计算机网络室一个将众多分散的、自治的计算机系统，铜鼓通信设备与链路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机网络：由若干结点和连接这些结点的链路组成
集线器：把多个结点连接起来，组成一个计算机网络。工作在物理层。
交换机：可以把多个结点连接起来，组成一个计算机网络。通常使用交换机组建内网。
路由器：可以把两个或多个计算机网络互相连接起来，形成规模更大的计算机网络，也可称为互连网。工作在网络层。
家用路由器 = 路由器 + 交换机 + 其他功能
计算机网络第一章
计算机网络的概念
计算机网络室一个将众多分散的、自治的计算机系统，铜鼓通信设备与链路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机网络：由若干结点和连接这些结点的链路组成
集线器：把多个结点连接起来，组成一个计算机网络。工作在物理层。
交换机：可以把多个结点连接起来，组成一个计算机网络。通常使用交换机组建内网。
路由器：可以把两个或多个计算机网络互相连接起来，形成规模更大的计算机网络，也可称为互连网。工作在网络层。
家用路由器 = 路由器 + 交换机 + 其他功能
互联网：由各大Internet Service Provider和国际机构组建，覆盖全球范围的互连网。
必须使用TCP/IP协议通信。
计算机网络组成成分
三种交换技术
1960s ARPANET
电话网络–电路交换技术
1、建立连接（尝试占用通信资源）
2、通信（一只占用通信资源）
3、释放连接（归还通信资源）
电路交换技术分配专用的、独占的物理线路一对一的通信。
优点
-
通信钱从主叫端到被叫端建立一条专用的物理通路，在通信的全部时间内，两个用户始终占用端到端的线路资源。数据直送，传输速率高。
缺点
-
建立/释放连接，需要额外的时间开销。
-
线路被通信双方独占，利用率低。
-
线路分配的灵活性差。
-
交换结点不支持“差错控制”，无法发现数据传输过程中的错误。
电报网络–报文交换技术
存储转发：把传送的数据单元先存储进中间节点，再根据目的地址转发至下一节点。
优点
-
无需建立连接
-
数据以“报文“为单位被交换节点间“存储转发”，通信线路可以灵活分配。
-
在通信时间内，两个用户无需独占一整条物理线路。相比于电路交换，线路利用率高。
-
交换节点支持差错控制。
缺点
-
报文长短不一，不方便存储转发管理。
-
长报文的存储转发时间开销大、缓存开销大。
-
长报文容易出错，重传代价高。
现代计算机网络—-分组交换技术
路由器就是分组交换机
优点
-
报文交换的所有优点。
-
分组存储，方便存储转发管理。
-
分组的存储转发时间开销小、缓存开销小。
-
分组不容易出错，重传代价低。
缺点
-
相对于报文交换，控制信息占比增加。
-
相对于电路交换，依然存在存储转发时延。
-
报文被拆分为多个分组，传输过程中可能出现失序、丢失的问题，增加处理的复杂度。
虚电路交换（现代计算机网络不采用）
1、建立连接（虚拟电路）
2、通信（分组按序、按已建立好的既定线路发送，通信双方不独占线路）
3、释放连接
性能对比
计算机网络的分配
-
局域网：使用以太网技术，通过路由器接入广域网。
-
广域网：跨省跨国超级大网。
传播技术
-
广播式网络：一台计算机发送数据分组时，广播范围内所有大计算机都会收到该分组，并通过检查分组的目的地址决定是否接收该分组。所有的无线网络都是
-
点对点网络：数据只会从发送方“点对点”发到接收方，精准送达。==路由器
互联网：由各大Internet Service Provider和国际机构组建，覆盖全球范围的互连网。
必须使用TCP/IP协议通信。
计算机网络组成成分
三种交换技术
1960s ARPANET
电话网络–电路交换技术
1、建立连接（尝试占用通信资源）
2、通信（一只占用通信资源）
3、释放连接（归还通信资源）
电路交换技术分配专用的、独占的物理线路一对一的通信。
优点
-
通信钱从主叫端到被叫端建立一条专用的物理通路，在通信的全部时间内，两个用户始终占用端到端的线路资源。数据直送，传输速率高。
缺点
-
建立/释放连接，需要额外的时间开销。
-
线路被通信双方独占，利用率低。
-
线路分配的灵活性差。
-
交换结点不支持“差错控制”，无法发现数据传输过程中的错误。
电报网络–报文交换技术
存储转发：把传送的数据单元先存储进中间节点，再根据目的地址转发至下一节点。
优点
-
无需建立连接
-
数据以“报文“为单位被交换节点间“存储转发”，通信线路可以灵活分配。
-
在通信时间内，两个用户无需独占一整条物理线路。相比于电路交换，线路利用率高。
-
交换节点支持差错控制。
缺点
-
报文长短不一，不方便存储转发管理。
-
长报文的存储转发时间开销大、缓存开销大。
-
长报文容易出错，重传代价高。
现代计算机网络—-分组交换技术
路由器就是分组交换机
优点
-
报文交换的所有优点。
-
分组存储，方便存储转发管理。
-
分组的存储转发时间开销小、缓存开销小。
-
分组不容易出错，重传代价低。
缺点
-
相对于报文交换，控制信息占比增加。
-
相对于电路交换，依然存在存储转发时延。
-
报文被拆分为多个分组，传输过程中可能出现失序、丢失的问题，增加处理的复杂度。
虚电路交换（现代计算机网络不采用）
1、建立连接（虚拟电路）
