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一、网络
网络是指三网：电信网络、有线电视网络、计算机网络。
电信网提供电话、电报及传真服务。
有线电视网络提供各种电视节目。
就三级网络是用户迅速传送数据文件等。
现在，电信网络和有线电视网络都逐渐融入现在计算机网络中了。
计算机网络提供两个最重要的功能：
- 连通性
计算机网络是用户之间都可以彼此交换信息。好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 - 共享
可以是信息共享、软件共享、硬件共享。
二、因特网
网络由若干结点和连接这些结点的链路组成。
网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或者路由器等。
a（网络） ：三台计算机通过三条链路连接到一个集线器上，构成了一个简单的网络。
b（互联网）：网络和网络还可以通过路由器互连起来，构成一个覆盖范围更大的网络，即互联网。互联网是网络的网络。
因特网是世界上最大的互连网络。
ISP （因特网服务提供商）
中国电信、中国联通和中国移动就是我们最有名的 ISP。
ISP 可以从因特网管理机构申请到许多 IP 地址，同时拥有通信线路及路由器等连网设备，任何机构和个人都可以向 ISP 租用 IP 地址得使用权。并且通过该 ISP 接入到 因特网中。
ISP层次
根据服务的覆盖面积大小以及所拥有的的 IP 地址 数目的不同，ISP 分为不同层次：主干 ISP、地区 ISP 和 本地 ISP。
主干 ISP 由几个专门的公司创建和维持。一般可以覆盖国家范围，并且拥有高速主干网（10 GB/s 或更高）。
理论上，只要一个本地 ISP 安装了路由器 连接到地区 ISP， 地区 ISP 也有路由器连接到 主干 ISP，那么就可以完成 因特网中所有的分组转发任务。
但随着 因特网上数据流量的急剧增长，人们开始研究如何更快的转发分组，于是有了 因特网交换点 （IXP）。他的作用是允许两个网络直接相连并交换分组，而不需要再通过第三个网络来转发分组。
因特网的组成
因特网的拓扑结构虽然非常复杂并且在地理上覆盖了全球，但从其工作方式上看，可以划分为:
- 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。
- 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的。
边缘部分
处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有主机。这些主机称为端系统。
端系统在功能上可能有很大的差别，小的端系统可以是一台普通个人电脑（包括笔记本电脑或者平板电脑）和具有上网功能的手机，甚至是一个很小的网络摄像头（可监视当地的天气或交通情况，并在因特网上实时发布）。而大的端系统则可以是一台复杂而昂贵的大型计算机。
边缘部分利用核心部分所提供的服务，是众多主机之间能够互相通信兵交换或共享信息。
主机 A 与 主机 B 通信是指：运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信。运行中的程序称为 进程，所以也说：主机 A 的某个进程 和主机 B 的另一个进程进行通信。
在网络边缘的端系统之间的通信方式通常可划分为两大类：客户-服务器方式（C/S）和对等方式（P2P）
- 客户-服务器（client-server）
- 对等连接（peer-to-peer）指两个主机在通信时不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。
核心部分
核心部分是因特网中最复杂的部分，因为网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中任何一台主机都能够向其他主机通信。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router），他是一种专用计算机（但不是主机）。
路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构件，任务是转发收到的分组。
1. 电路交换的主要特点
在电话问世不久后，人们就发现要让所有的电话机都两两相连是不现实的。但使用交换机就可以很方便的通信了。
交换就是以某种方式动态的分配传输线路的资源。
在使用电路交换打电话之前，必须先拨号请求建立连接。
当被叫用户听到交换机送来的拨号音并摘机后，从主叫端到被叫端就建立了一条连接，也就是一条专用的物理通路。
这条连接保证了双方通话时所需的通信资源，而这些资源在双方通信时不会被其他用户占用。
通话完毕后，交换机释放刚才使用的这条专用的物理通路。
这种必须经过 建立连接->通话->释放连接 三个步骤的交换方式称为电路交换。
如果用户在拨号呼叫时电信网的资源已不足以支持这次的呼叫，则主叫用户会听到忙音，表示电信网不接受用户的呼叫，用户必须挂机，等待一段时间后重新拨号。
用户线是电话用户到所连接的交换机的连接线路，是用户独占的传送模拟信号的专用线路，而交换机之间拥有大量话路的中继线（这些传输线路早已都数字化了）则是许多用户共享的。正在通话的用户只占用了中继线里面的一个话路。
电话交换的一个重要特点就是 在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
使用电路交换来传送计算机数据的传输效率往往是很低的。这是因为计算机数据是突发式的出现在传输线路上的，线路上真正用来传输数据的时间往往很低。被用户占用的线路绝大部分时间是空闲的。
2. 分组交换的特点
分组交换则采用存储转发技术。
通常把要发送的整块数据成为一个报文。在发送报文之前，先把较长的报文划分为一个个更小的等长数据段，例如每个数据段为 1024 bit。
在每一段数据前面加上一些必要控制信息组成首部后，就构成了一个分组。分组又成为 包。
分组中的首部是非常重要的，正是由于分组中的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，每一个分组才能在因特网中独立地选择传输路径，并被正确的交付到传输的终点。
路由器收到一个分组，先暂时存储一下，检查其首部，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组交给下一个路由器。这样一步一步的（有时会经过几十个不同的路由器）通过存储转发的方式，把分组交给最终的目的主机。
各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息，以便创建和维持在路由器中的转发表，使得转发表能够在整个网络拓扑发生变化时及时更新。
上图 b，假如链路 A-C 通信量太大、那么路由器 A 可以把分组沿另一个路由转发到路由器 B，在转发到路由器 E ，最后给到目的主机 H5.
