• 广义观点
• 资源共享观点
• 用户透明性观点

• ARPAnet
  • 采用分组交换方式

• ARPANET向互联网发展
• 三级结构互联网
• 多层次ISP结构互联网

• 分布式系统
  • 整个系统中的各个计算机对用户都是透明的
• 计算机网络
  • 用户必须登录欲运行的计算机，按照计算机的地址，将程序通过计算机网络传送到该计算机上运行，最后根据用户的命令将结果传送到指定的计算机
• 分布式系统与计算机网络的主要区别不在于它们的物理结构,而是在于高层软件上

• 客户与服务器是软件
• 用户是指“人”

• 硬件
• 软件
• 协议

• 边缘部分
  • C/S方式
  • P2P方式
• 核心部分
  • 网络
  • 路由器

• 通信子网
  • 传输介质
  • 通信设备
  • 网络协议
• 资源子网
  • 共享设备
  • 软件

• 和通信网络相比，计算机网络最本质的特征是资源共享

• 最基本的特征
• 软件共享
• 数据共享
• 硬件共享

• 流量控制
• 分布式处理
• 传输控制

• 广域网
  • WAN
    • 点对点技术
• 城域网
  • MAN
• 局域网
  • LAN
    • 广播技术
• 个人区域网
  • PAN

• 广播式网络
  • 局域网
• 点对点网络
  • 广域网

• 总线形
• 星形
  • n个结点，n-1个物理链路
• 环形
• 网状形

• 共用网
• 专用网

• ISP

• 电路交换网络
  • 优点
    • 数据直接传输
    • 时延最小
  • 缺点
    • 线路利用率低
    • 不能充分利用线路容量
    • 不便差错控制
• 报文交换网络
  • 优点
    • 充分利用线路容量
    • 实现不同链路之间不同数据率的转换
    • 实现差错控制
  • 缺点
    • 增加缓冲时延
    • 增大资源开销
• 分组交换网络
  • 优点
    • 充分利用线路容量
    • 实现不同链路之间不同数据率的转换
    • 实现差错控制
    • 缓冲易于管理
    • 平均时延更小
    • 平均缓冲区更小
    • 易于标准化

• 四个阶段
  • 因特网草案
    • 这个阶段还不是RFC文档
  • 建议标准
    • 从这个阶段开始就成为RFC文档
  • 草案标准
  • 因特网标准

• ISO/OSI

• TCP/IP

• 发送时延(传输时延)

  • 主机或路由器发送数据帧所需要的时间

  发 送 时 延 = 数 据 帧 长 度 发 送 速 率 发送时延=\frac{数据帧长度}{发送速率} 发送时延=发送速率数据帧长度​

• 传播时延

  • 电磁波在信道中传播一定的距离所需要花费的时间

  传 播 时 延 = 信 道 长 度 电 磁 波 在 信 道 上 的 传 播 速 率 传播时延=\frac{信道长度}{电磁波在信道上的传播速率} 传播时延=电磁波在信道上的传播速率信道长度​

  • RTT为两倍传播时延

• 处理时延

• 排队时延

总 时 延 = 发 送 时 延 + 传 播 时 延 + 处 理 时 延 + 排 队 时 延 总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

• 以比特为单位的链路长度

时 延 带 宽 积 = 传 播 时 延 × 带 宽 时延带宽积=传播时延\times带宽 时延带宽积=传播时延×带宽

• 以比特为单位的链路长度
  • 某段链路现在有多少比特

• 传播时延*2

• 单位时间内通过某个网络的数据量,每秒能发送的数据量

  • 受网络的带宽或网络的额定速率的限制

  T p = L L C + R T T Tp=\frac{L}{\frac{L}{C}+RTT} Tp=CL​+RTTL​

• 在数字信道中传送数据的速率

• 比特/秒 R b = R B × log ⁡ 2 N R_b=R_B\times \log_2N Rb​=RB​×log2​N

• 有数据通过时间/（有数据通过时间+无数据通过时间）

E = L C L C + R T T E=\frac{\frac{L}{C}}{\frac{L}{C}+RTT} E=CL​+RTTCL​​

• 分层和协议的集合称为计算机网络的体系结构
• 两个对层层交换数据的大小叫做PDU

• 层类功能内聚
• 层间耦合松散

• 便于从理论上对计算机网络进行描述和分析（主要原因）
• 实现相对独立的功能，降低系统复杂度
• 各层相互交流尽可能小
• 各层功能精确定义独立于具体的实现方法，采用最合适的技术来实现
• 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
• 整个分层结构能促进标准化的工作

