三大网络
三大网络构成
- 电信网络
- 有线电视网络
- 计算机网络
三网融合
是指把电信网络、有线电视网络、计算机网络融合成一种网络，能够提供语音、数据、视频等通信业务。
计算机网络和互联网
计算机网络由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
通过路由器把计算机网络互连起来，构成互连网(internet)。
互联网 (Internet)是世界上最大的计算机网络，起源于ARPANET，采用的标准协议是TCP/IP 协议。任何机构和个人可通过 ISP 接入到互联网。
计算机网络的组成
- 硬件 Hardware
- 软件 Software
- 协议 Protocol
计算机网络的分类
- 根据 分布范围 分类
- 广域网 WAN Wide Area Network：作用范围通常为几十到几千公里
- 城域网 MAN Metropolitan Area Network：作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至是一个城市，作用距离 5-50km
- 局域网 LAN Local Area Network：作用范围局限在小范围(1km 左右)
- 个人区域网 PAN Personal Area Network：其作用范围很小，10m 左右
- 根据 传输技术 分类
- 广播式网络：局域网
- 点对点网络：广域网基本属于点对点
- 根据 拓扑结构 分类
- 总线形网络
- 星形网络
- 环形网络
- 网状网络
- 根据 使用者 分类
- 公用网 Public Network：公用网对所有的人提供服务，只要符合网络拥有者的要求就能使用这个网
- 专用网 Private Network：是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络.这种网络不向本单位以外的人提供服务
- 根据 交换技术 分类
- 电路交换网络：传统电话网络
- 报文交换网络 / 存储转发网络
- 分组交换网络 / 包交换网络：主流网络基本上都可视为分组交换网络
- 根据 传输介质 分类
- 有线：双绞线网络、同轴电缆网络
- 无线：蓝牙、微波、无线电
计算机网络的标准化工作及相关组织
- 国际标准化组织 ISO
- 国际电气电子工程师协会 IEEE
互联网基本特点
- 连通性：互联网上用户不管距离多远，都能通信，就像这些用户终端都彼此连通
- 共享性：指资源共享，包含信息、软件、硬件等共享，就像资源在用户身边
互联网发展的阶段
第一阶段：单网络ARANET——1969年美国国防部建立的第一个分组交换网
第二阶段：三级结构的因特网——主干网，地区网，校园网
第三阶段：多层次ISP（因特网服务提供者）结构的因特网
互联网的组成
互联网根据工作方式可以划分边缘部分、核心部分这两大部分
边缘部分
💬注释
由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统 (end system)。
端系统之间的通信方式通常可划分为两大类
- 客户-服务器方式（C/S 方式）：即Client/Server方式，简称为 C/S 方式。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 服务器可同时处理多个客户的请求。
- 对等方式（P2P 方式）：即 Peer-to-Peer方式 ，简称为 P2P 方式。
主机进行平等的、对等连接通信，每一个主机既是客户又是服务器。
核心部分
💬注释
由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
路由器
路由器(router)是一种专用计算机，是实现分组交换的关键部件，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
交换方式
解释说明
交换指的是按照某种方式动态分配传输线路的资源
现主要有电路交换、报文交换和分组交换三种交换方式
- 电路交换
- 特点：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送
- 优点：实现简单，可靠保障，传输效率高，传输数据的时延非常小，电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号；
- 缺点：平均连接建立时间长，信道利用率低，在通信过程中难以实现差错控制
- 报文交换
- 特点：整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点
- 优点：不存在连接建立时延，用户可随时发送报文，提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地，通信线路的利用率高，允许建立数据传输的优先级。
- 缺点：报文交换的实时性差，报文交换只适用于数字信号，增加了传送时延。
- 分组交换
- 特点：单个分组（报文的一部分）传送到相邻节点，存储下来后查找到转发表，转发到下一个节点
- 优点：分组交换比报文交换的时延小，用户可随时发送分组，提高了通信线路的利用率，发送数据更加灵活，时延更小，网络生存性好。
- 缺点：分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加可能出现失序，丢失或重复分组，发送设备和接收设备更加复杂。
交换方式比较
- 报文交换和分组交换都采用存储转发
- 传送数据量大，且传送时间远大于呼叫时，选择电路交换。电路交换传输时延最小。
- 信道利用率看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换时延更小。
计算机网络指标
性能指标
- 速率（数据率、数据传输率、比特率）（单位：bit/s）
- 带宽（Bandwidth）（最高数据率）（单位：bit/s，但在某些特定的公式用 Hz）
- 吞吐量（单位：bit/s）：单位时间通过的数据量
- 时延（Delay）（单位: s）
- 发送时延（传输时延） = 数据帧长度 / 信道带宽 ：开始发送分组第一个比特至最后一个比特发送完毕
