CN.StudyLog.Ch1.Introduction.计算机网络导论（Part2）
计算机网络的类别
局域网、广域网、城域网、个人区域网
###1局域网LAN
高校、企业、家庭的网络都可以是局域网。
网线长度max：100m 带宽：10M&100M
PC群–交换机A–交换机B–交换机C==>汇聚层交换机
【B交换机承担PC——A&B的所有流量，C承担PC——ABC的所有流量】负荷过重
特点：覆盖范围小，自己购买设备且自己维护，带宽固定（不需要再交钱）
###2.广域网
1.Internet
·全球最大的互联网络，由众多ISP（服务器运营商）组成[ex：电信、网通]；对网民提供访问互联网的服务（Internet-互联网）
运营商内部带宽充足且接线四通八达，即便某处断链扔不妨碍网络交互；运营商之间的接线有限，容易形成负荷问题。
跨运营商上网，速度慢[网通下载，电信下载]，电信下网通，网通下电信，舍近求远
2.广域网：新规定使用了广域网技术的网络就叫广域网，不再单纯按照区域覆盖范围划分。
特点： 花钱买服务（带宽）（ 2·4·8·10M网，这里的带宽是用户与ISP之间的）线路不由你维护，网断了电话联系客服来维护
此处的距离为电信号通过网络流经的距离，用同wifi发送消息，为局域网传输；你家邻居和你用的同样的联通网络，你们交流电信号流经广域网
ex)你和邻居，绝对距离很近，但是两人交互走的数据是通过互联网（例如QQ传送消息），那么也是广域网技术。如果是网线直接相连两台PC，那么两台机器交互就是走的局域网。
特点：距离远，超过100m，花钱买服务（带宽），不由自己维护
3.城域网MAN：覆盖一个城市的网络
4.个人区域网：个人找个小交换机将两台电脑连起来，就是PAN。
拓扑结构
1总线型拓扑：是将网络中的所有的设备通过相应的硬件接口直接连接在共同的传输介质上。结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道，每台PC只要连一条线缆即可。在总线结构中，所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上， 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能被总线中任何一个结点所接收。 总线有一定的负载能力，因此，总线长度有一定限制，一条总线也只能连接一定数量的结点。 最著名的总线拓扑结构是以太网（Ethernet）。
2.环形拓扑：由于环线公用，一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某结点地址相符时，信息被该结点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口结点为止。适合局域网控制。
3.星型结构：目前的主要结构。中间的交换机，星型拓扑可以看成一层的树型结构，不需要多层PC的访问权争用。
4.树形结构：其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。
5.网状结构：容错率低。
计算机的性能指标
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】的速率也称为了date rate或bit rate
单位：b/s kb/s Mb/s Gb/s
计算机通过 网卡传数据，以bit形式传输。
》》》》》8M带宽：网速却不是8Mb/S，Why？
①达不到理论值，会有损耗
②800Kb/s显示值，加速球显示的速度是按照字节来计算单，每秒多少字节Byte，所以实际上应该除以8,1byte=8bit
③实际应用中大约比值为10:1 带宽：网速
MB/s≠Mb/s 一个是兆bit一个是兆byte。数值差距8倍，请注意
>>>>数字信道：一个发送端一个接收端，他们传数据的速度。（两点之间的数据流量
）
ex）数据信道200K，打开网页A，再打开网页B。他们的速率都是200K，速率是指一个信道上每秒传输比特，不是总流量。打开网页AB用的是两个不同的信道
计算机同时访问多个服务器，每一个服务器都有一个速度来衡量，且可以不等，不同网页不同信道不同速率==>有的网页打开的慢，有的快
带宽
数字信道所能传输的最高速率，单位与速率相同。设定最高传输速度上限
吞吐量
单位时间内通过某个网络的数据量。
因为通过了同一个交换机（网络）所以该网络的吞吐量为两个信道之和15M
时延&延迟
一个数据从网络的一端传送到另一端所需要的时间。这个数据可以是一个比特流，报文或者分组
发送和接收中间需要时间的环节：
发送时延：发送文件，从文件开始发到结束的时间
传播时延：在传输介质中信息传递的时间
处理时延：路由器查看数据包，并决定去向和路径所需要的时间
排队时延：路由器接口有缓存数据的能力，先来的先处理，若数据包过多，缓存存不下则丢包。【可靠传输可以重传丢包数据】。路由器发出去也需要排队。
类比一个例子：
