參考資料：https://www.bilibili.com/video/BV1c4411d7jb
一、網絡基本概念
1. 網絡、互連網(互聯網)和因特網
2. 因特網技術提供者
3. 基於ISP的三層結構的因特網
4. 因特網的組成
因特網由邊緣部分和核心部分組成：
- 邊緣部分
- 由所有連接在因特網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信(傳送數據、音頻或視頻)和資源共享。
- 核心部分
- 由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的(提供連通性和交換)。
二、三種重要的交換方式
這三種交換方式分別為：
- 電路交換
- 分組交換
- 報文交換
1. 電路交換
概念和特點：
- 電話交換機接通電話線的方式稱為電路交換；
- 從通信資源的分配角度來看，交換(Switching) 就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源；
步驟和示意圖：
當使用電路交換來傳送計算機數據時，其線路的傳輸效率往往很低，因為每次進行信息交換時都需要先建立連接，而且單獨占用一條固定的物理線路。
2. 分組交換
信息發送過程如下所示：
即信息分成很多個小片段，然后每個片段添加上用於標識的首部信息，然后分別沿着網絡的不同線路到達目的主機，然后目的主機再將這些小片段進行合並得到原來的報文，這樣就完成了一次信息的發送。
網絡中的各個部分的職責如下：
3. 報文交換
報文交換的過程和分組交換其實是類似的，只不過是將每個原始的報文不切分成小的分組而直接進行發送，這樣會占用交換機更大的緩存空間，因此現在的網絡基本采用的是分組交換的方式而非報文交換。
4. 三種交換方式的對比
優缺點如下：
三、計算機網絡的定義和分類
1. 計算機網絡的定義
計算機網絡的精確定義並未統一。
其最簡單的定義為：一些互相連接的、自治的計算機的集合。
- 互連：計算機之間可以通過有線或無線的方式進行數據通信
- 自治：獨立的計算機，它有自己的硬件和軟件，可以單獨運行使用
- 集合：至少需要兩台計算機
計算機網絡的較好的定義是：計算機網絡主要是由一些通用的、可編程的硬件互連而成的，而這些硬件並非專門用來實現某一特定目的(例如，傳送數據或視頻信號)。這些可編程的硬件能夠用來傳送多種不同類型的數據，並能支持廣泛的和日益增長的應用。
2. 計算機網絡的分類
四、計算機網絡的性能指標
常用的計算機網絡的性能指標有以下8個：
- 速率
- 帶寬
- 吞吐量
- 時延
- 時延帶寬積
- 往返時間
- 利用率
- 丟包率
1. 速率
數據量（比特）
常用的數據量單位有：
但一般硬盤等廠商標注在上面的GB往往是代表10^9B，而不是上面圖中的2^30B，例如我的硬盤上標注的是512GB大小的容量，但在操作系統上可以看到的是476GB：
這是因為：
所以可以得到這個實際上達不到512GB的結果。
速率（比特率）
連接在計算機網絡上的主機在數字信道上傳送比特的速率，也稱為比特率或數據率。
常用的數據率單位有：
注意，此時的k、M、G、T是分別表示10^3，10^6，10^9和10^12了，和數據量有所不同。且需要注意的是這里的是小寫的b，代表bps，而數據量中的B代表Byte。
例題：
2. 帶寬
帶寬可以理解為理論最大傳輸速率。
3. 吞吐量
吞吐量是指對網絡、設備、端口、虛電路或其他設施，單位時間內成功地傳送數據的數量（以比特、字節、分組等測量）。
選自：https://blog.csdn.net/LiLi_code/article/details/106165080
可以理解為吞吐量是兩點傳輸的平均速度，我們平時所看到的下載速度應該是吞吐量。（而速率應該指的是瞬時速度）
4. 時延
一般分為三種：
- 發送時延
- 處理時延
- 傳輸時延
計算方法：
例題：
5. 時延帶寬積
6. 往返時間
7. 利用率
8. 丟包率
丟包率即分組丟失率，是指在一定的時間范圍內，傳輸過程中丟失的分組數量與總分組數量的比率。
丟包率具體可分為：
- 接口丟包率
- 結點丟包率
- 鏈路丟包率
- 路徑丟包率
- 網絡丟包率
等等。
丟包率是網絡運維人員非常關心的一個網絡性能指標，但對於普通用戶來說往往並不關心這個指標，因為他們通常意識不到網絡丟包。
分組丟失主要有兩種情況:
- 分組在傳輸過程中出現誤碼， 被結點丟棄
- 分組到達一台隊列已滿的分組交換機時被丟棄，在通信量較大時就可能造成網絡擁塞。
因此，丟包率反映了網絡的擁塞情況：
- 無擁塞時路徑丟包率為
0 - 輕度擁塞時路徑丟包率為
1%~4% - 嚴重擁塞時路徑丟包率為
5%~15%
五、計算機網絡體系結構
1. 計算機網絡常見的體系結構
常見的體系結構如下圖所示：
即我們實際上采用的標准是右圖的TCP/IP體系結構，其每一層使用的協議如下所示：
但在教學上為了便於理解，把網絡接口層一分為二成物理層和數據鏈路層：
2. 每層需要解決的問題
六、相關專業術語
1. 實體
實體：任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。
對等實體：收發雙方相同層次中的實體。
案例如下圖所示：
2. 協議
協議是控制兩個對等實體進行邏輯通信的規則的集合。
協議的三要素：
- 語法：定義所交換信息的格式
- 語義：定義收發雙方所要完成的操作
- 同步：定義收發雙方的時序關系
案例：TCP連接
3. 服務
-
在協議的控制下，兩個對等實體間的邏輯通信使得本層能夠向上一層提供服務。
-
要實現本層協議，還需要使用下面一層所提供的服務。
-
協議是”水平的“，服務是”垂直的“
-
實體看得見相鄰下層所提供的服務,但並不知道實現該服務的具體協議。也就是說，下面的協議對上面的實體是"透明"的。
-
服務訪問點：在同一系統中相鄰兩層的實體交換信息的邏輯接口，用於區分不同的服務類型。
- 數據鏈路層的服務訪問點為幀的“類型“字段。
- 網絡層的服務訪問點為IP數據報首部中的“協議字段”。
- 運輸層的服務訪問點為“端口號”。
-
服務原語：上層使用下層所提供的服務必須通過與下層交換一些命令, 這些命令稱為服務原語。
- 協議數據單元PDU：對等層次之間傳送的數據包稱為該層的協議數據單元。
- 服務數據單元SDU：同一系統內，層與層之間交換的數據包稱為服務數據單元。
- 多個SDU可以合成為一個PDU；一個SDU也可划分為幾個PDU。
