计算机网络(一)
因特网：最大的互联网
互联网：由很多网络组成（路由器）
网络：许多计算机连接在一起(结点)
主机之间的通信方式：
C/S：客户端服务器端通信
p2p：对等连接方式，每一个计算机即使客户机又可以是服务器
数据交换方式
1.电路交换
需要通信的时候，通过交换机连接起来
步骤：
1.建立连接
2.通话
3.释放连接
电路交换适合于数据量很大的实时交换
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2.报文交换
报文交换（英文：message switching），又称存储转发交换。报文整个地发送，一次一跳。
报文交换的主要特点是：存储接收到的报文，判断其目标地址以选择路由，最后，在下一跳路由空闲时，将数据转发给下一跳路由。报文交换系统现今都由分组交换或电路交换网络所承载。
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3.分组交换
路由器：有存储转发的功能
在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换
分组交换也称为包交换，它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。
计算机网络的性能
补充：MB与Mb区别：
MB成为“兆字节”，Mb称为“兆比特”
1Byte=1bit
速率：
连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s
带宽：
数据通信领域中，数字信道所传送的最高数据率，单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s
吞吐量：
单位时间内通过某个网络的数据量，单位b/s，Mb/s
时延：
发送时延
传播时延
处理时延.
排队时延
信道利用率：有数据通过的时间/(有+无)数据通过的时间
网络利用率：信道利用率加权平均值
计算机网络体系结构
实体：表示任何可发送或接受信息的硬件或软件进程
协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合
1.OSI 7层网络体系结构：(从功能上)
应用层
支持用户通过用户代理(如浏览器)或网络接口(使用网络服务)
文件传输(FTP)
电子邮件(SMTP)
Web
。。。。。
表示层
功能：处理两个系统之间交换信息的语法和语义问题
数据表示转化
加密/解密
会话层
对话控制：建立。维护
同步
传输层
功能：接收会话层的协议数据单元，构造传输层的协议数据单元（将会话层的数据分割为一个个段）
分段和重组
SAP寻址：确保将完整报文交给正确进程，如端口号
连接控制
流量控制
差错控制
########################################################################### 以上为端到端
网络层
功能：接收传输层的数据单元，负责源主机到目的主机数据分组交付
逻辑转发：全局唯一逻辑地址，确保数据分组被送达目的主机，如IP地址
路由
分组转发
数据链路层
功能：接收网络层的数据，加头加尾封装成帧，负责(结点-结点)的数据传输，交付给物理层进行比特传输
封装成帧
物理寻址：在帧头中增加源地址、目标地址标识
流量控制：避免发送方发送数据太快，接收方缓存已满，丢弃数据的现象
差错控制：检测并重传损坏或丢失帧，避免重复帧
访问控制：在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路的控制使用权
物理层
功能：在具体的传输介质上实现每一个比特的传输
接口特性：机械、电气、功能、规程
比特编码
数据率
比特同步
传输模式
1.单工
2.半双工
3.全双工
2.TCP/IP参考模型
应用层：HTTP/SMTP/DNS/RTP
运输层:TCP/UDP
网际层:IP
网络接口层:网络接口1、网络接口2...网络接口3
3.5层参考模型
综合了OSI和TCP/IP的优点
应用层：支持各种网络应用
FTP SMTP HTTP
传输层：进程-进程的数据传输
TCP UDP
网络层：源主机到目的主机的数据分组路由与转发
IP协议 路由协议等
链路层：相邻网络元素(如主机、交换机、路由器等)的数据传输
以太网(Ethernet)、802.11（WIFI） PPP
物理层：比特传输
应用层
网络应用的体系结构：
C/S：客户机/服务器结构
p2p：点对点结构
客户机进程：发起通信的进程
服务器进程：等待通信请求的进程
网络应用进程间通信：
进程：主机上运行的程序
同一主机上运行的进程之间通信：
进程间通信机制
操作系统提供
不同主机上运行的进程之间通信：
消息交换
套接字：Socket，也就是os提供的网络API
进程间通信利用Socket发送/接收消息来实现
