一、计算机网络概述
因特网(Internet)是世界上最大的互连网络(用户数以亿计，互连的网络数以百万计)
internet与Internet的区别
internet(互联网或互连网)是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络（可以理解成局域网）。在这些网络之间的通信协议可以是任意的
lnternet(因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则
ISP（Internet Service Provider）：互联网服务提供商，活动的公司，例如，中国电信、中国联通和中国移动等公司都是我国最有名的ISP
ISP可以从互联网管理机构申请到很多IP地址(互联网上的主机都必须有IP地址才能上网)，同时拥有通信线路(大ISP自己建造通信线路，小ISP则向电信公司租用通信线路)以及路由器等连网设备
因此任何机构和个人只要向某个ISP交纳规定的费用，就可从该ISP获取所需IP地址的使用权，并可通过该ISP接入到互联网。
二、网络的三种交换方式
1、电路交换(Circuit Switching)：电话交换机接通电话线的方式称为电路交换
电话交换机：可以把电话交换机简单地看成是一个有多个开关的开关器，可以将需要通信的任意两部电话的电话线路按需接通，从而大大减少了连接的电话线数量
从通信资源的分配角度来看，交换(Switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源
电路交换的三个步骤：
①建立连接(分配通信资源)、②通话(一直占用通信资源)、③释放连接(归还通信资源)
电路交换的缺点:当用户正在输入和编辑一份待传输的文件时，用户所与用的通信资源暂时未被利用，该通信资源也不能被其他用户利用，宝贵的线路资源就被白白浪费掉了
因此电路交换的传输效率非常低，不适用于计算机和计算机之间的通信
2、分组交换(Packet Switching)：路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能
分组交换则采用存储转发技术。如下图所示，把一个报文划分为几个分组后再进行传送，通常我们把要发送的整块数据称为一个报文(message)
在发送报文之前，先把较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段，例如，每个数据段为1024bit(比特)
在每一个数据段前面，加上一些由必要的控制信息组成的首部(header)后，就构成了一个分组(packet)，分组又称为“包”，而分组的首部也可称为“包头”
分组是在互联网中传送的数据单元，分组中的“首部”是非常重要的，正是由于分组的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，每一个分组才能在互联网中独立地选择传输路径，并被正确地交付到分组传输的终点
R1会将报文划分为N个组，每个分组加上包头之后会独立选择传输路径，最终到达R3
分组交换的特点：构成原始报文的一个个分组在各结点路由器上进行存储转发，并且可以进行差错校验，保证报文的完整性和准确性
发送方：构造分组、发送分组
路由器：缓存分组、转发分组
接收方：接收分组、还原报文
3、报文交换
整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点，这种模式下报文是不会分成组的
对报文的大小不做限制，因此对接收报文的设备缓存空间有要求
三、计算机网络的分类
按网络的线路结构进行分类：星型、总线型、环形、网状型
1、星型
星型拓扑结构是目前局域网普遍采用的一种拓扑结构
星型拓扑结构是用一个节点作为中心节点，其他节点直接与中心节点相连构成的网络
中心节点可以是文件服务器，也可以是连接设备，常见的中心节点为交换机或者路由器
星型拓扑结构的网络属于集中控制型网络，整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理，各节点间的通信都要通过中心节点
每一个要发送数据的节点都将要发送的数据发送中心节点，再由中心节点负责将数据送到目标节点
因此，中心节点相当复杂，而各个节点的通信处理负担都很小，只需要满足链路的简单通信要求
优点:
控制简单，任何一站点只和中央节点相连接，因而介质访问控制方法简单，致使访问协议也十分简单，易于网络监控和管理
故障诊断和隔离容易，中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位，单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网
方便服务，中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置
缺点:
需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量也骤增
中央节点负担重，形成“瓶颈”，一旦发生故障，则全网受影响，各站点的分布处理能力较低
2、总线型
总线型网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连，它所采用的介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆)，不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的
总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制
公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络
各节点在接受信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息
总线型结构的网络特点如下:
结构简单，网络各接点通过简单的搭线器（T头)即可接入网络，施工类似接电视天线。。走线量小:星型网络需要从中心集线器向每个网络接点单独甩线，如果不用线槽走线的话，地面上经常爬满一捆一捆的网线。
成本较低，总线型网络因用线量小，无需集线器等昂贵的网络设备，不用线槽、接线盒等结构化布局材料，成本要大大低于星型网络。
扩充灵活，星型网络在增加接点数目时有时是一件极其痛苦的事，如果在网络最初规划时留的空间较小，可能会遇到下列情况可能会因为只增加一个接点而必须购买一个交换机，而总线型网络只需增加一段电缆和一个T头就可增加一个接点
故障诊断和隔离比较困难，当节点发生故障，隔离起来还比较方便，一旦传输介质出现故障时，就需要将整个总线切断
易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重
3、环形
环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点
这种结构的网络形式主要应用于令牌网中，在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的，最后形成一个闭环，整个网络发送的信息就是在这个环中传递，通常把这类网络称之为"令牌环网"
4、网状型
网状拓扑结构，这种拓扑结构主要指各节点通过传输线互联连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点相连，网状拓扑结构具有较高的可靠性，但其结构复杂，实现起来费用较高，不易管理和维护，不常用于局域网
优点:
网络可靠性高，一般通信子网中任意两个节点交换机之间，存在着两条或两条以上的通信路径，这样，当一条路径发生故障时，还可以通过另一条路径把信息送至节点交换机
网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率
可选择最佳路径，传输延迟小
缺点:
控制复杂，软件复杂
线路费用高，不易扩充
在以太网中，如果设置不当，会造成广播风暴，严重时可以使网络完全瘫痪
总结：网状型拓朴结构在大公司大型组织经常会用到，星型在小范围也经常使用，环形和总线型已经慢慢淘汰掉了
四、计算机网络的性能指标
常用的计算机网络的性能指标有7个：速率、带宽、吞吐量、时延、往返时间、利用率、丢包率
1、速率
计算机发送的信号是二进制数字形式的
一个二进制数字就是一个比特（bit）
常用的数据量单位：
1 Byte = 8 bit
1 KB = 1024 Byte
1 MB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB
1 TB = 1024 GB
速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特数据的速率，也称为比特率或数据率
常见数据率单位：
bit/s（b/s，bps）即每秒可以传输多少bit的数据
1 Kb/s = 1000 b/s
1 Mb/s = 1000 Kb/s
1 Gb/s = 1000 Mb/s
1 Tb/s = 1000 Gb/s
数据量单位是1024进1，数据率单位是1000进1
我们日常办理的带宽如果是300Mb/s，俗称300兆，那么他的理论峰值为：(300*1000*1000)/(1024*1024*8)=35.76 MB/S
300*1000*1000是计算一秒可以传输多少bit的数据量，/(1024*1024*8) 是计算bit是多少MB，因为现实生活中所说的网速速率就是MB，并不是Mb
2、带宽
在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”
单位： b/s (Kbs、Mb/s、Gb/s、Tb/s)
宽带的带宽是100兆：出口网速最高100Mb/s
3、吞吐量
吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量
吞吐量被经常用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络
吞吐量受网络的带宽或额定速率的限制
带宽表示网络理论上能传输的最高速率，吞吐量表示你此时此刻或者在某一个时间段内使用网络的实际速率
4、时延