一.计算机网络

（一）计算机网络概述

1. 概述

1.1 计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

1.2 互联互通，自治的计算机集合。
1.3 互连网：局部范围内互连起来的计算机网络。
互联网：即Internet，世界上最大的计算机网络。

2.功能

2.1 数据通信(连通性)
2.2 资源共享:硬件、软件、数据
2.3 分布式处理:多台计算机各自承当同一工作任务的不同部分
2.4 提高可靠性: 多线路连通保证网络的可靠性
2.5 负载均衡

3.组成

3.1 组成部分 ：硬件、软件、协议
3.2 工作部分
1)边缘部分：用户直接使用，通过两种方式C/S方式和P2P方式。
2)核心部分：为边缘部分服务

3)C/S通信方式
a.客户(Client)和服务器(Server)都是指通信中所涉及的两个应用进程，是进程之间服务于被服务的关系。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
b.服务提供方和服务请求方都要使用网络核心部分所提供的服务。

c.客户软件的特点：被用户调用运行，在通信是主动向远地服务器发起通信。客户需要知道服务器程序的地址。
d.服务器软件特点：专门提供服务的程序，可同时处理多个客户的请求。系统启动后自动调用并一直运行，被动等待并接受来自各地的客户请求。不需要知道客户程序的地址。一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
e.客户与服务器的通信关系建立后，通信可以使双向的，客户与服务器都可以发送和接收数据。

4)P2P方式
a.通信双方不区分服务请求方和服务提供方。
b.运行了对等连接软件，就可以平等的、对等连接通信。
c. 双方共享对方的共享文档。

d.本质是C/S方式，只是在对等连接中，每个主机既是服务器又是客户。
e.对等连接工作方式支持大量对等用户同时工作。

5）网络核心部分起特殊作用的是路由器。
a.路由器是实现分组交换的关键构件，任务是转发收到的分组。
b.核心部分路由器之间一般使用高速链路相连接，边缘与核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。
c.路由器主要进行分组交换的。
d.路由器处理分组的过程：
a)把收到的分组先放入缓存(暂时存储)；
b)查找 转发表，找到某个目的地址应该从哪个端口转发；
c)把分组送到适当的端口转发出去。

分组交换	手段
高效	在分组传输的过程中动态分配传输宽带，对通信链路是逐段(Hop By Hop)占用。
灵活	为每个分组独立的选择最适合的转发路由。
迅速	以分组作为传输单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组
可靠	保证可靠性的网络协议;分布式多路由的分组交换，使网络有较好的生存性。

e.缺点
分组在各结点存储转发是需要排队，具有一定时延。
必须携带首部，造成一点开销。


3.3 功能组成
通信子网：实现数据通信
资源子网：实现资源共享/数据处理

4 分类

4.1 按分布范围分为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、个人局域网(PAN)。广域网使用交换技术，局域网使用广播技术。
4.2 按使用者分为公用网(如中国电信)和专用网(如军用网)。
4.3 按交换技术分为电路交换、报文交换、分组交换等。
1)电路交换：
a.一般的连接方法，对于N部电话两两直接相连，需要N(N-1)\2对电线，这种直接连接的方法所需要的电线对的数量与电话机数量的平方(N²)成正比。
b. 若采用交换机来完成全网的交换任务，任意两两用户彼此之间可以很方便的通信，这种交换方式就是电路交换,N部电环只需要N根线。

c.交换的含义就是转接，即将两根线连通。从通信资源分配的角度来看，交换就是按照某种方式动态分配传输线路的资源。
d.主要特点：
面向连接的。
电路交换分为三个阶段:
a)建立连接，以保证在通信是所需的通信资源不被其他用户占用。
b)通信；
c)释放连接。
e.电路交换传送计算机数据效率很低。

2)分组交换
a.采用存储转发技术。
b.在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

首部在前面，进行传输。

c.分组首部的重要性：

• 首部都包含地址等控制信息，如目的地址和源地址。
• 结点交换机根据收到的分组首部的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。
• 每个分组在互联网中独立的选择传输路径。
• 通过存储转发方式，最后分组到达最终目的地。
• 收到分组后，去除首部还原成报文。

