一、互联网概述
1. 了解计算机网络，我们首先要建立下面的基本概念：
互联网通过路由器将网络连接在一起。
网络把计算机（主机）连接在一起。
2. internet与Internet的区别：
internet（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的计算机网络。在这些网络之间的通信协议（即通信规则）可以任意选择，不一定要使用TCP/IP协议。
Internet（互联网）是一个专有名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互联网，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，其前身是美国的arpanet（阿帕网）。
因此，任意把几个计算机网络互连起来（不管采用什么协议），并能够相互通信。这样构成的是一个互连网，而不是互联网。
3. 互联网结构发展的三个阶段：
1）从单个网络的 arpanet 向互连网发展的过程
2）三级结构的互联网
分为主干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要的大学和研究所，成为互联网中的主要组成部分。
1991年，由于世界上许多公司纷纷接入到互联网，网络的通信量急剧增大，使互联网的容量无法满足需求。于是美国政府决定将互联网的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入互联网的单位收费。
3）多层次ISP结构的互联网
ISP：互联网服务商
中国移动、中国联通、中国电信等公司是我国最有名的ISP。
ISP可以从互联网管理机构申请到很多IP地址（互联网的主机都必须有IP地址才能上网），同时拥有通信线路以及路由器等连网设备。
任何机构和个人只要向某个ISP交纳规定的费用，就可以从该ISP获取所需IP地址的使用权，并可通过该ISP接入到互联网。
IP地址“不零售，只批发”：IP机构的管理公司不会把一个单个的IP地址分配给单个用户，而是把一批IP地址有偿租贷给经审查合格的ISP。举个例子，如下图。
因此，现在的互联网已不是单个组织所拥有，而是全世界很多个大大小小的ISP所共同拥有的。这就是互联网也称为“网络的网络”的原因。
4. 不同层次的ISP：
根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP地址数目的不同，ISP分为主干ISP、地区ISP、本地ISP。
1）主干ISP：服务面积最大（一般能够覆盖国家范围），拥有高速主干网（例如10 Gbit/s或更高）。有一些地区ISP网络也可以直接与主干ISP相连。
2）地区ISP：一些较小的ISP。这些地区ISP通过一个或多个主干ISP连接起来。
3）本地ISP：给用户提供直接的服务（这些用户有时称为端用户，强调是末端的用户）。
上图为基于ISP的多层结构的互联网的概念示意图，给出了主机A经过许多不同层次的ISP与主机B通信。
互联网交换点IXP：主要就是允许两个网络直接相连并交换分组，而不需要再通过第三个网络来转发分组。
二、互联网的组成
从工作方式上看，互联网可划分为两大块，如上图。
1）边缘部分：由所以连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
2）核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分服务的（提供连通性和交换）。
三、计算机网络的类别
1. 按照网络的作用范围进行分类：
1）广域网 WAN（Wide Area Network）：
作用范围几十到几千公里。又称 “远程网”。
是互联网的核心部分，任务是通过长距离（例如，跨越不同的国家）运送主机所发送的数据。
2）城域网 MAN（Metropolitan Area Network）：
作用范围一般是一个城市，作用距离约为5~50km。
城域网可以为一个或几个单位所拥有；也可以是一种公用设施，用来将多个局域网互连。
3）局域网 LAN（Local Area Network）：
作用范围局限在较小的范围（如 1 km左右）。学校（校园网）或企业（企业网）大都拥有许多个互连的局域网。
4）个人局域网 PAN（Personal Area Network）：
作用范围约在10m左右。
就是在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络。
2. 按照网络的使用者进行分类：
1）公用网（public network）：电信公司出资建造的大型网络。
2）专用网（private network）：某个部门为满足本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。
四、计算机网络的性能
1. 性能指标：
1）速率：数据的传送速率。单位bit/s（比特每秒）.
2）带宽：表示网络中某通道传送数据的能力。单位bit/s（比特每秒）。
3）吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际的数据量。有时吞吐量可用每秒传送的字节数或帧数来表示。
4）时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。
发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间。
传播时延：电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间。
处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理。
排队时延：分组在经过网络传输时，要经过许多路由器。但分组在进入路由器后要在输入队列中排队等待处理。在路由器确定了转发接口后，还要在输出队列中排队等待转发。
数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和。
5）时延带宽积：=传播时延 * 带宽。
6）往返时间RTT：双向交互一次所需的时间。
7）利用率：利用率有信道利用率和网络利用率两种。
信道利用率：某信道有百分之几的时间被利用（有数据通过）
网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均值。
信道或网络的利用率过高会产生非常大的时延，因此信道利用率并非越高越好。
2. 非性能指标：
1）费用：一般来说，网络的速率越高，其价格越高。
2）质量：网络的质量取决与网络中所以构件的质量，以及这些构件时怎样组成网络的。
3）标准化：网络的硬件和软件的设计最好采用国际标准的设计，这样可以得到更好的互操作性，更易于升级换代和维修，也容易得到技术上的支持。
4）可靠性：可靠性与网络的质量和性能有着密切关系。
5）可拓展性和可升级性
6）易于管理和维护
五、计算机网络体系结构
1. 计算机网络体系结构：
即计算机网络的各层及其协议的集合。也就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能。
2. 五层协议的体系结构：
1）应用层：
体系结构的最高层。
任务是：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。这里的进程指主机中正在运行的程序。
应用层协议定义的是：应用进程间通信和交互的规则。
2）运输层：
任务是：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
运输层主要使用传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
3）网络层（网际层、IP层）：
最重要的协议是：IP协议
负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
互联网是由大量的异构网络通过路由器相互连接起来的。
4）数据链路层（链路层）：
在两个相邻结点之间传送数据是，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如：同步信息、地址信息、差错控制等）。
5）物理层：
物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。如果、想要用尽量少的词来记住这个第一层，那就是“信号和介质”。
