1.1计算机网络在信息时代的作用
互联网具有的两个重要基本特点：连通性和共享
1.2互联网概述
互联网结构发展的三个阶段：
1.从单个网络ARPANET向互联网发展的过程
2.建成了三级结构的互联网
3.逐渐形成多层次ISP结构的互联网
互联网的标准化工作
制定互联网的正式标准要经过三个阶段
（1）互联网草案
（2）建议标准
（3）互联网标准
1.3互联网的组成
（1）边缘部分：用户直接使用
（2）核心部分：为边缘部分提供服务
边缘部分的主机是为用户进行信息处理的 核心部分的路由器是用来转发分组进行分组交换的
1.3.1互联网的边缘部分
处在互联网边缘部分的是主机，主机又成为端系统。因为进程指的是“运行着的程序”，所以主机之间的通信又成为进程之间的通信，简称计算机之间的通信。
在网络边缘的端系统之间的通信方式可化分为两大类：客户-服务器方式（C/S方式）和对等方式（P2P方式）
C/S方式
客户是服务请求方，服务器是服务提供方
客户程序必须知道服务器程序的地址，客户程序不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统
服务器程序可同时处理多个远地或本地客户的请求，服务器程序不需要知道客户程序的地址，服务器程序需要有强大的硬件和高级的操作系统作支持。
P2P方式
不区分服务请求方和服务提供方，是两台主机之间平等的、对等连接通信。
1.3.2互联网的核心部分
在网络核心部分起特殊作用的是路由器。路由器是实现分组交换的关键构件，任务是转发收到的分组。
电路交换
缺点：线路的传输效率往往很低。（原因：计算机数据是突发式地出现在传输线路上，因此线路上真正用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%）
分组交换
分组交换采用存储转发技术，采用动态分配信道的策略。
分组交换暂时保存在节点的内存中，而不是保存在节点的外存中
分组交换过程
1.先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段
2.在每一个数据段前面添加上首部构成分组
3.依次把各分组发送到接收端。
4.每一个分组的首部都含有地址（诸如目的地址和源地址）等控制信息。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的地址信息把分组转发到下一个结点交换机。每个分组在互联网中独立地选择传输路径 。
用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。
分组交换的优点
| 优点 | 所采用的手段 |
|---|---|
| 高效 | 在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 |
| 灵活 | 为每一个分组独立地选择最合适的转发路由。 |
| 迅速 | 以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组。 |
| 可靠 | 保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。 |
分组交换的缺点
1.分组在各路由器存储转发时需要排队，这就会造成时延
2.各分组必须携带的首部中的控制信息造成了一定的开销
1.4计算机网络的类别
计算机网络的定义:
计算机网络是指将地理位置不同且功能相对独立的多个计算机系统通过通信线路相互连在一起、遵循共同的网络协议 、由专门的网络操作系统进行管理，以实现资源共享的系统。
按照网络的作用范围分类
分为广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN和个人区域网PAN。
按照网络的使用者分类
分为公用网和专用网
接入网AN
用来把用户接入到互联网的网络叫做接入网AN，它又称为本地接入网或居民接入网。
接入网本身既不属于互联网的核心部分，也不属于互联网的边缘部分。
1.5计算机网络的性能
1.5.1计算机网络的基本功能
资源共享、分布式处理和数据通信计算机网络的基本功能
1.5.2计算机网络的性能指标（7个）
速率
单位：bit/s （或Kbit/s、Mbit/s、Gbit/s）
1Gbit/s=103Mbit/s=106Kbit/s=109bit/s
在计算机领域中，数的计算使用二进制。 只有速率用10的n次方表示，其余都用2的n次方表示。
带宽
单位时间内通过信道的最高数据率
单位：bit/s
吞吐量
单位时间内通过的实际的数据量
时延
数据从一端传到另一端所用的时间
（1）发送时延
发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，又称传输时延
（2）传播时延
传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
（3）处理时延
（4）排队时延
对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率 提高数据的发送速率只是减小了数据的发送时延
时延带宽积
传播时延和带宽相乘得到传播时延带宽积。链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。
往返时间RTT
往返时间表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认为止，总共经历的时间。
- 在互联网中，往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延 。
- 当使用卫星通信时，往返时间 RTT相对较长，是很重要的一个性能指标
利用率
-
利用率分为信道利用率和网络利用率两种。
-
信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过）。完全空闲的信道利用率是零。
-
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。
-
信道利用率并非越高越好，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。
-
若令 D0表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系：
其中：U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间
1.5.3计算机网络的非性能指标
- 费用
- 质量
- 标准化
- 可靠性
- 可扩展性和可升级性
- 易于管理和维护
1.6计算机网络体系结构
1.6.1计算机网络体系结构的形成
计算机网络是个非常复杂的系统。相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。
为了使不同体系结构的计算机网络能够互联，国际标准化组织 ISO 提出了开放系统互连基本参考模型OSI/RM，简称OSI。但是法律上的国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。非国际标准 TCP/IP 却得到了最广泛的应用 。因此TCP/IP 常被称为事实上的国际标准
1.6.2 协议与划分层次
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议，简称协议。网络协议由以下三要素构成：
- 语法：数据与控制信息的结构或格式
- 语义：规定语法成分的含义
- 同步/时序：语法成分的顺序和速度匹配关系
计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构
计算机网络体系结构的作用是用来指导网络的设计和实现。
1.6.3五层协议的体系结构
（1）应用层
作用：规定应用程序产生的数据格式。
代表协议：HTTP，SMTP，FTP
（2）运输层
作用：向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
代表协议：TCP，UDP
数据传输单位：用户数据包
（3）网络层
作用：完成主机之间的通信
代表协议：IP
数据传输单位：分组，包
（4）数据链路层
作用：将IP数据包组装成帧，在相邻结点间的链路上传送帧
数据传输单位：帧
（5）物理层
作用：完成物理上相邻节点之间数据比特流的传输
数据传输单位：比特
1.6.4 实体、协议、服务和服务访问点
- 实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程
- 协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合
- 服务：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层提供的服务。上层使用服务原语获得下层所提供的服务
- 服务访问点SAP（接口）：在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方
协议是“水平的”，协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”，服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
层与层之间交换的数据的单位为服务数据单元SDU，而不是协议数据单元PDU
本章重要概念
- 网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络连接在一起，是网络的网络
- internet互连网是通用名词，泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议可以是任意的。
- Internet互联网是专用名词，指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，采用TCP/IP协议族作为通信规则，其前身是ARPANET。
- 互联网现在采用存储转发的分组交换技术，以及三层ISP结构
- 互联网按工作方式可化分为边缘部分与核心部分。主机在网络的边缘部分，作用是进行信息处理。路由器在网络的核心部分，作用是按存储转发方式进行分组交换。
- 计算机通信是计算机进程之间的通信，通信方式是客户服务器方式和对等连接方式（P2P方式）
- 按作用范围不同，计算机网络分为广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN和个人区域网PAN。
- 网络协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则。计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络的体系结构。
- 五层协议的体系结构由物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层组成。
来源：CSDN
作者：taole111
链接：https://blog.csdn.net/weixin_43376075/article/details/103515771