计算机网络就是一种通信网络，是互连的、自治的计算机集合。
1、协议
硬件是计算机网络的基础，而计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则，这一规则就是协议。
定义：网络协议，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
协议的三要素：语法、语义、时序：
1、语法：数据与控制信息的结构或格式。
2、语义：需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种响应以及差错控制。
3、时序：事件顺序与速度匹配。
2、计算机网络结构
计算机网络结构可分为三块：网络边缘、接入网络/物理介质、网络核心。
1、网络边缘：由运行网络应用的主机组成。
基本模型：客户/服务器应用模型(C/S)与对等应用模型(P2P)。
2、接入网络：分为住宅（家庭）接入网络、机构接入网络 (学校,企业等)、移动接入网络。
接入方式：数字用户线路 (DSL)和电缆网络。
数字用户线路：利用已有的电话线连接中心局的DSLAM，数据通信通过DSL电话线接入Internet；电话通过DSL电话线接入电话网。采用频分多路复用(FDM)：>50 kHz - 1 MHz用于下行；4 kHz - 50 kHz用于上行；0 kHz - 4 kHz用于传统电话。设备独占接入网络。
电缆网络：使用混合光纤同轴电缆（HFC），采用频分多路复用(FDM)：在不同频带（载波）上传输不同频道。各家庭（设备）通过电缆网络→光纤接入ISP路由器，各家庭共享家庭至电缆头端的接入网络。
3、网络核心：互联的路由器网络
关键功能：路由+转发（路由：确定分组从源到目的传输路径；转发：将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口）
3、数据交换
所有设备相互连接导致的问题：N2链路问题、连通性与网络规模。因此需要交换设备与交换网络进行数据交换。
数据交换需要达成的目标：动态转接和动态分配传输资源。
数据交换的类型：电路交换、报文交换、分组交换。
1、电路交换
电路交换的三个阶段：建立连接（呼叫/电路建立）、通信、释放连接（拆除电路）。期间资源由该交换独享。
2、报文交换
源（应用）发送信息整体。串行：当上一步交换完成后才进行下一步交换。
3、分组交换
报文分拆出来的一系列相对较小的数据包，需要报文的拆分与重组，会产生额外开销。
并行：多个分组的交换可以同时进行。例如：当电脑1向路由器A发送分组时，路由器A也可以向路由器B发送分组，同时路由器B也可以向电脑2发送分组。
报文交换VS分组交换：更为节约时间，对路由器缓存需求更低。
电路交换VS分组交换：分组交换允许更多用户同时使用网络！
分组交换适用于突发数据传输网络。
优点：资源充分共享，简单、无需呼叫建立。
缺点：可能产生拥塞（congestion）: 分组延迟和丢失。需要协议处理可靠数据传输和拥塞控制。
4、多路复用
多路复用的特点：链路/网络资源（如带宽）划分为“资源片”；将资源片分配给各路呼叫；每路呼叫独占分配到的资源片进行通信；资源片可能闲置。
经典多路复用方法：频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、波分多路复用(WDM)、码分多路复用(CDM)。
1、频分多路复用：各用户占用不同的频率带宽资源。用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。
2、时分多路复用：将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧），每个用户在每个 TDM 帧中占用固定序号的时隙每用户所占用的时隙是周期性出现（其周期就是TDM 帧的长度）。所有用户是在不同的时间占用相同的频带宽度。
3、波分多路复用：波分复用就是光的频分复用。
4、码分多路复用：每个用户分配一个唯一的m bit 码片序列（其中“0”用“-1”表示、“1”用“+1”表 示）。各用户使用相同频率载波，利用各自码片序列编码数据。编码信号 = (原始数据) × (码片序列)。各用户码片序列相互正交。解码: 码片序列与编码信号的内积。
