一、計算機網路的基本概念 1.1 計算機網路：由自主計算機互聯起來的集合體。 1.1.1 自主計算機：由硬體和軟體兩部分組成，完整地實現計算機的各種功能。

1.1.2 互聯（有線/無線：計算機之間實現相互通訊。 1.1.3 集合體：所有使用通訊線路及互聯裝置連線起來的自主計算機的集合。

注：

1. 主從式計算機系統：許多終端（或前端處理機）與一臺主機相連，由主機控制從屬機。計算機網路：每臺計算機具有獨立的作業系統，不從屬於某臺主機。
2. 分散式計算機系統： “存在著一個能為使用者自動管理資源的網路作業系統，由它呼叫完成使用者任務所需要的資源，而整個網路像一個大的計算機系統一樣對使用者是透明的。”計算機網路為分散式系統的研究提供了技術基礎，而分散式系統是計算機網路技術發展的高階階段。 典型例子：全球資訊網（一個由許多互相連結的超文字組成的系統，通過網際網路訪問。在這個系統中，每個有用的事物，稱為一樣“資源”；並且由一個全域性“統一資源識別符號”（URI）標識；這些資源通過超文字傳輸協議（Hypertext Transfer Protocol）傳送給使用者，而後者通過點選連結來獲得資源）

二、計算機網路的組成 2.1 硬體： 計算機（主機）：個人計算機、大型計算機、客戶機（client）或工作站（workstation)、伺服器（server），（cs模式）稱為端系統； 通訊裝置（中間系統）：交換機和路由器等，為主機轉發資料。 介面裝置：網絡卡，modem等，是網路和計算機的介面。 傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纖、無線電和衛星鏈路等。

2.2 軟體： 通訊協議：即傳輸規則，如TCP/IP等； 應用軟體：如www、EMAIL、FTP等。

三、從硬體的角度來理解計網

3.1主要的計算機網路分類方法 從網路作用範圍 Scale：區域網（LAN）都會網路（MAN）廣域網（WAN） 從網路的拓撲結構 Topology：匯流排網（Bus network） 環形網 （Token Ring）星形網（Star netowrk） 樹狀網（Tree netowrk） 從網路使用的協議 protocol：TCP/IP network X.25 network ATM network FR network 從網路的交換功能 Switch：分組交換（Package Switch）電路交換 （Circuit Swtich）報文交換（Message Switch） 從網路的使用者角度：私有網路（Private network）、公共網路（public network） 從網路的服務物件：校園網（compus network）、企業網（company network）、

3.2 分類方法中的主要依據 傳輸技術（Transmission Technology） 距離尺度（scale）

3.2.1傳輸技術： 廣播式的傳輸技術Broadcasting 點到點的傳輸技術Point to Point

介質連結特點 訊號傳輸特點 兩個通訊要求

3.2.1.1廣播式：只有一個通訊通道（有線或者無線），網路上所有的機器都共享該通道。在機器之間傳遞的是分組（packet），任何一個機器傳送短訊息，都會被其他所有的機器接收到。在分組中有一個地址域，指明瞭該分組的目標接收者一臺機器收到分組後，它檢查地址域。如果該分組正是傳送給它的，則接受這個分組，否則就忽略該分組。為了滿足在某個時刻只能有單一一臺計算機傳送資訊，所有計算機在通訊之前必須進行通道是否為空的檢測。

通訊種類 單播 (Unicasting) 多播 (Multicasting) 廣播 (Boradcasting)

3.2.1.2 點到點式： 整個網路由許多連線構成，每一個連線對應一對機器。最簡單的點到點式傳輸不需要地址和事前的通道為空檢測，訊號從一臺機器自動傳輸到另一臺機器中。在這種網路中，為了將分組從源端傳送到目的地，該分組可能首先要經過一臺或者多臺中間機器。這些中間機器只負責轉發資料，不作為源端產生資訊，也不是目的地端最後接收資訊。 大尺寸的網路通常傾向於使用點到點的傳輸方式，小尺寸的、地理位置區域性化的網路傾向於使用廣播式的傳輸方式。

