1 局域网、广域网
2 Internet
- 2.1 互联网（因特网）的发展
- 2.2 互联网（因特网）的组成
  - 2.2.1 边缘部分
    - 2.2.1.1计算机之间通信
  - 2.2.2 核心部分
    - 2.2.2.1 因特网的数据交换方式有：
3 计算机网络的类别
4 计算机网络体系结构

1 局域网、广域网

局域网（Local Area Network, LAN），又称内网。指覆盖局部区域（如办公室或楼层）的计算机网络。按照网络覆盖的区域（距离）不同，其他的网络类型还包括个人网、城域网、广域网等。

局域网：（Local Area Network，LAN），局域网是一个局部范围多台计算机组成的的计算计组，比如家庭网络就是一个小型的局域网，里面包含电脑、手机和平板等，他们共同连接到你家的路由器上。又比如学校的机房就是一个局域网，里面有几百几千台电脑，当机房无法上外网时，但是电脑之间仍可以通信，你们可以通过这个局域网来打CS 、玩红警。理论上，局域网是封闭的，并不可以上外网，可以只有两台电脑，也可以有上万台。

计算机与交换机、交换机与交换机之间的网线的长度不超过100m。

广域网：（WAN，Wide Area Network），广域网的范围就比较大了，可以把你家和别人家、各个省、各个国家连接起来相互通信。广域网和局域网都是从范围的角度来划分的，广域网也可以看成是很多个局域网通过路由器等相互连接起来。

以太网：(Ethernet)，以太网可以看成是一种实现局域网通信的技术标准，是目前最广泛的局域网技术。以太网的运行速率有10Mbps,100Mbps,1Gbps,10Gbps的，它的传输介质有的是双绞线，有的是光纤。简单的说，以太网就是在局域网内，把附近的设备连接起来，可以进行通讯。

2 Internet

各个设备的图形表示

计算机网络（简称为网络）由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。

网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等.

在很多情况下，我们可以用一朵云表示一个网络。

网络（Network）：网络把许多计算机连接在一起。

网络之间还可以通过路由器互连起来，这就构成了一个覆盖范围更大的计算机网络。简称 互连网（internetwork或internet）。
互连网（internet）：许多网络连接在一起。网络的网络。

1997年8月全国科学技术名词审定委员会在其推荐名（一）中，将internet, internetwork, interconnection network的译名均推荐为“ 互联网“ ，而在注释中说” 又称互连网”，即“ 互联网” 与“ 互连网” 这两个名词均可使用，但请注意，“联” 和“连” 并不是同义字。术语“ 互连”一定不能用“互联” 代替。“ 连接” 也一定不能用“联接” 代替。

因特网（互联网）（Internet）：全球最大的一个互联网。

与网络相连的计算机称为主机。

注意：

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。

所以，任意把几个计算机网络互连起来（不管采用什么协议），并且能够通信，这样构成的是一个互连网（internet），而不是互联网（Internet）**。

2.1 互联网（因特网）的发展

第一阶段是从单个网络 ARPANET向互联网发展的过程。
- 1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。
- 人们把 1983年作为因特网的诞生时间。
第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。
- 三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。
第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP结构的因特网。
- 出现了因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。

2.2 互联网（因特网）的组成

从其工作方式来看，可以划分为两块：

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。
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)。

2.2.1 边缘部分

处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)，“端”就是“末端”的意思(即互联网的末端)。

这部分使用户直接使用的，用于进行通信、资源共享。

2.2.1.1计算机之间通信

“主机A和主机B进行通信”，是指“运行在主机A上的某个程序和运行在主机B上的另一个程序进行通信”。由于“进程”就是“运行着的程序”。因此，也就是指“主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信”。

通信方式分为两种：

客户-服务器方式（C/S方式）【client / server 方式】
对等方式（P2P方式）【peer-to-peer 方式】

1、客户-服务器方式（C/S方式）
客户(client)、服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户-服务器方式所描述的是：进程之间服务、被服务的关系。

客户是服务请求方；服务器是服务提供方。
服务请求方、提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。

客户A向服务器B发出请求服务；服务器B向客户A提供服务。

上面所说的，客户、服务器本来都是指的是计算机进程（软件）。

使用计算机的人是计算机的 “用户(user)”不是“客户(client)”。

在许多国外文献中，经常把

运行客户程序的机器称为 client。（此时，应把client 翻译为“客户机”或“客户端”）；
运行服务器程序的机器称为sever。（此时，server 翻译为“服务器”或“服务器”）

2、对等方式（P2P方式）

对等连接(peer-to-peer，简写为P2P)。

这里使用数字2是因为英文的2是two,其读音与to同，因此英文的to 常缩写为数字2)

