【小白入计网】第一章_计算机网络概述（所有计网笔记都在里面啦）

【计算机网络】第二章_物理层（基本概念轻松拿下！）
【计算机网络】第三章_数据链路层（五千字详细易懂！）
【计算机网络】第四章_网络层（连夜爆肝千字文学习必备）
【计算机网络】第五章_运输层（详解TCP）
【计算机网络】第六章_应用层
以上都是计网学习过程中做的其他几个章节笔记，传送门放这里啦！！

学习参考视频：计算机网络微课堂-湖科大

第一章 概述

1.1 计算机网络在信息时代的作用

1. 数据传输
2. 软件共享
3. 硬件共享
4. 数据共享

1.2 因特网概述

​ 1 网络、互联网和因特网

​

2 因特网发展的三个阶段

​ 1963年，从单个网络ARPANET项目联网发展

​ 1985年，逐步建成三级结构的因特网

​ 1993年，逐步形成了多层次ISP结构的互联网

​ 3 因特网的组成

• ​ 边缘部分

  由所有连接在因特网的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通讯（传输数据和视频等）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。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

1.3 三种交换方式：电路交换、分组交换和报文交换

• 电路交换

  • 电话交换机接通电话线的方式称为电路交换；
  • 从通信资源的分配角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源；
  • 电路交换的三个步骤：
    1. 建立连接（分配通信资源）
    2. 通话（一直占用通信资源）
    3. 释放连接（归还通信资源）

• 报文交换

  • 一个应用发送信息的整体就是一个报文。
  • 在数据交换过程中，要以整个信息作为一个整体，一次性转发到下一个邻接路由器上，路由器再把整个报文接收到，再决定这个报文怎么转发，从哪个接口转发出去，直至目的主机。

• 分组交换★★★

  • 将报文拆分，分为多个数据包，每一个数据包相当于一个分组，当然，拆分出来的报文的原始数据，需要加上头部信息（包括地址信息等），类似于将每张信加上信封，并注明目的地等信息。

• 三者对比

  

1.4 计算机网络的定义和分类

• 计算机网络的定义：由自治的计算机互联起来的集合体

  • 自治 是指独立的计算机，他有自己的硬件和软件，可以独立使用；
  • 互联 是指计算机之间可以通过有线或无线的方式进行数据通信
  • 集合 是指至少两台计算机

• 计算机网络的分类：

  

1.5 计算机网络的性能指标

1.5.1 速率、带宽、吞吐量、时延s

• 速率
  • 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送bit的速率，比特率或数据率；
  • 基本单位：bit/s（b/s，bps），常用单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s
• 宽带
  • 用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此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“；单位与速率单位相同。
• 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；
  • 吞吐量被常用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络；吞吐量受网络带宽或额定速率的限制。
• 时延
  • $$发送时延=\frac{分组长度（b）}{发送速率（b/s）}$$
  • $$传播时延=\frac{信道长度（m）}{电磁波传播速率（m/s）}$$
  • 处理时延 一般不方便计算

1.5.2 时延带宽积、往返时间、利用率、丢包率

• 时延带宽积

  • $$时延带宽积=传播时延\times 带宽$$
  • 若发送端连续发送数据，则在所发送的第一个bit即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个bit；
  • 链路的时延带宽积又称为以bit为单位的链路长度。

• 往返时间RRT

  • 在许多情况下，因特网上的信息不仅仅单方向传输，而是双向交互；
  • 我们有时候很需要知道双向交互一次所需的时间。

• 利用率

  • 信道利用率：用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）

  • 网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均；

  • 利用率并非越高越好，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加，如下图所示；

    

• 丢包率

  • 丢包率即分组丢失率，是指在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率；
  • 分组丢失的两个主要原因：分组误码，结点交换机缓存队列满（网络拥塞）。

1.6 计算机网络体系结构

1.6.1 常见的计算机网络体系结构

1.6.2 分层的必要性

• 为什么要分层？

  计算机网络是个非常复杂的系统。

  “分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

• 各层解决的主要问题，如下