3.2.2 距離尺度 區域網（LAN：Local Area Network） 都會網路（MAN: Metropolitan Area Network） 廣域網（WAN: Wide Area Network）

3.2.2.1區域網： 區域網三要素：拓撲結構，範圍， 傳輸技術 拓撲結構：匯流排型（bus） (令牌環）環形（token ring） 傳輸方式為廣播式；拓撲結構為匯流排型或環形；覆蓋有限的地理範圍，它適用於公司、機關、校園、工廠等有限範圍內的計算機、終端與各類資訊處理裝置連網的需求；一般屬於一個單位所有，易於建立、維護與擴充套件； 3.2.2.2 都會網路： ATM技術以及FDDI都應用於MAN中 3.2.2.3 廣域網： 組成：主機和通訊子網（交換節點和傳輸線路）

3.3不同的演算法 WAN 路由演算法：找出一條最佳的路徑，從而加快轉發速度，減少錯誤； 通訊子網主要使用分組交換技術； LAN 衝突演算法：解決網路中隨時可能產生的衝突，減少衝突，減少錯誤。

3.4 無線網路 在無線網路中，傳輸主要通過無線介質。主要有三種無線網路型別： 系統互聯（System interconnection） 通過短距離的無線電，將一臺計算機的各個部件連線起來。（Bluetooth） 無線LANs （Wireless LANs） AD Hoc 方式和星型基站方式 無線WANs （Wireless WANs） 2G: GPRS和CDMA 3G: WCDMA TD-SCDMA 4G: LTE 四、網路互聯 4.1相關概念 層：使用了資訊隱蔽、抽象資料型別以及面向物件的設計方法； 目的是向上層提供服務，上層可以使用其提供的服務，但對於其內部的狀態和演算法不可見。 服務：下層（n-1層）向上層（n層）提供的功能，方向是垂直的。 介面（interface）：存在於每一對相鄰層之間的臨界處，下層通過介面向上層提供服務。 4.2設計區域網（LAN）的網路層次結構

A應用層：把訊息交給下層模組進行傳送，把收到的訊息交給上層模組。 B傳輸層： 1。應用程式的標識問題。 2。協調雙方的速度問題。 3。負責端到端的正確傳輸 C資料鏈路層負責：定址和通道的競爭控制，衝突調解 1）指定協議，規定如何競爭通道，如何調解衝突； 2）設定實體地址，標識每一臺機器； D物理層（下層）負責在對等物理層之間協商： 1）使用何種傳輸介質； 2）使用什麼形式的電壓/脈衝表示0/1訊號； 3）將邏輯數字資訊轉換成物理訊號傳輸；

計算機都有一個識別自己的特定方法。從來不會有兩個相同的實體地址。 這個實體地址儲存在網路介面卡或者NIC卡中，被稱為介質存取控制地址或者MAC地址。 出廠前，硬體製造商為每個NIC卡指定了一個實體地址。這一地址被程式設計寫入NIC卡上的一個晶片中。 網絡卡實現了資料鏈路層和物理層的功能。

4.3 設計廣域網（WAN）的網路層次結構 4.3.1 網橋：網橋要維護的地址表是非常龐大的，並且查表時間也隨著網路的規模的增大而變得越來越慢！！！ 4.3.2 新的編址方式－層次型地址 使用字首能夠標識一個網路

增加網路層 分層的優點：各層之間是獨立的。靈活性好。結構上可分割開。易於實現和維護。能促進標準化工作。

1 A1向A0發出請求，告知它A1想和B1通訊並且請求B1的實體地址。 2 A0埠收到A1的請求後，向A1傳送有關B1地址的資料包。 3 A1收到有關B1的通訊地址資料包後馬上向B1的通訊地址發出一個UDP資料包，讓A1的路由器記錄下B1的通訊地址，也就是說，讓B1在A1的路由器處獲得通往A1的通行證。 4 然後A1馬上向A0傳送資料包，讓A0告訴B1，A1已經允許B1通過了，A0向B1傳送資料包。 5 當B1收到A0發出的這個資料包後，B1馬上向獲取的A1的地址傳送一個UDP請求包。 6 當B1向A1發出資料包後，B1的路由器也記錄下了A1的通訊地址，所以，A1也有了向B1傳送資料的通行證。 7 當A1接收到B1的資料包後，A1再向B1回一個UDP應答包，他們2者的UDP通訊就建立了

