計算機網路讀書筆記（一）概述
一、計算機網路在資訊時代中的作用
（1）計算機網路使使用者能夠在計算機之間傳送資料檔案
（2）當今世界上最大的計算機網路Internet——網際網路
（3）可以從兩個方面來認識網際網路：網際網路的應用和網際網路的工作原理
（4）網際網路兩個基本特點：連通性和共享（共享指資源共享，可以是資訊共享、軟體共享、硬體共享）
（5）“網際網路+”代表一種新的經濟形態，意思是“網際網路+各個傳統行業”，其特點就是把網際網路的創新成果深度融合於經濟社會各領域之中。
二、網際網路概述
（一）網路、互連網、網際網路
（1）計算機網路 由若干 結點（node） 和連線這些結點的 鏈路（link）
（2）網路把許多計算機（主機）連線在一起，而互連網則把許多網路通過路由器連線在一起，網際網路專指Internet。
（3）習慣上，與網路相連的計算機常稱為主機（host）
（二）用雲來表示網路
（1）雲中包含了和網路相連的計算機（常用）
（2）雲中只有路由器和鏈路
注：這種情況是為了方便討論幾個計算機之間如何進行通訊。
互連網基礎結構發展的三個階段
第一階段
從單個網路ARPANET向互連網發展（TCP/IP成為ARPANET上的標準協議）
第二階段
構建了三級結構的網際網路（NSFNET），分為主幹網、地區網
第三階段
逐漸形成多層次ISP結構的網際網路，為了快速完成網際網路中的分組轉發任務，產生了網際網路交換點（IXP）。
IXP的主要作用就是允許兩個網路直接相連並交換分組，而不需要再通過第三個網路來轉發分組。典型的IXP由一個或多個工作在資料鏈路層的網路交換機組成，網路交換機都用區域網互連起來。
網際網路的標準化工作
（1）網際網路草案
（2）建議標準，從這個階段開始成為RFC文件
（3）網際網路標準，達到正式標準後，每個標準就分配到一個編號STD xx，一個標準可以和多個RFC文件關聯
三、網際網路的組成
（一）邊緣部分
由所有連線在網際網路上的主機組成。這部分是使用者直接使用的，用來進行通訊（傳送資料、音訊或視訊）和資源共享
（1）端系統（主機），處於網際網路邊緣的的網路裝置，可以是個人電腦、智慧手機、網路攝像頭也可為大型計算機
（2）通訊，“主機A和主機B進行通訊”，實際上是指主機A上的某個程序和主機B上的另一個程序進行通訊
（3）端系統之間的通訊方式：客戶-伺服器方式（C/S）和對等方式（P2P）
- 客戶端伺服器方式
客戶（client）和伺服器（server）都是指通訊中涉及的兩個應用程序。
注意：使用計算機的人是“使用者”(user)而不是“客戶”(client)，在部分書籍中應通過上下文來判斷client和server指軟體還是硬體
- 對等連線方式
兩臺主機運行了對等連線軟體（P2P軟體），就可以進行平等的、對等連線通訊。這是，雙方都可以下載對方已經儲存在硬碟中的共享文件。
（二）核心部分
由大量網路和連線這些網路的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。在網路核心部分起特殊作用的是路由器（router），它是一種專用計算機（但不叫做主機），路由器是實現分組交換（packet switching）的關鍵構件。
五、計算機網路的類別
（一）計算機網路的定義
計算機網路主要是由一些通用的、可程式設計的硬體互連而成的，而這些硬體並非專門用來實現某一特定目的。這些可程式設計的硬體能夠用來傳送多種不同型別的資料，並能支援廣泛的和日益增長的應用。
注：根據這個定義
1.計算機網路所連線的硬體並不限於一般的計算機，而是包括了智慧手機。
2.計算機網路並非專門用來傳送資料，而是能夠支援很多種的應用。
