1简单总结1信息时代计算机网络的作用
2互联网概述
1)网络中的网络
2)互联网基础设施发展的三个阶段
3互联网的构成
1)边缘部分
2)核心部分
4种类型的计算机网络
1)根据网络范围分类。
2)根据网络用户分类。
5计算机网络性能
计算机网络性能指标
1)费率
2)带宽
3)吞吐量
4)时间延迟
5)延迟带宽积
6)往返时间RTT
7)利用率
计算机网络的非性能指标
(1)费用
2)质量
(3)标准化
(4)可靠性
(5)可扩展性和可升级性。
(6)易于管理和维护
2.1主要介绍计算机网络在信息时代的作用。
三类网络:电信网、有线电视网、计算机网；互联网由大量的计算机网络相互连接；由于互联网的连通性和共享性，它可以为用户提供许多服务。连通性，即互联网使上网的用户能够非常方便、经济地交换各种信息，无论他们相距多远，就好像这些用户终端是直接相连的一样；共享，资源共享的意义是多方面的，包括信息共享，软件共享，硬件共享。
2.2互联网概述
2.2.1网络网络
起源于美国的互联网现在已经发展成为覆盖全球的最大的计算机网络。计算机(以下简称网络):由若干节点和连接这些节点的链路组成。网络中的节点可以是计算机、集线器、交换机或路由器。网络也可以通过路由器互联，形成覆盖范围更大的计算机网络；这样的网络被称为互联网；因此，互联网是网络的网络。网络将许多计算机连接在一起，而互联网通过路由器将许多网络连接在一起。连接到网络的计算机通常被称为主机。
2.2.2互联网基础设施发展的三个阶段
第一阶段:从单一网络ARPANET发展到互联网的过程。1983年，TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。所有使用TCP/IP协议的计算机都可以互相通信，所以1983年是互联网诞生的时间。互联网(Internet):泛指由多个计算机网络互联而成的计算机网络。通信协议可以任意选择，但不是固定的。互联网(Internet):一个专用术语，指由许多互联网络组成的世界上最大的、开放的、特定的互联网络。它采用TCP/IP协议族作为通信规则，前身是美国的ARPANET。
第二阶段的特点是建立三级互联网。20世纪80年代中期，为了满足大学和政府机构推动其研究工作的迫切要求，美国国家科学基金会(NSF)在全美建立了6个超级计算机中心。1986年7月，NSF资助了一个直接连接这些中心的主干网络，并允许研究人员访问互联网，以便他们可以共享研究成果和查找信息。起初，这个NSF主干使用56Kbps线路，1988年7月，升级到1.5M bps线路。这个骨干网就是NSFNET。它是一个三级计算机网络，分为主干网、区域网和校园网(或企业网)。
第三阶段:逐渐形成多层次ISP结构的互联网。互联网服务提供商(ISP)也称为互联网服务提供商。个人通过向ISP的互联网管理机构申请IP地址+通信线路+路由器等设备，只需缴纳规定的费用，就可以获得所需IP的使用权，通过ISP访问互联网。ISP分为:骨干ISP、区域ISP和本地ISP互联网交换点(IXP)，它允许两个网络直接连接并交换数据包，而不需要第三个网络来转发数据包。
2.3互联网的构成
从它的工作方式来看，它分为两部分:
边缘部分:由互联网上的主机组成，是用户直接用于通信和资源共享的部分。
核心部分:由大量网络和连接这些网络的路由器组成。它服务于边缘部分，提供连接和交换。
2.3.1边缘部分:
结束:主机
计算机之间的通信:主机A上的进程与主机b上的进程进行通信。
系统间的通信模式:
1客户端-服务器模式:
概述:是最常用也是最传统的方式。一方请求服务，另一方提供服务。沟通可以是单向的，也可以是双向的。
客户端和服务器:通信中涉及的两个应用程序进程。
特点:客户是服务请求者，服务器是服务提供者。
主要特点:
客户端程序:
(1)用户呼叫后，在通信过程中主动向远程服务器发起通信(请求服务)。因此，客户端程序必须知道服务器程序的地址
(2)不需要特殊的硬件或复杂的操作系统。
服务器程序:
(1)它是一个特殊的服务程序，可以同时处理多个客户的请求。
(2)系统启动后自动调用并持续运行，被动等待接受客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户端程序的地址。
(3)一般需要强大的硬件和操作系统。
2点对点连接(P2P):
概述:两台主机不区分服务器和客户端。只要两台主机都运行p2p软件，就可以在平等对等的基础上互相交流，双方都可以访问对方硬盘中的共享文档。它可以支持大量的对等用户同时工作。
