1、計算機網絡性能
速率
速率又稱數據率、數據傳輸速率、比特率，是單位時間內傳輸的數據量，單位 b/s 或 bps。
速率是計算機網絡中最重要的一個性能指標，通常指額定速率或標稱速率。
帶寬
帶寬原本指信號具有的頻帶寬度，即最高頻率與最低頻率的差值，單位爲hz。
在計算機網絡中，帶寬指數字信道所能傳輸的最大速率，單位 b/s 或 bps。
吞吐量
吞吐量是發送端和接收端之間的數據傳輸速率，主機之間的實際傳輸速率，單位 b/s 或 bps。
即時吞吐量是某一時刻的傳輸速率；平均吞吐量是一段時間內的平均傳輸速率。
速率、帶寬、吞吐量的區別
速率：指數字信道的額定速率或標稱速率，可以理解爲數字信道設計達到的目標速度。
此外，速率常用於表述當前網絡實際傳輸速度這一個動態變化的概念。
帶寬：指數字信道所能傳輸的最大速率，是在不考慮延遲等情況下所能達到的最高速率。
吞吐量：指實際情況下網絡中的兩臺主機交換數據的速率，需要考慮網絡信道間的帶寬差異，網絡的擁擠程度，硬件的處理能力與軟件算法等多方面因素的影響。
以橋打個比方：
速率是造橋時工程師設計的橋每日可容納的通車數量，是理論值；
帶寬是橋建成後，在無其它條件影響的情況下，橋每日最大的通車數量；
吞吐量是橋投入使用後，每天實際的通車數量。
延遲 / 時延
數字鏈路的數據容量和路由器單位時間內能處理的數據有限。當數據到達的速率大於輸出鏈路容量時，或者當需要處理的數據量大於路由器的處理能力時，後來的數據等待先來數據處理，這一現象稱爲排隊。當路由器的緩存被佔滿時，後來的數據就會被丟棄，這一現象稱爲丟包。
由於排隊和丟包的存在，以及數字信道的物理特性和網絡性能，延遲是不可避免的現象。
對於分組交換，延遲可以分成以下四種類型：
- 結點處理延遲(dproc)：
是數據經過網絡結點時進行差錯檢測、確定輸出鏈路時產生的延遲，通常極小(< msec)。 - 排隊延遲(dqueue)：
是數據從進入路由器到輸入鏈路可用期間等待的時間，取決於路由器的擁擠程度。 - 傳輸延遲(dtrans)：
是數據分組大小與帶寬的比值，表示數據分組傳輸完成所需的時間。dtrans = L / R。 - 傳播延遲(dprop)：
是信號傳播速度與鏈路長度的比值，表示數字信號在信道中傳播產生的延遲。dprop = d / s。
再以橋打個比方：
傳輸延遲是車隊通過橋頭/橋尾收費站的時間，而傳播延遲是從橋頭到橋尾所需的時間。
時延帶寬積
時延帶寬積是延遲與帶寬的乘積，表示一個鏈路中最多能容納的數據量(比特數)。
時延帶寬積又稱爲以比特爲單位的鏈路長度。
2、計算機網絡體系結構
計算機網絡是一個非常複雜的系統，有應用、主機、協議、路由器、鏈路等許多組成部分。爲了便於學習和研究，需要建立計算機網絡的體系結構模型。其中，分層結構能有效地描述網絡的系統結構。
分層結構是一種每一層都完成一種特定的功能和服務的結構模型，其結構清晰，有利於識別複雜的系統，易於系統維護更新，便於標準化，因此是有效描述網絡的一種模型。但分層太多，容易造成模型過於複雜。
計算機網絡體系結構
特點：
1、計算機網絡體系結構是一種分層結構
2、計算機網絡體系結構從功能上描述計算機網絡
3、每層遵循某個 / 某些網絡協議完成本層功能
4、計算機網絡體系結構是計算機網絡的各層及其協議的集合
5、計算機網絡體系結構是一個計算機網絡的功能層次及其關係的定義
