计算机学习初启程

一、网络、互连网、因特网

• 网络是由若干结点和连接这些结点的链路组成
• 互连网是由路由器将多个网络连接起来的一个范围更大的网络，又叫做网络的网络internet
• 因特网是世界上最大的互连网Internet

二、因特网的组成

• 边缘部分：
• 由所有连接在因特网上的主机组成，这部分由用户直接使用，用来通信和资源共享
• 核心部分：
• 由大量网络和连接这些网络的路由器组成，这部分为边缘部分提供连通性和交换

三、三种交换

交换机出现的原因？

减少线路，交换机负责将两个设备连接起来(数据的存储转发)

• 电路交换：(电话，接线员)建立连接保持通信断开连接
• 报文交换：将一块数据整个直接发送出去，不需要事先建立连接，靠路由器来进行路由寻址
• 分组交换：将数据块分为很多小数据段，再在开头加上包头(有目的地址)，形成很多数据包，再分别发送

报文交换需要很大的缓存空间

四、计算机网络的定义

计算机网络是由一些通用的，可编程的硬件互连而成的，这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并支持广泛和日益增长的应用

五、计算机网络的分类

LAN、WAN、MAN、PAN 的划分：按照网络的作用范围进行分类，分别为：广域网 WAN（几十到几千公里）、城域网 MAN（5~50KM）、局域网 LAN（1km 左右）、个人局域网 PAN（10 米左右）

六、计算机网络的性能指标

• 速率：也称为比特率或数据率，bit是网络数据量的单位b/s
• 带宽：(网速)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b/s
• 吞吐量：单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量
• 时延：发送时延(分组长度/发送速率)、传播时延(信道长度/电磁波传播速率(3*10^8))、处理时延
• 时延带宽：传播时延*带宽
• 往返时间：RTT源主机发送分组开始，到源主机收到来自目标主机确认分组为止所需要的时间
• 利用率(根据排队论，利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加)
• 信息利用率：某信道有百分之几的时间是被利用的
• 网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均
• 丢包率：一定时间内，丢失的分组数量与总分组数量的比率(网络运维人员关心)
• 接口丢包率，结点丢包率，链路丢包率，网络丢包率等
• 分组丢失主要有两种情况：

分组在传输过程中出现误码，被结点丢弃

分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃，在通信量较大时就可能造成网络拥塞

因此，丢包率反应了网络的拥塞情况：

无拥塞时路径丢包率为0

轻度拥塞时路径丢包率为1%~4%

严重拥塞时路径丢包率为5%~15%

七、计算机网络体系结构

OSI体系结构七层模型(法律上规定的国际标准)

• 应用层 通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用，例如协议：httphttpsdnsdhcptftpftpsmtpimappop3提供一个接口
• 表示层 负责数据的加密解密，压缩解压缩，编码解码
• 会话层 负责会话管理涉及到的协议：tls
• 传输层 负责端到端(进程(服务)与进程(服务))之间的通信提供端口，数据的传输方式 可靠传输 tcp 不可靠传输 udp
• 网络层 负责不同网络之间的通信 涉及到的设备 三层路由 三层交换(路由转发和ip分配)ip协议
• 数据链路层负责同一局域网内的通信涉及到的设备二层交换存储转发广播单播ARP协议mac地址
• 物理层将数据转换为网络介质可以传输的信号，如光信号，电信号，电磁信号

专用术语

• 实体：任何可发送或接受信息的硬件或软件进程
• 对等实体：收发双方相同层次中的实体
• 协议：控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合
• 语法：定义所交换信息的格式
• 语义：定义收发双发所要完成的操作
• 同步：定义收发双方的时序关系
• 服务：在协议的控制下，下层为上一层提供服务

要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务

协议是”水平的”，服务是”垂直的”

下层对上层是黑盒，上层只看得见下层所提供的服务

• 服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口，用于区分不同的服务类型

数据链路层的服务访问点为帧的”类型”字段

网络层的服务访问点为IP数据报首部中的”协议字段”

运输层的服务访问点为”端口号”

• 服务原语：上层使用下层所提供的服务必须与下层交换一些命令
• 协议数据单元PDU：对等层次之间传送的数据包
• 服务数据单元SDU：同一系统内，层与层之间交换的数据包

多个SUD可以合成为一个PDU，一个SDU也可划分为几个PDU