第一章 概述
因特网概述
- 网络与因特网的区别与联系
- 若干节点和链路互连形成网络
- 若干网络通过路由器互连形成互联网
- 因特网是当今世上最大的互联网
| internet | Internet |
|---|---|
| 通用名词 | 专有名词 |
| 互联网 | 因特网 |
| 任意的通信协议 | TCP/IP |
因特网服务提供者（ISP，Internet Service Provider）
因特网已发展成为基于ISP的多层次结构的互连网络
第一层：国际级
第二层：区域或国家级
第三层：本地级
值得注意的是，已接入用户也可以成为ISP（个人理解类似于长城宽带！？）
- 因特网的组成
边缘部分：各类主机（如台式电脑，笔记本电脑，打印机等）
核心部分：网络与连接这些网络的路由器组成
交换技术
- 电路交换（需提前建立连接）
graph LR
建立连接-分配通信资源 --> 通话-一直占用通信资源 --> 释放连接-归还通信资源 缺点：线路利用率低，不能充分利用线路容量，不便于进行差错控制
- 分组交换（无需建立连接）
缺点：
- 分组首部增加传输开销
- 交换节点存储转发分组会带来一定的时延
- 无法确保通信时端到端通信资源全部可用，在通信量较大时可能造成网络拥塞
- 分组可能会出现失序和丢失等问题
- 报文交换
- 分组交换的前身
- 将整个报文发送，而不是拆分分组
- 交换节点将整个报文接收完成后才开始查找转发表，然后确定转发目标
- 因此时延要长得多，同时交换节点需要的缓存空间也大
对比：
计算机网络定义及分类
计算机网络就是一些互联的，自治的计算机系统集合
分类：
- 按交换方式
- 电路交换
- 分组交换
- 报文交换
- 按使用者
- 公用网
- 专用网
- 按传输介质
- 有线
- 无线
- 按覆盖范围
- 广域网（WAN）
- 城域网（MAN）
- 局域网（LAN）
- 个域网（PAN）
- 按拓扑结构
- 总线
- 星型
- 网状
- 环形
计算机系统性能指标
速率
- 比特（bit）计算机中数据量的基本单位
- 即数据传送速率，每秒传送多少个比特，也称数据率或比特率
- 基本单位是b/s，常用的还有kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s
带宽
- 用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，即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：b/s
吞吐量
- 单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量
- 受网络带宽限制
时延
数据从网络的一端到另一端所耗费的时间
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 排队时延 + 处理时延
发送时延 = 分组长度（b） / 发送速率(b/s)
- 发送速率 = min(主机接口速率，线路带宽，交换机或路由器的接口速率)
传播时延 = 信道长度(m) / 信号传播速率（m/s）
排队时延（一般忽略）
处理时延（一般忽略）
时延带宽积
- 传播时延 x 带宽 （即圆柱体积）
往返时间（RTT）
- 双向交互一次需要的时间
利用率
- 信道利用率：当某信道利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加
- 网络利用率
丢包率
- 分组丢失率，即在一定时间范围内，传输过程中丢失的分组数量和总分组数量的比率
- 分组丢失情况
- 分组传输过程中出现误码，被结点丢弃
- 分组达到一台队列已满的分组交换机时被丢弃；在通信量较大时可能造成网络堵塞
计算机网络体系结构
常见的计算机网络体系结构
OSI七层模型
TCP/IP体系结构
原理体系结构（5层模型）
分层的必要性（以5层模型为例）
分层思想举例
逐层封装然后解封的过程
相关专业术语
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
- 三要素
- 语法 定义交换信息的格式
- 语义 定义收发双方所要完成的操作
- 同步 定义收发双方的时序关系
服务
- 在协议的控制下，两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务
- 要实现本层协议，还需要利用下一层所提供的服务
- 协议是水平的，服务是垂直的
- 实体看得见相邻下层提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议，也就是下面的协议对上一层的实体是透明（即看不见）的
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
- 例如：数据链路层的服务访问点为帧的类型字段；网络层的为IP数据报首部中的协议字段；运输层为端口号
服务原语
- 上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换的命令
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