注意：路由器暂时存储的是一个个短分组，而不是整个长报文。短分组是暂存在路由器的存储器中而不是存储在磁盘上的，所以保证了较高的交换效率。
注意，分组交换在传送数据之前不必先占用一条端到端的通信资源。分组在哪一段链路上传送时，才会占用这段链路的通信资源。
3. 报文交换
古代就有的邮政通信，其本质也属于存储转发方式。
20世纪40年代，电报通信采用了基于存储转发原理的报文交换。
在报文交换中心，一份份电报被接收下来，并穿成纸带。操作员以每份报文为单位，撕下纸带，根据报文的目的站地址，拿到相应的发报机转发出去。
归纳
- 电路交换–整个报文的比特流连续的从源头到终点，就好像在一个管道中传送。
- 报文交换–整个报文先传送到相邻节点，全部存储先来查找转发表、转发到下一节点。
- 分组交换–单个分组（整个报文的一部分）传送到相邻节点，存储下来后查找转发表，转发到下一 结点。
三、不同类别的网络
1. 按网络的作用范围分类
-
广域网 WAN (Wide Area Network)
广域网是因特网的核心部分，作用范围几十到几千公里。连接广域网的个结点交换机的链路一般都是高速链路，具有及哦啊大的通信容量。 -
城域网 MAN (Metropolitan )
作用范围一般是一个城市，跨越几个街区甚至整个城市，约为 5 到 50 km。
目前，很多城域网采用的是以太网技术，因此城域网有时也常纳入局域网的范围进行讨论。 -
局域网 LAN （Local Area Network）
一般在 1 km 左右。 -
个人区域网 PAN （Personal Area Network）
就是个人工作的地方把个人使用的电子设备（如便携式电脑等）用无线技术连接起来的网络。因此也常称为 无线个人区域网 WPAN，10 m 左右。
2. 按网络使用者分类
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公用网
指电信公司出资建造的大型网络。
缴纳了费用的人都可以使用。 -
专用网
某个部分、某个行业为各自的特殊业务工作需要而建造的网络。这种网络不对外提供服务。例如，政府、军队、银行、铁路、电力、公安等系统。 -
接入网
用来把用户接入因特网的网络，又成为本地接入网或居民接入网。
四、计算机网络性能指标
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速率
指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。
Kb/s Mb/s Gb/s Tb/s -
宽带
网络的通信线路传送数据的能力
单位时间内从网络中的一点到网络中另一点锁能通过的最高数据率。 -
吞吐量
单位时间内通过某个网络的数据量。
例如对于 100 Mb/s 的以太网，额定速率为 100 Mb/s， 那个这个数值是该以太网吞吐量的绝对上限值。因此，100 Mb/s 的以太网，其典型的吞吐量可能只有 70 Mb/s。 -
时延
数据从网络一段传送到另一端所需的时间。或者称为延迟。
发送时延：主机或路由器发送数据的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
传播时延： 在信道中传播一定的距离所需要花费的时间。
处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理，例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分等。
排队时延：分组在经过网络传输时，要经过许多路由器。但分组进入路由器后要现在输入队列中排队等待处理。在路由器确定了转发接口后，还要在输出队列汇总排队等待转发。
强调，高速链路提供的仅仅是数据的发送速率而不是比特咋链路上的传播速率。提高发送速率只是减小了数据的发送时延。
五、计算机网络体系结构
- 开发系统互连基本参考模型（OSI）
虽然制定出了标准，但是没有厂家用。所以只是一种国际标准。 - TCP/IP 非国际标准，但确实事实上的国际标准
六、协议
计算机网络中要做到有条不紊的交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。
这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题。（同步是指时间实现顺序的详细说明）
七、五层协议的体系结构
OSI 是七层协议体系接口，理论完整但复杂不实用。
TCP/IP 是一个四层体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。（网际层是为了解决不同网络的互连问题）
两个折中就是五层协议的体系结构：
- 应用层
通过应用程序间的交互来完成特定网络应用。例如万维网应用的 HTTP 协议，支持电子邮件的 SMTP 协议，支持文件传送的 FTP 协议等。将应用层交互的数据单元称为 报文。 - 运输层
负责向两个主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
通用，指并不针对某个特定网络应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。由于一台主机可以同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。
运输层主要有两种协议：
TCP ：传输控制协议----面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段。
UDP：用户数据报协议----提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务（不保证可靠性），传输单位是用户数据报。
- 网络层
负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报分装成分组或包进行传送。
网络层另一个任务是选择合适的路由，是源主机运输层所传下来的分组能通过网络中的路由器找到目的主机。
因特网主要的网络层协议是无连接的网际协议 IP 层。
- 数据链路层
两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要专门的链路层协议。在两个相邻节点间传送数据时，链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制等。）
在接收数据时，控制信息使接收端能够知道一个帧从哪个比特流开始和到哪个比特流结束。这样数据链路层在收到一个帧后，就可从中提取出数据部分，上交给网络层。
- 物理层
物理层所传的数据的单位是 比特。发送方发送 1（或0）时，接收方应当收到 1（或0），而不是0（或1）。
54321 分别代表这五层。
八、TCP/IP
注意：路由器在转发分组时最高只用到网络层，而没有使用运输层和应用层。
TCP /IP 协议可以为各式各样的应用提供服务，同时也允许 IP 协议在各式各样的网络构成的互联网上运行。