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无论何时、何地 都可以进行信息交换，这是计算机网络出现的原因。
演进过程
互联网的三个阶段：
- 第一阶段是从单个网络ARPANET向互连网发展的过程。
- 第二阶段的特点是建成了三级结构的互联网，主干网、地区网和校园网/企业网；1985年，美国国家科学基金会就围绕6个大型计算机中心建设计算机网络。
互联网必将扩大其使用范围，不应仅限于大学和研究机构，将主干网交给私人公司来经营，并收费。 - 第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的互联网。
ISP就是一个进行商业活动的公司，因此ISP又常译为互联网服务提供商，ISP 从互联网管理机构申请很多IP地址，通信线路和路由，个人可以像 ISP 缴纳一定的费用申请上网。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，ISP也分为不同层次的ISP：主干ISP、地区ISP和本地ISP。
由于不同地区的 ISP 之间通信需要经过 上层的 ISP，就像河两边的村庄，之间想要交流，没有桥，就要绕特别的远的地方才能交流。于是就在两个 ISP 之间建立一座桥，这个桥就是互联网交换点IXP（Internet eXchange Point）。
互联网交换点IXP 是为了解决如何更快地转发分组，以及如何更加有效地利用网络资源的问题。主要作用就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。采用工作在数据链路层的网络交换机，这些网络交换机都用局域网互连起来。
互联网协会成立
随着互联网的技术扩张，为了方便于扩张和维护，就需要制定一些规范，所以需要标准化。标准化工作的好坏对一种技术的发展有着很大的影响。缺乏国际标准将会使技术的发展处于比较混乱的状态，而盲目自由竞争的结果很可能形成多种技术体制并存且互不兼容的状态，所以 用开放的方式 让别人可以随时发表对某个文档的意见或建议， RFC 文档可以下载，建立对应的组织将这些标准化统一管理起来。
1992年互联网不再归于美国政府管辖，成立 国际性组织，互联网协会，由他们来确定
互联网的正式标准，其正式标准流程为
建议标准 ->草案标准 -> 互联网标准
但是由于草案标准和互联网标准总是混在一起，所以将标准流程变为：
建议标准 -> 互联网标准
互联网的特点：
连通性：无论多远，都可以联系上。
资源共享：资源即使不在当前机子上，都可以下载。
网络组成是由若干结点和连接这些节点的链路组成。结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
网络把许多计算机连接在一起，而互连网则把许多网络通过路由器连接在一起，与网络相连的计算机常称为主机。
网络互连不是就简单的物理上连接起来，计算机上安装可以进行信息交换的软件，使得计算机之间可以通过网络交互信息。
互联网的组成：
互联网是由边缘部分和核心部分组成的。
边缘部分是用户直接使用的部分，在网络边缘的端系统之间的通信方式：
客户-服务器方式（C/S方式）
对等方式（P2P方式）：只要两台主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。
核心部分是为边缘部分提供服务的部分，在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router），它是利用分组交换（packet switching）转发收到的分组。
分组交换则采用存储转发技术，路由器暂时将一个个短分组暂存在路由器的存储器（即内存）中，查找转发表，然后从一条合适的链路转发出去。
优点有：
高效：动态分配传输带宽，逐段占用通信链路
灵活：每个分组独立选择最合适的转发路由
迅速：不建立连接就可以向其他主机发送，高速链路相连接。
可靠：网状拓扑结构（分布式多路由），可靠的网络协议。
需要解决的问题有：
- 分组在各路由器存储转发时需要排队，造成一定的时延。
- 各分组必须携带控制信息也造成一定的开销。
主机是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器则是用来转发分组的，即进行分组交换的。
计算机网络分类：
网络作用范围：广域网、城域网、局域网、个人区域网
网络的使用者分类：公用网、专用网。
接入网是从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络。
从覆盖的范围看，很多接入网还属于局域网。从作用上看，接入网只是起到让用户能够与互联网连接的“桥梁”作用。
接入网称为本地接入网或居民接入网。
计算机网络性能：
- 速率：指的是数据的传送速率，它也称为数据率（data rate）或比特率（bit rate）（bit/s）
- 带宽：频带宽度（赫）；最高数据率（bit/s)。
- 吞吐量：在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际的数据量（字节数或帧数）
- 时延：
- 发送时延（transmission delay）是主机或路由器发送数据帧所需要的时间 = 数据帧长度 （bit）/发送速率（bit/s）
- 传播时延（propagation delay）是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间 = 信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s）
- 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
- 排队时延 分组在经过网络传输时，要经过许多路由器。
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽 - 往返时间RTT
- 利用率：信道或网络的利用率过高会产生非常大的时延。因此一些拥有较大主干网的ISP通常控制信道利用率不超过50％。如果超过了就要准备扩容，增大线路的带宽
网络体系结构：
网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。
为了方便数据在计算机网络进行交换，需要建立对应的规则和标准，这个规则和标准就是网络协议。
网络协议主要由以下三个要素组成：
（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；
（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；
（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
分层的目标是为了方便维护和扩展，有很大的灵活性。分层太少，每一层的协议就会太复杂，分层太多，在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到困难。各层要完成的功能如下：
差错控制：相同层的通信可靠
流量控制：发送端的速率必须使接收端来得及接收，不能太快？
分段和重装：发送端切小块，接收端将其还原
复用和分用：几次会话复用一条底层的连接，接收端再进行分用？
连接建立和释放：交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束就释放连接。
五层协议结构：
应用层(application layer)：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用，应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。数据单元称为报文
运输层(transport layer)：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。TCP(传输控制协议 Transmission Control Protocol)UDP(用户数据包协议 User Datagram Protocol)
网络层（network layer）:为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
- 分组传送：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封装成分组或包进行传送。
在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报，或简称为数据报。 - 选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机。
互联网是由大量的异构（heterogeneous）网络通过路由器（router）相互连接起来的。互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议IP（Internet Protocol）和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或IP层。
数据链路层（data link layer）: 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，这就需要使用专门的链路层的协议。
在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧（framing），在两个相邻结点间的链路上传送帧（frame）。每一帧包括数据和必要的控制信息,控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。
物理层：数据单位是 bit，
- 考虑用多大电压代表“1”或“0”，接收方如何识别发送方发送的比特。
- 确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各引脚应如何连接。
物理媒体（双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等）不是物理层协议。
OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）。
实体（entity）表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
综上所述，看一台计算机网络协议是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细地检查这个协议能否应付各种异常情况。
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