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计算机网络概述
计算机网络组成、定义和分类
iternet是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互联而成的网络，在这些网络之间的通信协议可以是任意的。
Iternet(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的计算机网络，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，其前身是美国的ARPANET。
ISP即因特网服务提供者，比如中国电信，中国联通等。
因特网由两部分组成：
边缘部分：由主机组成。（用户直接使用、有IP地址才可通信）
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。（提供连通性和交换、为边缘服务）
计算机网络通常采用分组交换的方式：
- 发送方：构造分组，发送分组；
- 路由器：存储转发；
- 接收方：接受分组、还原报文。
计算机网络的简单定义： 互联、自治的计算机的集合。
计算机网络的分类：
计算机网络体系结构
OSI七层模型：
教学使用体系结构：
| 原理体系结构 | 解决的问题 | |
|---|---|---|
| 5 | 应用层 | 解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题 |
| 4 | 运输层 | 解决进程之间基于网络的通信的问题 |
| 3 | 网络层 | 解决分组在多个网络上传输(路由)的问题 |
| 2 | 数据链路层 | 解决分组在一个网络(一段链路)上传输的问题 |
| 1 | 物理层 | 解决使用何种信号传输比特的问题 |
事实上的国际标准：
| TCP/IP体系结构 | |
|---|---|
| 4 | 应用层 |
| 3 | 运输层 |
| 2 | 网际层 |
| 1 | 网络接口层 |
注：其中IP协议是网际层的主要协议，可以互连不同的网络接口（IP over everything）；也可以为上层协议提供服务（Everything over IP）。例如运输层的TCP、UDP协议，应用层的HTTP、SMTP、DNS、RTP协议。
分层的必要性：
- 通过分层，可以将一个大的问题拆分成若干个小问题，进而一层一层来解决。
- 分层也是抽象的一种，在研究某一层时，只用考虑该层提供的功能，不用考虑细节是具体如何实现的。考虑细节的具体实现应该到下一层去寻找答案。
分层的具体实例：
浏览器<————通信————>服务器
应用层：HTTP报文
运输层：HTTP+TCP报文段
网络层：HTTP+TCP+IP数据报
数据链路层：ETH帧+HTTP+TCP+IP+ETH帧
物理层：帧转换为比特流0101在网络中传输。
——>
路由器查表转发
——>
物理层：将比特流转换为帧。
数据链路层：ETH帧+HTTP+TCP+IP+ETH帧
网络层：HTTP+TCP+IP数据报
运输层：HTTP+TCP报文段
应用层：HTTP报文
计算机网络的专用术语
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实体 实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 对等实体：收发双方相同层次中的实体。 对等实体，如图所示：
-
协议 协议：控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合。 常用的协议如图所示：
协议的三要素： 语法(定义所交换信息的格式)、 语义(定义收发双方要完成的操作)【比如输入网址浏览网页，客户端应发送HTTP请求，服务端应发送HTTP响应。】 同步(定义收发双方的时序关系)。 如图所示：
-
服务 服务：在协议的控制下，两个对等实体的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。 协议是 “水平的”，服务是 “垂直的”。 下面的协议对上面的实体是 “透明” 的。（实体看得见下层提供的服务，但不知道该服务的具体细节） 如图所示：
四个服务相关的概念：
服务访问点：同一系统中，相邻两层的实体，交换信息的逻辑接口。服务原语：上层使用下层所提供的服务从而与下层交换的命令。 协议数据单元PDU：对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元。 服务数据单元SDU：同一系统内，层与层之间交换的数据包称为服务数据单元。
计算机网络的性能指标
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比特bit：数据量的单位。 8bit=1Byte。八个比特等于一个字节（B）。 KB=2^10^B；MB=2^20^B；GB=2^30^B；TB=2^40^B。 -
速率：主机在数字信道上传输比特的速率。 单位bit/s（b/s，bps）： kb/s=10^3^b/s； Mb/s=10^6^b/s；Gb/s=10^9^b/s；Tb/s=10^12^b/s。 -
带宽：单位时间内从网络一点到另一点所通过的最高速率。可以衡量通信线路传输数据的能力。 单位： b/s（kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s） -
吞吐量：表示单位时间内通过某个网络的数据量，主要受网络带宽或额定速率的限制。 -
时延：主要分为发送时延（分组长度/发送速率）、传播时延（信道长度/电磁波传播速率）、处理时延（不便于计算）。时延带宽积：传播时延x带宽。 -
往返时间：双向交互一次所用的时间。 -
利用率：分为信道利用率和网络利用率（全网络的信道利用率的加权平均）。当网络利用率达到50%时，时延就要加倍。所以要控制网络利用率在一个合理的范围。 -
丢包率：即分组丢失率，在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。 丢失的原因：分组误码、网络拥塞。丢包率反映了网络的拥塞情况：无拥塞时路径丢包率为0、轻度拥塞时路径丢包率为1%~4%。
