‘壹’ 计算机网络
字节 也叫Byte，是 计算机 数据的基本 存储单位 。
8bit(位)=1Byte(字节)
1024Byte(字节)=1KB
1024KB=1MB
1024MB=1GB
1024GB=1TB
其中：K是千 M是兆 G是吉咖 T是太拉。
在电脑里一个中文字是占两个字节的。
因特网发展三个阶段
1、是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程
2、建成了三级结构的因特网
3、逐渐形成多层次ISP结构的因特网
计算机网络类别：广域网、城域网、局域网lan、个人局域网
不同使用者网络
公用网、专用网。
接入网用来把用户接入因特网的网络 又称本地接入网、居民接入网。
计算机网络性能指标
速率 比特bit网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率也成为数据率或比特率、
带宽 指某个信号具有的 频带宽度 单位khz 、表示网络的通信线路所能传送数据的能力因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率“” 这种意义的带宽单位是比特每秒 b/s
、 吞吐量 表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率限制
例如，对于一个 100 Mbls 的以太网，其额定速率是 100 Mbls ，那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此，对 100 Mb/s 的以太网，其典型的吞吐量可能也只有 70 Mb/s 。请注意，有时吞吐量还可用每秒传送的字节数或帧数来表示。、
时延 是指数据从网络的一端传递到另外一端所需的时间也成为延迟 或迟延。
网络时延由以下几部分组成
1、 发送时延 是主机或路由器发送数据传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。
2、 传播时延 是电磁波在信号中传播一定的距离需要花费的时间.
3、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
4、排队时延
对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。
提高发送速率只是减小了数据的发送时延。
5、时延带宽积
又称为以比特为单位的的链路长度
6、往返时间RTT
往返时间 RTT 从发送方发送数据开始， 到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间。
7、利用率
信道利用率、网络利用率两种
信道或网络利用率过高会产生非常大的时延
网络当前时延 = 空闲时的时延 /（1 - 利用率）
一般说来，小时延的网络要优于大时延的网络 在某些情况下，一个低速率、小时延
的网络很可能要优于一个高速率但大时延的网络。
必须指出，在总时延中，究竟是哪一种时延占主导地位，必须具体分析
计算机网络的非性能特征
1、费用
2、质量
3、标准化
4、可靠性
5、可扩展性可升级性
6、易于管理和维护
计算机网络体系结构
把计算机网络的各层及其协议的集合 称为网络的体系结构。
协议与划分层次
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定 称为网络协议。 结构应该是层次式的
1、语法 2、语义 3、同步
分层好处
1、各层之间是独立的
2、灵活性好
3、 结构上可分割开
4、易于实现和维护
5、促进标准化工作
各层要完成的功能
实体、 协议、服务、服务访问点
实体表示任何可发送或接收信息的 硬件或软件进程。许多情况下，实体是 一个特定的软件模块。
协议是控制两个对等实体 (或多个实体)进行通信的规则的集合
在同一系统中相邻两层的实体 进行交互的地方 称为服务访问点 SAP 实际是一个逻辑接口
首先要强调指出，物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据
比特流，而不是指具体的传输媒体。
特性
1、机械特性
2、电气特性
3、功能特性
4、过程特性
数据通信系统可划分为三大部分 源系统 ： 源点、发送器
目的系统 接收器、终点
通信的目的是传送消息
数据是运送消息的实体
信号是数据的电气或电磁的表现
根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可分为两大类
1、模拟信号或连续信号 代表取值连续的
2、数字信号或离散信号 代表取值离散的
信道基本概念
1、单向通信
2、双向交替通信
3、双向同时通信
来自信源的信号常称为基带信号
系带信号包含有较多的低频成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。解决这个问题 必须对基带信号进行调制。
信道的极限容量
数字通信优点 在接收端只要我们能从失真的波形识别出原来的信号
限制码元在信道上的传输速率的因素
1、信道能够通过的频率范围
2、信噪比
物理层下的传输媒体 也称为传输介质或传输媒介 它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路.
