（最近上班被安排去培训，培训内容前几课都挺基础的，但是本都来了，那听完课好好总结一下吧，下面的只是点全都是我自己的理解，不是书上标准的解释）

计算机网络定义

计算机网络是互连的、自治的计算机的集合。

自治：计算机系统彼此独立，不存在主从或者或者与被控制的关系

互连：计算机系统之间利用通信链路连接

（个人简单理解：互相连接但是又相互独立）

目前最大的，应用最广泛的计算机网络就是Internet或称因特网（感觉这句话好古老，大学听到过好多遍）

网络协议：计算机系统间相互通信需要遵循的规定（依旧个人简单理解）

协议的定义

协议三要素：语法，语义和时序

（1）语法：实体间交换信息的格式和结构

（2）语义：实体交换之间需要发送或包含哪些控制信息

（3）时序：实体之间交换信息的顺序以及速度

计算机网络的功能

计算机网络的核心是共享

共享主要包含三个方面：

1、硬件资源的共享（打印机，扫描仪）

2、软件资源共享（远程访问部署在服务器上的专业大型软件）

3、信息资源共用（社交媒体，论坛等）

计算机网络的分类

按照覆盖范围分类

个域网（Personal Area Ntework ，PAN），覆盖范围1~10m，个人设备通过无线通信技术构成小范围的网络，比如蓝牙耳机，家用路由器

局域网（Local Area Network,LAN）,覆盖范围10m~1km,办公楼，校园厂区等局部区域内

城域网（Metropolitan Area Network ,MAN），覆盖范围5~50km，覆盖一个城市范围的网络，例如中国移动，中国联通，中国电信

广域网（Wide Area Network,WAN）,覆盖范围在几十到几千千米，可以实现异地城域网的互连，internet就是最大的广域网

（同样古老的概念）

按照拓扑结构分类

星型拓扑结构

比较多见于局域网，个域网

优点：易于监控与管理，故障诊断与隔离容易

缺点：中央节点故障，全网瘫痪；网络规模受限与中央结点的端口数量

总线型拓扑结构

在早期的局域网中比多多见

优点：结构简单，所需电缆数量少，易于扩展

缺点：通信范围受限，故障诊断于隔离较困难，容易产生冲突

环形拓扑结构

多见于早期的局域网，园区网和城域网中

优点：所需电缆长度短，可以使用光纤，易于避免冲突

缺点：某结点的故障容易引起全网瘫痪，新结点的接入或撤出过程比较麻烦，存在等待时间

网状拓扑结构

多见于广域网，核心网络等

优点：网络可靠性高，一条或多条链路故障时仍可联通

缺点：网络结构复杂，造价成本高，选路协议复杂

树形拓扑结构

局域网采用这种拓扑结构

优点：易于扩展，故障隔离容易

缺点：对根结点的可靠性要求高，一旦根结点故障，则可能导致网络大范围无法通信

混合拓扑结构

绝大多数实际网络的拓扑结构都属于混合拓扑结构，比如Internet

优点：易于扩展，可以构建不同规模网络，并根据需要优选网络结构

缺点：网络结构复杂，管理与维护复杂

按照交换方式分类

数据交换：网络通过彼此互连的结点间的数据转接

可以分为：电路交换网络，报文交换网络，分组交换网络

按照网络用户属性分类

（1）公用网（public network）：公用网是指由国家或企业出资建设，面向公众提供收费或免费服务的网络

（2）私有网（private network）：私有网是指由某个组织（如政府部门或者企业等）出资建设，专门面向该组织内部业务提供网络传输服务，不向公众开放网络

计算机网络结构

1.网络边缘

所有使用到互联网的终端

比如：计算机，智能手机，智能家电等

2.接入网络

是实现网络边缘的端系统与网络核心连接与接入的网络

1.电话拨号接入：利用了电话网络覆盖广泛的优点，能够方便的实现分散的家庭用户接入网络。这种接入方式链路带宽有限，最大的带宽仅为56kbit/s。（古早接入方式）

2.非对称数字用户线路ADSL：（也是电话），电话机连接电话端局的线路称为用户线路。

ADSL是目前家庭用户接入网络中比较常见的一种接入方式。ADSL技术基于频分多路复用技术。

3.混合光纤同轴电缆HFC接入网络：利用有线电视网络实现网络接入的技术。HFC接入是共享式接入，即连接到同一个同轴电缆上的用户共享上行和下行带宽

4.局域网（光纤到户，学校，企业）典型的局域网技术是以太网，WiFi等

5.移动接入网络（2G/3G/4G/5G）个人设备接入网络的首选途径

3.核心

ISP（Internet Service Provider）通过数据交换方式实现中继和转发。网络核心是由通信链路互连的分组交换设备构成的网络，作用是实现网络边缘中主机之间的数据中继与转发。比较典型的分组交换设备是路由器和交换机等

