考点分析：

本章重要程度：一般，为后续章节做铺垫，有总体认识即可，选择题1-2分
高频考点：OSI模型、TCP/IP模型、每个层次的功能、协议层次
新教材变化：删除网络结构、删除X.25、更新互联网发展【基本没有变化】

第1节计算机网络发展和分类

1.1 计算机网络形成和发展

1. 计算机网络的概念

计算机网络：计算机技术（信息技术）与通信技术的结合，即 ICT = IT + CT

备注：ICT，Information and Communication Technology；IT，Information Technology；CT，Communication Technology。

2. 计算机网络的阶段

阶段1：早期网络

注：ARPAnet是当今互联网的前身

阶段2：厂商独立发展阶段

阶段3：标准化阶段

3. 我国互联网的发展

1987年9月20日，钱天白教授通过意大利公用分组交换网ITAPAC设在北京的PAD发出我国的第一封电子邮件
1989年9月，国家计委组织建立中关村地区教育与科研示范网络（NCFC）。立项的主要目标是在北京大学、清华大学和中国科学院3个单位间建设高速互联网络，于1992年建设完成
1994年1月4日，NCFC工程通过美国Sprint公司连入Internet的64k国际专线开通
1997年6月3日，中国科学院网络信息中心组建了中国互联网络信息中心（CNNIC）【现如今负责ip地址的管理、ipv6、域名等】
截至2023年6月，我国网民规模达10.79亿人，域名总数为3024万个；IPv6地址数量为68055块/32，IPv6活跃用户数量达7.67亿；互联网宽带接入端口数量达11.1亿；光缆线路总长度达6196万公里。移动电话基站总数达1129万，其中累计建成开通5G基站293.7万个，活跃App数量达260万款，物联网终端用户21.23亿。

1.2 计算机网络的分类

1. 通信子网和资源子网

通信子网：通信节点（集线器、交换机、路由器等）和通信链路（电话线、同轴电缆、无线电线路、卫星线路、微波中继线路和光纤缆线）
用户资源子网：PC、服务器等

2. PAN、LAN、MAN、WAN

按照覆盖范围可以把网络分为个人网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）

3. 其他分类方式

按照交换技术：电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络

按采用协议分类：IP网、IPX网等
按传输介质分类：无线网、有线网。有线网又能分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络等
按用途分类：教育网络、科研网络、商业网络、企业网络

1.3 计算机网络应用

信息浏览和发布

万维网；谷歌、百度等搜索引擎；博客、微博

通信和交流

电子邮件、网络电话、QQ、Skype、Meta(Facebook）、Twitter

休闲和娱乐

网络电视、Bilibili、YouTube等视频网站、互动网络游戏

资源共享

远程文件共享、P2P文件共享、云计算

电子商务

网上购物、网上购票

远程协作

远程教育、远程医疗

网上办公

政府部门的电子政务、校园网上办公系统

1.4 练习

1. [网规2016年11月第26题]

网络应用需要考虑实时性，以下网络服务中实时性要求最高的是（B）

A. 基于SNMP协议的网管服务

B. 视频点播服务

C. 邮件服务

D. Web服务

[答案] B

[解析] 一般应用时延要求200ms以内，音视频时延要求50ms以内，故视频点播服务对实时性要求最高。如果问业务重要性排序，基于SNMP的网管服务优先级最高。

2. [网规2020年11月案例分析一/问题1 (2分)]

对网络进行QoS规划时，划分了语音业务、管理业务、IPTV业务、上网业务，其中，优先级最高的是(1 管理业务)，优先级最低的是(2 上网业务)

答案：(1) 管理业务 (2) 上网业务

[解析] 业务优先级从高到低排序：管理业务、语音业务/IPTV业务、上网业务

3. [网工2022年11月案例分析一/问题3 (4分)]