2、通信（分组按序、按已建立好的既定线路发送，通信双方不独占线路）
3、释放连接
性能对比
计算机网络的分配
-
局域网：使用以太网技术，通过路由器接入广域网。
-
广域网：跨省跨国超级大网。
传播技术
-
广播式网络：一台计算机发送数据分组时，广播范围内所有大计算机都会收到该分组，并通过检查分组的目的地址决定是否接收该分组。所有的无线网络都是
-
点对点网络：数据只会从发送方“点对点”发到接收方，精准送达。路由器转发的数据分组
拓补结构
-
总线形结构：数据广播式传输，存在总线冲突的问题。
-
环形结构：数据广播式传输，通过“令牌“解决总线冲突问题。
-
星形结构：由中央设备实现数据的“点对点”的传输，不存在总线冲突。以太网交换机。
-
网状结构：数据通过各中间结点逐一存储转发，点到点传输。
使用者
-
公用网
-
专用网
计算机网络的性能指标
-
速率
-
信道：传送信息的通道，一条通信线路在逻辑上往往对应一条发送信道和一条接收信道。
-
速率单位：bit/s或b/s或bps(1B=8b)
-
-
带宽：某信道所能传送的最高数据率。(bps)
-
某信道允许通过的信号频带范围。(Hz)
-
-
d吞吐量：单位时间内通过某个网络的实际数据量。
-
时延（延迟）：数据从网络的一段传送到另一端所需要的时间。
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发送时延（传输时延）：数据推向信道所花的时间。
-
数据量 / 传输速率
-
-
传输时延：电磁波在信道中传播一定的距离所花的时间。
-
信道长度/电磁波在介质传播的速度
-
-
时延带宽积：已从发送端发出，但尚未到达接收端的数据量。
-
传播时延 x 宽带
-
-
往返时延：发送方发送完数据，到发送方收到来自接收方到确认总共经历的时间。
-
信道利用率=有数据通过的时间/有数据通过的时间+没有数据通过的时间
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计算机网络的分层结构
实体：在计算机网络分层机构中，第n层中的活动元素（软件+硬件）通常称为第n层实体。不同机器山高的同一层称为对等层，同一层的实体称为对等实体。
协议：即网络协议，控制对等实体之间进行通信的规则的集合，是水平的。
接口：同一节点内相邻两层的实体交换信息的逻辑接口，又称为服务访问点。
服务：下层为紧邻的上层提供的功能调用，它是垂直的。
数据传输过程（水平）
垂直
协议数据单元、服务数据单元、协议控制信息
协议数据单元PDU：对等层次之间传送给的数据单位。第n层的PDU记为n-PDU
服务数据单元SDU：为完成上一层实体所要求的功能而传送的数据。第n层的SDU记为n-SDU
协议控制信息PCI：控制协议操作的信息。n-PCI
n-SDU+n-PCI=(n-1)-SDU
协议
-
即网络协议，是控制对等实体之间进行的通信的规则的集合，是水平的。
-
语法：数据与控制信息的格式
-
语义：需要发出什么控制信息、完成什么动作、作出什么应答
-
同步（时序）：执行各种操作的条件、时序关系等。即事件实现顺序的详细说明。
OSI参考模型
物理层
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实现相邻节点之间比特（0/1）的传输
-
定义电路接口参数
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定义传输信号的含义、电气特征
-
数据链路层
-
差错控制，确保相邻节点之间的链路逻辑上无差错。
-
差错控制（帧实现）：检错+纠错 或 检错+丢弃+重传
-
流量控制：协调两个结点的速率
-
网络层
-
把分组从源头结点转发到目的结点。
-
路由选择：构造维护路由表，觉得分组到达目的结点的最佳路径
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分组转发：将分组从合适的端口转发出去
-
拥塞控制：发现网络拥塞，并采取措施缓解拥塞
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网际互联：实现异构网络互联
-
差错控制（分组实现）、流量控制、建立释放连接、可靠传输管理
-
传输层
-
实现端到端通信（进程到惊尘高等通信，端指端口）
-
复用和分用：发送端几个高层实体复用一条底层的连接，在接收端再进行使用
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差错控制（报文实现）、流量控制、建立释放连接、可靠传输管理
会话层
-
会话管理：采用检查点机制，通信失效时从检查点继续恢复通信，断点续传。
表示层
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解决不同主机上信息表示不一致的问题
-
数据格式转换
应用层
-
实现特定的网络应用（报文传输）
TCP/IP模型
网络接口层
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实现相邻节点见的数据传输，传输方式不做规定。
网络层
-
路由选择、分组转发、拥塞控制、网际互联
传输层
-
复用和分用、差错控制、流量控制、释放建立连接、可靠传输管理