4.4 按拓扑结构分为:总线型、星型、环型、网状型。

网状型常用于广域网，可靠性、稳定性高。
4.5 按传输技术分广播式网络和点对点网络。前者共享公共通信信道，后者使用分组存储转发和路由选择机制。

（二）计算机网络的相关标准

1. 标准

1.1 法定标准：由权威机构制定的正式的、合法的标准。如OSI标准。
1.2 事实标准：在市场竞争中占据主流，逐渐成为了标准。如TCP/IP协议
1.3 RFC------因特网标准的形式
RFC要上升为因特网正式标准的四个阶段：因特网草案–>建议标准–>草案标准(后省略)–>因特网标准。

2.相关组织

2.1 国际化标准组织(ISO):OSI 参考模型、HDLC协议；
2.2 国际电信联盟(ITU)：制定通信规则；
2.3 国际电气电子工程师协会(IEEE)：学术机构、IEEE802系列标准、5G；
2.4 Internet工程任务组IETF：负责因特网相关标准的制定,RFC+编号；

(三) 计算机网路性能指标

1.速率

1.1 速率即数据率或称数据传输率或比特率。
1.2 比特:数据量的单位，即0/1。
1.3 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传输 数据位数 的 速率 。
单位：b/s、kb/s、Mb/s、GB/s、Tb/s。

1.4 速率换算单位：
千1kb/s=10³b/s
兆1Mb/s=10³kb/s=10⁶b/s
吉1Gb/s=10³Mb/s=10⁶Kb/s=10⁹b/s
太1Tb/s=10³Gb/s=10⁶Mb/s=10⁹kb/s=10¹²b/s

1.5 存储容量换算单位：
1Byte（字节）=8bit（比特）
1KB=2¹⁰B=1024B=1028*8b
1MB=2¹⁰KB=1024KB
1GB=2¹⁰MB=1024MB
1TB=2¹⁰GB=1024GB

2.带宽

2.1 原本指某个信号具有的频率宽度，即最高频率和最低频率之差，单位是赫兹(Hz).。
2.2 计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传输数据的能力，通产是指单位时间内从网络中某一点到另一点所能通过的**“最高数据率”。单位是“比特每秒”，b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s。
网络设备所支持的最高速度。

带宽可以理解为在向传输介质上发送数据时，每秒入口处能发送进介质的比特数，在介质上，比特按照传播速率**来进行传输。传输速率一般大于带宽。

3.吞吐量

3.1 表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。单位b/s、kb/s、Mb/s等。
3.2 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

链路带宽是一种理想状态，实际中，传输速率小于带宽。

补充：

1.互联网具有两个重要特点：
连通性：上网用户可以相互交换信息，好像彼此连通一样。互联网具有虚拟的特点，无法知道对方是谁和其位置。
共享：含义是多方面的，可以是信息共享、软件共享、硬件共享。
2.互联网+
互联网+各个传统行业，互联网创新成果与各个行业进行深度融合。

3.网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。互联网是“网络的网络”，连接在互联网上的计算机称为主机。

4.网络把许多计算机连接起来，互联网则把许多网络通过路由器连接起来，与网络相连的计算机、智能手机等智能机器称为主机。

5.Internet是一个专有名词，它指当前全球最大的、开放的、有众多网络相互连接而成特定计算网络，采用TCP/IP协议族作为通信的规则。而internet是一个通用名词，泛指多个计算机网络互连而成的网络，不一定采用TCP/IP协议。

6.三级结构互联网(第二阶段)：
第一阶段是单个网络ARPANET向互联网发展的过程。

7.第三阶段：逐渐形成了多层次ISP结构的互联网。
ISP(互联网服务提供者),根据提供服务的覆盖面积大小以及拥有的IP地址数目的不同，ISP也分为不同层次的ISP：主干ISP、地区ISP和本地ISP。

8.几种RFC之间的关系