是指两台主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方哪一个是服务提供方。只要两台主机都运行了对等连接软件(P2P软件)，它们就可以进行平等的、对等连接通信。这时，双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。因此这种工作方式也称为P2P方式。

主机C,D,E,F都运行P2P软件，所以这几台主机之间可以互相进行通信。

注意：
这几台主机都可进行对等通信(如C和D，E和F，以及C和F)。实际上，对等连接方式从本质上仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一台主机既是客户又同时是服务器。例如主机C，当C请求D的服务时，C是客户，D是服务器。但如果C又同时向F提供服务，那么C又同时起着服务器的作用。

2.2.2 核心部分

网络的核心部分起特殊作用的是 **路由器(router)**，它是一种专用计算机(但不叫做主机）。

路由器：是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是 转发收到的分组。

从通信资源的分配角度来看， 交换（switching）就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源。

2.2.2.1 因特网的数据交换方式有：

电路交换
报文交换
分组交换

1、电路交换

每一步电话都连接到交换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户彼此之间可以很方便通信。

电路交换的过程：

chapter1 计算机网络概述 - 图10
在使用电路交换通话之前，必须先拨号请求建立连接。当被叫用户听到交换机送来的振铃音并摘机后，从主叫端到被较短就建立类一条连接，也就是一条专用的物理通路。

chapter1 计算机网络概述 - 图11
注意，当此时，A正在与B进行通话，如果C想要和A页建立一个通话的连接会失败，因为资源正在被占用，也就是占线中。

电路交换适合于数据量很多的实时性传输：核心路由器之间可以使用电路交换。

2、分组交换
分组交换采用 存储转发技术。

报文（message）：把要发送的整块数据称为报文。
分组（packet）：发送报文之前，将较长的报文划分为若干个等长的数据段（如，每个数据段为1024bit），加上一些有必要的控制信息组成的首部（header），就构成了分组。【数据段+首部】
- 分组又称为“包”，分组的首部也称为“包头”。
- 分组是互联网中传送的数据单元。
- 首部包含了如 目的地址、源地址 等重要控制信息。

把一个报文划分为几个分组后再进行传送。

实际的数据发送过程：

chapter1 计算机网络概述 - 图13
发送端会给每个数据段+首部

chapter1 计算机网络概述 - 图14
接收端收到数据之后，会去掉首部（因为首部的目的就是让数据能够准确地发送到接收端，所以，在发送到接收端之后，首部的任务就完成了）
chapter1 计算机网络概述 - 图15
去掉首部

注意：
- 分组交换不需要建立连接；电路交换需要建立连接。所以分组交换是不占线的。
- 路由器具有存储转发功能，可以暂存数据，如果多个数据想要经过同一条线路的时候需要进行排队等候。
- 路由器暂时存储的是一个个的短分组，而不是整个长报文。短分组是暂存在路由器的存储器（内存）中而不是存储在磁盘中。这就保证了较高的交换速率。

分组交换的总结：

优点：高效，灵活，迅速，可靠
延迟，开销

3、报文交换
将整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后，查找转发表，转发到下一个结点。

电路交换、报文交换、分组交换之间的区别：

A、D分别是源点、终点；B、C是A和D之间的中间节点

若要连续传送大量数据，且传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快；
报文交换、分组交换 不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
分组的长度远小于整个报文长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也更灵活。

3 计算机网络的类别

3.1 计算机网络的定义

计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（如：春传送数据、视频信号等）。

“可编程的硬件”表示这种硬件一定包含有中央处理器CPU

3.2 几种不同类别的计算机网络

3.2.1 按照网络作用的范围分类

广域网（WAN：wide area network）：广域网的作用范围通常为几十到几千公里，因而有时也称为远程网(long haul network)。广域网是互联网的核心部分，其任务是通过长距离(例如，跨越不同的国家)运送主机所发送的数据。
城域网MAN (Metropolitan Area Network)：作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至整个城市，其作用距离约为5 ~ 50 km。城域网可以为一个或几个单位所拥有，但也可以是一种公用设施，用来将多个局域网进行互连。目前很多城域网采用的是以太网技术，因此有时也常并入局域网的范围进行讨论。
局域网LAN (Local Area Network)：一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连(速率通常在10 Mbit/s 以上)，但地理上则局限在较小的范围(如1 km左右)。在局域网发展的初期，一个学校或工厂往往只拥有一个局域网，但现在局域网已非常广泛地使用，学校或企业大都拥有许多个互连的局域网(这样的网络常称为校园网或企业网)。我们将在第3章3.3至3.5节详细讨论局域网。
个人区域网PAN (Personal Area Network)：在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备(如便携式电脑等)用无线技术连接起来的网络，因此也常称为无线个人区域网WPAN (Wireless PAN)，其范围很小，大约在10 m左右。