• 第n层的实体要使用第n-1层的服务实现自身定义功能，还要向n+1层提供本层服务
• 最底层只提供服务
• 最高层面向用户提供服务
• 上一层只能通过相邻层间接口使用下一层的服务，而不能调用其他层的服务

• 同一结点内相邻两层间交换信息的连接点

• 同一结点相邻两层的实体由服务访问点（SAP）进行交互

• 每个SAP都有一个能标识接口的地址

  数据链路层	MAC地址
  网络层	IP地址
  传输层	端口

• 协议就是规则的集合
• 水平
• 三要素
  • 语法
    • 规定传输数据的格式
  • 语义
    • 规定所要完成的功能
  • 同步
    • 规定各种操作的顺序
• 完整的协议
  • 线路管理
  • 差错控制
  • 数据交换
• 对低层采用的协议，对高层而言是透明的

• 下层为紧邻的上层提供的功能调用
• 垂直
• 服务原语
  • 请求
    • 服务用户发往服务提供者
  • 指示
    • 服务提供者发往服务用户
  • 响应
    • 服务用户发往服务提供者
  • 证实
    • 服务提供者发往服务用户
• 类型
  • 有应答服务
  • 无应答服务
• 面向连接和连接服务
  • 有连接是建立在确认的基础上的
  • 不存在无确认面向连接的服务

• SCI服务控制信息
• PDU协议数据单元
• SDU服务数据单元

• 为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段，提供用户和网络的接口
• 所有能和用户交互产生网络流量的程序
• 服务访问点：用户界面
• 服务
  • 域名系统
    • DNS
      • 迭代(星形)
      • 递归(总线型)
  • 文件传输
    • FTP
      • 服务器端口
        • 21控制端口
        • 20数据发送端口
  • 电子邮件
    • SMTP(发)
    • POP3(收)
    • HTTP(基于网站)
  • 万维网
    • HTTP
      • WWW
      • URL

• 处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，表示为用户能够看得懂的形式
  • 抽象标准方法定义数据结构
  • 采用标准的编码方式
  • 压缩和恢复
  • 加密
  • 格式转换

• 不同主机上的各个进程之间进行会话
  • 会话管理
    • 建立、管理和终止应用程序之间的会话
  • 同步
    • 建立同步SYN
  • 有序
  • 建立连接
  • 恢复通信，实现数据同步

• 单位：报文段（TCP）和用户数据报（UDP）

• 功能

  • 流量控制
  • 可靠传输、不可靠传输
  • 差错控制
  • 复用分用
  • 服务质量、数据传输管理

• 建立

• 维护

• 拆除

• 第一个提供主机之间端到端服务

• 进程之间的逻辑通信

• 服务访问点：端口号

• socket s o c k e t = [ 主 机 端 口 地 址 , 端 口 号 ] socket=[主机端口地址,端口号] socket=[主机端口地址,端口号]

• 协议

  • TCP
    • 有连接传输
      • 可靠传输
  • UDP
    • 无连接传输
      • 不可靠传输
    • ARQ流量控制协议

• 面向连接

• 单位：数据报分组
  • 把网络层的协议数据单元（分组）从源端传到目的地，控制报文通过网络的路由选择
• 功能
  • 流量控制
  • 拥塞控制
  • 差错控制
  • 路由选择
• 服务访问点：IP地址
• 设备
  • 路由器
    • 既隔离广播域,也隔离冲突域
• 协议
  • IP
  • IPX
  • ICMP - 控制报文协议
  • IGMP
    • 组播协议
  • ARP
    • 地址转换协议
    • 用IP查询MAC地址
  • RARP - 反向地址转换协议 - 用MAC地址查询IP地址
  • OSPF - 链路状态路由协议 - 洪泛法 - 区域
• 面向连接
• 无连接
  • IP数据报