核心部分
路由器的重要性:路由器是一台特殊的计算机，是实现分组交换的关键部件。它的任务是转发收到的数据包，这是网络核心部分最重要的功能。
交换:以一定的方式动态分配输电线路的资源。
三种交换方式:
(1)电路交换:
工作模式:在两个客户端之间建立专用的物理通道，保证了双方所需的通信资源，双方通信时这些资源不会被其他用户占用。
三步:建立连接(占用通信资源)->:通话(一直占用通信资源)->:释放(归还通信资源)
重要提示:在整个通话过程中，两个用户总是占用端到端的通信资源。
(2)消息交换:
特点:先将整个报文传送到相邻节点，然后存储所有报文，再查找转发表，转发到下一个节点。
(3)分组交换:
工作模式:一条消息被分成几个包，然后利用存储转发技术进行传输。
消息:要发送的整个数据块。
分组:将一条长消息分成等长的较小数据段，并添加必要的控制信息形成分组；包也叫包，包的头也叫包头。
报头的重要性:它包含了目的地址、源地址等重要的控制信息，使每个包都能独立选择传输路径，正确地送达目的地。
存储技术:路由器收到数据包后，临时存储，检查其报头，查找转发表，根据报头中的目的地址选择合适的接口进行转发。
优势:
高效:分组传输时动态分配传输带宽，分段占用通信链路。
灵活:独立地为每个数据包选择最合适的转发路由。
快速:分组传输，不建立和释放连接。
可靠:可靠的网络协议；多路由器分布式分组交换网络具有良好的生存性。
三种交易所的特点概述:
(1)电路交换:整个消息的比特流不断地从源点到目的点，就像在管道中传输一样。
(2)报文交换:先将整个报文传送到相邻节点，全部存储，然后查找转发表，转发到下一个节点。
(3)包交换:将单个包发送到相邻节点，存储，然后搜索转发表，转发到下一个节点。
2.3.2互联网的核心部分
网络的核心部分是互联网中最复杂的部分，因为网络的核心部分为网络边缘的大量主机提供连接，使得边缘部分的任何主机都可以与其他主机进行通信。在网络核心部分起特殊作用的路由器是一台特殊的计算机(但不叫主机)。路由器是实现分组交换的关键部件，它的任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
分组交换分组交换采用存储转发技术。这意味着一条消息被分成几个包，然后传输。我们通常称整个数据块为一条消息。在发送报文之前，将较长的报文分成等长的较小的数据段，在每个数据段前面加上一些由必要的控制信息组成的部首，形成一个数据包。网络边缘的主机和网络核心的路由器都是计算机，但功能却大不相同。主机为用户处理信息，并可以通过网络与其他主机交换信息。路由器用于转发数据包，也就是交换数据包。当路由器接收到一个数据包时，它会临时存储它，检查它的报头，查找转发表，根据报头中的目的地址找到合适的接口来转发它，并将数据包交给下一个路由器。我们在讨论互联网核心部分路由器的包转发过程时，往往会将单个网络简化为一条链路，路由器成为核心部分的节点，如上图所示。这个简化图似乎更重要，因为转发数据包时最重要的是知道路由器是如何连接的。
分组交换的优点是效率高:在分组传输过程中动态分配传输带宽，分段灵活占用通信链路；快速独立地为每个数据包选择最合适的转发路由；以包为传输单位，不需要先建立连接就可以把包发送到其他主机，是可靠的；保证网络协议；多路由分组交换网络使网络具有良好的生存性。
2.4计算机网络的类型
几种不同类型的计算机网络:
1.根据网络范围分类。
(1)广域网(WAN):作用范围通常是时间上千公里，所以有时也叫远程网。
(2)人:行动范围一般为城市，行动距离约为5~50KM。
(3)局域网(LAN):一般微型计算机或工作站通过高速通信线路连接，地理上限制在很小的范围内。
(4)个人区域网络(PAN):它是在个人工作的地方通过无线技术将属于个人使用的电子设备连接起来的网络，因此通常被称为无线个人区域网络WPAN。
2.根据网络用户进行分类
(一)公网:指电信公司出资建设的大型网络；根据电信公司的规定付费的任何人都可以使用的网络。(2)专网:部门为满足自身特殊业务需要而建设的网络；这种网络是不对外人开放的。
(3)用于将用户连接到互联网的网络。这个网络就是接入网AN(接入网)，也叫本地接入网和驻地接入网。
2.5计算机网络的性能
2.5.1计算机网络性能指标
1.速率网络技术中的速率一般是指数据传输速率，也称为数据速率或比特率。单位是比特/秒(bps)。当提到网络速率时，它通常指额定速率或校准速率。
2.带宽网络带宽是指网络中的一个通道在单位时间内可以通过的“最高数据速率”，单位也是bit/s .
