1969年，第一个分组交换网ARPANET
1983年，TCP/IP成为ARPANET的标准协议（因特网诞生时间）

ISP（Internet Service Provider）因特网服务提供者

我国主要是中国电信，中国联通，中国移动

基于ISP的三层结构的因特网

第一层ISP（主干网）——>第二层ISP（大公司）——>本地ISP（本地范围）

因特网的标准化工作

  • 因特网在制定其标准的很大一个特点是面向公众
  • 因特网协会ISOC，负责对因特网进行全面管理
    • 因特网体系结构委员会IAB,负责管理因特网有关协议的开发
    • 因特网工程部IETF，负责研究中短期工程问题
    • 因特网研究部IRTF，从事理论方面的研究和开发一些需要长期考虑的问题
  • 指定因特网的正式标准要经过以下4个阶段
    1. 因特网草案（还不是RFC文档）
    2. 建议标准（从这开始就成为RFC文档）
    3. 草案标准
    4. 因特网标准

因特网的组成

  • 边缘部分：

由所有连接在因特网上的主机组成，由用户直接使用，用来进行通信和资源共享

  • 核心部分

由大量网络和连接这些网络的路由器组成。为边缘部分提供服务。

三种交换方式

电路交换（Circuit Switching)

  • 电话交换机接通电话线的方式称为电路交换
  • 电路交换的三个步骤：

1.建立连接（分配通信资源）
2.通话（一直占用通信资源）
3.释放资源（归还通信资源）

分组交换（Packet Switching）

发送方：
构造分组
发送分组
路由器：
缓存分组
转发分组
接收方：
接受分组
还原报文

报文交换

太落后了不讲了

电路交换、报文交换、分组交换的对比

电路交换 报文交换 分组交换
优点 缺点 优点 缺点 优点 缺点

1. 通信时延小
1. 有序传输
1. 没有冲突
1. 适用范围广
1. 实用性强
1. 控制简单
1. 建立连接时间长
1. 线路独占，使用效率低
1. 难以规格化
1. 无需建立连接
1. 动态分配线路
1. 提高线路可靠性
1. 提高线路利用率
1. 提供多目标服务
1. 引起了转发时延
1. 需要较大储存缓存空间
1. 需要传输额外的信息量
1. 无需建立连接
1. 线路利用率高
1. 简化了储存管理
1. 加速传输
1. 减少出错概率和重发数据量
1. 引起转发时延
1. 需要传输额外的信息量
1. 对于数据报服务，存在时序、丢失、或重复分组的问题；对于虚电路服务，存在呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程

计算机网络的定义

最简单的定义是：一些互相连接的自治的计算机的集合
较好的定义是：计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互联而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。

计算机网络的分类

  • 按交换技术分类
    • 电路交换网络
    • 报文交换网络
    • 分组交换网络
  • 按使用者分类
    • 公用网
    • 专用网
  • 按传输介质分类
    • 有线网络
    • 无线网络
  • 按覆盖范围分类
    • 广域网WAN
    • 城域网MAN
    • 局域网LAN
    • 个域网PAN
  • 按拓扑结构分类
    • 总线型网络
    • 星型网络
    • 环形网络
    • 网状型网络

计算机网络的性能指标

速率

比特 速率
计算机中数据量的单位，也是信息论中信息量的单位。一个比特就是二进制数字中的一个1或0 连接再计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称为比特率或数据率
常用数据单位
8 bit = 1 Byte
KB = 2^10 B
MB = KKB = 2^102^10 B = 2^20 B
GB = KMB = 2^102^20 B = 2^30 B
TB = KGB = 2^102^30 B = 2^30 B		 常用数据率单位
bit/s（b/s , bps）
kb/s = 10^3 b/s（bps）
Mb/s = kkb/s = 10^310^3 b/s = 10^6 b/s（bps）
Gb/s = kMb/s = 10^310^6 b/s = 10^9 b/s（bps）
Tb/s = kGb/s = 10^310^9 b/s = 10^12 b/s（bps）

带宽

带宽在模拟信号系统中的意义：
信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围
单位：Hz（kHz，MHz，GHz）
带宽在计算机网络中的意义：
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中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”
单位：b/s （kb/s, Mb/s, Gb/s, Tb/s）

吞吐量

吞吐量表示在单位时间内通过某个网路（或信道、接口）的数据量
吞吐量受网路的带宽或额定速率的限制

时延

发送时延 = 分组长度（b）/发送速率（b/s）
传播时延（多个）= 信道长度（m）/ 电磁波传播速率（m/s）
自由空间：310^8 m/s
铜线：2.310^8 m/s
光纤：2.010^8 m/s
*处理时延（多个）：一般会指明，不方便计算
image.png

时延带宽积

  • 时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
  • 若发送端连续发送数据，则在所发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个比特链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度

    往返时间RTT（Round-Trip-Time）

利用率

  1. 信道利用率：用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）
  2. 网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均

因此：信道利用率并非越高越好
如果令D0表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，U表示利用率，那么：
计算机网络——第一章 概述 - 图2

丢包率

  • 丢包率即分组丢失率，指在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率
  • 丢包率具体可分为接口丢包率、结点丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率
  • 分组丢失主要有两种情况：
    • 分组在传输过程中出现误码，被结点丢弃
    • 分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃；在通信量较大时就可能造成网络拥塞
  • 因此丢包率反映了网络的拥塞情况：
    • 无拥塞时路径丢包率为0
    • 轻度拥塞时路径丢包率为1%~4%
    • 严重拥塞时路径丢包率为5%~15%