计算机网络

计算机网络基础知识框架：计算机网络概述、数据通信基础、OSI参考模型、TCP/IP参考模型、局域网技术、广域网技术概述、Internet技术与应用、网络安全、结构化布线与网络管理等等

第一章

• 定义及特点
  • 主要由一些通用的、可编程的硬件互连而成的（硬件不限于计算机，话包括智能手机，可编程硬件表示硬件包含CPU）
  • 连通性(connectivity)-->功能-->路由器等网络设备-->核心
  • 共享性(sharing)-->目的(数据)-->主机-->边缘部分 (手机、平板)
  • 互联网把许多网络通过路由器连接在一起
  • 常见网络
    • 电信网络、有线电视网络、计算机网络
    • 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络
• Internet
  • 互连网(Internet)
    • 通用名词，由多个计算机网络互连而成
    • 任意把几个计算机网络互连（不管采用什么协议），能够通信，构成的是一个互连网
  • 互联网(Internet)
    • 前身：ARPANET
    • 通信规则：采用TCP/IP协议
    • 形成三级结构
      • 主干网
      • 地区网
      • 校园网（企业网）
    • 多层次ISP结构
      • 根据覆盖面积大小及IP地址数：主干ISP，地区ISP，本地ISP
    • 万维网WWW
    • 主要特点：由数量极大的各种计算机网络互连起来的
  • 负面影响及解决
    • 网络安全问题的各个方面应用
    • 加强对互联网的管理
  • 标准化
    • 互联网协会ISOC
    • 互联网草案（有效期6个月，不是RFC文档）
    • 建议标准
    • 所有互联网标准都以RFC的形式在互联网上发表
    • 互联网标准
  • 分类
    • 按作用范围：广域网WAN：几十到几千公里；城域网MAN：5-50公里；局域网LAN：1公里左右；个人区域网PAN：10米左右
    • 按使用者：公用网专用网
• 组成
  • 边缘部分
    • 由所有连接在互联网上的主机组成，这些主机又称为端系统。其通信方式
      • 客户-服务器（C/S）
        • 客户和服务器是通信中涉及的两个应用程序
        • 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方
        • 请求方和服务方都要使用网络核心部分所提供的服务
        • 客户软件：被用户调用后运行，客服程序必须知道服务器程序地址
        • 服务器软件：不需要知道客户程序的地址
        • 两个主机通信时不区分服务请求方和提供方
      • 对等方式（P2P）
        • 每个主机既是客户又是服务器
        • 平等的、对等连接通信
        • 可支持大量对等用户同时工作
    • 用户直接使用，进行通信和资源共享
  • 核心部分
    • 由大量网络和连接这些网络的路由器组成
      • 提供连通性和交换
    • 交换（“转接”）
      • 电路交换
        • 面向连接
        • 建立连接、通信、释放连接
        • 缺点：数据具有突发性，通信线路利用率很低
      • 报文交换
        • 报文交换是以报文为单位的数据的通信方式
        • 利用率更高、延时较大
      • 分组交换
        • 存储转发、面向非连接
        • 路由器（实现分组交换的关键构件）
        • 把报文划分成较短的、固定长度的数据段
        • 每个数据段前面添加上首部构成分组（首部含有地址 每个分组独立选择传输路径）
        • 依次把分组发送到接收端、收到分组后剥去首部、最后还原成原来的报文
• 体系结构
  • OSI/RM(简称OSI)：七层体系结构法律上的国际标准，但市场不认可；TCP/IP：四层体系结构，广泛应用被称为事实上的国际标准
  • 各层作用：差错控制，流量控制，分段和重装，复用和分用，连接建立和释放
  • 协议（三要素:语法，语义，同步) 协议数据单元PDU：“水平的”对等层次之间传送；服务数据单元SDU：“垂直的”垂直层下层对上层的服务 某一层的服务数据单元SDU和上一层的PDU是对应的
• 性能评估
  • 性能指标
    • 速率：数据的传送速率，也称为数据率或比特率 (bit/s) 速率指的是额定速率或标称速率，非实际运行速率
    • 带宽：指信号具有的频度带宽（赫Hz）在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”(Hz/s)
    • 吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（信道，接口）的数据量，就是指实际上到底有多少数据量能够通过网络。受带宽或网络的额定速率的限制
    • 时延：（延迟或迟延）总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延(取决于网络中当时的通信量)
    • 时延带宽积：链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度 只有在代表链路的管道都充满比特时，链路才得到充分利用
    • 往返时间（RTT）：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，总共经历的时间，还包括中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延
    • 利用率：分为信道利用率（不是越高越好）和网络利用率
  • 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