传输媒体分为 1、导向传输媒体
1、双绞线
2、同轴电缆
3、光缆
2、非导向传输媒体。
1、点对点信道
2、广播信道
链路是 从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。
数据链路 网络适配器
数据链路层协议数据单元-帧
数据链路层 把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上，以及把接收到的帧中数据取出并上交给网络层。在因特网中，网络层协议数据单元就是 IP 数据报
三个基本问题
每一种链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上限--最大传送单元MTU
2、透明传输
3、错检测
比特差错 ：比特传输过程中可能产生差错 误码率：错误比特在所有中的比率。
网络传输数据时采用差错检测措施 目前数据链路层广泛使用循环冗余检验CRC检错技术。
PPP协议特点
1、简单
2、封装成帧
3、透明性
4、多种网络层协议
5、多种类型链路
6、差错检测
7、检测连接状态
8、最大传送单元
9、网络层地址协商
10、数据压缩协商
PPP协议不需要的功能
1、纠错 只进行检错 PPP协议是不可靠的传输协议。
2、流量控制
3、序号
4、多点线路
5、半双工或单工链路 PPP只支持全双工链路
PPP协议组成
1、一个将IP数据封装到串行链路的方法
2、一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP
3、一套网络控制协议NCP
PPP协议的帧格式
1、字段的意义
首4个尾2个 信息字段长度可变不超过1500字节
尾部中的第一个字段是使用CRC的帧检验序列FCS
2、字节填充
3、零比特填充
PPP协议工作状态
PPP链路的起始和终止状态永远是“链路静止“状态 这时在PC机和ISP的路由器之间并不存在物理层连接。
链路的另一端可以发送以下几种响应的一种
1、配置确认帧
2、配置否认帧 所有选项都理解不能接受
3、配置拒绝帧 选项有的无法理解或者识别 需要协商
使用广播信道的数据链路层
局域网的数据链路层
局域网主要特点 ：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
优点：
1、具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。
2、便于系统的扩展和逐渐地演变、各设备的位置可灵活调整改变
3、提高了系统的可靠性、可用性、生存性
‘贰’ 计算机网络的性能
计算机网络的性能一般是指它的几个重要的性能指标。但除了这些重要的性能指标外，还有一些非性能特征(nonperformance characteristics)也对计算机网络的性能有很大的影响。本节将讨论这两个方面的问题。计算机网络的性能指标，性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。下面介绍常用的七个性能指标。我们知道，计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)来源于binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。比特也是信息论中使用的信息量的单位。网络技术中的速率指的是数据的传送速率，它也称为数据率(data rate)或比特率(bit rate)。速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是bit/s(比特每秒)(或b/s，有时也写为bps，即bit per second)。当数据率较高时，就常常在bit/s的前面加上一个字母。例如，k(kilo)=103=千，M (Mega)=10=兆，G(Giga)=109=吉，T(Tera)=10=太，P(Peta)=10=拍，E(Exa)=1018=艾，Z(Zetta)=101-泽，Y(Yotta)=104=尧。这样，4x10'bit/s的数据率就记为40Gbit/s。现在人们在谈到网络速率时，常省略了速率单位中应有的bit/s，而使用不太正确的说法，如“40G的速率”。另外要注意的是，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。
‘叁’ 计算机网络的性能指标有哪些简述其概念。
计算机网络的性能一般指它的几个重要的性能指标。但除了这些重要的性能指标外，还有一些非性能特征也对计算机网络的性能有很大的影响。
性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。下面总结下常用的七个性能指标。
1、速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)是计算机中的数据量的单位，也是信息论中使用的信息量单位。英文字bit来源binary digit(一个二进制数字)，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。网络技术中的速率指的是链接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称为数据率(data rate)或者比特率(bit rate)。速率的单位是b/s(比特每秒)或者bit/s，也可以写为bps，即bit per second。当数据率较高时，可以使用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)或者Tb/s(T=10^12=太)。现在一般常用更简单并不是很严格的记法来描述网络的速率，如100M以太网，而省略了b/s，意思为数据率为100Mb/s的以太网。这里的数据率通常指额定速率。
2、带宽
带宽本上包含两种含义：
(1)带宽本来指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。例如，在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz(从300Hz到3.1kHz，即声音的主要成分的频率范围)。这种意义的带宽的单位是赫兹。在以前的通信的主干线路传送的是模拟信号(即连续变化的信号)。因此，表示通信线路允许通过的信号频带范围即为线路的带宽。
(2)在计算机网络中，贷款用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据量“。这种意义的带宽的单位是”比特每秒“，即为b/s。子这种单位的前面也通常加上千(k)、兆(M)、吉(G)、太(T)这样的倍数。
3、吞吐量
吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量进场用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。显然，吞吐量受到网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如，对于一个100Mb/s的以太网，其额定速率为100Mb/s，那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此，对100Mb/s的以太网，其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。