3.2.2 按照网络的使用者分类

公用网(public network)这是指电信公司(国有或私有)出资建造的大型网络。“公用”的意思就是所有愿意按电信公司的规定交纳费用的人都可以使用这种网络。因此公用网也可称为公众网。
专用网(private network)这是某个部门为满足本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如，军队、铁路、银行、电力等系统均有本系统的专用网。

3.3 计算机网络的性能

3.3.1 计算机网络性能指标

下面介绍常用的7个性能指标：

3.3.1.1 速率

网络中的速率指：连接在计算机网络中的主机在数字信道上传送 数据的传送速率，也称为 数据率(data rate)或比特率(bit rate)。

速率的单位：bit/s（或 b/s，有时也写为：bps，即 bit per second）。
- 现在，谈到网络，常常会省略速率单位中应有的bit/s，如“40G的速率”实际上应为“40Gbit/s的速率”
当提到网络的速率时，往往指的是 额定速率 或 标称速率。

信道

3.3.1.2 带宽

“带宽”(bandwidth)有以下两种不同的意义:

(1)、带宽本来是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3.4kHz，即话音的主要成分的频率范围)。

这种意义的带宽的单位是赫（或千赫、兆赫等）。

表示某信道允许通过的信号频带范围就称该信道的带宽（或频带）。

(2)、在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。在本书中提到“带宽”时，主要是指这个意思。

这种意义的带宽的单位就是数据率的单位bit/s,是“比特每秒”**。

3.3.1.3 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)的实际的数据量。

吞吐量就是将其所有的信道的速率加起来的总和。

吞吐量更经常地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，吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

例如，对于一个1Gbit/s的以太网，就是说其额定速率是1 Gbit/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1 Gbit/s 的以太网，其实际的吞吐量可能也只有100 Mbit/s, 或甚至更低，并没有达到其额定速率。

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。

3.3.1.4 时延

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。时延是个很重要的性能指标，它有时也称为延迟或迟延。

网络中的时延由以下部分组成：

(1)、发送时延
发送时延(transmissiondelay)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。

因此发送时延也叫做传输时延(我们尽量不采用传输时延这个名词，因为它很容易和下面要讲到的传播时延弄混)。发送时延的计算公式是：

(2)、传播时延
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。

传播时延的计算公式是：

注意：电磁波在信道上的传输速率与传输该信道所用的材料（是铜、光纤、等等）有关。

发送时延：发生在机器内部的发送器中（一般就是网络适配器中），与传输信道的长度（或信号传送的距离）无关。传播时延：发生在机器外部的传输信道上，与信号的发送速率无关，信号传输距离越远，传播时延就越大。

(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。
例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找适当的路由等，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。这就产生了排队时延。
排队时延的长短往往取决于网络当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于排队时延为无穷大。

下图中，展示各个时延发生的地方：

3.3.1.5 时延带宽积

时延带宽积：又称 “以比特为单位的链路长度”

时延带宽积，就是该段链路所能容纳的数据量的上限。

3.3.1.6 往返时间 RTT

RTT（Round-Trip Time）：从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认。
**

3.3.1.7 利用率

利用率分两种：

信道利用率：指出某信道有百分之几的时间是被利用的；
网络利用率：全网络的信道利用率加权平均值；

就像马路上汽车变多（利用率增加）的时候，堵车（时延）就变多了。

3.3.2 计算机网络的非性能指标

4 计算机网络体系结构

几个概念：

4.1、OSI的体系结构：

应用层：能够产生网络流量能够和用户交互的应用程序；
表示层：加密，压缩，开发人员需要考虑加密和解密的功能
会话层：服务和客户端建立的会话，【可以查木马 netstat -nb（加一个b可以查看木马名称）】
- ps：木马产生危害，一定会与外界进行会话，而只有建立了会话，就能查找到这个建立会话的执行程序也就是可以查找到后台运行的木马
传输层：可靠传输建立会话TCP协议，不可靠传输不建立会话UDP协议，这两个都属于传输层；流量控制（服务器处理不过来的时候需要通知客户端稍微暂停一下从而实现流量的控制）
网络层：IP地址编址选择最佳路径(自动选择的，动态路由协议实现)
数据链路层：规定了输入的数据如何封装添加物理层地址现在的计算机网卡称为MAC地址
物理层：规定了电压(几V代表1，几V代表0)和接口标准(网线的接口有8根线)