計算機網路第一章概述
1.1 計算機網路在資訊時代中的作用
計算機網路分為電信網路、有線電視網路和計算機網路。
互連網和網際網路的區別？答：互連網是指廣義上的互連網，即僅在區域性範圍內互連的計算機網路。網際網路即因特網，特指現在全球所用的計算機網路。
網際網路的的重要特點：連通性和資源共享。
1.2 網際網路概述
1.2.1 網路中的網路
- 計算機網路由若干節點（node）和連線這些節點的鏈路（link）組成。
- 多個網路通過一些路由器相互連線起來，構成了一個覆蓋範圍更大的計算機網路。這樣的網路稱為互連網。因此互連網也叫網路的網路
- 網際網路是世界上最大的互連網（也叫Internet因特網）
- internet叫做互連網，是一個通用名詞，泛指多個網路連線而成的網路，通訊協議可以是任意的。、
- Internet叫做網際網路（也叫因特網）是特指當前全球最大的，開放的，由眾多網路連線的特定計算機網路，採用TCP/IP協議
1.2.2 網際網路基礎結構發展的三個階段
第一階段：阿帕網（1969-1990，1983年TCP/IP協議成為ARPANET的標準協議標誌網際網路的誕生）
第二階段：三級結構的網際網路，NSFNET（國家科學基金網）分為主幹網 地區網和校園網（企業網）
第三階段：全球範圍的多層次ISP結構的網際網路。ISP網際網路服務的提供者。（ISP分為主幹ISP，地區ISP和本地ISP） IXP網際網路交換點，允許兩個網路直接相連並交換分組
1.2.3網際網路的標準化工作
RFC文件：面向公眾
1.3 網際網路的組成
1.3.1 網際網路的邊緣部分
1.邊緣部分：由連線在因特網上面的所有主機構成，這部分是使用者直接使用的，用來通訊和資源共享。
2.處在網際網路邊緣的部分就是連線在網際網路上的所有的主機。這些主機又稱為端系統 (end system)。 3.端系統之間通訊的含義： “主機 A 和主機 B 進行通訊”實際上是指：“執行在主機 A 上的某個程式和執行在主機 B 上的另一個程式進行通訊”。即“主機 A 的某個程序和主機 B 上的另一個程序進行通訊”。簡稱為“計算機之間通訊”。 端系統之間的通訊方式通常劃分為 C/S（Client/Server） 和 P2P（peer-to-peer） 4.客戶-伺服器方式（C/S)：- 客戶 (client) 和伺服器 (server) 都是指通訊中所涉及的兩個應用程序。
- 客戶 - 伺服器方式所描述的是程序之間服務和被服務的關係。
- 客戶是服務的請求方，伺服器是服務的提供方。
- 對等連線 (peer-to-peer，簡寫為 P2P ) 是指兩個主機在通訊時並不區分哪一個是服務請求方還是服務提供方。
- 只要兩個主機都運行了對等連線軟體 ( P2P 軟體) ，它們就可以進行平等的、對等連線通訊。
- 雙方都可以下載對方已經儲存在硬碟中的共享文件。
1.3.2 網際網路的核心部分
1.核心部分：由大量網路和連線這些網路的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換） 2.在網路核心部分起特殊作用的是路由器。路由器是實現分組交換的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組這是網路核心部分最重要的功能。- 電路交換
- 電話交換機接通電話線的方式稱為電路交換
- 從通訊資源分配角度來看，交換就是按照某種方式動態地分配傳輸線路地資源
- 電路交換地三個步驟：1.建立連線（分配通訊資源）2.通話（一直佔用通訊資源）3.釋放連線（歸還通訊資源）
- 當使用電路交換來傳送計算機資料時，其線路的傳輸效率很低。（因為計算機資料是突發性的）
- 分組交換（儲存轉發）
- 把一個報文分成一個個更小的等長資料段，在每一個數據段前面加上必要的控制資訊的首部（包頭），就構成了一個分組（包）。
- 首部的作用？包含了分組目的地址和源地址等重要控制資訊，使每一個分組正確地被交付到終點。
- 傳送方：構造分組，傳送分組
- 路由器：快取分組，轉發分組（簡稱分組轉發）
- 接收方：接受分組，還原報文
路由器處理分組的過程是：
- 1.把收到的分組先放入快取（暫時儲存）；
- 2.查詢轉發表，找出到某個目的地址應從哪個埠轉發；
- 3.把分組送到適當的埠轉發出去。
- 報文交換
- 報文交換中的交換結點也採用儲存轉發方式，但報文交換對報文的大小沒有限制，這就要求交換結點需要較大的快取空間。報文交換主要用於早期的電報通訊網，現在較少使用，通常被較先進的分組交換方式所取代。
三種交換方式的優缺點
電路交換：- 通訊之前首先要建立連線；連線建立好之後，就可以使用已建立好的連線進行資料傳送；資料傳送後，需釋放連線，以歸還之前建立連線所佔用的通訊線路資源。