五、概念總結 5.1 實體(entity) 表示任何可傳送或接收資訊的硬體或軟體程序。 協議是控制兩個對等實體進行通訊的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通訊使得本層能夠向上一層提供服務 要實現本層協議，還需要使用下層所提供的服務

本層的服務使用者只能看見服務而無法看見下面的協議。 下面的協議對上面的服務使用者是透明的。 協議是“水平的”，即協議是控制對等實體之間通訊的規則。 服務是“垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間介面提供的。 同一系統相鄰兩層的實體進行互動的地方，稱為服務訪問點 SAP (Service Access Point)。

5.2服務 面向連線服務(connection-oriented) 面向連線服務具有連線建立、資料傳輸和連線釋放這三個階段。 （電話網路服務模型）（有獨享的通道，水管）

無連線服務(connectionless) 兩個實體之間的通訊不需要先建立好連線,每個報文都攜帶了完整的目標地址，因此可以被系統獨立地路由。（郵政網路服務模型）(包的數目比較多，容易錯序，無獨享的通道)

5.3服務原語 一個服務通常是由一組原語操作描述，使用者程序通過這些操作可以訪問該服務。

5.4Reference Model OSI VS TCP/IP

OSI參考模型各層的功能

物理層的主要功能： 利用傳輸介質為通訊的網路結點之間建立、管理和釋放物理連線； 實現位元流的透明傳輸，為資料鏈路層提供資料傳輸服務；物理層的資料傳輸單元是位元。 資料鏈路層的主要功能： 在物理層提供的服務基礎上，資料鏈路層在通訊的實體間建立資料鏈路連線；傳輸以“幀”為單位的資料包，採用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的資料鏈路。 網路層的主要功能： 通過路由選擇演算法為分組通過通訊子網選擇最適當的路徑；為資料在結點之間傳輸建立邏輯鏈路；實現擁塞控制、網路互連等功能。 傳輸層的主要功能： 可提供可靠端到端（end-to-end）服務；處理資料包錯誤、資料包次序，以及其他一些關鍵傳輸問題；傳輸層向高層遮蔽了下層資料通訊的細節，是計算機通訊體系結構中關鍵的一層。 會話層的主要功能： 負責維護兩個結點之間的傳輸連結，以便確保點-點傳輸不中斷；管理資料交換。 表示層的主要功能： 用於處理在兩個通訊系統中交換資訊的表示方式；資料格式變換；資料加密與解密；資料壓縮與恢復。 應用層的主要功能: 為應用程式提供了網路服務;應用層需要識別並保證通訊對方的可用性，使得協同工作的應用程式之間的同步;建立傳輸錯誤糾正與保證資料完整性的控制機制。

5.5TCP/IP參考模型 主機至網路層（網路介面） TCP/IP參考模型的最低層，負責通過網路傳送和接收IP資料報;允許主機連入網路時使用多種現成的與流行的協議，例如區域網的Ethernet、令牌網、分組交換網的X.25、幀中繼、ATM協議等;當一種物理網被用作傳送IP資料包的通道時，就可以認為是這一層的內容;充分體現出TCP/IP協議的相容性與適應性，它也為TCP/IP的成功奠定了基礎。

互連網層（網路層） 相當OSI參考模型網路層無連線網路服務； 處理互連的路由選擇、流控與擁塞問題； IP協議是一種無連線的、提供“盡力而為”服務的網路層協議。

傳輸層 主要功能是在互連網中源主機與目的主機的對等實體間建立用於會話的端-端連線； 傳輸控制協議TCP是一種可靠的面向連線協議；使用者資料報協議UDP是一種不可靠的無連線協議

應用層 網路終端協議Telnet 檔案傳輸協議FTP 簡單郵件傳輸協議SMTP 域名系統DNS 簡單網路管理協議SNMP 超文字傳輸協議HTTP