一、计算机网络概念
（一）相关概念
- 计算机网络：由若干结点（如计算机、集线器、交换机、路由器等）和连接这些结点的链路（有线或无线）组成。
- 集线器、交换机：可连接多个结点构成计算机网络，工作在数据链路层，常用于搭建内网。
- 路由器：能连接两个或多个计算机网络形成更大网络（互连网），工作在网络层。需注意计网中的 “路由器” 和 “家用路由器” 不同，家用路由器包含路由器、交换机等其他功能。
- 互连网（因特网）：由各大 ISP（Internet Service Provider，互连网服务提供商）和国际机构组建，覆盖全球。互联网使用 TCP/IP 协议通信，互连网可使用任意协议通信。
二、计算机网络的组成和功能
（一）从组成看
- 硬件：包括主机（如电脑、手机等端系统）、通信设备（集线器、交换机、路由器）、通信链路（网线、光纤、同轴电缆）。
- 软件：方便用户使用，实现资源共享，如 Email 客户端、聊天软件、网盘软件等。
- 协议：由硬件和软件共同实现，例如网络适配器与软件配合实现网络通信协议，网络适配器（网卡）用于收发网络数据。
（二）从工作方式看
- 边缘部分：直接为用户服务，主要是进程通信，用户使用 C/S 方式或 P2P 方式，由连接到互连网的主机及其软件组成。
- 核心部分：为边缘部分提供连通性和交换服务，由大量网络和连接网络的路由器组成。
（三）从功能组成看（逻辑上）
- 资源子网：主要由连接到互联网上的主机组成，实现数据通信。
- 通信子网：包括通信链路、通信设备和协议，实现资源共享和数据处理。
计算机网络的功能包括数据通信、资源共享、分布式处理（多台计算机分担同一工作任务不同部分）、提高可靠性、负载均衡。
三、计算机网络的分类
（一）按分布范围分
- 广域网（WAN）：覆盖范围广，连接多个城市或国家。
- 城域网（MAN）：覆盖一个城市范围。
- 局域网（LAN）：覆盖范围有限，一般在几公里内。
- 个人区域网（PAN）。
（二）按使用者分
- 公用网和专用网。
（三）按交换技术分
- 电路交换（如电话）、报文交换（如电报）、分组交换（存储转发）。
（四）按拓扑结构分
- 总线型、星型、环型、网状型。
（五）按传输技术分
- 广播式网络（共享公共通信信道）、点对点网络（使用分组存储转发和路由选择机制）。
四、计算机网络的性能
（一）速率、带宽、吞吐量
- 速率：数据率或数据传输率、比特率，指连接在网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，1kb/s = 10³b/s，1Byte = 8bit，1KB = 2¹⁰B。
- 带宽：表示网络通信线路传输数据的能力，指单位时间内从网络某点到另一点能通过的 “最高数据率”，单位是比特每秒，是理论最大传输能力，如 100Mb 的交换机。链路带宽为 1Mb/s 时，主机 1 微秒可向链路发 1bit 数据。Mbps 是兆比特每秒，1MB/s = 8Mbps。
- 吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量，单位 b/s，受网络带宽和额定速率限制。
（二）时延、时延带宽积、往返时间 RTT、利用率
- 时延：数据从网络（或链路）一端传送到另一端所需时间，总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 排队时延 + 处理时延。发送时延 = 数据长度 / 信道宽度，传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上传播速率（光纤中是 2×10⁸），排队时延是等待链路可用时间，处理时延是检错、找出口时间。
- 时延带宽积：传播时延 × 带宽，以比特为单位的链路长度或容量。
- 往返时延 RTT：从发送方发数据到收到接收方确认经历的时延，包括往返传播时延和末端处理时间，RTT 越大，收到确认前可发送的数据越多。
- 利用率：包括信道利用率（有数据通过时间 /（有 + 无）数据通过时间）和网络利用率（信道利用率加权平均值）。
五、计网体系结构和参考模型
（一）分层相关概念
