计算机网络（一）
一些常见网络的定义：
| 网络（Network） | 将多台设备通过链路连接，实现互通。（由结点和链路相互连接在一起组成的网） |
| 局域网（LAN） | 局域网是在一个局部的地理范围内，将各种计算机，外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个较大范围的信息处理系统。 |
| 以太网（Ethernet） | 以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术。 |
| 互联网（internet） | 互联网是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，通过众多的互联网硬件设备，把世界各地的电脑、手机等网络产品，共同连接网络上，实现资源共享、数据加工等。 |
| 因特网（Internet） | 又称国际计算机互联网，互联网的一种。是目前世界上影响最大的国际性计算机网络，以TCP/IP网络协议将 各种不同类型、不同规模、位于不同地理位置的物理网络联接成一个整体。 |
ISP三层结构
什么是ISP
ISP三层结构
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三层ISP结构分为主干ISP，地区ISP，本地ISP。 本地ISP给用户提供最直接的服务，本地ISP可以连接到地区ISP，也可以连接到主干ISP。从原理上讲。只要每一个本地ISP都安装了路由器连接到某个地区ISP，而每一个地区ISP也有路由器连接到主干ISP，那么在这些相互连接的ISP的共同作用下，就可以完成互联网中的所有的分组转发任务。 |
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互联网交换点(IXP)：
为了更快地转发分组，IXP允许两个网络直接连接并交换分组，而不需要通过第三个网络来转发分组。
例如上图中，主机A和主机B通过2个地区ISP连接起来了，就不必经过最上层的的主干ISP来转发分组。典型的IXP由一个或多个网络交换机组成
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计算机网络的组成
计算机网络的组成部分：硬件、软件、协议
功能组成分为：通信子网（实现数据通信）；资源子网（实现资源共享和数据处理）
按照工作方式划分可以划分成边缘部分和核心部分。
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因特网的核心部分：链路与各种网络设备组成的互联网络部分 |
| 因特网的边缘部分：网络与终端主机连接的部分 |
因特网边缘部分的通信方式（主机之间的通信方式）
| 客户机/服务器方式（C/S）：该方式客户机与服务器有明显严格区分，共享数据通过访问服务器进行共享，用户间通信需要通过服务器中转。适用于大中型网络服务，便于管理和安全管控。比如：访问远程数据库等需要及时获取回复信息的服务。 |  |
| 对等连接方式（P2P）：该方式计算机之间没有客户机与服务器之分，都可以做客户机或服务器。计算机之间可以直接进行通信，共享数据。适用于工作组级的小型网络，不便于管理，安全性较差。比如：一些即时讯息通讯系统。 |  |
因特网核心部分的通信方式
三种方式的理解
| 电路交换方式： | 在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路的通信。基本过程可分为连接建立、信息传送、连接释放三个阶段。这种通信方式非常适合语音（如打电话）这种对实时性要求高的业务。 |
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| 报文交换方式： | 以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式。 |
| 分组交换方式： | 又称为报文分组交换，基于报文交换，将报文划分为更小的数据单位：报文分组（也称为段、包、分组）。仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去 |
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三种方式的优缺点
| 优点 | 缺点 | |
| 电路交换 |
①.通信时延小。这是因为通讯线路为通信双方用户独占专用，数据直达，因此通信时延很小。 ②.有序传输。这是因为通讯双方之间只有一条专用的通信线路，数据只在这一条线路上传送，因此不存在失序问题。 ③.通信独立。不同的通信双方拥有不同的信道不会出现征用物理信道问题。 ④.适用范围广。电路交换机对传输模拟信号和数字信号都适用。 ⑤.控制简单。电路交换的结点交换机及其控制都比较简单。 |
①.建立通信连接时间长。电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说太长。 ②.线路独占使用效率低。电路交换一旦建立连接物理通路就会通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用。 ③.灵活性差。只要连接所建立的物理通路中的任何一点出现了故障，就必须重新拨号建立新的连接，这对十分紧急和重要的通讯是很不利的。 ④.难以规格化。电路交换时数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通讯过程中进行差错控制。 |
| 报文交换 |
①.无需建立连接。报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通讯线路，不存在建立连接的时延，用户可以随时发送报文。 ②.动态分配线路。当发送方把报文传送给结点交换机时，结点交换机先存储整个报文，然后选择一条合适的空闲线路，将报文发送出去。 ③.提高线路可靠性，如果某条传输路径发生故障，会重新选择另一条路径传输路径，因此提高了传输的可靠性。 ④.提高线路的利用率。通信双方不是固定占用一条通信线路，而是在不同的时间分段部分占用物理线路，因而大大提高了通信线路的利用率。 ⑤.提供多目标服务。一个报文可以同时发送给多个目的地址，这在电路交换中很难实现。 |
①.引起了转发时延。这是因为报文在结点交换机上要经历存储转发的过程。 ②.需要较大的存储缓存空间。这是因为报文交换对报文的大小没有限制。 ③.需要传输额外的信息量。这是因为报文需要携带目标地址，原地址等信息。 |
| 分组交换 |
①.无需建立连接。分组交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在建立连接的时延，用户可以随时发送分组。 ②.线路利用率高。通讯双方不是固定占用一条线路，而是在不同的时间分段部分占用物理线路，因而大大提高了通信线路的利用率。 ③.简化了存储管理。这是相对于报文交换而言的，因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，管理起来相对容易。 ④.加速传输。由于分组是逐个传输的，这就使得后一个分组的存储操作，与前一个分组的转发操作可以同时进行。 ⑤.减少出错概率和重发数据量。因为分组比报文小，因此知错概率必然减小，即便分组出错，也只需重传出错的分组，这比重传整个报文的数据量小很多，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。 |
