概述
计算机网络给用户提供的两个最重要的功能：
1.连通性：就是计算机网络使上网的用户之间可以交换信息。
2.共享：即资源共享
网络和因特网
1.基本概念
网络有若干结点和连接这些结点的链路组成，这些结点可以是计算机，集线器，交换机和路由器等。网络和网络可以用路由器互联起来，构成一个范围更大的网络，叫互联网。
因特网是世界上最大的互联网，连接互联网的计算机叫做主机。网络是把许多计算机连接在一起，而因特网是把许多网络连接在一起。
2.因特网的发展
第一阶段：从单个网络 APPANET 向互联网的发展，在这个时候 TCP/IP 协议就成为了标准协议，注意 internet(互联网或者互连网)指的是许多个计算机网络连接成的网络，通信协议是无规则的。Internet(因特网) 是指采用 TCP/IP 协议簇的特定的计算机网络，前身是 APPANET。
第二阶段：建成三级结构的因特网。分为主干网，地区网，和校园网（或者企业网）。
第三阶段：逐渐形成多层次的 ISP 结构的因特网。（ISP 是因特网服务提供商，比如中国电信，联通和移动），主要是为客户建立通信线路和分配 ip 地址。所谓上网就是指通过某个 ISP 获得的 IP 地址 接入因特网。根据服务的面积以及拥有的 IP 地址的数量，ISP 分为主干ISP,地区ISP ,和本地ISP。 还有因特网交换点 IXP 即允许两个网络直接相连，不需要要通过上层的 ISP 的通信线路。
3.因特网的组成
工作方式的划分：
1.边缘部分，由所有连接在因特网的主机组成，这部分是用户数据直接使用的，用来进行通信（传送数据）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提供服务的（提供连通性和交换）
1.边缘部分：计算机之间的通信是指一台主机的某个进程和另一台主机的进程之间的通信，通信的方式有两大类：客户服务器方式 （C/S）,和对等方式（P2P）。
2.核心部分：在这部分起作用的是路由器，路由器是实现分组交换的关键，任务就是转发分组，这是网络核心部分的最重要的功能。
电路交换和分组交换，和报文交换
(1) 电路交换(电话的通信原理)，通常经过 建立连接->通话-> 释连接 三个步骤的交换方式成为电路交换。在通话的全部时间内通话的两个用户始终占用着端到端的通信资源。
(2)分组交换，通常将需要发送的整块数据成为一个报文，在发送报文之前将报文划分为一个个更小的数据段，加上一个控制信息（比如目的地址和源地址等）就成为所谓的分组（也称包，控制信息称为包头），分组是在因特网传送的数据单元。路由器在收到一个分组会先存储，存储的是一个短分组，不是一个报文，后再进行转发。且是存在路由器的存储器中（内存）而不是磁盘中，保证了较高的效率。且只有在一条链路上进行转发是才会占用一条链路的资源，且在转发的时候可以从许多链路中找到一条合适的从而不用再建立和释放链接。为了提高分组的可靠性，因特网的核心部分采用的是网状的拓扑结构。
(3)报文交换，整个报文存储整个报文再进行转发。
4.网络的类别
按网络的作用范围进行分类
1.广域网 WAN： 是因特网的核心部分，范围有几十到几千公里。
2.城域网 MAN:范围以几公里到几十公路。
3.局域网 LAN:几公里以内，一般为校园网或者企业网。
4.个人区域网 PAN:无线网络也叫 WPAN。
5.网络的性能指标
1.速率：单位比特每秒（b/s,bit/s,bps），1kb/s = 10^3 b/s, 1Mb/s = 10^6 b/s, 1Gb/s = 10^9 b/s.
2.带宽：在单位时间内从一点到一点所能通过的最高数据率。
3.吞吐量：单位时间内某个网络的数据量。
4.时延
(1)发送时延：发送数据帧需要的时间。
(2)传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
(3)处理时延：处理数据需要的时间
(4)排队时延：排队等待的时间
5.数据大小：数据块大小，1 字节B为 8比特即8 bit , 1B = 8 bit, 1KB = 2^10 B,1MB = 2^20 MB
6.往返时间 RTT:从发送方发送数据到收到接收方收到的数据。
7.利用率：
1.信道利用率：指某信道是有百分之几是被利用的（有数据通过）
2.网络利用率：是指全网络的信道利用率的加权平均值。
信道利用率并不是越高越好，越高排队时延越大。若D0 表示网络空闲时间的时延，D 表示网络当前时延，网络利用率U 之间的关系为 D = D0/1-U 。信道和网络利用率过高会产生非常大的时延。
6.计算机网络体系
计算机网络是个非常复杂的系统，互相通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，因此需要为网络中的数据交换建立规则标准或则和约定，这称为网络的协议，还有把通信的工作划分为几个模块，即分层即把计算机网络的各层及其协议的集合，成为网络的体系结构。
OSI,七层协议的体系结构。
TCP/IP四层协议的体系结构。
学习原理的适用的五层协议体系结构
1.物理层
物理层传输数据的单位是比特，传输信息利用到的物理媒体不是在物理层协议的之内而是在物理层协议的下面。
2.数据链路层，简称链路层，在两个相邻的结点间传送数据，数据链路层将网络交下来的 IP 数据报组装成 帧，每一帧包括必要的控制信息和数据。
3.网络层
发送数据时网络层把运输层产生的 报文段或者 用户数据报封装成分组或包进行传送，网络层使用的是 IP 协议，因此分组也叫 IP 数据报，因特网是由大量的异构网络通过路由器连接起来的，因特网在主要的网络层协议是无连接的网际协议 IP 和许多路由选择协议，因此因特网的网络层也叫网际层或 IP 层。
4.运输层
负责向两个主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务，运输层主要使用两种协议
1.传输控制协议 TCP –面向无连接，可靠的传输服务，数据的传输单位是报文。
2.用户数据报协议 UDP– 提供无连接的，尽最大努力的数据传输服务，数据传输的单位是用户数据报。
5.应用层
通过进程之间的交互完成特定的网络应用，应用层协议是交互的数据单元成为报文。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上层提供服务，要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议，即下面的协议对上面的实体是透明的。协议是水平的，协议是控制对等实体之间通信的规则，服务是垂直的，及服务是下层向商城通过层间的接口，提供的。
7.TCP/IP 体系结构
时延计算相关问题
网络时延相关问题的计算一般建立在三种交换方式上，因此需要掌握对三种交换方式的区别，且需要理解三种交换方式时延的产生方式，可借助如下图以便理解：
1.首先知道图中有竖直方向的的时延表示和水平方向的传输表示，所以总的时延是在竖直方向表示出来的。
2.(1)电路交换时延的产生一般有建立连接和数据传送组成，而数据传送包括发送时延和传播时延，在下图表示可能更加直观（以发送开始到发送到达这段过程的时延为例）。
(2)分组交换没有建立连接但是多了存储转发的时延
举例： 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）
答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)(p/b)+ (k-1)(p/b)
其中(k-1)(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）
答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)((p+h)/b)+ (k-1)(p+h)/b
D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5