6、計算機網絡體系結構是抽象的
基本概念與規則：
實體是任何可接收或發送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。協議是水平的。
任一層的實體需要使用下層的服務，遵循本層的協議，並向上層提供服務。服務是垂直的。
下層協議的實現對上層的服務用戶是透明的。
同系統的相鄰層次的實體之間通過接口進行交互，通過服務訪問點交換原語，請求特定服務。
OSI參考模型
OSI參考模型是ISO於1984年提出的分層網絡體系結構模型，目的是支持異構網絡的互聯互通。
OSI參考模型是理解網絡通信的學習工具，但在市場上遭遇失敗。
OSI參考模型共分爲七層，每層完成特定的功能：
其中，中間系統(中間網絡結點)只有後三層；前四層又統稱爲端到端層。
當用戶數據在各層中傳遞時，每一層都會進行數據封裝。
數據封裝能增加控制信息以構造協議數據單元，並添加地址、協議控制與差錯檢測等信息。
七層各自的功能如下：
物理層：
描述信道接口的機械特性、電氣特性、功能特性、規程特性等信息；
將數據鏈路層的信息進行比特編碼；
定義數據傳輸速率；
利用時鐘同步達成比特同步；
定義信道的傳輸模式（單工，半雙工，全雙工）。
數據鏈路層：
負責相鄰結點-結點的數據傳輸；
構造幀作爲數據傳輸的單位；
通過幀頭添加物理地址標識數據達到物理尋址；
進行流量控制、差錯控制和訪問控制；
網絡層：
負責源主機到目的主機的數據分組交付；
通過全局唯一邏輯地址，達到邏輯尋址；
路由與轉發；
傳輸層：
負責源-目的(端-端與進程間)的完整報文傳輸；
對完整報文進行分段與重組；
負責端-端連接的建立、維護與拆除(不同於電路交換)；
進行SAP尋址，確定完整報文交給正確進程；
進行連接控制，流量控制，差錯控制；
會話層：
進行對話控制，負責對話的建立與維護；
在數據流中插入同步控制點，達到同步；
“最薄的一層”；
表示層：
解決語法和語義問題，進行數據表示轉化，負責主機相關的編碼與主機獨立的編碼相互轉換；
負責數據的加密與解密，壓縮與解壓縮；
應用層：
支持用戶通過用戶代理與網絡接口使用服務。
TCP/IP參考模型
TCP/IP參考模型共有4層：
在TCP/IP參考模型中，所有網絡應用與傳輸協議均建立在IP之上，所有網絡接口均能封裝和傳輸IP分組，整個模型以IP爲核心。
Everything Over IP.
五層參考模型
五層參考模型綜合了TCP/IP參考模型和OSI參考模型的優點。
其中，交換機只有後兩層；路由器只有後三層。
五層各自的功能概要如下：
應用層：支持各種網絡應用，如FTP、SMTP、HTTP等；
傳輸層：負責進程-進程的數據傳輸；
網絡層：負責源主機到目的主機的分組路由與轉發；
數據鏈路層：負責相鄰網絡元素(結點)的數據傳輸；
物理層：負責比特傳輸。
設一次完整的傳輸過程如：主機A → 交換機 → 路由器 → 主機B
- 應用層的完整報文交給傳輸層拆分並封裝爲段；
- 段交給網絡層封裝爲數據報；
- 數據報交給鏈路層封裝成幀(數據幀)；
- 幀交給物理層，以比特傳輸至交換機；
- 交換機將機器比特碼還原爲幀，添加下一個結點的物理地址，並再次封裝成幀，經物理層傳輸至路由器；
- 路由器將機器比特碼還原爲數據報，進行路由和轉發，並再次封裝成數據報，經鏈路層和物理層傳輸至主機B；
- 主機B接收機器比特碼，還原爲完整的報文。