一、互联网概述
1.定义
计算机网络：由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成，结点可以是计算机、交换机、路由器或集线器等设备。简称网络。
网络之间互连（通过路由器）形成更大的网络，网络的网络——互连网，internet，通用名词，网络间通信的协议可以是任意的;
最大的互连网即是互联网，专有名词，特指最大的互连网，又称因特网——Internet，TCP/IP协议簇；
通常说的“上网”即是上互联网。
2.互联网发展的三个阶段
第一阶段：单个网络APPANET——互连网、互联网（TCP/IP协议)；
第二阶段：三级结构的互联网：主干网、地区网、校园网（企业网）；
第三阶段：多层次ISP结构的互联网；主干ISP、地区ISP、本地ISP；
ISP：互联网服务提供者，即运营商，如电信、移动、联通。
ISP向国家成块的IP地址，同时铺设线路和连网设备，任何机构和个人上网时，向ISP付费租用宽带，由本地ISP铺设线路，分配IP给用户，使得用户可以上网。
多层次的ISP结构：
第一层：主干ISP，专门的公司维持，国际性区域，面积大，ISP间直接互连，如中国电信、中国移动、中国联通等；
第二层：地区ISP，第二层ISP和较大的公司是第一层ISP 的用户与少数第一层ISP相连接，如河北移动、甘肃电信；
第三层：本地ISP，第二层ISP的用户，且只拥有本地范围的网络，一般的企业网、校园网、家住宅用户和无线移动用户等都是本地ISP的用户；如兰州移动、石家庄电信等；
3.标准化
互联网协会（ISOC)，制定RFC标准；
ISOC：工程部、研究部
RFC面向公众，即Request for coments,
制定RFC标准的过程：互联网草案——建议标准——互联网标准RFC
二、互联网组成
边缘部分+核心部分
边缘结构：由连接在互联网上的主机组成，用户直接使用的，用来进行数据通信和资源共享，这些主机又称为端系统；
核心部分：由网络和连接这些网络的路由设备组成，主要为边缘部分提供连通性和交换服务。
三种交换技术：
电路交换：端到端建立连接（分配通信资源），进行通信（一直占用通信资源）、释放连接（归还通信资源）；
动态分配传输线路的资源；
通信双方占用整条路线，资源利用率不高；
分组交换：分组存储转发（计算机网络通信交换方式）
发送端：报文拆分成数据段，加首部成分组（TCP层）
——传输系统：路由器存储转发（接收队列缓存，转发表找出下一个路由，发送队列缓存）
不同分组可按不同路由路径进行转发 ；分组乱序，分组到达目的地的顺序和发送端发出的顺序可能不一样（不同路由路径的拥塞程度不一样）；
——接收端：收到分组，去首部拼接成报文。
动态分配资源，只在发送某一分组时占用一段路由资源；
报文交换：整个报文存储转发；主要用于早起的电报通信网；
A将整个报文发送给B后，存储,B完整的发送给C.