某仓储企业网络拓扑结构如图所示，占地500亩。有5层办公楼1栋，大型仓库10栋，每栋仓库内、外配置视频监控16台，共计安装视频监控160台。SwitchA、服务器、防火墙、管理机、Router A等设备部署在企业办公楼一层的数据机房中，Switch B部署在办公楼一层配线间作为一层的接入设备，Switch C、Switch D分别部署在仓库1、仓库2，各仓库的交换机与Switch A相连。办公楼的其他楼层的交换机、以及其他仓库的交换机的网络接入方式与图中Switch B、Switch C、Switch D的接入方式相同，不单独在图上标示。

若接入的IPC采用1080P的图像传输质量传输数据，Switch C、Switch A选用百兆交换机是否满足带宽要求，请说明理由。

[答案] Switch C可以使用百兆链路，Switch A不能使用百兆，带宽不够

[解析] 分辨率、帧数与带宽需求对应关系如下：

如上，1080P视频带宽需求一般为4M，Switch C下有16路IPC，带宽需求：16 * 4 = 64M，低于100M，且有一定富余，可以通过百兆交换机接入。Switch A下有160路IPC，共计带宽需求：160 * 4 = 640M，远超百兆，故至少需要配置千兆交换机。

第2节 OSI、TCP/IP参考模型

2.1 为什么要进行网络分层？

早期的计算机：封闭系统，所有部件同一厂商。例如IBM全家桶：PowerCPU、AIX、DB2

优点：安全性高，性能强
缺点：兼容性差，更新周期慢

如今的计算机生态：兼容机，软硬件分离，各司其职

2.2 OSI模型

1. OSI模型的优点：CPU/内存/硬盘/显卡/主板等标准化

某一层所做的改动不会影响到其他的层，利于设计、开发、故障排除
通过定义在模型的每一层实现功能，鼓励产业的标准化
通过网络组件的标准化，允许多个供应商协同进行开发
允许各种类型的网络硬件和软件互相通信，无缝融合
促进网络技术快速迭代，降低成本

2. OSI模型各层功能

2.3 TCP/IP参考模型

TCP/IP模型各层功能：

TCP/IP参考模型对应协议：

2.4 OSI与TCP/IP模型对&协议层次

2.5 练习

1. [网工2016年11月第22题]

在OSI参考模型中，实现端到端的应答、分组排序和流量控制功能的协议层是（C）

A. 数据链路层

B. 网络层

C. 传输层

D. 会话层

[答案] C

[解析] 传输层实现端到端的应答、分组排序和流量控制功能

2. [网工2022年5月第22题]

在OSI参考模型中，（B）在物理线路上提供可靠的数据传输服务。

A. 物理层

B. 数据链路层

C. 网络层

D. 传输层

[答案] B

[解析] 物理链路之上是数据链路层，OSI模型的数据链路层有很多可靠性保障机制。

数据链路层与传输层的区别：比如有3个节点123，1到3是端到端，可靠性通过传输层协议保障；1到2、或者2到3是物理链路，可靠性通过数据链路层保障。

3. [网工2024年5月第39题]

TCP协议与UDP协议工作在（D）

A. 物理层

B. 网络层

C. 数据链路层

D. 传输层

[答案] D

[解析] 传输层协议有TCP和UDP

第3节数据封装与解封

3.1 借助OSI模型理解数据传输过程（封装）

3.2 借助OSI模型理解数据传输过程（解封）

3.3 练习

1. [网工2005年11月第18-19题]

在ISO OSI/RM中，（B）实现数据压缩功能。在OSI参考模型中，数据链路层处理的数据单位是（B）

[1] A. 应用层 B. 表示层 C. 会话层 D. 网络层

[2] A. 比特 B. 帧 C. 分组 D. 报文

[答案] 1. B 2. B

[解析] 掌握OSI每个层次的功能和各个数据单位的名称。

OSI模型中：

表示层实现数据压缩解压、加密解密的功能

会话层创建、注销会话

传输层提供可靠或者不可靠的端到端传输 [数据段/报]

网络层提供逻辑寻址、路由选择的功能 [数据包/分组]

数据链路层将分组封装成帧、提供点到点的传输、差错控制

物理层提供在媒介上传输比特流的功能