计算机网络概述
计算机网络：
是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机网络功能：
- 数据通信
- 资源共享
- 分布式处理
- 提高可靠性
- 负载均衡
计算机网络组成
- 组成部分：硬件、软件、协议
- 工作方式：边缘部分（用户直接使用：C/S方式、P2P方式）、核心部分（为边缘部分提供服务）
- 功能组成：通信子网、资源子网
计算机网络的分类
- 按分布范围：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN
- 按使用者：公有网、专用网
- 按交换技术：电路交换、报文交换、分组交换
- 按拓扑结构：总线型、星型、环型、网状型
- 按传输技术：广播式（共享公共通信信道）、点对点网络（使用分组存储转发和路由选择机制）
标准化工作以及相关组织
性能指标
速率
- 速率即数据率或称数据传输率或比特率。
- 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率。单位是b/s,kb/s,Mb/s,Tb/s。
带宽
- “带宽”原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）。
- 计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”，b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。
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。单位b/s,kb/s,Mb/s等。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
时延
指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需时间。也叫延迟或迟延。单位是s。由以下四个方面组成。
- 发送时延：从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间。
- 传播时延：取决于电磁波传播速度和链路长度。
- 排队时延：等待输出/入链路可用。
- 处理时延：检错/找出口。
时延带宽积
时延带宽积=传播时延*带宽。
时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。即“某段链路现在有多少比特”。
往返时延RTT
从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。
RTT=传播时延*2+末端处理时间
利用率
分层结构
OSI参考模型
OSI参考模型由来：支持异构网络系统的互联互通。
但失败原因：1.少经验 2.复杂 3.周期长 4.层次划分不合理
OSI参考模型
用OSI参考模型解释通信过程
应用层
所有能和用户交互产生网络流量的程序。
主要协议：
- 文件传输FTP
- 电子邮件SMTP
- 万维网HTTP
表示层
用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）
功能：
- 数据格式交换
- 数据加密解密
- 数据压缩和恢复
主要协议：JPEG、ASCII
会话层
向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步（SYN）。
功能：
- 建立、管理、终止会话
- 使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。
主要协议：ADSP、ASP
传输层
负责主机中两个进程地通信，即端到端的通信。
功能：
- 可靠传输、不可靠传输
- 差错控制：纠正
- 流量控制：控制发送方速度
- 复用分用（复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务；分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程）
主要协议：TCP、UDP
网络层
主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
功能：
- 路由选择
- 流量控制：发送端速率控制
- 差错控制
- 拥塞控制（宏观控制）：若所有结点都来不及接受分组，而要丢弃大量分组的话，网络就处于拥塞状态。因此要采取一定的措施，缓解这种拥塞。
主要协议：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF
数据链路层
主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是帧。
功能：
- 成帧（定义帧的开始和结束）
- 差错控制（帧错+位错）
- 流量控制
- 访问（接入）控制：控制对信道的访问
主要协议：SDLC、HDLC、PPP、STP
物理层
主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层传输单位是比特。
透明传输：指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。
功能：
- 定义接口特性
- 定义传输模式：单工、半双工、双工
- 定义传输速率
- 比特同步
- 比特编码：规定电压表示0或1。
主要协议：Rj45、802.3。
TCP/IP模型
OSI参考模型与TCP/IP参考模型相同点：
- 都分层
- 基于独立协议栈的概念
- 可以实现异构网络互联
OSI参考模型与TCP/IP参考模型不同点：
5层参考模型
总结
参考文献：王道-《计算机网络》