三种交换技术对比：
电路交换：时延小、即时性、(线路用户双方专用，数据直达)、有序传输、没有冲突、适用范围广（模拟信号、数字信号）、控制简单；
缺点：建立连接时间长、线路独占资源利用率低、灵活性查（只要中间一个节点出故障，整条线路瘫痪）、灵活性差、难以规格化（不同规格难以通信）；
报文交换：无需建立连接、动态分配线路、提高线路可靠性、提高线路利用率（部分时间段占用部分路由资源）、提供多目标服务；
缺点：引起转发时延（存储转发）、较大的存储缓存空间（不限制报文大小）、需要传输额外的信息量（首部信息，源地址、目标地址）
分组交换：
优点：无需建立连接、动态分配线路、线路利用率高（不同时间分段部分占用线路)、简化了存储管理（分组大小固定、缓冲区，好管理）、加速传输（同时进行上一个分组的存储和下一个分组的转发）、减少出错概率和重发数据率；
缺点：引起转发时延、需要传输额外的信息量（控制信息）、
对于数据包服务，存在失序、丢失、重传分组的问题；对于虚电路服务，存在呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。
三、中国计算机网络发展
五张大网：电信、移动、联通、教育和科研网、科学技术网
四、计算机网络的类别
1. 定义
计算机网络的精确定义不统一。
定义：计算机网路主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一热定目的（例如，传送数据或视频信号）。
2.分类
（1）按交换技术分类：电路交换网路、报文交换网路、分组交换网；
（2）按使用者分类：专用网、专用网；
（3）按传输介质分类：有线网络、无线网路
（4）按覆盖范围分类：广域网（WAN)：几十到几千公里，跨越城市、国家；
城域网（MAN）、5-50公里，一个城市，或城市的几条街道；
局域网（LAN）：1公里，一幢楼、一层楼、一个实验网；本单位维护；
一个校园、企业通常有几个局域网连接起来，称为校园网、企业网；
个域网（PAN）：10米左右，家庭无线路由；打印鼠标、键盘、耳机等通过无线连接，又称为个人无线区域；
多处理机（1米以内）
（5）根据拓扑线路分类：总线型网络、环型网络、网状型网络；
注意：WAN还是LAN，主要看是否租用宽带，用到了广域网技术，而不单以距离远近分类。只要租用了ISP宽带，就是广域网。
五、计算机网络的性能
1.速率：单位时间内通过的数据率，单位bit/s，一般是指标准的速率，而实际情况要比标准速率更低。用来衡量两个结点双方之间的传输速率。
两种单位：
2.带宽：
模拟信号中：信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围，单位Hz。
计算机网络中：表示网络的通信线路所能传输数据的能力。单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的最高数据率，单位bit/s，。用来衡量一个接口，或者一条信道的传输速率。
“一条链路无空隙地持续发送数据时的速率”，利用率为100%。
一个网卡接口的带宽为100Mbit/s，指的是单向带宽为100Mbit/s，即上行宽带为100Mbit/s，下行宽带为100Mbit/s。
一条通信线路的“频带宽度”越宽，其所传输数据的“最高数据率”也越高。
**3.吞吐量：**通过某个网络（或信道、接口）的数据量；
受网络的带宽和额定速率的限制。
**4.时延：**从发送端发送第一个比特开始到接收端接收到最后一个比特时的时间；
发送时延+传播时延+(排队时延)+处理时延；究竟哪一时延占主体，必须具体分析。
发送时延：=数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s) 因素： 报文长度、发送速率
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的速率（m/s） 因素： 信道长度。
信号在信道的传播速率是一定的，我们提高的是发送速率。
处理时延，排队时延。（主机、路由器） 因素：缓存队列的分组数量
5.时延带宽积：
时延带宽积=传播时延 x 带宽 bit
若发送端连续发数据，则在所发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个比特；
又称为以比特为单位的链路长度。
意义：代表着在传播时延的这段时间内，链路的“管道”100%利用时可以传输的数据量。
6.往返时间：RTT ，双向交互一次所需的时间。
7.利用率：
信道利用率（某信道百分之几的时间是被利用的）、网络利用率（全网络信道利用率的加权平均）
**8.丢包率：**一定时间内，传输过程中丢失的分组数量和总分组数量的比率。
接口、结点、链路、路径、网络丢包。
分组丢失主要的两种情况：分组在传输过程中出现误码而被丢弃；结点交换机缓存队列满（网络拥塞）；
六、计算机网络体系结构
1.常见的网络体系结构
OSI体系结构：七层，应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层
TCP/IP体系结构：应用层，运输层，网际层，网络接口层。
TCP/IP体系协议簇，TCP/IP协议栈
2.结构分层的必要性——五层协议体系体系结构
两进程间的通信过程：
演示视频
3.计算机网络体系结构中的专业术语
（1）实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
对等协议：收发双方相同层次中的实体。
（2）协议 ：控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合。
协议三要素：语法（定义所交换信息的格式）、
语义（定义收发双方所要完成的操作）、
同步（定义收发双方的时序关系），不是时钟同步
同步的经典例子：
（3）服务：两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。
协议是“水平”的，服务是“垂直”的。
实体看得就相邻下层所提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议。
（4)服务访问点
（5）协议数据单元PDU：对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元。
服务数据单元SDU：同一系统内，层与层之间交换的数据包称为服务数据单元。
