计算机网络——组成
计算机网络，简称计网，从不同的角度来看有不同的分类方法：
- 按组成部分：
①硬件
主要由主机（端系统）、通信链路（如光纤等）、交换设备（如路由器，交换机）和通信处理机（如网卡）等组成。
②软件
多分布于应用层。主要包括实现资源共享的软件和方便用户使用的软件（如网络操作系统，邮件收发系统，FTP系统，聊天平台etc.）
③协议
计算机网络的核心。规定了网络传输数据时的规范，类比于宪法制约公民行为。 - 按工作方式：
①边缘部分
由所有连接到Internet上、供用户直接使用的主机组成，进行通信和资源共享（上传音频，视频……）。
②核心部分
由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供连接性和交换服务。
- 按功能组成：
①通信子网
由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成（偏硬件，eg：网桥，交换机，路由器），使网络具有数据传输、交换、转发、控制和存储的能力，向网络用户提供可共享硬件、软件和信息资源，实现联网计算机之间的数据通信。
对应OSI参考模式下三层，包括物理层、数据链路层、网络层。
②资源子网
是实现资源共享功能的设备及其软件的集合，向网络用户提供共享其他计算机上的硬件资源(计算机系统、终端、联网外部设备)、软件资源和数据资源的服务，负责全网的数据处理业务。
计算机网络——功能
- 数据通信（主）
计网最基本的功能，实现数据传输 - 资源共享（主）
软件共享，硬件共享，数据共享 - 分布式处理（主）
将任务分配到其他计算机系统，从而提高资源利用率 - 提高可靠性
各台计算机可以通过网络互为替代机 - 负载均衡
将工作任务均衡的分配给同一网络下的各台计算机，也就是各大公司或者机构的内网 - 信息综合处理
计算机网络——分类
- 按分布范围：
①广域网（WAN）
也叫远程网，顾名思义是长距离通信，覆盖范围有几千千米，使用交换技术
②城域网（MAN）
大多采用以太网技术，覆盖范围5~50km，可视为将多个局域网互联的局域网
③局域网（LAN）
使用高速线路，覆盖范围较小，只有几千米，使用广播技术
④个人区域网（PAN）
指在个人工作区域将电子设备用无线技术连接的网络，也称为WPAN
注：如果CPU之间的距离极近，就不叫计算机网络了，一般称之为
多处理器系统
- 按传输技术：
①广播式网络
所有的联网计算机共享一个通信通道，当一台计算机利用通道进行分组传输时，其他计算机都会收到分组信息，可以选择通过检查目的地址来决定是否接收。
根据上面的分类可以获知广播式网络的典型网络有局域网，除此之外还有广域网中的无线，卫星通信网络。
②点对点网络
每条物理线路连接一对计算机。如果通信的两台主机间没有直接连接，他们之间的分组传输要通过中间节点的接收、存储和转发，直到目的节点。广域网基本都属于点对点网络。
广播式网络与点对点网络的区别：是否采用
分组存储转发与路由选择机制
- 按拓扑结构
网络拓扑结构是指网中节点（路由器，主机等）和通信线路（网线）之间的几何关系表示的网络结构，主要是指通信子网的拓扑结构：
①总线形网络
用一根传输线将计算机连接起来，多用于局域网
优点：建网容易；增删节点方便；节省线路
缺点：重负载时通信效率低，一个坏全都坏
②星形网络
每个终端都以单独的线路与中央设备（路由器或交换机）相连。
优点：便于集中控制管理
缺点：成本高，中心节点出问题全部瘫痪
③环形网络
所有计算机接口设备连成环，可以是单环、双环，环中信号单向传输。
典型用例就是令牌环局域网
④网状形网络
一般每个节点都至少有两条路径与其他节点相连多用，分为规则型 和 非规则型，多用于广域网。
优点：可靠性高
缺点：控制复杂，线路成本高
- 按使用者
①公用网
②专用网（某企业或部门为满足企业内部特殊业务建造的网络，只对内部人员提供使用） - 按交换技术
技术交换是指各台主机之间、各通信设备之间或主机与通信设备之间为交换信息所采用的数据格式和交换装置的方式。（个人感觉最难的一种(ノへ￣、)）
①电路交换网络
在源节点和目的节点间建立一条专用通路用于数据传输（包括：建立连接、传输数据、断开连接）
特点：整个报文的比特流连续的从源点直达终点
优点：数据直线传输，时延小
缺点：线路利用率，线路容量低，不易进行差错控制
②报文交换网络（存储-转发 网络）
用户数据加上源地址、目的地址、校验码等信息，然后封装成报文。整个报文传送到相邻节点，全部存储后转发给下一节点。重复上述步骤直到到达目标节点。