排队买票是排队时延，在售票窗口买是处理时延，拿到票到坐上火车是发送时延，在火车上坐到站是传播时延
例题：传输如图所示的数比特流，且假设传播速度为10m/s，传输介质总长度为100m.。出口带宽为100Bit/s
则根据公式有：
这里，总共10bit数据，也就说1bit的发送时延是0.1s
同时，网卡会以数字信号（比特流）传出。
…
也就是说，发送时延为1s,此时，在网线上，已经走过的距离是：1sx10m/s=10m
总链路长100m,剩下90m，需要9s。所以传播的总时间为10s.带宽提高：10M&100M带宽提高的是传播速度还是发送速度？ >发送速度传播速度与介质有关，是固定值>带宽升级为100Bit/s发送时延：0.1s ，在网线上走了0.1s，也就是1m，也就说1bit=>0.1m。但传播速度为10m/s,0.1s在网线上传播了1m。也就说仍需要传输99m，需要消耗9.9s.合计总时间仍然是10s。 ==>提高了发送速度，发送速度越快，波形越短。
不能无限制提高带宽，带宽过高，发送波形太小的话接收端口有可能无法识别导致接收失败。
》》》光信号比电信号更容易识别，光纤与普通网线相比，能够兼容更高的带宽。也就说光纤比网线只是发送速度更快，传播速度不比网线快。
光纤传播速度：20.5万km/s 铜线： 23.1万km/s 传播速度来看，光纤不比铜线快；光信号在光纤里是折射的，所以实际走的距离更长；但是铜线带宽不支持过高
时延带宽积
传播时延x带宽
在链路上传播时，链路（网线上）有多少个传输的数据，就需要传播的时间x带宽。
带宽增加，电信号发送时间减少，则单位长度下可容纳的电信号量增加。 延迟增加，单位传导线路变长
RTT往返时间 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信息。这段时间称为RTT
ping命令可以测试往返时间。ping网关或者网页
》》ipconfig网关测试
连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.12.125
子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
默认网关. . . . . . . . . . . . . : 192.168.186.193
192.168.186.193 的 Ping 统计信息:
数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
最短 = 1ms，最长 = 3ms，平均 = 1ms
局域网内，平均RRT较短，大致为<=1ms;若大于1ms说明网络内有计算机在发广播
39.156.69.79 的 Ping 统计信息:
数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
最短 = 25ms，最长 = 28ms，平均 = 26ms
ping网页，RRT时间明显增长。因为满足计算机-交换机-网关-网络的基本构造，访问网页的RRT时间必然大于访问局域网
》》ping国外网站则时间消耗更长，ping的RRT时间（数据往返）大于2000ms时，丢包，请求超时。
本地数据包从发送到接收所耗费的所有时延可以用ping命令检查。ping 目标IP地址/URL 。显示的时间就是从数据发送到接收到返回的时间，这个数值越小，速度越快。
利用率：网络&信道利用率
利用率渐进100M但是绝对不可能到达理论值100M。假设100M带宽的网路中，数据非常多，那么时延也会剧增，增大到一定限度，就会堵住（时延无限大）。就像公路上的汽车一样，一辆汽车在公路上畅通无阻，速度很快；堵车的时候，车型速度会明显下降甚至停滞。
分析公式也可以理解：
计算机网络的非性能指标
组建网络也需要考虑这些点。
1.费用：网络的速率越高，价格越贵。
2.质量：网络的性能和网络的质量不是一个概念。例如：性能不错的网络运行一段时间后出现故障无法工作，这里只能说明质量不好。网络的质量越好，价格往往也越贵。质量一般由搭建网络环境的ISP设备和链路上中转介质等物理介质和搭建网络的方法、逻辑有关。
3.标准化：网络的硬件和软件的设计一般要按照通用的国际标准，防止不同厂商生产的固件不能交替使用的问题。也可以遵循特定的专用的网络标准搭建局域网。采用国际标准，可以得到更好的互操作性，更易于升级换代和维修，也更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很大的关联。速率高的网络，可靠性不一定差。但速率更高的网络想可靠的运行，往往很困难，所需的费用也非常高。可靠性几乎是费用考虑准则中，消费最高的一环节。
5.可拓展性：规模扩大费用越高，但是随着性能的增加，一般需求规模也会随之增大。
6.可升级性：想要性能更好，升级难度（性能和版本的提高）也会增加。
7.管理和维护：网络如果没有良好的管理和维护，就很难达到和保持所设计的性能。