①.引起了转发时延。这是因为报文在结点交换机上要经历存储转发的过程。 ②.需要传输额外的信息量。将原始报文分割成等长的数据块，每个数据块都要加上原地址、目的地址等控制信息，从而构成分组，因此使得传送的信息量增大了。 ③.当分组交换采用数据报服务时，可能会出现失序、丢失、或重复分组，分组到达目的节点时，需要重新还原成原始报文，比较麻烦。若分组交换采用虚电路服务，虽然没有分组失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。 |
计算机网络的类别
| 作用范围 |
分为广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN四种网络类别，无线网络也可以根据范围区分成这四类。 另外区分这四类网络不仅仅是因为覆盖范围的大小，还要看了其应用的不同技术。 |
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| 使用者 |
分为公用网public Network、专用网private Network。通常我们所讲的外网就是公用网，内网就是团体内部专用网，如军网。 |
| 拓扑结构 |
网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。 总线型：总线拓扑结构所有设备连接到一条连接介质上。由一条高速公用总线连接若干个节点所形成的网络即为总线形网络，每个节点上的网络接口板硬件均具有收、发功能，接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到PC工作站；发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总线上，总线上发送信息的目的地址与某节点的接口地址相符合时，该节点的接收器便接收信息。由于各个节点之间通过电缆直接连接，所以总线型拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的，但总线只有一定的负载能力，因此总线长度又有一定限制，一条总线只能连接一定数量的节点。 环型：环形拓扑结构是节点形成一个闭合环。环形网中各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环上任何节点均可请求发送信息。传输媒体从一个端用户到另一个端用户，直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。 星型：星型拓扑结构是一个中心，多个分节点。多节点与中央节点通过点到点的方式连接。中央节点执行集中式控制策略，因此中央节点相当复杂，负担比其他各节点重的多。 树型：树形拓扑从总线拓扑演变而来,形状像一棵倒置的树,顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据,然后再广播发送到全网。我国电话网络即采用树形结构。 网状：主要指各节点通过传输线互联连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点相连。网状拓扑结构具有较高的可靠性，但其结构复杂，实现起来费用较高，不易管理和维护，不常用于局域网。 |
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| 传输技术 |
广播式网络：共享公共通信通道。类似于村口的广播喇叭方式。 点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制，不是所有人都可以收到。 |
| 交换方式 |
电路交换网：报文交换网：分组交换网： |
| 工作方式 |
资源子网：由计算机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。 通信子网：是指网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合，通信设备、网络通信协议、通信控制软件等属于通信子网，是网络的内层，负责信息的传输。主要包括中继器、集线器、网桥、路由器、网关等硬件设备。 接入网：接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备，被形象地称为"最后一公里"。 |
计算机网络的性能指标
| 速率 |
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，它也称为数据率（datarate）或比特率（bitrate）。 速率的单位是bit/s（比特每秒） |
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| 带宽 | 网络带宽表示在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”。用来表示网络的通信线路传输数据的能力。 |
| 吞吐量 | 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。受网络的带宽或网络的额定速率的限制。 |
| 时延 |
时延是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。网络中的时延是由以下几个不同的部分组成的。 总时延=发送时延+传播时延+排队时延+处理时延
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| 时延带宽积 | 描述数据量的指标。把网络性能的两个度量—传播时延和带宽相乘，就得到另一个很有用的度量：传播时延带宽积，即时延带宽积=传播时延×带宽。 |
| 往返时间 |
在计算机网络中，往返时间表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认（接受方收到数据后便立即发送确认）总共经历的时间。当使用卫星通信时，往返时间（RTT）相对较长。RTT越大，收到确认之前发送的数据越多。 RTT包括：往返传播时延=传播时延*2、末端处理时间 |
| 利用率 | 利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过），完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率是全网络的信道利用率的加权平均值。 |
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