如何寻址进程：
不同主机上的进程间通信，那么每个进程都必须拥有标识符
寻址主机：IP地址
寻址进程：端口号，os为主机上每个需要通信的进程分配一个端口号
进程的标识符：
IP地址+端口号
应用层协议：网络应用需要遵循应用层协议
消息类型：
请求消息
响应消息
HTTP协议使用TCP传输服务
服务器在80端口等待客户的请求
浏览器发起到服务器的TCP连接(创建套接字Socket)
服务器接收来自浏览器的TCP连接
浏览器(HTTP客户端)与Web服务器(Http服务器)交换http消息
关闭TCP连接
Cookie技术：
某些网站为了辨别用户身份，进行session跟踪而存储在用户本地终端上的数据(通常经过数据加密)
Cookie标准：RFC6265
Cookie的组件:
HTTP响应消息的cookie头部行
HTTP请求消息的cookie头部行
保存在客户端主机上的cookie文件，由浏览器管理
Web服务器端的后台数据库
Cookie应用：
身份认证
购物车
推荐
Web email
。。。。。。
加粗样式
Web缓存和Web代理服务器技术
Web缓存：
在不访问服务器的前提下满足客户端的HTTP请求
物理层
1.物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体
调制解调器(也叫猫)：将计算机发出来的数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号
信号：数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式
数字信号：代表消息的参数取值是离散的(高低电平)
模拟信号：代表消息的参数取值是连续的
信源：产生和发送数据的源头
信宿：接收数据的终点
信道：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传输信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道
三种通信方式：
单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道
半双工通信：通信的双方都可以发送或接收消息，但任何一方都不能同时发送和接收，需要两条信道
全双工通信：通信的双方都可以同时发送或接收信息，需要两条信道
两种数据传输方式：
串行传输：速度慢，费用低，适合远距离
并行传输：速度快，费用高，适合近距离
码元指的是一个固定时长的信号波形(数字脉冲)，代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的数字信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态(如高低电平就是两种离散状态，这就是二进制码元) 有m（m>2）个时，此时码元为m进制码元。
码元传输速率：1s传输多少码元
信息传输速率：1s传输多少比特
带宽：表示在单位时间内从网络某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，常常用来表示网络的通
信线路所能传输数据的能力。单位是b/s
信道分为：
1.根据传输信号：模拟信道、数字信道
2.根据传输介质：无线信道，有线信道
基带信号：从信源发出的信号，如计算机发出来的是数字信号，而我们说话的声波就是(模拟信号)基带信号
宽带信号：将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号，再传送到模拟信道上去传输(宽带传输)
编码与调制：
编码：将数据变为数字信号
调制：将数据变为模拟信号
传输介质及分类
传输介质也称为传输媒体/传输媒介，它就是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路。
传输媒介：
1.导向性传输媒介
双绞线：距离太远时
对于模拟传输，使用放大器放大衰减的信号
对于数字传输，使用中继器将失真的信号整形
双绞线可分为：
屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线
同轴电缆
光纤可分为：
多模光纤
单模光纤
2.非导向性传输媒介
无线电波
微波
地面微波接力通信
卫星通信
红外线、激光
物理层设备：
1.中继器
产生原因：损耗导致线路上传输的信号功率逐渐衰减，衰减到一定程度会失真，从而导致接收错误
功能：对数字信号再生和还原，对衰减的信号进行放大，保持和原数据相同，以增加信号传输的距离，延长网络的长度
2.集线器(多口中继器) 广播式转发
对信号进行再生放大转发，对衰减的信号进行放大，接着转发到其他所有(除了输入端口外)处于工作状态的端口上，以增加信号的传输距离，延长网络的长度，不具备信号的定向传输能力，是一个共享式设备
第19节课