1.1、互聯網概述

1.1.1、互聯網概述→Internet

1、網絡：由若干結點和連接這些結點的鏈路組成；
2、結點：可以是計算機、集線器、交換機、路由器等；
3：網絡與互聯網之間的關係→網絡計算機連在一起；互聯網將許多網絡連在一起
注意：internet 和 Internet 的區別

internet（互聯網或互連網）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網絡互連而成的網絡。
Internet（互聯網）則是一個專用名詞，它指當前全球最大的、開放的、由衆多網絡相互連接而成的特定計算機網絡，它採用 TCP/IP 協議族作爲通信的規則，且其前身是美國的 ARPANET。

1.2、互聯網組成

互聯網的組成主要分兩部分：

⑴、互聯網的邊緣部分（資源子網）

①.由所有連接在互聯網上的主機組成；
②.主機A與主機B通信“實質上是主機A中的某個進程與主機B中的某個進程進行通信”；

⑵、互聯網的核心部分（通信子網）

由大量網絡和連接網絡的路由器組成。這部分是爲邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。

1.2.1、互聯網的邊緣部分（資源子網）

網絡邊緣端系統中運行的程序之間的三種主要通訊方式：
1、C/S方式：服務器通常採用高性能的PC、工作站或小型機，並採用大型數據庫系統，客戶端需要安裝專用的客戶端軟件。

①.客戶機程序：客戶程序主動向服務器發起通信請求，客戶程序必須知道服務器地址.
②.服務器程序：提供某種服務，可同時處理多個客戶請求，系統啓動後一直不斷運行着，被動接受客戶請求.
③.服務器：是計算機的一種，它是網絡上一種爲客戶端計算機提供各種服務（主要是共享服務）的高性能的計算機；
④.客戶機：又稱用戶工作站，是用戶與網絡打交道的設備；
總結：C/S優點是能充分發揮客戶端PC的處理能力，對應的優點是客戶端響應速度快。缺點主要是：①只適用於局域網、②客戶端需要安裝專用的客戶端軟件、③對客戶端的操作系統一般也會有限制。
2、P2P方式
對等連接是指兩個主機在通信時並不區分哪一個是服務請求方還是服務提供方。
只要兩個主機都運行了對等連接軟件（P2P軟件），它們就可以進行平等的、對等連接通信。
對等連接方式的特點→從本質上看仍然是使用C/S方式，每一個主機既是客戶又同時是服務器；

3、B/S模式（Brower/Server瀏覽器/服務器模式）→客戶機上只要安裝一個瀏覽器（Browser），服務器安裝數據庫。瀏覽器通過Web Server 同數據庫進行數據交互。

B/S最大的優點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網的電腦就能使用，客戶端零維護。系統的擴展非常容易。

1.2.2、互聯網的核心部分（通信子網）

網絡中的核心部分要向網絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數據）。
在網絡核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是實現分組交換的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。

1、電路交換：【效率較低，面向連接】
電路交換的特點

1.電路交換必定是面向連接的。
2.電路交換的三個階段→建立連接→通信→釋放連接；

2、報文交換：採用存儲轉發技術；【取消連接過程，根據轉發表存儲轉發】

整個報文有一個報頭，報頭中含有目的地址和源地址等信息，通訊前不像電路交換那樣先建立連接，通訊時整個報文先傳送到相鄰結點，全部存儲下來後根據報頭信息查找轉發表，決定下一次轉發到哪個結點，通訊結束時也沒有釋放連接過程；

3、分組交換：採用存儲轉發技術；

【在報文轉發的基礎上，將報文分組發送。會造成一定時延（分組排隊）和空間開銷（分組首部）】
在發送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數據段，再加上必要控制信息組成的頭部，即構成分組，各個分組可獨立選路；爲討論方便，常把單個網絡簡化爲一條鏈路，不必先建立鏈路；

1.3、計算機網絡的類別

1.3.1、幾種不同的類別的網絡

⑴、按不同作用範圍劃分

廣域網WAN（5000km） 
城域網MAN（50km）
局域網LAN（1km）   
個人區域網PAN（10m）

⑵、按不同使用者劃分

公用網     
專用網

⑶、本地接入網
接入網AN，它又稱爲本地接入網或居民接入網。
提供的接入網只是起到讓用戶能夠與互聯網連接，不屬於邊緣部分也不屬於核心部分。是到第一個路由器的網絡。

1.4、計算機網絡的性能

1、速率：計算機網絡上主機在數字信道上傳輸數據的速率；

單位b/s（bps），1Kb/s=103 bps ；1Mb/s=106 bps ；1Gb/s=109 bps；1Tb/s=1012 bps；

2、帶寬→在計算機網絡中帶寬表示網絡通信線路傳送數據的能力，即單位時間內從網絡的某一點到另一點所能通過的“最高數據率”。

3、吞吐量→單位時間內通過某個網絡實際數據量；

4、時延→ 時延主要分以下幾部分：

⑴、發送時延：主機線路由發送數據幀所需時間；
⑵、傳播時延→電磁波在信道中傳播一定的距離所需時間：
⑶、處理時延→主機線路由分析首部、提取數據部分、差錯檢測、路由選擇等需花費的時間；
⑷、排隊時延→在路由的輸入隊列中等待時間長度；
總時延＝發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延

注意事項：

四種時延所產生的地方
容易產生的錯誤概念：

①.對於高速網絡鏈路，我們提高的僅僅是數據的發送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。
②.提高鏈路帶寬減小了數據的發送時延。

【例題1.1】收發兩端之間傳播距離爲1000KM，信號在媒體上傳播速率爲2×108m/s ，數據長度爲107bit 數據發送率爲100kb/s，試計算以下兩種情況下發送時延和傳播時延

解：傳播時延均爲106 /（2×108）=5*10-3(S)
   發送時延107 / 105=1*102(S)

5、時延帶寬積→表示發送的第一個比特到達終點時已發送比特數；

時延帶寬積＝傳播時延×帶寬

6、往返時間→從發送方發送數據開始，到發送方收到來自接收方的確認爲止，共經歷的時間長度；

7、利用率→主要是指“信道利用率” 和“網絡利用率”

1、信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的。完全空閒的信道的利用率是零。
2、網絡利用率則是全網絡的信道利用率的加權平均值。
注意：①.信道利用率並非越高越好。
②.時延D與網絡利用率U之間存在以下關係：

若令D0表示網絡空閒時的時延，D表示網絡當前的時延，則在適當的假定條件下

1.5、計算機網絡體系結構

1.5.1、協議：爲進行網絡中數據交換而建立的規則標準或約定；

1.5.2、協議三要素:

1.語法：數據交換的格式與信息結構
2.語義：需要發出何種控制信息完成何種動作
3.同步：事件實現順序詳細說明

1.5.3、體系結構→計算機網絡的各層及其協議的集合；

這裏主要講TCP/IP五層結構

1.5.4、各層主要功能簡介：

1.應用層：直接爲用戶應用進程服務
2.運輸層：爲兩個主機中進程之間通信提供服務
3.網絡層：將運輸層報文封裝後進行傳送，並選擇路由
4.數據鏈路層：在相鄰兩個主機間點對點傳送
5.物理層：透明傳輸比特流

1.5.5、協議與服務的區別：

實體→任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程；
協議→控制兩個對等實體進行通信的規則的集合；
①.協議的實現保證了向上層提供服務，下面的實體是透明的，上層只能看到下層服務，看不到協議
②.協議是水平的，而服務是垂直的【由下層向上層通過層間接口提供的】；

【網絡原理】網絡概述