# 计算机网络

# 计数

计算机网络是计算机技术和通信技术相关结合得产物

# 组成结构

计算机网络通过外围设备和连线，将分布在相同或者不同地域的多台计算机连接在一起所形成的集合

# 计算机网络的定义

将分布不同地理位置的多台具有独立功能的计算机通过外围设备和通信线路互联起来，在功能完善的管理软件的支持下实现相互的资源共享

# 三点关键

1. 建设计算机网络的主要目的是实现不同计算机之间的资源共享
2. 组建网络的计算机时分布在不同地理位置的具有独立处理能力的 “自治计算机”
3. 同一网络中的计算机必须使用相同的通信协议

# 计算机网络包括

1. 计算机：根据在网络中所提供的服务的不同，可分为服务器和工作站
2. 外围设备：包括连接设备和传输介质两部分，其中主要的连接设备有网卡，交换机（早期使用集成线）、路由器，防火墙等，传输介质主要有同轴电缆，双绞线，光纤，微波和红外线等
3. 通信协议：计算机之间通信时必须遵守的规则，是通信双方使用的通信语言

# 因特网组成

# 边缘部分

由所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用的，用来进行通信，（传送数据，音频，视频）和资源共享

# 核心部分

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）

# 两种通信方式

# 客户端服务器方式（C/S 方式）

即 Cilent/Server 方式

# 对等方式（P2P 方式）

即 Peer-to-Peer 方式

# 服务器软件的特点（C/S）

1. 一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或者本地客户的请求
2. 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动的等待并接收来自各地的客户的通信请求，因此，服务器程序不需要直到客户程序的地址
3. 一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持

# 对等连接方式（C/S）

1. 对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是提供方
2. 只要两个主机运行了对等连接软件，他们就可以进行平等，对等连接通信
3. 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文件夹

# 因特网的核心部分

1. 网络核心部分是因特网中最复杂部分
2. 网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连续性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或者接收何各种形式的数据）
3. 在网络核心部分其特殊作用的是路由器
4. 路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发受到的分组，这是网络核心部分最重要的功能

# 电路交换的特点

1. 电路交换必定时面向连续的
2. 电路交换需要三个阶段
   1. 建立连接
   2. 通信
   3. 释放连接
3. 电路交换传送计算机效率低
   1. 计算机数据具有突发性
   2. 这导致通信线路的利用率很低

# 分组交换的主要特点

1. 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
2. 每一个数据段前面加上首部构成分组
3. 分组首部重要性
   1. 每一个分组的首部都含有地址等控制信息
   2. 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个节点交换机
   3. 用这样的存储方式，最后分组就能到达最终目的地
4. 最后还原成原来的报文
   1. 最后，在接收端把受到的数据恢复成为原来的报文
   2. 在这我们假定分组在传输过程中没有出现差错，再转发也没有丢弃

# OSI 参考模型

# 应用层

1. 所有能产生网络流量的程序
2. 应用层时通过应用进程之间的交互完成特定的网络任务（网络通信）

# 表示层

1. 在传输之前是否进行加密或者压缩处理二进制 ASCII
2. 数据的表示：二进制，ASCII
3. 视频
4. 分辨率越来越高：采集一帧数据越来越大
5. 数据的压缩
6. 加密处理

# 会话层

1. 查木马 netstat -n 查 IP
2. 建立连接，建立对话

# 运输层

1. 可靠传输，流量控制，不可靠传输
2. 主机到主机之间的运输（端口到端口）（主机的进程到进程之间的数据传输）
3. 可靠：TCP
4. 不可靠：UDP
5. 流量控制
6. 段，数据报

# 网络层

1. 负责选择最佳路径，规划 IP
2. 地址规划（IP 地址的规划，IP 地址的分类，子网掩码）
3. 路径规划（路由选择）
4. IP 数据报
5. IP 分组

# 数据链路层

1. 帧的开始和结束，透明传输，差错校验
2. 数据
3. 链路：传输媒介
4. 数据链路：数据 + 链路 + 软件 / 协议的控制下封装成帧：帧头（源 IP）+ 帧尾
5. 帧头：（源 IP + 目的 IP + 源 MAC + 目的 MAC）
6. 帧尾：帧校验序列（FCS）
7. 帧：数据链路层的数据单元
8. 透明传输，数据校验

# 物理层

1. 传输媒介，接口标准，电器标准，如何在物理链路上传输更快的速度，bit 流 00001111 编码

# 网络协议三要素

1. 语法
2. 语义
3. 同步（时序）

# 数据封装与解封装

# 计算机网络的性能

# 速率

1. 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传达数据位数的速率，也称为 data rate 或者 bit rate
2. 单位时 b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s
3. 上网速率时 100Mbit
4. 信道：例如访问两个网页，每一个信道的流量是 200k，则速率指的是信道，不同的信道有不同的速率

# 带宽

1. 网络设备所支持的最高速度，带宽
2. 数据通信领域中，数字信道所能传达的最高速率
3. 单位是：b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s

# 吞吐量

1. 即是单位时间内通过某个网络的数据量
2. 单位：b/s，Mb/s

# 时延

# 发送时延

1. 发送时延 = 数据块长度（比特）/ 信道带宽（比特 / 秒）
2. 注意：光纤比铜线快的原因是因为光纤可以识别，铜线不行

# 传播时延

传播时延 = 信道长度（米）/ 信号在信道上的传播速率（米 / 秒）

# 处理时延

# 排队时延

# 时延带宽积

# 往返时间（RTT）

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认

# 利用率

# 信道利用率

信道利用率 = 有数据通过时间 /（有 + 无）数据通过的时间

# 网络利用率

信道利用率的加权平均值