- 传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上的传播速率
- 排队时延
- 处理时延
- 往返时延（Round-trip Time, RTT）= 2 × 传播时延
- 时延带宽积（单位: bit）= 传播时延 × 带宽：某段链路有多少比特，即链路容量
- 利用率
- 信道利用率=有数据的通过时间 /（有+无）数据通过时间
注意速率（单位：bit/s）和传播速率（单位：m/s）区别
非性能指标
费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易于管理和维护
计算机网络协议、接口、服务的概念
- 协议 Protocol
- 语法：规定传输数据格式
- 语义：所要完成的功能
- 同步：规定操作条件、时序关系
- 接口
- 服务访问点 Service Access Point SAP
- 服务
- OSI 参考模型将原语划分为 4 类
- 请求 Request
- 指示 Instruction
- 响应 Response
- 证实 Confirmation
- 计算机网络提供的服务可按以下三种方式分类
- 面向连接服务 无连接服务
- 面向服务连接：TCP 协议
- 无连接服务：BED Best Effort Delivery 尽最大努力交付，比如 IP、UDP 就是无连接服务
- 可靠服务 不可靠服务
- 有应答服务 无应答服务
- 比如对于 WWW 服务，客户端收到服务发送的页面文件后不给出应答
网络协议
💬注释
网络协议(协议)指为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定
要素
- 语义：语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。
- 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。
- 时序：时序是对事件发生顺序的详细说明。（也可称为“同步”）。
服务
解释说明
是垂直的，由上层与下层间通过层间接口获得。
实体
💬注释
实体(entity)指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
计算机体系结构
💬注释
计算机网络体系结构指计算机网络各层及其协议的集合
OSI 参考模型
- 应用层 Application Layer
- 表示层 Presentation Layer
- 数据表示转换
- 数据压缩
- 加密解密
- 会话层 Session Layer
- 会话管理 数据同步 SYN
- 传输层 Transport Layer
- 单位：报文段（TCP）、用户数据报（UDP）
- 功能：负责两个进程之间的通信，流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务
- 网络层 Network Layer
- 单位：IP 数据报 / 分组
- 功能：流量控制 差错控制 分组转发 路由选择 网际互连
- 协议：IP 协议
- 设备：路由器 Router
- 数据链路层 Datalink Layer
- 单位：帧
- 功能：流量控制 差错控制 物理寻址 点到点的数据传输
- 协议：PPP HDLC STP SDLC HDLC 协议 PPP 协议
- 物理设备：交换机、网桥
- 物理层 Physical Layer
- 比特
- 集线器
- 中继器
TCP/IP 参考模型
- 应用层
- 传输层
- 网际层
- 网络接口层
- OSI 和 TCP 比较 知识点
- ISO
- 传输层：面向连接
- 网络层：无连接 + 面向连接
- TCP/IP
- 传输层：无连接 + 面向连接
- 网络层：无连接
- 点到点 和 端到端 的比较 知识点
- 点到点
- 数据链路层
- 数据链路层只负责直接相连的两个节点之间的通信，一个节点的数据链路层接受 IP 层数据并封装之后，就把数据帧从链路上发送到与其相邻的下一个节点
- 端到端
- 传输层
- 无论 TCP 还是 UDP 协议，都要负责把上层交付的数据从发送端传输到接收端，不论其中间跨越多少节点。只不过 TCP 比较可靠而 UDP 不可靠而已。所以称之为端到端，也就是从发送端到接收端
五层协议
- 应用层
- 传输层
- 网络层
- 数据链路层
- 物理层
应用层
应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。
传输层
传输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。因特网的传输层可使用两种不同协议：即面向连接的传输控制协议 TCP，和无连接的用户数据报协议 UDP。
网络层
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
数据链路层
当发送数据时，数据链路层的任务是将在网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制、以及流量控制信息等）。
物理层
物理层的任务就是透明地传送比特流。在物理层上所传数据的单位是比特。传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，并不在物理层之内而是在物理层的下面。
数据
- 服务数据单元 SDU（Service Data Unit）
- 协议控制信息 PCI（Protocol Control Information）
- 协议数据单元 PDU（Protocol Data Unit）：PCI + SDU = PDU
协议数据单元 PDU
- 会话层及以上：统称为报文（message）
- 传输层：数据段（segment）、数据报（datagram）
- 网络层：数据包（分组）（packet）
- 数据链路层：数据帧（frame）
- 物理层：数据位（比特）（bit）
解释说明
有的书为了把OSI中的传输层里的TCP和UDP区别开来，将上层传下来的数据（也叫数据流）进行分段。用TCP的就叫报文段，用UDP的就叫用户数据报，亦可称它们为数据段
连接
中间设备
冲突域和广播域
