计算机网络入门

计算机网络提供的最重要的两个功能是：连通性，共享；

因特网发展的三个阶段：

    从单个网络ARPANET向互联网发展的过程；

    建成了三级结构的因特网；

    逐渐形成了多层次ISP结构的因特网；

多层次的ISP结构的因特网：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也分成不同的层次：主干ISP，地区ISP，本地ISP；

随着因特网上数据流量的急剧增长，如何更快地转发分组，以及如何更加有效地利用网络资源；因特网交换点IXP出现；

IXP跟ISP的主要区别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。

因特网的组成：

边缘部分：进行通信和资源共享；

    端系统的通信方式：客户-服务器方式C/S，对等方式P2P；

    C/S：客户是服务请求方，服务器时服务提供方；

    P2P：地位相等；

核心部分：提供连通性和交换；

    路由器：实现分组交换，转发收到的分组；

    电路交换的特点：在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源；在等待输入，编辑情况下，是非常浪费资源的；面对突发式的计算机数据，显得资源很空闲浪费。

    分组转发的特点：采用存储转发技术，把要发送的数据块称为一个报文，而每一个数据段前面加上一些必要的控制器信息组成的首部，就构成了一个分组；分组称为包，分组的首部称为包头；

主机是为用户进行信息处理，而路由器是用来转发分组的，

电路交换，报文交换，分组交换三者的区别：

    电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像是在一个管道中传输；

    报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来之后查找转发表，转发到下一个结点；

    分组交换：单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点；

    如要连续地传送大量的数据，而且传送时间远大于连接建立时间，电路交换的传输速率较快，

    报文交换和分组交换则在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率；

计算机网络的类别：

    广域网WAN：因特网的核心部分，通过长距离传送主机所发送对数据。

    城域网MAN：作用范围一般是一个城市，采用以太网技术；

    局域网LAN：用微信计算机或工作站通过高速通信线路相连；

    个人区域网PAN：个人工作的地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络；

按网络的使用者进行分类：

    公用网：交了钱就能使用的网络；

    专用网，为了各自的特殊业务工作需要而建造的网络；

计算机的七个性能指标：

    速率：指的是连续在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率；也称为数据率或比特率；

    带宽：表示网络的通信线路传送数据的能力：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”；跟速率是不一样的，速率是传送数据的速率，而带宽是传送数据的能力；

    吞吐量：单位时间内通过某个网络的数据量；指的是传输数据的数据量；

    时延：指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间，传输数据需要的时间；

            发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间；从发送数据帧的第一比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间；

            传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间；

     注：发送时延发生在机器的内部发送器中，而传播时延则发生在及其外部的传输信道媒体上；

     处理时延：主机或路由器收到分组时要花费一定的时间进行处理；

     排队时延：分组在进入路由器后排队等待输入和输出的等待时间，排队时延的长短取决于网络当时的通信量；

记住1MB=1024KB = 1024*1024B， 1B= 8b;1Mb/s = 1000*1000b；

    总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延；

    所以我们经常说的网络很卡的问题，其实就是因为我们的总时延太长了，而在处理和排队时延相等的情况下，发送时延和传播时延共同决定了网速，就拿        光纤来说，实际上光纤的传播速率比铜线传播速率还要低，但是光纤的发送时延比铜线发送时延更快，所以整体来说，光纤的速率比铜线快；

时延带宽积：将传播时延和带宽一一相乘，就等到了传播时延带宽积；将一条管道的长度表示传播时延，截面积表示链路的长度，时延带宽积就相当于这个管道的体积。

    往返时间RTT：

        从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间；

    利用率：

三个模板，五个层次；

    传送文件模板：发送端的文件传送应用程序应当确信接收端的文件管理程序已做好就收和存储文件的准备，若两个主机所用的文件格式不一样的，则至少其中的一个主机应完成文件格式的转换；

    通信服务模板：用来保证文件和文件传送命令可靠地在两个系统之间交换。

    网络接入模块：负责做与网络接口细节有关的工作，并向上层提供服务；使上面的通信服务模板能够完成可靠通信的任务；

    五个层次：

        应用层：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，

            提供用户使用的应用协议；

        运输层： 负责向两个主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。所谓通用，是指并不针对某个特定网络应用，而是多种应用可以使同一个运输层服务。由于一台主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能，复用就是多个应用层同时使用下面的运输层服务，分用就是运输层把收到的信息分别交付给上面应用层的相应进程；

            构造端到端的无措链路； 

        网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务，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，另一个任务是要选择合适的路由。

            实现编址和路由；

        数据链路层： 在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层叫下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻的结点间的链路传送帧；

        物理层：在物理层上所传的数据单位是比特，注：传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线，光缆并不在物理层协议之而是内物理层协议的下面。

再次用自己的话来概括就是：

        应用层：是关系到了应用进程之间的通信和交互了；

        运输层：将报文传输给应用进程，提供数据传输服务；

        以上两个的范围都是在目的主机上；

        网络层：分组交换网上不同主机提供通信传输服务；

        这一层的范围是在分组交换网这一层；

        数据链路层：将网络层交下来的IP数据封装成帧；

        物理层：将以上的这些分组，帧全部转化为比特流，并传输出去；