计算机网络_学习笔记 第一章 概述

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1、计算机网络向用户提供的两个最重要的功能：（1）连通性；（2）共享

2、网络、互联网以及因特网

（1）网络（network）：由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成。结点可以是计算机、集线器、交换机和路由器等。

（2）互联网：将网络和网络通过路由器互连起来。因而也是“网络的网络”。

（3）因特网（Internet）：世界上最大的互连网络。主机（host）是指连接在因特网上的计算机。

综上：网络把许多计算机连接在一起，而因特网则把许多网络连接在一起。
3、因特网发展的三个阶段：
第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。
第二阶段：建成三级结构的因特网：主干网、地区网和校园网（或企业网）。
第三阶段：形成多层次的ISP（Internet Service Provider 因特网服务提供者）结构的因特网
4、Internet 和 Internet 的区别：
internet：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
Internet：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，且其前身是美国的 ARPANET。
5、制订因特网的正式标准要经过 以下的四个阶段：因特网草案（非RFC文档），建议标准，草案标准，因特网标准
5、因特网的组成：
（1）边缘部分，用户直接使用，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享；
（2）核心部分，由大量网络和连接这些网络的路由器（边缘部分，称端系统(end system)）组成。提供连通性和交换。
6、在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：
（1）客户服务器方式（C/S 方式），即Client/Server方式。（客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方）
（2）对等方式（P2P 方式），即 Peer-to-Peer方式。（对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。）
7、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。
8、电路交换的三个阶段：建立连接，通话， 释放连接。在通话时，两用户间占用端到端的资源，而由于绝大部分时间线路是空闲的，所以线路的传输速率往往很低。
9、分组交换：
① 报文（message）：要发送的整块数据。
② 首部（header）：由必要地控制信息组成。
③ 分组（packet）：首部，又称包+数据段（由报文划分而来）。
④ 分组交换采用存储转发技术，即收到分组——储存分组——查找路由（路由选择协议）——转发分组。
⑤ 优点：高效、灵活、迅速、可靠；缺点：时延、开销。
10、不同范围的网络
（1）广域网 WAN（Wide Area Network）：因特网的核心部分。
（2）城域网 MAN（Metropolitan Area Network）：很多采用以太网技术。
（3）局域网 LAN（Local Area Network）
（4）个人区域网 PAN（Personal Area Network）
11、从网络的使用者进行分类：公用网，专用网
12、计算机网络的性能指标
（1）速率：b/s（bps）。如100M以太网，实际是指100Mb/s。往往是指额定速率或标称速率。
（2）带宽：数字信道所能传送的最高速率。
（3）吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。其绝对上限值等于带宽。
（4）时延（delay或latency）：数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一段传送到另一端的时间。也称延迟。
① 发送时延：主机或路由器发送数据帧所需的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。也成传输时延。
发送时延 = 数据帧长度（b） / 信道带宽（b/s）
② 传播时延：电磁波在信道中传输一定距离所需划分的时间。
传播时间 = 信道长度（m） / 传输速率（m/s）
③ 处理时延：主机或路由器处理收到的分组所花费的时间。
④ 排队时延：分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。
综上：总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。
注：对于高速网络链路，提高的是发送速率而不是传播速率。
（5）时延带宽积：传播时延 * 带宽。表示链路的容量。
（6）往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到发送发收到接收方的确认为止，所花费的时间。
（7）利用率：某信道有百分之几是被利用的（有数据通过）。而信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。
当前时延=空闲时时延/（1-利用率）
13、请注意：带宽单位k,M,G,T的单位相差为10^3，在计算机界是2^10。（刚开始我还挺郁闷的 = =）
14、网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
15、网络协议的组成要素：
（1）语法：数据与控制信息的结构或格式 。
（2）语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：事件实现顺序的详细说明。
16、各层的功能：差错控制、流量控制、分段和重装、复用和分用、连接建立和释放
17、体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。实现(implementation)是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。
18、TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层（没有具体内容）。
19、五层协议的体系结构（从下向上）：
（1）物理层主要负责在物理线路上传输原始的二进制数据；
（2）数据链路层主要负责在通信的实体间建立数据链路连接；
（3）网络层主要负责创建逻辑链路，以及实现数据包的分片和重组，实现拥塞控制、网络互连等功能；
（4）运输层负责向用户提供端到端的通信服务，实现流量控制以及差错控制；
（5）应用层为应用程序提供了网络服务。
（具体见后面几章的学习）
20、实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
21、下面的协议对上面的服务用户是透明的。即本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
22、协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
23、同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。

24、协议必须把所有不利的条件事先都估计到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的。



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