- 分层原则：各层独立、界面清晰、采用合适技术、下层对上层独立，上层单向使用下层服务。
- 协议：为网络对等实体数据交换建立的规则、标准或约定，有语法、语义、时序三要素。
- 接口：上层使用下层服务的入口。
- 服务：下层为相邻上层提供的功能调用。
（二）OSI 七层模型
- 应用层（7）：和用户交互产生网络流量的程序。
- 表示层（6）：处理交换信息的表示方式，如数据格式变换、加密解密、压缩恢复。
- 会话层（5）：为表述层实体或用户进程建立连接、有序传输数据，可建立同步，能管理会话、从校验点恢复通信。
- 传输层（4）：负责主机中两个进程的通信（端到端），传输单位是报文端或用户数据报，有可靠和不可靠传输、差错控制、流量控制、复用分用功能。
- 网络层（3）：把分组从源端传到目的端，为不同主机提供通信服务，传输单位是数据报，有路由选择、流量控制、差错控制、拥塞控制功能。
- 数据链路层（2）：把网络层数据报组装成帧，有定义帧开始和结束、差错控制、流量控制、访问控制功能。
- 物理层（1）：在物理媒体上实现比特流透明传输，有定义接口特性、传输模式、传输速率、比特同步、比特编码功能。123 层是通讯子网（数据通信），567 层是资源子网（数据处理），4567 层是端到端通信，123 层是点对点通信，数据链路层增加头部和尾部。
（三）TCP/IP 模型
- 应用层（对应 OSI 的会话、表示、应用层）、传输层、网际层（对应网络层）、网络接口层（对应物理层和数据链路层）。
（四）OSI 和 TCP/IP 的异同
- 相同点：都分层、基于独立协议栈概念、可实现异构网络互联。
- 不同点：OSI 定义服务、协议、接口，先于协议发明且不偏向特定协议；TCP/IP 设计考虑异构网互联，将 IP 作为重要层次；网络层和传输层的连接特性不同。
（五）5 层参考模型
- 应用层（报文）、传输层（报文段）、网络层（数据报）、数据链路层（帧）、物理层（比特）。
数据链路层、网络层、传输层都具有流量控制的功能，数据链路层是相邻结点之间的流量控制，网络层是整个网络中的流量控制，传输层是端到端的流量控制
一、计算机网络概念
（一）相关概念
- 计算机网络：由若干结点（如计算机、集线器、交换机、路由器等）和连接这些结点的链路（有线或无线）组成。
- 集线器、交换机：可连接多个结点构成计算机网络，工作在数据链路层，常用于搭建内网。
- 路由器：能连接两个或多个计算机网络形成更大网络（互连网），工作在网络层。需注意计网中的 “路由器” 和 “家用路由器” 不同，家用路由器包含路由器、交换机等其他功能。
- 互连网（因特网）：由各大 ISP（Internet Service Provider，互连网服务提供商）和国际机构组建，覆盖全球。互联网使用 TCP/IP 协议通信，互连网可使用任意协议通信。
二、计算机网络的组成和功能
（一）从组成看
- 硬件：包括主机（如电脑、手机等端系统）、通信设备（集线器、交换机、路由器）、通信链路（网线、光纤、同轴电缆）。
- 软件：方便用户使用，实现资源共享，如 Email 客户端、聊天软件、网盘软件等。
- 协议：由硬件和软件共同实现，例如网络适配器与软件配合实现网络通信协议，网络适配器（网卡）用于收发网络数据。
（二）从工作方式看
- 边缘部分：直接为用户服务，主要是进程通信，用户使用 C/S 方式或 P2P 方式，由连接到互连网的主机及其软件组成。
- 核心部分：为边缘部分提供连通性和交换服务，由大量网络和连接网络的路由器组成。
（三）从功能组成看（逻辑上）
- 资源子网：主要由连接到互联网上的主机组成，实现数据通信。
- 通信子网：包括通信链路、通信设备和协议，实现资源共享和数据处理。
计算机网络的功能包括数据通信、资源共享、分布式处理（多台计算机分担同一工作任务不同部分）、提高可靠性、负载均衡。
三、计算机网络的分类
（一）按分布范围分
- 广域网（WAN）：覆盖范围广，连接多个城市或国家。
- 城域网（MAN）：覆盖一个城市范围。
- 局域网（LAN）：覆盖范围有限，一般在几公里内。
- 个人区域网（PAN）。
（二）按使用者分
- 公用网和专用网。
（三）按交换技术分
- 电路交换（如电话）、报文交换（如电报）、分组交换（存储转发）。