数据交换方式

数据交换的概念

数据交换是实现在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础。常见的数据交换技术包括电路交换，报文交换和分组交换。基于不同的交换技术构建的网络分别称之为电路交换网络，报文交换网络和分组交换网络

1.电路交换

电路交换是最早出现的一种交换方式，电话网络是最早，最大的电路交换网络，利用电路交换进行通信

包含3个阶段

• 建立电路：传输数据前，必须建立一条端对端的电路
• 传输数据：数据可以是数字的，也可以是模拟的，传输可以是单工也可以是全双工
• 拆除电路：数据传输结束后，释放物理链路

特点：有连接的，通信时独占一个信道。实时性高，时延和时延抖动比较小

缺点：信道利用率低，传输速率单一。主要适用于语音，视频这类实时性强的业务

2.报文交换

报文交换也成为消息交换。发送方把要发送的信息附加上发送、接收主机的地址及其他控制信息，构成一个完整的报文。然后以报文为单位在交换网络的各结点之间以存储-转发的方式传送，知道送达目的地

优点：无需先建立连接，线路利用率高

缺点：时延较长并且不固定；存储空间不够或者传出链路被占用不能及时转发时，就不得不丢弃报文

3.分组交换

在通信过程中，通信双方以分组为单位，使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换

分组交换也成为包交换，它将用户通信的数据划分成多个更小的登场数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组

五元组：源地址，源端口，目的地址，目的端口，协议

分组交换的优点

（1）交换设备的存储容量要求低

（2）交换速度快

（3）可靠传输率高

（4）更加公平

分组长度的确定

（1）分组长度与延迟时间在其他条件相同的情况下，分组长度越长，延迟时间越长，所以，对于实时交互通信，要求延迟时间端，分组长度应该尽可能短；对于比如文件传送类的非实时通信数据，延迟要求不高，即使分组长度较长，也不会影响正常通信，分组长度可以适当长一些

最佳分组长度Lopt=√(h/pe)

标准分组长度：16B-4096B之间的2^nB，比如32B,64B，128B，256B，512B，1024B等

B=Byte=字节 b=bit=比特 1B=8bit

（2）分组长度与误码率分组交换中必须具有差错控制，以提高传输数据的可靠性

公式：L=x+h

L:分组总长度 x：数据部分长度 h：头部长度

若信道误码率为Pe（单个比特传错的概率），那么分组传输的正确率为Ps=(1-Pe)^(x+h)

分组传输错误要求重发的概率（1- Ps）

信道利用率

信道利用率就是：这条线路实际用来传输有效数据的时间占比

目前, 有关分组数据交换的规格和标准由国际电信联盟（International Telecom Union, ITU） 以建议的形式制定出，分组长度以16B（1B=8bit)到4096B之间的2nB为标准分组长度，如32B、64B、256B、512B和1024B等。

计算机网络性能

速率与带宽

需要注意的是在计算机网络的概念当中速率和带宽是一个意思，都表示网络传输数据的能力

速率是指网络单位时间内容传送的数据量，用以描述网络传输数据的快慢，也成为数据传输率或数据速率（date rate）。

计算机网络传输的数据是以位为信息单位的二进制数据，速率的单位是bit/s，有时也成为比特率。速率是计算机网络中最重要的性能指标之一

时延（也叫延迟）

时延是指数据从网络中的一个结点到达另一个结点所需要的时间。计算机网络中，通常将连接两个结点的直接链路称为一个“跳步”，简称“跳”。分组的每跳传输过程中主要产生4类时延

1. 结点处理时延（验证差错，修改控制信息）
2. 排队时延（在交换结点暂存的时间）

3) 传输时延——分组长度除以带宽

比如：数据1000bit 带宽：100bit/s 传输时延：1000bit / 100bit/s =10s

1. 传播时延——链路长度除以信号传播速度

比如：光纤100km 光速20万km/s 传播时延=100km / 200000km/s=0.0005s

时延带宽积(G)

如果将物理链路看作传输数据的管道，时延带宽积表示链路可以容纳的数据位数，也称为以位为单位的链路长度

时延带宽积=传播时延*带宽

丢包率（与网络堵塞程度相关）

丢包率被用于评价和衡量网络性能的指标，在很大程度上可以反映网络的拥塞程度，因为网络丢包的主要因素是网络拥塞

丢包率=丢了几个包/总共发了几个包

吞吐量（单位bit/或者B/s）

表示在单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量