基本概念
- 网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
- 因特网已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。
- 计算机提供给用户最重要的功能：连通性、共享性
- 网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。 互联网是“网络的网络”(network of networks)。 连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。
- 网络与因特网的关系：网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
- 第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。 1983 为因特网的诞生时间。第二阶段是建成了三级结构的因特网。 三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。第三阶段的特点是逐渐形成了多层次（根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，本地 ISP → 地区 ISP → 主干 ISP） ISP 结构的因特网。 出现了因特网服务提供者 ISP。
- 以小写字母 i 开始的 internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。 以大写字母I开始的的 Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET。
- 万维网大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为因特网的这种指数级增长的主要驱动力。
- 因特网正式标准的四个阶段：因特网草案——不是 RFC 文档。 建议标准——成为 RFC 文档。 草案标准、因特网标准
- 因特网的组成：1、 边缘部分 ?由所有连接在因特网上的主机（又称为端系统）——用于用户进行信息处理，并且可以和其他主机通过网络交换信息，向网络发送分组，从网络接收分组。——组成。2、核心部分 ?由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
- 边缘部分通信可分为两类：客户-服务器方式（C/S 方式） ?对等方式（P2P 方式）
- C/S解释：客户软件：客户调用后运行，主动向远端服务器发送通信，需要知道服务器的地址，不需要高级操作系统和硬件。服务器软件：系统启动后自动调用并一直不断地运行，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。服务器程序不需要知道客户程序的地址，需要高级操作系统和硬件。
- 核心部分是提供连通性的，路由器是网络核心部分最重要的功能——分组交换—— 的关键构件，用来存储转发分组进行分组交换，最后把分组交付目的主机。
- 因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。
电路交换&分组交换&报文交换
- 电路交换的特点：电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段： 建立连接 通信 释放连接。所谓交换，就是转接，是一种动态分配传输线路资源的方式
- 为什么电路交换的方式传输计算机数据效率低？计算机数据具有突发性。 这导致通信线路的利用率很低。
- 所以就要用到分组交换，分组交换的流程：在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段，每一个数据段前面添加上首部构成分组。分组交换网以“分组”作为数据传输单元。 依次把各分组发送到接收端。每一个分组的首部都含有地址等控制信息。 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。
- 路由器处理分组的过程是： 把收到的分组先放入缓存（暂时存储）； 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发； 把分组送到适当的端口转发出去。
- 分组交换可能出现的问题：传输过程中出现差错或转发时被丢弃。分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
- 分组交换的优点：高效 ?动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 ? ?以分组为传送单位和查找路由。 迅速 ? ?不必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；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
?一些其他的碎片知识
- 网络分类：从网络的作用范围进行分类 广域网 WAN 、局域网 LAN 、城域网 MAN 、个人区域网 PAN 。从网络的使用者进行分类 公用网、专用网。
- 接入网 AN，它又称为本地接入网或居民接入网。 由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。 ?
- 在计算机界，K = 2^10 = 1024 ? ?M = 2^20, G = 2^30, T = 2^40。小写字母的仍然是十进制
- MB与Mb不同，前者是兆bite，后者是兆bit，一个bite是八个bit
计算机的性能&指标
- 速率：即数据率或比特率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等 速率往往是指额定速率或标称速率。（比特是计算机中数据量的单位，一个比特是一个二进制数）
- 带宽：本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)——带宽就是最大速率.
- 吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
- 时延= 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
- 发送时延：数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间，从第一个bit算起到发送完最后一个bit结束。发送时延=数据帧长度（bit）/发送速率（bit/s）。发送速率是网卡和带宽的最小值
- 传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。这个主要取决于传输介质。传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道中的传输速度（m/s）
- 处理时延 ? ?交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
- 排队时延 ? ?结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。
- 人们可以提高的是带宽，就是说数据的发送速率被提高，也就是发送时延减少了。但是传播时延取决于导体，这个没办法改变，除非换材质
- 时延带宽积 = 传播时延 （s）* 带宽（b/s）=bit，所以时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。?
- 信道利用率：指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）
- 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。利用率越高说明越堵，可以近似为一个公式：D是当前排队时延，D0是网络空闲时的排队时延，U是当前网络利用率? 。当U慢慢接近1的时候，D增大的极快
- 其他网络非性能但要考虑的：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
计算机网络的体系结构&协议与化分层次
- 关于开放系统互连参考模型 OSI/RM，虽然它是法律上的国际标准，但它在市场上失败了
- TCP/IP 标准常被称为事实上的 国际标准
- 为什么要分层？两个相互通信的计算机要做的底层工作太多了，必须分解一下，一个问题一个问题解决。好处：各层之间是独立的。 灵活性好。 结构上可分割开。 易于实现和维护。 能促进标准化工作。? 但层数要是适当的
- 为什么要有协议？没有规矩不成方圆，数据不能瞎传，没有统一标准，谁也不认识。网络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。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（同步含有时序的意思）。
- 协议的组成要素：语法 ——数据与控制信息的结构或格式 。 语义——需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 同步——事件实现顺序的详细说明。怎么写？写的内容怎么解释？什么时候干？
- 协议的定义：协议是控制两个对等实体（实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程）进行通信的规则的集合。
- 计算机网络的体系结构=网络的各层及其协议的集合。体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。 实现是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。
- 五层协议的体系结构：应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer)——ps：这里的五层结构不是tcp/ip，它本身只有四层：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
- +H5=应用层 PDU；+H4=运输层报文;? +H3=成为 IP 数据报（或分组）;? +H2+T2=数据链路层帧;??数据链路层帧再传送到物理层，最下面的物理层把比特流传送到物理媒体。主机2接收到数据后一层层的剥离就是反操作。
??实体、协议、服务 和服务访问点
- 本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
- 下面的协议对上面的服务用户是透明的。
- 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。比如这边的网络层对那边的网络层
- 服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
- 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP ，比如数据链路层和物理层。
TCP/IP的体系结构（四层）
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