计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

计算机网络的组成部分包括硬件、软件、协议。

从工作方式上，分为边缘部分与核心部分。

• 边缘部分是用户直接使用 ，包括C/S方式和P2P方式；
• 核心部分为边缘部分服务。

从功能组成上，分为通信子网和资源子网。

• 通信子网主要负责实现数据通信，由各种传输介质、通信设备以及相应的网络协议组成。在七层网络模型中，主要是物理层、数据链路层、网络层这下三层；
• 资源子网主要负责实现资源共享，实现资源共享功能的设备和软件的集合。主要是会话层、表示层和应用层。
  传输层作为中间过渡层连接资源子网与通信子网。

计算机网络的功能主要有：

1. 分布式处理
2. 提高可靠性

五、标准化工作及相关组织

六、性能指标

速率即数据率或称数据传输率或比特率，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 b / s , k b / s , M b / s , G b / s , T b / s b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s, Tb/s b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s，表示速度时， b , K b , M b , G b , T b b, Kb, Mb, Gb, Tb b,Kb,Mb,Gb,Tb之间以 1 0 3 10^3 103进行换算。形容存储容量时，以 2 10 2^{10} 210进行换算。

在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特/秒”。是指网络设备所能支持的最高速度。

3. 吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。 b/s kb/s Mb/s等。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

指数据（报文/分组/比特流）从网路（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。
计算机网络中存在四种时延：

1. 发送时延（传输时延）

发 送 时 延 = 数 据 长 度 信 道 带 宽 ( 发 送 速 率 ) 发送时延=\frac{数据长度}{信道带宽(发送速率)} 发送时延=信道带宽(发送速率)数据长度​

1. 传播时延
   传 播 时 延 = 信 道 长 度 电 磁 波 在 信 道 上 的 传 播 速 率 ( 2 ∗ 1 0 8 m / s ) 传播时延 = \frac{信道长度}{电磁波在信道上的传播速率(2*10^8m/s)} 传播时延=电磁波在信道上的传播速率(2∗108m/s)信道长度​
2. 排队时延
   等待输出、输入链路可用
3. 处理时延
   检错、找出口

5. 时延带宽积

时 延 带 宽 积 ( b ) = 传 播 时 延 ( s ) ∗ 带 宽 ( b / s ) 时延带宽积(b) = 传播时延(s) * 带宽(b/s) 时延带宽积(b)=传播时延(s)∗带宽(b/s)
时延带宽积又称为比特为单位的链路长度。即”某段链路现在有多少比特“

6. 往返时延(RTT-Round-Trip Time)

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。
RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。RTT包括往返传播时延（=传播时延*2） + 末端处理时延。

7. 利用率

有信道利用率和网络利用率。
信道利用率指有数据通过的时间/（有+无）数据通过时间
网络利用率指信道利用率加权平均值
时延与利用率的关系图： 利用率几乎达到100%时 时延急剧增大

七、体系结构与参考模型

1. 为什么要分层？

发送文件前要完成的工作：

1. 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。
2. 要告诉网络如何识别目的主机。
3. 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。
4. 发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经做好准备工作。
5. 确保差错和意外可以解决。

这么多问题 本着大问题分成一系列子问题的原则，需要对其进行分层。

2. 怎么分层？（分层的基本原则：）

1. 各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。
2. 每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。
3. 结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现
4. 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
5. 整个分层结构应该能促进标准化工作

3. 正式认识分层结构

1. 协议 （水平）
2. 接口（访问服务点SAP）
3. 服务 （垂直）
   SDU 服务数据单元
   PCI 协议控制信息
   PDU 协议数据单元
   同一层： PCI + SDU = PDU

4. OSI（开放系统互联）参考模型

应用层
所有能和用户交互产生网络流量的程序

典型应用层服务有：

• 文件传输（FTP）
• 电子邮件（SMTP）
• 万维网（HTTP）

表示层
用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）
功能一：数据格式变换
功能二：数据加密解密
功能三：数据压缩和恢复（JPEG, ASCII）

会话层
向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步(SYN)
功能一： 建立、管理、终止会话
功能二： 使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。适用于传输大文件。
ADSP、ASP

传输层
负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。
功能一：可靠传输、不可靠传输
功能二： 差错控制
功能三： 流量控制
功能四： 复用分用
复用： 多个应用层进程可同时使用下面传输层的服务。
分用： 传输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
TCP、UDP

网络层
主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
功能一： 路由选择
功能二： 流量控制
功能三： 差错控制
功能四： 拥塞控制
IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF

数据链路层
主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是帧
功能一： 成帧（定义帧的开始和结束）
功能二： 差错控制 帧错+位错
功能三：流量控制
功能四： 访问（接入）控制 （控制对信道的访问）
SDLC、HDLC、PPP、STP

物理层
主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。 物理层传输单位是比特。
功能一：定义接口特性
功能二：定义传输模式 （单工、半双工、双工）
功能三：定义传输速率
功能四：比特同步
功能五： 比特编码（曼彻斯特、差分曼彻斯特编码等）
透明传输： 指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。

上面四层是端到端的，下面三层是点到点的

5. TCP/IP参考模型

• 网络接口层

6. OSI与TCP/IP参考模型的异同点

1. 基于独立的协议栈的概念
2. 可以实现异构网络互联

1. OSI定义三点：服务、协议、接口
2. OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议
3. TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题，将IP作为重要层次
4. 网络层：OSI-无连接+面向连接； TCP/IP-无连接
5. 传输层：OSI-面向连接； TCP/IP-无连接+面向连接

7. 五层参考模型

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,ICMP,OSPF等
数据链路层
把网络层传下来的数据报组装成帧 Ethernet, PPP
物理层
比特传输