1、计算机网络的概念
计算机网络：简称网络，由若干结点和连接这些结点的链路组成。网络中的 结点可以是计算机、集成器、交换器或路由器。
网络之间还可以通过路由器互连起来，这就会构成一个覆盖范围更大的计算机网络，而这样的网络成为互联网。
网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起，与网络相连的计算机常称为主机。
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。
需要注意的是，计算机网络有多种类别：
（1）按照网络的作用范围进行分类：广域网 WAN、城域网 MAN、局域网 LAN、个人区域网 PAN。
（2）按照网络的使用者进行分类：公用网（public network）、专用网（private network）
2、计算机网络的性能
计算机网络的性能一般是指它的几个重要的性能指标，具体如下：
2.1 速率
速率就是指数据的传输速率，它也称为数据率（data rate）或比特率（bit rate）。速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。
2.2 带宽
在计算机网络中，网络带宽是指在单位时间（一般指的是1秒钟）内能传输的数据量，比如说你家的电信网络是100兆比特，意思是，一秒内最大的传输速率是100兆比特。
2.3 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。
以上三点，我们举个案例
- 一条路每秒最多能过100辆车（宽带就相当于100辆/秒）。
- 而并不是每秒都会有100辆车过，假如第一秒有0辆，第二秒有10辆...，（但是最多不能超过100辆）。
- 所以有第1秒0辆/秒，第2秒10辆/秒，第3秒30辆/秒，这不能说带宽多少吧，于是就用吞吐量表示具体时间通过的量有多少（也有可能等于带宽的量）。
- 由此可知带宽是说的是最大值速率，吞吐量说的是某时刻速率。但吞吐量不能超过最大速率。
2.4 时延
时延是指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。单位是s。 时延分一下几种：
（1）发送时延
就是说我跟你说话，从我开始说，到说话结束这段时间，就是发送时延。
（2）传播时延
如gif图所示，信道上第一个比特开始，到最后一个比特达到主机接口需要的时间就是传播时延。
（3）排队时延
-
分组在经过网络传输时，要经过很多的
路由器。 -
但分组在进入路由器后要先在输入队列中
排队等待处理。 -
在路由器确定了转发接口后，还要在输出队列中排队等待转发，这就产生了
排队时延。 -
排队时延的长短往往却决于网络当时的通信量，当网络的通信量很大时会发生排队溢出，是
分组丢失。
（4）处理时延
路由器或主机在收到数据包时，要花费一定时间进行处理，例如分析数据包的首部、进行首部差错检验，查找路由表为数据包选定准发接口，这就产生了处理时延。
（5）往返时间（RTT）
在计算机网络中，往返时间也是一个重要的性能指标，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认（接受方收到数据后便立即发送确认）总共经历的时间
（6）时延带宽积
是指传播时延乘以带宽
3、 计算机网络体系结构
计算机网络体系结构的形成 为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织ISO于1977年成立了专门机构研究该问题。他们提出一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型OSI/RM(Open System Interconnection Reference Model)，简称OSI。当时看来似乎在不久将来世界一定会按照OSI制定的标准来改造自己的计算机网络。
然而到了20世纪90年代初期，TCP/IP的互联网已抢先全球相当大的范围成功的运行了。因此现今规模最大的、覆盖全球的、基于TCP/IP的互联网并未使用OSI标准。 法律上的国际标准OSI 事实上的国际标准TCP/IP OSI与TCP/IP各层的结构与功能 具有五层协议的体系结构 OSI的七层协议体系结构的概念清楚，理论也完整，但它既复杂又不实用。
TCP/IP是一个四层的体系结构，得到了非常广泛的应用。在学习计算机网络的原理时往往采用折中的方法，综合OSI/IP的优点，采用一种五层协议的体系结构。
a. 应用层 应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。这里的进程就是主机中正在运行的程序。对于不听的网络应用需要不有不同的应用层协议。在互联网的应用层协议很多，如域名DNS，支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，等等。我们把应用层的数据单元称为报文(messgae)。
b. 运输层 运输层的任务是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务穿上的应用层报文。所谓通用的，是指并不针对某个特定网路应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。由于一台主机可以同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务，分用和复用相反，是运输层把收到的信息分别交付给上面应用层的相关进程。
运输层主要有下面两种协议：
• 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)-提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段(segment)。
• 用户数据报协议 UDP(User Datagram)。 Protocol)-提供无连接的、尽最大努力(best-effort)的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性),其数据传输的单位是用户数据报。 TCP和UDP协议的区别（如下图）
c. 网络层 网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或者用户数据报封装成分组或者包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用 IP协议，因此分组也叫作IP数据报，或简称数据报。网络层的另一个任务就是选择合适的路由，是源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器来找到目的主机。
d. 数据链路层 数据链路层通常简称为链路层。我们知道，两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的, 这就需要使用专门的链路层的协议。 在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报封装成帧(frameing),在两个相邻节点间的链路上传送帧, 每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息、地址信息、差错信息等)。
e. 物理层 在物理层上所传数据的单位是比特(bit)。发送方发送1或者0时，接收方应该接收相同的1或者0，因此物理层要考虑用多大的电压代表"1"或者"0", 以及接收方如何识别发送方所发出的比特。物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各引脚如何连接。当然解释比特代表的意思，就不是物理层的任务。
参考：
