第一章 计算机网络概述

第一节 计算机网络基本概念

计算机网络的概念:

计算机网络是互联的、自治的计算机集合。
自治：无主从关系
互联：互联互通

网络协议的概念：

简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

计算机网络的分类：

# 1.按覆盖范围分类
个域网
局域网
城域网
广域网
# 2.按拓扑结构分类
星形拓扑结构
总线型拓扑结构
环型拓扑结构
网状拓扑结构
树形拓扑结构
混合型拓扑结构
# 3.按交换方式分类
# 4.按网络用户属性分类
公用网
私有网

协议的三要素

 1. 语法（Syntax）
数据与控制信息的结构或格式
信号电平
 2. 语义（Semantics）
需要发出何种控制信息
完成何种动作以及做出何种相应
差错控制
 3. 时序（Timing）
事件顺序
速度匹配

计算机网络的功能或作用

第二节 计算机网络结构

网络边缘:

主机
网络应用

接入网络，物理介质:

有线或无线通信链路

网络核心（核心网络）:

互联的路由器
网路之网路
# 网络核心如何实现数据的中继与转发？数据交换

第三节 数据交换技术

数据交换基本概念
电路交换、报文交换、分组交换基本工作原理、特点

电路交换的三个阶段：（最典型电路交换网络：电话网络） 独占资源
建立链接（呼叫、电路建立）
通信
释放链接（拆除电路）

报文和分组又称——数据交换
报文交换：
源（应用）发送信息整体，比如一个文件

分组交换：
报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
分组交换需要报文的拆分与重组
产生额外开销

第四节 计算机网络性能

计算机网络的主要性能指标
	速率、带宽、时延、丢包率、吞吐量、时延带宽积
	速率：
			速率即数据率（data rate）或陈数据传输速率或比特率（bit rate）
			单位时间（秒）传输信息（比特）量
			计算机网络中最重要的一个性能指标
			单位：b/s(或bps)、kb/s、Mb/s、Gb/s
			k = 10 
			速率往往是指额定速率或标称速率
	带宽（bandwidth）：
			原本指信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率只差，单位是赫兹（Hz）。
			网络的“带宽”通常是数字信道所能传送的“最高数据率”，单位：b/s(bps)
			常用的带宽单位：
			kb/s Mb/s Gb/s Tb/s
	时延（latency）/延迟（delay）：
			 分组到达速率超出输出链路容量时
			 分组排队，等待出链路可用
	丢包率：
			丢包率 = 丢包数/已发分组总数
			队列缓存容量有限
			分组到达已满队列将被丢弃（即丢包）
			丢弃分组可能由前序结点或源重发（也可能不重发）
	吞吐量（Throughput）：
			表示在发送端与接收端之间传送数据速率（b/s）
			即时吞吐量：给定时刻的速率
			平均吞吐量：一段时间的平均速率
	时延带宽积：
			时延带宽积 = 传播时延 x 带宽
			链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度
			
分组交换网络的时延
	结点处理时延、排队时延、传输时延、传播时延
	结点处理延迟（nodal processing delay）：
			差错检测
			确定输出链路
			通常<msec
	排队延迟（queueing delay）：
			等待输出链路可用
			取决于路由器用塞程度
	传输延迟（transmission delay）：
	 		L：分组长度
	 		R：链路带宽
	 		Dtrans = L/R
	 传播延迟（propagation delay）：
	 		d：物理链路长度
	 		s：信号传播速度（~2 x 10的8次方m/sec）
	 		dprop = d/s

第五节 计算机网络体系结构

计算机网络分层体系结构的基本概念；
OSI参考模型层次结构；

1. 应用层（Application）

# 支持用户通过用户代理(如浏览器)或网络接口使用网络(服务)
# 典型应用层服务
	文件传输(FTP)
	电子邮件(SMTP)
	Web(HTTP)

2. 表示层（Presentation）

# 处理两个系统间交换信息的语法与语义(syntax and semantics)问题
# 数据表示转化
	转化为主机独立的编码
# 加密/解密
# 压缩/解压缩

3. 会话层（Session）

# 对话控制(Dialog controlling)
	建立,维护
# 同步(synchronization)
	在数据流中插入"同步点"
# 最"薄"的一层

4. 传输层（Transport）

# 负责源-目的(端-端) 进程间 完整报文传输
# 分段与重组
# SAP寻址
	确保将完整报文提交给正确进程,如端口号
# 连接控制
# 流量控制
# 差错控制

5. 网络层（Network）

# 负责源主机到目的主机数据分组(packet)交付
	可能穿越多个网络
# 逻辑寻址(Logical addressing)
	全局唯一逻辑地址,确保数据分组被送达目的主机,如IP地址
# 路由(Routing)
	路由器(或网关)互联网络,并路由分组至最终目的主机
	路径选择
# 分组转发

6. 数据链路层（Data link）

# 负责接点-接点(node-to-node)数据传输
# 组帧(Framing)
# 物理寻址(Physical addressing)
	在帧头中增加发送端和/或接收端的物理地址便是数据帧的发送端和/或接收端
# 流量控制(Flow control)
	避免淹没接收端
# 差错控制(Error control)
	检测并重传损坏或丢失帧,并避免重复帧
# 访问(接入)控制(Access control)
	在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路(物理介质)控制使用权

7. 物理层（Physical）

	接口特性
		机械特性,电气特性,功能特性,规程特性
	比特编码
	数据率
	比特同步
		时钟同步
	传输模式
		单工(Simplex)
		半双工(half-duplex)
		全双工(full)

TCP/IP参考模型层次结构主要协议；

# 应用层:支持各种网络应用
	FTP,SMTP,HTTP
# 传输层:进程-进程的数据传输
	TCP,UDP
# 网络层:源主机到目的主机的数据分组路由与转发
	IP协议,路由协议等
# 链路层:相邻网络元素(主机,交换机,路由器等)的数据传输
	以太网(Ethernet),802.11(WiFi),PPP
# 物理层:比特传输

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较；

服务、接口、SAP、协议、、对等层、端到端层等概念
虚通信与物理通信过程；
OSI参考模型各层功能
TCP/IP参考模型各层功能

第六节 计算机网络与英特网发展简史