计算机网络理论知识：概述
目录
一、定义
二、直连网
1、点到点网络：
2、多路访问网络：
3、由多个直连网连接起来的网络称为间接连接的网络
三、互连网络(internetwork)
四、因特网
1、三个组成部分：
2、ISP
3、两个最为重要的协议
1、TCP协议（Transmission Control Protocol）：传输控制协议
2、IP协议（Internet Protocol）：网际协议
3、协议是网络实体之间传送消息的规则
五、网络提供的服务
1、可靠的服务：
2、不可靠的服务：
3、面向连接的服务：
4、无连接的服务：
六、因特网体系结构（自上而下，从应用到基础）
1、应用层：提供对某些专门应用的支持/协议
2、表示层：提供数据转换服务
3、会话层：简化会话实现机制
4、传输层：进程之间的数据传送
5、网络层：路由选择，实现在互联网中的数据传输
6、数据链路层：在物理网络中传送数据包
7、物理层：传输线上的比特
七、封装（encapsulation）
八、网络性能分析
1、带宽(bandwidth)：一条链路或通道可达到的最大数据传输速率(bps)，即单位时间内最大数据传输总量。
2、吞吐量(throughput)：一条链路或通道的实际数据传输速率。
3、包交换延迟类型
一、定义
计算机网络是利用通信设备和线路，将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件实现网络的硬件、软件及资源共享和信息传递的系统。【简单来说，就是连接两台或多台计算机进行通信的系统】
二、直连网
1、点到点网络：
其中A、B称为主机或者节点；
共有三种类型：
- 单向(simplex)：只能由固定的一方传输信息给另一方；
- 半双工(half duplex)：双方可以互相传输信息，但无法同时传输。如对讲机
- 全双工(full duplex)：双方可以同时互相传输信息。如电话
2、多路访问网络：
多路访问网络采用的是共享介质(shared medium)；共有单播(unicast)、多播(multicast)和广播(broadcast)三种类型。
3、由多个直连网连接起来的网络称为间接连接的网络
三、互连网络(internetwork)
由路由器或网关连接起来构成的网络称为互连网络。同一个互连网络中要求网络层协议相同而链路层协议可以不同。
| 系统域网 | system area network: SAN |
| 广域网 | wide area network: WAN(因特网属于广域网) |
| 局域网 | local area network: LAN(实验室一般采用局域网的连网方式) |
| 城域网 | metropolitan area network: MAN |
| 主干网 | network core |
| 接入网 | access network (wifi属于接入网) |
| 网络边界 | network edge (主机及网络程序) |
四、因特网
1、三个组成部分：
- 终端系统(end system): 即主机，用于运行网络应用程序；
- 通信链路(communication link): 如光纤、无线电等；
- 路由器(router)： 用于在不同网络之间转发消息；
2、ISP
ISP：internet service provider。即因特网服务提供商（中国移动、电信、联通这些）。因特网的结构是由顶层ISP层层往下传到本地ISP的。
3、两个最为重要的协议
1、TCP协议（Transmission Control Protocol）：传输控制协议
TCP提供可靠的面向连接的服务。（而UDP提供的是无连接的不可靠的服务）
2、IP协议（Internet Protocol）：网际协议
IP协议定义了在路由器和终端系统中发送和接收的分组的格式。
3、协议是网络实体之间传送消息的规则
因特网的主要协议统称为TCP/IP。
五、网络提供的服务
1、可靠的服务：
消息传递完全正确，不会造成消息不完整的服务。如传递消息0011，则接收方收到的就是0011。用于文件传输、浏览网页、电子邮件、电子商务等。
2、不可靠的服务：
传递的消息可能会被修改。如视频直播(视频的某一帧丢失)、IP电话、网络会议。
3、面向连接的服务：
基于电话系统模型，在发送任何数据之前都要建立会话连接然后才能开始传送数据，且传送完成后需要释放连接。
4、无连接的服务：
基于邮政系统模型，不要求发送方和接收方之间的会话连接，发送方只是简单地开始向目的地发送数据分组。如快件
| 普通邮件 | 尽力服务：无连接无确认 |
| 电话 | 面向连接的服务 |
| 快件(快递) | 无连接有确认的服务 |
六、因特网体系结构（自上而下，从应用到基础）
1、应用层：提供对某些专门应用的支持/协议
如文件服务：FTP、邮件：SMTP、网页：HTTP
2、表示层：提供数据转换服务
如数据的加密和解密、压缩和解压缩、数据格式变换；
3、会话层：简化会话实现机制
如数据流的检查点设置和多数据流同步。
4、传输层：进程之间的数据传送
主要使用了TCP协议或者UDP协议；进程与进程之间的通信。
5、网络层：路由选择，实现在互联网中的数据传输
属于主机与主机之间的通信；
6、数据链路层：在物理网络中传送数据包
节点到节点/跳到跳
7、物理层：传输线上的比特
传送原始比特流。
【每一层可以有多个协议，每一个协议都可以使用下层提供的服务并为上层提供服务】
【其中表示层和会话层是ISO/OSI模型定义的】
【一般网络体系结构：即OSI参考模型，将网络协议分为7层；而TCP/IP体系结构将网络协议分为5/4层（有时会将数据链路层和物理层合并）】
七、封装（encapsulation）
在发送主机上，应用层报文(message)被传送给传输层，传输层收取报文并附上附加信息（即传输层首部信息），该信息将被接收端的传输层使用。应用层报文和传输层首部信息共同构成传输层报文段，这样我们就说传输层封装了应用层。其他层类似。
| 应用层 | 消息：message |
| 传输层 | 数据段：segment |
| 网络层 | 数据报：datagram |
| 链路层 | 帧：frame |
每层传输的数据单元都称为包(packet)，它们都属于某个协议，也称为协议数据单元(protocol data unit, PDU)；
实现了同一协议的软件/硬件称为对等实体(peer entity)，它们之间传输的数据报称为PDU；
源主机到目的主机发送消息的过程是：从源主机经过应用层从高到低发送出去，到达目的主机后从低到高到达应用层（协议栈）
八、网络性能分析
当一个包到达时，如果有空闲缓存，则排队等待转发，这将产生延迟；如果没有空闲缓存，则丢弃该包，造成丢失。
1、带宽(bandwidth)：一条链路或通道可达到的最大数据传输速率(bps)，即单位时间内最大数据传输总量。
2、吞吐量(throughput)：一条链路或通道的实际数据传输速率。
3、包交换延迟类型
- 处理延迟(processing)：检查比特错误、确定输出链路；
- 排队延迟(queuing)：在输出链路队列等待发送，依赖于路由器的拥塞程度；
- 传输延迟(transmission delay)：也称为发送延迟，等于 数据包长度(bits)/链路带宽(bps)
- 传播延迟(propagation)：从链路起点传播到下一个路由器所需要的时间，等于物理链路长度/信号传播速度；