计算机网络基本要素和结构什么是计算机网络计算机网络的要素计算机网络的服务计算机网络的协议计算机网络的结构

• 什么是计算机网络
• 计算机网络的要素
• 计算机网络的协议
• 计算机网络的服务
• 计算机网络的结构

什么是计算机网络

计算机网络就是一种通信网络

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从上图可以看出，计算机网络可以与通信网络进行类似的对应。

计算机网络的定义：互连的、 自治的计算机集合。

有两个特性：

• 自治，就是没有主从关系，每个点都是等价的平等的
• 互连，网络中的所有点都可一互连，可以从任意一个点到任意一个点

那么，计算机网络中主机数量极其大，而且有的主机很远，如果要每个主机互相直接连接的话，不现实。 所以 通过交换网络互连主机，不同的主机分别跟交换网络相连

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计算机网络的要素

上面从定义的来讨论什么计算机网络，下面我们从组成细节的角度讨论Internet

全球最大的互联网络：ISP(Internet Service Provider)网络互连的“网络之网络”，一个抽象的网络组成如图

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我们把上图所组成的元素进行分类，可以分为几部分：

• 计算机主机设备（终端设备） 数以百万计，互连
• 通信链路 光纤, 铜缆, 无线电,卫星
• 分组交换 分组转发的数据包，网络中采用的数据交换方式主要是分组交换

计算机网络的服务

下面我们接着从服务角度看待计算机网络给我们提供了什么服务

• 首先，计算机网络为我们基础的网络应用提供了基础的通信基础，如我们常用的聊天软件，网络游戏，email等
• 为网络应用提供了编程接口（API） 支持应用程序“连接”Internet，发送/接收数据，提供类似于邮政系统的数据

计算机网络的协议

网络协议 网络协议是计算机网络最重要的组成部分之一。 如果仅仅建立了网络链路，基本的设施，仅有硬件，主机，路由器等一系列设备，却没有统一的网络协议没办法传输数据的。

举个例子，假设有一个中国人，一个日本人，这两个都可以说话，就说明他们具备了信息的交换的条件，也就是类比网络中的硬件等设施，但如果这两个一个人说中文，一个说日文，而且中国人听不懂日文，日本人听不懂的中文，那么因为没有统一的协议，双方都无法理解对方的话，那么显然无法交换信息。

协议是计算机网络有序运行的重要保证，任何通信或信息交换过程都需要规则。

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

协议规定了通信实体之间所交换的消息的格式、 意义、 顺序以及针对收到信息或发生的事件所采取的“动作” （actions）

协议的三要素

• 语法（Syntax）

数据与控制信息的结构或格式 信号电平

• 语义（Semantics）

需要发出何种控制信息 完成何种动作以及做出何种响应 差错控制

• 时序（Timing）

事件顺序 速度匹配

我们对计算机的网络的学习，其实就是在学习各种网络协议。

计算机网络的结构

网络结构又可以分为三个部分

• 网路的边缘

主要是主机和网络应用

• 接入网络和物理介质

有线或无线通信链路

• 网络的核心

就是网络中那些转发设备和ISP提供商

我接下来，我们主要讨论网络核心，网络核心的功能就是完成路由和转发，那么如何从源主机将数据转发到目的主机，就要经过网络核心进行数据交换，数据不断从一个网络交换到另一个网络，直到到达目的主机。所以网络核心解决的基本问题就是数据交换。

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在网络中心: 少数互连的大型网络

• “一级” (tier-1)商业ISPs (如：网通、电信、 Sprint、 AT&T)，提供国家 或国际范围的覆盖
• 内容提供商网络（content provider network， 如： Google)：私有网络， 连接其数据中心与Internet，通常绕过一级ISP和区域ISPs