• 单位：帧
  • 将网络层传来的IP数据报组装成帧，确保数据正确的顺序和完整性
• 功能
  • 成帧
  • 差错控制
  • 流量控制
  • 传输管理
• 服务访问点：MAC地址
  • 物理地址(MAC)
  • Media Access Protocol
• 设备
  • 交换机，网桥
    • 隔离冲突域
    • 不隔离广播域
• 协议
  • HDLC
  • PPP

• 单位：比特
  • 在物理媒体上为数据端设备透明地传输原始比特流的逻辑连接，处理信号通过介质的传输
• 功能
  • 定义接口特性
  • 定义传输模式
    • 单工
    • 半双工
    • 双工
  • 定义传输速率
  • 比特同步
  • 比特编码
• 服务访问点：网卡接口
• 设备
  • 集线器，中继器
    • 既不隔离冲突域,也不隔离广播域

• 类型不同的网路使用TCP/IP协议都可以互联成网

• 虚拟终端协议
  • Telnet
• 文件传输协议
  • FTP
• 域名解析服务
  • DNS
• 电子邮件协议
  • SMTP
• 超文本传输协议
  • HTTP

• 传输控制协议
  • 面向连接
    • 单位：报文段
• 用户数据报协议
  • 无连接
    • 单位：用户数据报

• 传输层处理关于可靠性、流量控制和错误校正等问题

• 面向连接
• 无连接

• 关键部分
  • 无连接

• MAC子层
• LLC子层

• 计算机通信系统是数据通信系统
• 误码率表征通信系统的可靠性
• 传输速率表征通信系统的有效性

• 信源
• 通信媒体
• 信宿

• 传送信息的实体

• 数据的电气或电磁表现，是在数据传输过程中的存在形式

• 用一个固定时长的信号波形（数字脉冲）表示一位k进制数字

• 不同离散数字的基本波形

• 数字通信中数字信号的计量单位

• 一个码元可以携带多个比特的信息量 R b = R B × log ⁡ 2 N R_b=R_B\times \log_2N Rb​=RB​×log2​N

• 串行传输
  • 一个一个的比特传输
• 并行传输
  • 多个比特同时传输
    • 计算机内部数据传输

• 信源
  • 产生和发送数据的源头
• 信道
  • 信号传输的媒介
    • 双向包含两个信道
      • 发送信道
      • 接收信道
• 信宿
  • 接收数据的终点

• 模拟信号
  • 频带传输
• 数字信号
  • 基带传输

• 基带传输
  • 不经过调制就在信道上直接进行传输
  • 数字信道
• 频带传输
  • 用数字信号对特定频率下的载波进行调制，将其变成适合于传送的信号后再进行传输
• 宽带传输
  • 将链路容量分成两个或多个信道，每个信道可以携带不同的信号
  • 模拟信道

• 单工通信
  • 只有一个方向的通信
  • 一条信道
• 半双工通信
  • 双方都可以发送或接收信息，但是不能同时传输和接收信号
  • 两条信道
• 双工通信
  • 通信双方可以同时发送和接收信息
  • 两条信道

• 计算机网络通信采用同步和异步两种方式，但传送效率最高的是同步
• 同步
  • 帧定界符
  • 全网同步
  • 准同步
  • 发送帧
• 异步
  • 开始码与停止码
  • 发送字节

R b = R B × l o g 2 N R_b=R_B\times log_2N Rb​=RB​×log2​N

• 码元传输速率 R B R_B RB​

  • 单位时间内数字通信系统所传输的码元个数
    • 单位：波特(Baud)
  • 码元速率与进制数无关
  • 表示信号