（四）按拓扑结构分
- 总线型、星型、环型、网状型。
（五）按传输技术分
- 广播式网络（共享公共通信信道）、点对点网络（使用分组存储转发和路由选择机制）。
四、计算机网络的性能
（一）速率、带宽、吞吐量
- 速率：数据率或数据传输率、比特率，指连接在网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，1kb/s = 10³b/s，1Byte = 8bit，1KB = 2¹⁰B。
- 带宽：表示网络通信线路传输数据的能力，指单位时间内从网络某点到另一点能通过的 “最高数据率”，单位是比特每秒，是理论最大传输能力，如 100Mb 的交换机。链路带宽为 1Mb/s 时，主机 1 微秒可向链路发 1bit 数据。Mbps 是兆比特每秒，1MB/s = 8Mbps。
- 吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量，单位 b/s，受网络带宽和额定速率限制。
（二）时延、时延带宽积、往返时间 RTT、利用率
- 时延：数据从网络（或链路）一端传送到另一端所需时间，总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 排队时延 + 处理时延。发送时延 = 数据长度 / 信道宽度，传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上传播速率（光纤中是 2×10⁸），排队时延是等待链路可用时间，处理时延是检错、找出口时间。
- 时延带宽积：传播时延 × 带宽，以比特为单位的链路长度或容量。
- 往返时延 RTT：从发送方发数据到收到接收方确认经历的时延，包括往返传播时延和末端处理时间，RTT 越大，收到确认前可发送的数据越多。
- 利用率：包括信道利用率（有数据通过时间 /（有 + 无）数据通过时间）和网络利用率（信道利用率加权平均值）。
五、计网体系结构和参考模型
（一）分层相关概念
- 分层原则：各层独立、界面清晰、采用合适技术、下层对上层独立，上层单向使用下层服务。
- 协议：为网络对等实体数据交换建立的规则、标准或约定，有语法、语义、时序三要素。
- 接口：上层使用下层服务的入口。
- 服务：下层为相邻上层提供的功能调用。
（二）OSI 七层模型
- 应用层（7）：和用户交互产生网络流量的程序。
- 表示层（6）：处理交换信息的表示方式，如数据格式变换、加密解密、压缩恢复。
- 会话层（5）：为表述层实体或用户进程建立连接、有序传输数据，可建立同步，能管理会话、从校验点恢复通信。
- 传输层（4）：负责主机中两个进程的通信（端到端），传输单位是报文端或用户数据报，有可靠和不可靠传输、差错控制、流量控制、复用分用功能。
- 网络层（3）：把分组从源端传到目的端，为不同主机提供通信服务，传输单位是数据报，有路由选择、流量控制、差错控制、拥塞控制功能。
- 数据链路层（2）：把网络层数据报组装成帧，有定义帧开始和结束、差错控制、流量控制、访问控制功能。
- 物理层（1）：在物理媒体上实现比特流透明传输，有定义接口特性、传输模式、传输速率、比特同步、比特编码功能。123 层是通讯子网（数据通信），567 层是资源子网（数据处理），4567 层是端到端通信，123 层是点对点通信，数据链路层增加头部和尾部。
（三）TCP/IP 模型
- 应用层（对应 OSI 的会话、表示、应用层）、传输层、网际层（对应网络层）、网络接口层（对应物理层和数据链路层）。
（四）OSI 和 TCP/IP 的异同
- 相同点：都分层、基于独立协议栈概念、可实现异构网络互联。
- 不同点：OSI 定义服务、协议、接口，先于协议发明且不偏向特定协议；TCP/IP 设计考虑异构网互联，将 IP 作为重要层次；网络层和传输层的连接特性不同。
（五）5 层参考模型
- 应用层（报文）、传输层（报文段）、网络层（数据报）、数据链路层（帧）、物理层（比特）。
数据链路层、网络层、传输层都具有流量控制的功能，数据链路层是相邻结点之间的流量控制，网络层是整个网络中的流量控制，传输层是端到端的流量控制