- 一旦建立連線，中間的各結點交換機就是直通形式的，位元流可以直達終點；
- 可以隨時傳送報文，而不需要事先建立連線；整個報文先傳送到相鄰結點交換機，全部儲存下來後進行查錶轉發，轉發到下一個結點交換機。
- 整個報文需要在各結點交換機上進行儲存轉發，由於不限制報文大小，因此需要各結點交換機都具有較大的快取空間。
- 可以隨時傳送分組，而不需要事先建立連線。構成原始報文的一個個分組，依次在各結點交換機上儲存轉發。各結點交換機在傳送分組的同時，還快取接收到的分組。
- 構成原始報文的一個個分組，在各結點交換機上進行儲存轉發，相比報文交換，減少了轉發時延，還可以避免過長的報文長時間佔用鏈路，同時也有利於進行差錯控制。
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1.4 計算機網路在我國的發展
書本17
1.5 計算機網路的類別
1.5.1 計算機網路的定義
計算機網路較好的定義是：計算機網路主要是由一些通用的、可程式設計的硬體互連而成，這些硬體並非專門實現某一特定目的。這些可程式設計的硬體能夠用來傳送多種不同型別的資料，並能支援廣泛和日益增長的應用。
1.5.2 幾種不同類別的計算機網路
- 按照網路的作用範圍分：（1）廣域網：網際網路的核心部分 （2）都會網路：都會網路很多采用乙太網技術 （3）區域網：校園網或企業網 （4）個人區域網：個人熱點
- 按照網路使用者的分類：（1）公用網：公眾繳費使用的網 （2）專用網：不向本單位以外的人提供。軍隊，銀行等
- 用來把使用者接入網際網路的網路：AN
1.6 計算機網路結構
1.6.1 計算機網路的效能指標
1.頻寬：（1）在計算機網路裡面，頻寬表示網路中某通道傳達資料的能力。單位是bit/s，因此網路頻寬表示在單位時間內網路中的某通道所能通過的“最高資料率”。（2） 頻寬本來是指某個訊號具有的頻頻寬度。（最高頻頻寬度-最低頻頻寬度）
2.吞吐量：表示單位時間內通過某個網路的實際資料量。瓶徑鏈路：端到端路徑上，限制端吞吐量的鏈路。
3.時延：總時延 = 傳送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延。
- 傳送時延：也叫傳輸時延。是由主機或路由器發出資料幀所需要的時間。傳送時延 = 資料幀長度（bit）/傳送速率（bit/S）。
- 傳播時延：是電磁波在通道中傳播一定的距離需要花費的時間。傳播時延 = 通道長度（m）/電磁波在通道上的傳播速率（m/s）。
- 處理時延：主機或路由器收到分組後花費一定時間處理（確認輸出鏈路，提取資料等）
- 排隊時延：分組在進行網路傳輸時，進入路由器後現在輸入佇列中排隊等待處理，確認轉發介面，需要排隊等待轉發的時間，排隊時延的長短往往取決於網路當時的通訊量。
當到達速率大於輸出速率會出現丟包現象。
一般來說，小時延的網路優於大時延的網路。
4.時延頻寬積：時延頻寬積 = 傳播時延 X 頻寬。表示某段鏈路的位元長度。（以位元為單位的鏈路長度）
5.往返時間RTT
6.利用率：D0表示網路空閒的時延，D表示網路當前的時延，U為當前的網路利用率。 D = D0 / (1 - U)
1.7 計算機網路體系結構（分層結構，是計算機網路各層及其協議的集合）
1.7.1 計算機網路體系結構的形成
OSI理論上的成功，七層
TCP/IP 四層
1.7.2 協議與層次劃分
規則規定了所交換的資料格式以及有關的同步問題。這些規則也叫做網路協議。
協議主要由：語法（資料與控制資訊的結構或格式），語義（需要發出何種控制資訊，完成何種動作以及做出何種響應），同步（事件實現順序的詳細說明）組成。
1.7.3 具有五層協議的結構體系
（1） 應用層：通過應用程序之間的互動來完成特定網路應用。該層資料單元叫做報文
（2）運輸層：負責向兩臺主機程序之間的通訊提供通用的資料傳輸服務。主要使用傳輸控制協議TCP（單位報文段）和使用者資料包協議UDP（單位使用者資料報）
（3）網路層：負責為分組交換網上的不同主機提供通訊服務。單位是IP資料報也叫資料報或者分組。
（4）資料鏈路層：單位是幀。組裝成幀，差錯檢測，定址。
（5）物理層：單位位元。
等層次之間傳送的資料單位是PDU協議資料單元。
層與層之間傳送的資料單位是SDU服務資料單元
1.7.4 實體、協議、服務和服務訪問點
實體可以比奧是傳送或接受資訊的硬體或者軟體程序。
協議是控制兩個或多個對等實體進行通訊的規則的集合。
協議是水平的，服務是垂直的（由下向上服務）只有下層對上層可見的部分稱為服務，上層使用下層的服務所使用的命令叫做服務原語。
1.7.5 TCP/IP的體系結構
TCP/IP協議體系結構只有四層：應用層，運輸層，網際層，鏈路層。