每个报文可以单独选择到达目的节点的路径。
特点：整个报文先传送到
相邻节点，全部存储后查找转发表，转发到下一节点。
优点：可以较充分地利用线路容量，实现不同链路之间不同数据率的转换，可以实现格式转换，可以实现一对多、多对一的访问，可以实现差错控制。
缺点：增大开销，增加缓冲时延，增加额外的控制机制来保证多个报文的顺序不乱序，缓冲区难以管理。
③分组交换电路（包交换网络）
当前的主流网络都可视为分组交换电路
将数据分为较短的固定字长的数据块，在每个数据块中加上目的地址、源地址等辅助信息组成分组（包），以存储-转发方式传输。
特点：单个分组传送到相邻节点，存储后查找转发表，转发到下一节点。
优点：具备报文交换网络的优点，缓冲易于管理，包的平时时延更小，网络占用平均缓冲区更少，易于标准化，适合应用
- 按传输介质
①有线
可分为：双绞线网络，同轴电缆网络
②无线
可分为：蓝牙，无线电
计算机网络——标准化
因特网所有标准都以RFC的形式发布，RFC要上升到因特网正式标准需要经过4个阶段。
1）因特网草案（该阶段还不是RFC文档）
2）建议标准（该阶段变为RFC文档）
3）草案标准
4）因特网标准
计算机网络——性能指标
- 带宽（b/s）
通常我们说的带宽是表示通信线路允许通过的信号频带范围，在计网中表示网络的通信线路所能传送数据的能力，是数字信道所能传送的“最高数据率”。 - 时延
指数据（一个报文或分组）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的时间，由四部分构成：
①发送时延
节点将分组的所有比特推向传输链路所需的时间，即从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间，因此也称为传输时延。
计算公式：
发送时延=分组长度/信道宽度
②传播时延
一个比特从链路一端传播到另一端所需的时间。
- 计算公式：
-
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
③处理时延
数据在交换节点为存储转发而进行一些必要的处理所花时间。
④排队时延
分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。路由器确定转发端口后，还要在输出队列中排队等待转发，于是就产生了排队时延。
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延（其中处理时延和排队时延，除非题目有说明，其他情况都可以忽略不计）
注：对于
高速链路，不是说比特在链路中的速度提升，只是提高了数据发送速率，从而减少了数据发送时延
- 时延带宽积
发送端发送的第一个比特即将到达终点时，发送端发送端发送的比特数，因此又称链路长度（bit）
- 计算公式：
-
延带宽积=传播时延×信道带宽
- 往返时延
从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。 - 吞吐量
单位时间内通过某个网络（或信号、接口）的数据量
。受网络带宽或网络额定速率的限制。 - 速率（b/s）
网络中的速率是指连接到计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也叫比特率，数据率。通常把最高速率称为带宽。 - 信道利用率
指出某一信道有百分之多少的时间有数据通过。
- 计算公式：
-
信道利用率=有数据通过时间/（有+无）数据通过时间
计算机网络——分层结构
计算机网络很复杂，需要对其体系结构进行分层建模分析处理，计算机网络的各层及其协议的集合合称为网络的体系结构
分层后的各层之间相互独立，灵活性好，因此分层的体系结构更易于更新（单个模块的替换或修改）
在计网的分层结构中，第n层的活动元素称为n层实体（实体一般指发送或接收信息的软硬件进程，通常是一个特定的软件模块），不同机器上的同一层称为对等层，同一层实体称为对等实体。其中n层实体(服务提供者) 实现的服务为n+1层实体(服务于用户)所利用，每一层的数据单位，名称……都不相同
在计算机网络体系结构的各个层次中，每个报文分两部分：
①服务数据单元（SDU）
为完成用户所要求的功能而应传送的数据。第n层服务数据单元(n-SDU)
②协议控制信息（PCI）
控制协议操作的信息。第n层协议控制信息(n-PCI)