1.1 计算机网络在信息时代的作用

1. 信息化时代的特征：数字化、网络化、信息化

   数字化是指任何信息都能转化为01串，信息化实现信息交互，二者都离不开网络化

2. 网络分为三网：电信网络、计算机网络（因特网、其他网络）、有线电视网络

3. 计算机网络的重要功能：

   连通性：彼此连通，交换信息

   共享性：信息共享，软硬件共享

1.2 因特网概述

1. 网络（network）、互联网（internet）、因特网（Internet）

   网络：由结点和链路组成，链路不超过100m,交换机在中心连接着一台台计算机（许多计算机连接在一起）

   互联网：网络和网络连起来，路由器在中心连接着交换机（许多网络连接在一起）

   因特网：全球最大的一个互联网，使用的TCP/IP协议

2. 互联网发展的三个阶段：

   1. ARPANET向互联网发展，1983年美国国防部发明的TCP/IP协议成为互联网标准协议；因特网起源于1983年，当时并未考虑过多的安全因素，ipv6考虑了安全问题
   2. 三级结构的因特网，开始于1985年；家庭网、校园网需要用地区网连起来，地区网需要用主干网连起来
   3. 多层次ISP（Internet服务提供商）结构的因特网。1993年美国政府将Internet交给公司运营

1.3 因特网的组成

1. 因特网可以分为边缘部分和核心部分两部分，边缘部分包括客户服务器方式和对等方式，核心部分包括电路交换、报文交换和分组交换
2. 能够让计算机进行通信的网络被称为核心部分，接到因特网上的计算机是边缘部分

3. 因特网的边缘部分

   1. 主机之间的通信方式

      1. 客户服务器方式（C/S方式）
      2. 对等方式（P2P方式），每一台计算机既是服务器又是客户

4. 因特网的核心部分

   1. 数据交换方式

      1. 电路交换，由电话交换机和电话组成，连接过程：

         1. 建立连接，申请占用通信资源
         2. 通话，一直占用通信资源
         3. 释放连接，释放通信资源

         电路交换适合于数据量很大的实时性传输：核心路由器之间可以使用电路交换

      2. 报文交换

         报文一般比分组长的多，报文交换的时延比较长

      3. 分组交换，计算机网络使用分组交换实现数据通信。分组交换发送端将报文分成几部分，并且加上地址，接收端将报文去掉地址，组装在一起。路由器有存储转发的功能，可以先将到达路由器的信息进行存储，排队发送。

         1. 优点：高效、灵活、迅速、可靠
         2. 时延（有可能卡）、开销
   2. 三种交换方式比较：
      

1.4 计算机网络在我国的发展

1. 中国在1994年4月20日正式接入互联网
2. 计算机网络最简单的定义：一些相互连接的、自治的计算机的集合

3. 计算机网络按照作用范围分类：

   1. 广域网WAN 跨城市网络，现在出现了新的定义，使用了广域网技术的网络成为广域网，而不单单从网络覆盖的范围上分类

   2. 局域网LAN 教室或者学校多间教室连起来，现在的定义是应用了局域网技术的网络称为局域网，再远的距离如果使用了局域网技术也成为局域网
      局域网与广域网区别：

      3. 局域网由企业自己购买设备，自己维护，带宽固定，距离100m以内
      4. 广域网花钱买服务，花钱买带宽
   3. 城域网MAN 覆盖一个城市的网络
   4. 个人区域网PAN 自己两台电脑找交换机连起来

4. 按照使用者分类：

   1. 公用网Public Network
   2. 专用网Private Network（政府办公网，公司内网等）

5. 按照拓扑结构：

   总线型（一根线把所有计算机连起来）、环型、星型（所有计算机接到交换机上）、树型（有根交换机和分支交换机）、网状（许多交换机连起来，容错高，挂一个没事）

6. 按照交换方式

   1. 电路交换网
   2. 报文交换网
   3. 分组交换网

7. 按照工作方式

   1. 资源子网
   2. 通信子网
   3. 接入网

1.6 计算机网络的性能

1. 性能指标：

   1. 速率

      连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，也成为data rate或bit rate

      单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s

   2. 带宽

      数据通信领域中，数字信道所能传送的最高数据率

      单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s

   3. 吞吐量

      即在单位时间内通过某个网络的数据量

      单位b/s，Mb/s等

   4. 时延

      1. 发送时延

         

         5. 传播时延

         

         6. 处理时延

         网络结点存储和转发处理时间

         7. 排队时延

   5. 时延带宽积

      

   6. 往返时间

      从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认

   7. 利用率

      

2. 非性能指标：费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性、可升级性、管理与维护

1.7 计算机网络体系结构

1. 几个基本概念：

   1. ISO：国际标准化组织

   2. OSI/RM：互联网法律上的国际标准，分七层，每一层都不会影响其他层

      1. 应用层：能够产生网络流量和用户交互的应用程序（暴风影音、qq等）
      2. 表示层：数据通信时要考虑数据是不是要加密或者压缩，ASCII码还是二进制，这是表示层要解决的问题（就比如说一个视频很大，开发程序员想上传的时候需要压缩一下，是开发人员需要考虑的问题）
      3. 会话层：应用程序之间建立的会话/服务和客户端建立的会话，利用会话层可以查看木马（netstat -nb）

      以上是开发人员要考虑的问题，以下是网络工程师要考虑的问题

      4. 传输层：可以进行可靠传输（建立会话，丢包必须重传）、不可靠传输（不建立会话，没必要一直建立连接，一个包就可以解决，会多试几次）、流量控制功能（流量太多传不过来了，告诉服务器暂停一下）
      5. 网络层：负责选择最佳路径、IP地址编址
      6. 数据链路层：数据如何封装、添加物理层地址（MAC地址）
      7. 物理层：电压、接口标准
      8. 网络排错：从底层向高层排错，比如说上不了网了，先看看网线插没插好，再往上看

   3. 网络安全和OSI参考模型：

      1. 物理层安全：在一个大厦上安装网线，别的人接上网线就可以看到整座楼的网了，就没有安全
      2. 数据链路层安全：ADSL输入账号密码网才能通，AP密码层安全
      3. 网络层安全：在交换机上设置，哪个网段IP可以出去，哪个出不去
      4. 应用层安全：应用程序开发时的安全，比如SQL注入漏洞、上传漏洞等
   4. TCP/IP Suite：因特网事实上的国际标准
   5. Network Protocols：数据交换的规则、标准或约定
   6. 网络体系结构：计算机网络各层及其协议的集合

2. 开放系统信息交换涉及的几个概念：

   1. 实体 entity：交换信息的硬件或软件过程
   2. 协议 protocol：控制两个对等实体通信规则
   3. 服务 service：下层向上层提供服务，上层需要使用下层的服务来实现本层的功能
   4. 服务访问点 SAP：相邻两层实体间交换信息的地方

3. 计算机网络五层协议对应的数据单元：

   1. 应用层：应用层
   2. 运输层：运输层报文
   3. 网络层：IP数据报
   4. 数据链路层：数据帧
   5. 物理层：bit，010101