3.“可程式設計硬體”表明這種硬體一定包含中央處理器CPU
（二）分類
- 按照網路的作用範圍進行分類
廣域網（WAN）、都會網路（MAN）、區域網（LAN）、個人區域網（PAN） - 按照網路的使用者進行分類
公用網、專用網 - 用來把使用者接入到網際網路的網路
接入網（AN），又稱本地接入網或居民接入網。接入網是從某個使用者端系統到網際網路中的第一個路由器之間的一種網路，它既不屬於網際網路的核心部分也不屬於邊緣部分，從覆蓋範圍看，很多接入網還屬於區域網。
六、計算機網路的效能
計算機網路的效能一般是指它的幾個重要的效能指標，但除此之外還有一些非效能特徵（nonperformance characteristics）也對計算機網路的效能有很大的影響。
（一）效能指標
- 速率
資料傳送的速率，也稱為資料率（data rate）或位元率（bit rate），單位是bps，kbps，Mbps，Gbps…以千為進位。速率往往指的是額定速率或標稱速率，而非網路實際上執行的速率。 - 頻寬
（1）原指訊號具有的頻頻寬度，單位為HZ
（2）在計算機網路中，頻寬用來表示網路中某通道傳送資料的能力，表示通道的“最高資料率”，單位就是資料率的單位bit/s
注：上述兩種表述中，前者為頻域稱謂，後者為時域稱謂，其本質是相同的。 - 吞吐量（throughput）
在單位時間內通過某個網路（或通道、介面）的實際資料量。顯然，吞吐量受網路的頻寬或網路的額定速率的限制。
注：有時吞吐量還可用每秒傳送的位元組數或幀數來表示。 - 時延（delay or latency）
資料（一個報文或分組，甚至位元）從網路（鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。時延由四個部分組成：傳送時延、傳播時延、處理時延、排隊時延。
（1）傳送時延（transmission delay）是主機或路由器傳送資料幀所需要的時間，也就是從傳送資料幀到該幀最後一個bit傳送完畢所需的時間。
Tt = 資料幀長(bit)/傳送速率(bit/s)
（2）傳播時延（propagation delay）是電磁波在通道中傳播一定的距離需要的時間。
Tp = 通道長(m)/電磁波在通道上的傳播速率(m/s)
注：傳送時延發生在機器內部的傳送器（網路介面卡）中，與通道長無關；而傳播時延與訊號的傳送速率無關。我們常說的高速網路鏈路，提高的僅僅是資料傳送速率而不是bit在鏈路上的傳播速率
（3）處理時延是主機或路由器在收到分組時分析分組首部、從分組中提取資料等處理花費的時間。
（4）排隊時延分組在進入路由器後要先在輸入佇列中排隊等待處理，在路由器確定了轉發介面後，還要在輸出佇列中排隊等待轉發。排隊時延的長短往往取決於網路當時的通訊量。當網路的通訊量很大時會發生佇列溢位，使分組丟失，相當於排隊時延為無窮大。
- 時延頻寬積
表示一段鏈路可容納多少個bit，又稱以bit為單位的鏈路長度。
- 往返時間RTT
RTT（Round-Trip Time），包括各中間結點的處理時延、排隊時延以及轉發資料時的傳送時延。
有效資料率 = 資料長度/（傳送時間+RTT） - 利用率
包括通道利用率和網路利用率。通道利用率是指某通道有百分之幾的時間是被利用過的，完全空閒的通道利用率為0。網路利用率則是全網路的通道利用率的加權平均值。
注：通道利用率並非越高越好，根據排隊論，當某通道的利用率增大時，該通道引起的時延也就是迅速增加。（可以想象高速公路的情形）
D = Do / (1-U)
Do表示網路空閒時的時延，D表示網路當前的時延，U表示利用率
（二）非效能特徵
包括費用、質量、標準化、可靠性、可擴充套件性和可升級性、易於管理和維護
七、計算機網路體系結構
略