4、时延
时延指数据(一个报文或者分组)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是一个非常重要的性能指标，也可以称为延迟或者迟延。
网络中的时延由以下几部分组成：
(1)发送时延 发送时延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时间。发送时延也可以称为传输时延。发送的时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)。
对于一定的网络，发送时延并非固定不变，而是与发送的帧长成正比，与发送数率成反比。
(2)传播时延 传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播数率(m/s)
电磁波在自由空间的传播速率是光速，即3.0×10^5 km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速率比在自由空间低一些，在铜线电缆中的传播速率约为2.3×10^5 km/s，在光纤中的传播速率约为2.0×10^5 km/s。
(3)处理时延 主机或路由器在收到分组时需要花费一定的时间处理，分析分组首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验、查到适当路由等，这就产生了处理时延。
(4)排队时延 分组在经过网络传输时，要经过许多的路由器。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。这就产生了排队延时。排队延时通常取决于网络当时的通信量。
这样数据在网络中尽力的总延时就是
总延时 = 发送延时 + 传播延时 + 处理延时 + 排队延时
对于高速网络链路，提高的仅仅是数据的发送数率而不是比特在链路上的传播速率。荷载信息的电磁波在通信线路上的传播速率与数据的发送速率并无关系。提高的数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。
5、时延带宽积
把以上两个网络性能的两个度量，传播时延和带宽相乘，就等到另外一个度量：传播时延带宽积，即
时延带宽积 = 传播时延 × 带宽
例如，传播时延为20ms，带宽为10Mb/s，则时延带宽积 = 20 × 10 × 10^3 /1000 = 2 × 10^5 bit。这就表示，若发送端连续发送数据，则在发送的第一个比特即将达到终点时，发送端就已经发送了20万个比特，而这20万个bit都在链路上向前移动。
6、往返时间RTT
在计算机网络中，往返时间RTT也是一个重要的性能指标，表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间。对于上面提到的例子，往返时间RTT就是40ms，而往返时间和带宽的乘积是4×10^5(bit)。
显然，往返时间与所发送的分组长度有关。发送很长的数据块的往返时间，应当比发送很短的数据块往返时间要多些。
往返时间带宽积的意义就是当发送方连续发送数据时，即能够及时收到对方的确认，但已经将许多比特发送到链路上了。对于上述例子，假定数据的接收方及时发现了差错，并告知发送发，使发送方立即停止发送，但也已经发送了40万个比特了。
7、利用率
利用率有信道利用率和网络利用率。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。这是因为，根据排队的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。
如果D0表示网络空闲时的时延，D表示当前网络时延，可以用简单公式(D=D0/(1-U)来表示D，D0和利用率U之间的关系。U数值在0和1之间。当网络的利用率接近最大值1时，网络的时延就趋近于无穷大。
‘肆’ 计算机网络技术(一)——概论
摘要
计算机诞生后，作为信息处理的核心器件，被广泛用于科学计算、工业控制、人工智能等各个领域。随着计算机普及，人们越来越不满足孤立的计算机进行的信息处理，而是希望位于不同空间的计算机及其附属设备能够连通起来，从而实现[信息的传输和共享]。计算机网络便在这样的背景下出现了。
从资源共享的角度可以定义为：计算机网络是以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合。
美国国防部于20世纪60年代末开始建设ARPANET，用于研究和实验。ARPANET采用[分组交换技术],可以连接到不同型号的计算机设备，实现数据信号的传输。最初的ARPANET包含4个节点，到了20世纪70年代，越来越多的大学和科研机构作为结点加入ARPANET。同时，出现了越来越多的基于ARPANET的网络应用，比如电子邮件、DNS、FTP和Telnet等。在ARPANET网络研究过程中，研究员为了将不同类型的网络互联起来，使得位于不同网络的计算机之间可以通信，TCP/IP模型由此而生。进入20世纪80年代，TCP/IP完全覆盖了ARPANET，成为网络互联的标准协议。
根据网络的覆盖范围可以分为：局域网、城域网、广域网和互联网。
计算机网络按照传输介质的类型可以分为：有线网络和无线网络。
有线网络的优点：
有线网络的缺点：
无线网络的优点：
无线网络的缺点：
计算机网络按照其所有权性质的不同，可以分为：公用网和专用网。
公用网是由电信部门建设的，能供任何个人和单位使用。专用网是由某个部门为本单位的特殊用途而建设的，通常不向外提供服务。
拓扑结构是网络中各个结点之间相互连接的几何形式，直接影响到网络中数据传输的特点和性能，主要有以下几种。
在逻辑功能上，计算机网络可以分为两部分：通信子网和资源子网。
通信子网负责完成网络数据的传输、转发、交换和路由等通信认为；资源子网负责网络的数据处理业务，向网络中的用户提供各种资源和服务。
计算机网络可以分为广播式网络和点对点式网络。传统的以太网就是广播式计算机网络，基于TCP/IP的Internet属于点对点式网络。
计算机网络要实现数据传输和资源共享，必须要有相应的设备来实现这些功能。计算机网络设备可以分为硬件设备和软件设备。硬件设备包括计算机、服务器、交换机、路由器和通信介质等，软件设备包含各种网络协议、网络操作系统和应用程序等。
是用户访问和使用计算机网络的界面，包含台式机、笔记本、服务器及智能手机、平板电脑等。
是某种交换式网络(如以太网)内部的一种核心装置，负责网络内部数据的调度和转发。
是连接IP网络中不同类型的网络，为不同格式的数据分组选择合适的通信路径并转发的网络中间设备。实现路由的方法称为路由算法(Routing Algorithm)。
规定网络中所传输的数据分组的格式、传输的策略、交换和路由方法。网络协议包含三个基本要素：
区别于单机操作系统，能够在网络环境下为用户和网络资源提供接口，实现对网络资源管理和控制的程序集合。
是计算机网络中连接各个网络结点的物理线路，是数据传输的通道。可以分为有线介质(或称引导型介质)和无线介质(或称非引导型介质)两大类。
要研究和使用计算机网络，首先要有一套评价网络运行好坏的性能指标体系，其中包括定量的性能指标，也包括非定量的性能指标。
根据制定和使用标准的组织性质不同，标准可以分为：企业标准、行业标准、国家标准和国际标准。