3.吞吐量吞吐量表示单位时间内通过某个网络(通道、接口)的实际数据量。比如1比特/秒的网络，即额定速率1比特/秒，就是吞吐量的上限。吞吐量也可以表示为每秒传输的字节数或帧数。
4.时间延迟是指数据从网络的一个部分传递到另一个部分所需的时间。它分为以下几个部分:
1)发送延迟发送延迟是主机或路由器发送一个数据帧所需的时间，即从数据帧的第一位到帧的最后一位。也称为传输延迟。传输延迟=数据帧长度(比特)/传输速率(比特/秒)。
2)传播延迟传播延迟是电磁波在信道中传播一定距离所需的时间。Ps:电磁波在自由空间空中的传播速度为3.0105km/s，在铜管中约为2.3*105km/s，在光纤中约为2.010 5km/s。
3)处理延迟。主机或路由器收到数据后，需要一定的时间进行处理，比如分析报头、提取数据、检错、找路由等。
4)队列延迟
定义:数据从网络的一部分传输到另一部分所需的时间；也叫延时或延迟。
构成:
(1)传输延迟:是主机或路由器发送一个数据帧所需的时间。
位置:在机器内部的发射器中，即在网络适配器中，不考虑通道长度。
计算公式:
(2)传播延迟:是电磁波在信道中传播一定距离所需的时间。
位置:在机外的传输通道介质上，与信号的传输速率无关，只与信号的传输距离有关。
计算公式:
电磁波在不同介质中的传播速度不同，光速在自由空空间中为3 * 10 ^ 5km/s。铜线中2.3 * 10 5km/s；光纤中2.0 * 10 ^ 5千米/秒
(3)处理延迟:主机或路由器收到数据包后处理该数据包所需的时间；例如报头分析、数据提取、错误检查、转发路由查找等。
(4)队列延迟:当一个数据包通过路由器时，它在路由器中经历输入和输出的队列等待时间。
位置:在每个中转路由器中；取决于网络的流量，当流量很大时，会出现队列溢出，造成丢包，相当于无限延迟。
总延迟=发送延迟+传播延迟+处理延迟+排队延迟。
5.时间延迟带宽积
延迟带宽积，也称为链路长度，以比特为单位。延迟带宽积=传播延迟*带宽。
6.往返时间RTT
我们经常需要双向互动所需的时间。向A B发送数据需要的时间=数据长度/发送速率；b收到后立即向A发送确认。假设A只有在收到确认后才能继续向B发送数据，它需要等待RTT。此时，有效数据速率=数据长度/(发送时间+RTT)。
7.利用率
利用率分为渠道利用率和网络利用率。通道利用率是指某个通道被使用的时间百分比。网络利用率是整个网络的信道利用率的加权平均值。网络时延与利用率的关系为D=D0/1-U，其中D0为网络空空闲时的时延，U为利用率。因此可以得出结论，信道或网络的高利用率会造成非常大的延迟，ISP通常控制u
2.5.2计算机网络的非性能特征
1.成本(价格)
网络的性能与网络的价格密切相关。一般来说，网速越高越贵。
2.质量
网络的质量取决于网络中所有组件的质量以及这些组件如何组成网络。网络的质量将影响网络的可靠性、网络管理的简单性以及网络的一些其他性能。
但是网络的性能不等于网络的质量。比如一个性能很好的网络，运行一段时间后出现故障，变得无法运行，说明它的质量不好。网络质量越好，越贵。
3.标准化
网络硬件和软件的设计可以按照通用的国际标准，也可以按照特定的网络标准。当然，通过采用国际标准，我们可以获得更好的互操作性，更容易的升级和维护，更容易的技术支持。
4.可靠性
可靠性与网络的质量和性能密切相关。高速网络的可靠性不一定差。然而，高速网络要可靠运行通常很困难，而且成本高昂。
5.可扩展性和升级性
网络性能越好，其扩容(规模扩张)的成本越高，升级(性能和版本提升)的难度也越高。
6.易于管理和维护
如果网络没有得到很好的管理和维护，就很难达到和保持设计的性能。
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