计算机网络基础知识总结（一）概述

一、概述

1）三大网络：电信网络、有线电视网络和计算机网络。

2）计算机网络（简称网络）由若干个结点和连接这些结点的链路组成。

3）internet和Internet的区别

以小写字母i开始的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，不一定非要使用TCP/IP协议。
以大写字母I开始的Internet（互联网，或因特网）则是一个专用名词，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连网，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。

4）ISP：互联网服务提供者ISP（InternetService Provider）。在许多情况下，ISP就是一个进行商业活动的公司，因此ISP又常译为互联网服务提供商。例如，中国电信、中国联通和中国移动等公司都是我国最有名的ISP。

1）边缘部分：由所有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提供服务的（提供连通性和交换）。

3）在网络边缘的端系统之间的通信方式通常可划分为两大类

4）在网络核心的三种交换

5）不同类别的计算机网络

按照网络的作用范围进行分类
- 广域网WAN（Wide Area Network）
- 城域网MAN（Metropolitan Area Network）
- 局域网LAN（Local Area Network）
- 个人区域网PAN（Personal Area Network）
按照网络的使用者进行分类
- 公用网（public network）
- 专用网（private network）

1）速率：当提到网络的速率时，往往指的是额定速率或标称速率，而并非网络实际上运行的速率。（单位：bit/s）

2）带宽：两种含义。

3）吞吐量（throughput）：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际的数据量。（单位：bit/s）

4）时延（delay或latency）：是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。由四部分组成。（单位：s）

发送时延（transmission delay）：是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。注意这时帧还没完全进入信道，还在机器内部的发送器中。

计算公式： $发送时延 = {\frac{数据帧长度(bit)}{发送速率(bit/s)}}$ 。（这里发送速率其实可以看做是带宽）
传播时延（propagation delay）：是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。

计算公式： $传播时延 = {\frac{信道长度(m)}{电磁波在信道上的传播速率(m/s)}}$ 。
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先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。
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

5）时延带宽积：把以上讨论的网络性能的两个度量传播时延和带宽——相乘，就得到另一个很有用的度量：传播时延带宽积，即时延带宽积 = 传播时延 x 带宽。

6）往返时间RTT（Round-Trip Time）：往返时延。

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：指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。

计算公式： $S = {\frac{T}{(T + RTT)}}$ 。S是信道利用率，T是发送时延，RTT是往返时延，忽略处理时间和发送确认分组时间。
网络利用率：是全网络的信道利用率的加权平均值。

计算公式： $D = {\frac{D_0}{1-U}}$ 。D是网络当前的时延， $D_0$ 是网络空闲时的时延，U是网络利用率。