計算機網路基礎
一. 因特網概述
1.1 互聯網和因特網
因特網是世界上最大的互聯網。
區別internet與Internet
1.2 因特網發展的三個階段
從單個網絡發展到三級結構的網絡再到多層次的ISP結構的因特網
1.3 ISP 因特網服務提供者
因特網上的主機必須要有IP地址纔可以進行通信。我國主要的ISP如下:
在因特網發展規模逐漸壯大的過程中，爲了實現更快的轉發分組，因特網交換點IXP(Internet eXhange Point) 就應運而生了。IXP主要作用就是允許兩個網絡直接相連並交換分組，而不需要再通過第三個網絡來轉發
1.4 基於ISP的三層結構的因特網
主幹ISP,地區ISP和本地ISP
一般的校園網或企業網，以及住宅用戶和無線移動用戶都是第三層ISP的用戶。由於因特網先今發展規模太大，已經很難給出整個網絡的細緻描述。
一旦某個用戶能夠接入因特網，那麼他也可以成爲一個ISP，所需要做的就是購買一些如：調制解調器或路由器這樣的設備。讓其他用戶和它相連。
1.5 因特網的標準化工作
https://www.ietf.org/rfc/
1.6 因特網的組成
因特網的組成大致分成兩個部分：邊緣部分和核心部分
其核心部分主要是路由器，主要是實現分組交換（任務：轉發收到的分組，是網絡最主要的功能）
二.電路交換、分組交換和報文交換
2.1 電路交換
如果將所有電話機都兩兩相連時，需要N(N-1)/2 對連線，顯然不現實，就出現了電話交換機，交換方式：電路交換（circuit switching）
用戶先歸電話用戶專用，而電話交換機之間的大量話路的中繼線則是許多用戶共享的，
- 建立的連接是一條專用的
物理通路,保證通信時不會被其他用戶佔用，當使用電路交換來傳輸計算機數據時，其線路的傳輸效率往往很低 ，因爲計算機是突發式地出現在傳輸線路上，不需要一直佔用通道。因此計算機之間的數據傳輸通常使用分組交換
2.2 分組交換（Packet Switching）
最重要分組交換機就是路由器，它負責將各種網絡互連起來，實現轉發分組（即進行分組交換）
在發送數據之前進行一個個更小的等長數據劃分，加入首部信息，構成分組：
首部：包含目的地址和源地址信息。當然還有其他更多信息。
2.3 報文交換
整個報文先傳送到相鄰節點，全部存儲下來後查找轉發表，再轉發到下一個節點。要求交換機需要大量的緩存空間，報文交換主要用於早期的電報通信網。很明顯的特點就是存儲轉發。與分組交換的特點類似
2.4 電路交換，報文交換，分組交換的對比
A,B,C,D 經過的四個結點
對於報文交換，可以隨時發送報文，而不需要事先建立連接，需要各個結點都需要有較大的緩存空間；對於分組交換，可以隨時發送分組，而不需要建立連接。
電路交換，報文交換，分組交換的對比
對比三種交換方式的特點。分組交換是網絡傳輸的方式。
三. 計算機網絡的定義和分類
3.1 計算機定義
3.2 分類
- 廣域網WAN（Wide Area Network）作用範圍幾十到幾千公里，也稱遠程網（long haul network) ，廣域網是因特網的核心部分，其任務是爲核心路由器提供元距離高速連接，互連不同區域的城域網或局域網
- 專用網（private network) ,這種網絡不對外提供服務，例如：政府，軍隊，銀行，鐵路，電力，公安等。
- 局域網LAN（Local Area NetWork）
- 個人區域網PAN(Personal Area Network) ，也稱爲無線個人區域網WPAN(Wireless PAN)。
網路按照拓撲結構分類：總線型網絡，星型網絡，環形網絡和網狀網絡；
- 總線型網絡：使用單根傳輸線把計算機連接起來，優點：建網容易，增減節點方便，節省線路；缺點：重負載時通信效率不高，總線任意一處出現故障，則全網癱瘓
- 星型網絡：每個設備與中央設備相連，中央設備現在一般時交換機或路由器；優點：便於集中控制和管理，缺點：成本搞
- 環形網絡：將所有計算機的網絡接口連接成一個環；典型的令牌環局域網，可以時單和雙，環中信號時單象傳輸。
- 網狀網絡：一般情況下，每個結點至少由兩條路徑與其他結點相連，多用在廣域網中，其優點時可靠性高，缺點是控制複雜，線路成本高
上述四種網絡，還可以互連成更復雜的網絡。
四. 計算機網絡性能指標
可以從速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間，利用率，丟包率等評價性能
4.1 速率
網絡技術中的速率指的是連接在計算機網絡上主機在數字信道上傳送的數據的速率，它也稱爲數據率或者比特率
1M = 106 常用數據率
1M = 220 常用數據量
4.2 帶寬
例如：帶寬200Mb/s ，這個最高速率，就是出口帶寬
4.3 吞吐率
4.4 時延
網絡時延一般包括：發送時延，傳播時延和處理時延
案例，具體問題具體分析：
4.5 時延帶寬積
4.6 往返時間
往返時間RTT
衛星鏈路傳播時間較長，所以當使用衛星通信時，往返時間RTT相對較長
4.7 利用率
4.8 丟包率
五. 分層的必要性
關於每層的細節可以觀看該章節：計算機網絡微課堂第008講 計算機網絡體系結構（2）—分層的必要性
時延相關題目
分別設置不同的傳播長度: 60m,20m,10m
上述題目演示瞭如何計算時延。
注意：分組等長，各鏈路長度相同，帶寬也相同等情況下
通過畫圖的方式解決此類問題。
參考
- 視頻地址：計算機網絡微課堂 因特網概述
- 中國互聯網信息中心
- 《計算機網絡》（第六版）
