一、因特網概述
網路、網際網路和因特網
- 網路是由若干節點（Node）和連線節點的鏈路（Link）組成
- 多個網路還可以透過路由器互連起來，構成範圍更大的網路，即網際網路
- 因特網是世界上最大的互連網
因特網的組成
- 邊緣部分：由所有連線在因特網的主機組成，使用者可以直接使用，用來進行通訊和資源共享
- 核心部分：由大量網路和連線這些網路的路由器組成，這部分是為邊緣部分提供服務
二、三種交換方式
電文交換
- 電話交換機接通電話線的方式稱為電路交換
- 從通訊資源分配角度來看，交換就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源
- 電路交換的三個步驟：
- 建立連線（分配通訊資源）
- 通話（一直佔用通訊資源）
- 釋放連線（歸還通訊資源）
使用電路交換傳輸計算機資料時，其線路傳輸效率往往很低下
交換分組交換
- 傳送方：構造分組，傳送分組
- 路由器：快取分組，轉發分組
- 接收方：接受分組，還原分組
交換報文交換
報文交換也採用分組轉發，與分組交換類似，但報文交換對分組大小沒有顯示，所以對路由器有著較高的要求
交換的對比三種交換的對比
電路交換
優點：
- 通訊時延小
- 有序傳輸
- 沒有衝突
- 適用範圍廣
- 實時性強
- 控制簡單
缺點：
- 建立連線時間長
- 線路獨佔，使用效率低
- 靈活性差
- 難以規格化
報文交換
優點
- 無需建立連線
- 動態分配線路
- 提高線路可靠性
- 提高線路利用率
- 提供多目標服務
缺點
- 引起轉發時延
- 需要較大的快取空間
- 需要傳輸額外的資訊量
分組交換
優點
- 無需建立連線
- 線路利用率高
- 簡化了儲存管理
- 加速傳輸
- 減少出錯機率和重發資料量
缺點
- 引起轉發實驗
- 需要傳輸額外的資訊量
三、計算機網路定義與分類
定義
一些互相連線的、自治的計算機的集合
- 互連 是指計算機之間可以透過有線或者無線的方式進行資料通訊
- 自治 是指獨立的計算機，他有自己的硬體和軟體，可以單獨執行使用
計算機網路分類
按交換技術分類
- 電路交換網路
- 報文交換網路
- 分組交換網路
按傳輸介質分類
- 有線網路
- 無線網路
按覆蓋範圍分類
- 廣域網WAN
- 都會網路MAN
- 區域網LAN
- 個域網PAN
按拓撲結構分類
- 匯流排型網路
- 星型網路
- 環形網路
- 網狀型網路
四、計算機網路的效能指標
速率
位元時計算機中資料量的單位，一個位元就是二進位制數字中的一個1或0
常用資料單位
連線在計算機網路上的主機在數字通道上傳輸位元的速率，也成為位元率或資料率
常用資料率單位
頻寬
頻寬在模擬訊號中的意義是：訊號所包含的各種不同頻率成分所佔據的頻率範圍（單位：Hz/kHz/MHz/GHz）
頻寬在計算機網路中的意義：用來表示網路的通訊線路所能傳送資料的能力
吞吐量
吞吐量表示在單位時間內透過某個網路的資料量
吞吐量受網路的頻寬或而定速率的限制
時延
傳送時延：分組長度/傳送速率
傳輸時延：通道長度/電磁波傳播速率
時延頻寬積
傳播時延×頻寬=時延頻寬積!
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往返時間（RTT)
- 因特網上的資訊不僅僅是單向傳輸，而是雙向互動
- 往返時間RTT是一個非常重要的效能指標
利用率
- 通道利用率：用來表示某通道有百分之幾的時間是被利用的
- 網路利用率：全網路的通道利用率的加權平均
根據排隊論，當某通道的利用率增大時，該通道引起的時延也會迅速增加；因此通道利用率並非越高越好
如果用D0表示網路空閒時的時延，D表示網路當前的時延，U表示利用率，那在適當的情況下可以下列公式表示：
- 當網路利用率達到百分之五十，時延就要加倍
- 當網路利用率超過百分之五十時，時延急劇增大
- 當網路利用率接近百分之百，時延趨近於無窮大
丟包率
- 丟包率即分組丟失率，指在一定時間範圍內，傳輸過程中丟失的分組數量與總分組數量的比率
- 丟包率具體可分為介面丟包率，結點丟包率，鏈路丟包率，路徑丟包率，網路丟包率等
- 分組丟失的兩種情況
- 分組在傳輸過程中出現誤碼，被終點丟棄
- 分組到達一臺佇列已滿的分組交換機被丟棄；在通訊量較大時就可能造成網路擁塞
五、計算機網路體系結構
OSI七層模型
物理層--資料鏈路層--網路層--傳輸層--會話層--表示層--應用層
P體系結構TCP/IP體系結構
網路介面層---網際層---傳輸層---應用層
協議三要素
- 語法：定義所交換資訊的格式
- 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係
在協議的控制下，兩個對等實體間的邏輯通訊使得本層能向上一層提供服務
協議是水平的，服務是垂直的。
協議資料單元PDU
服務資料單元SDU
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