第一章 概述

1、计算机网络的两大功能：连通性和共享；

2、因特网发展的三个阶段：①从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。②建成了三级 结构的因特网。③逐渐形成了多层次 ISP（Internet service provider） 结构的因特网。

3、NAP（或称为IXP)——网络接入点：用来交换因特网上流量；向各ISP提供交换设施，使他们能够互相平等通信

4、因特网的组成： ①边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机称为端系统，（是进程之间的通信） 两类通信方式：

1) 客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对

多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求（被动等待）；

2) 对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。既是客户端又是服务端； ②核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换） 交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：

1) 电路交换：建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归

还通信资源）始终占用资源；

2) 报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；

3) 分组交换：报文（message）切割加上首部（包头header）形成分组（包packet）；

优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延；

后两者不需要预先分配传输带宽；

路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适端口；

5、计算机网络的分类

? 按作用范围：WAN(广），MAN（城），LAN（局），PAN（个人）； ? 按使用者：公用网，专用网；

? 按介质：有线网，光纤网，无线网络； ? 按无线上网方式：WLAN，WWAN（手机）；

? 按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。

6、计算机网络的性能 1) 速率（比特每秒b/s）：数据量/信息量的单位； 2) 带宽（两种）：①频域称谓，赫兹Hz，信号具有的频带宽度；②时域称谓，比特每秒（b/s），

通信线路的最高数据率；两者本质一样，宽度越大，传输速率自然越高；

3) 吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。受网络的带宽或网络的

额定速率的限制。

4) 时延：

? 发送时延（传输时延）：发送时延?数据帧长度（b）；发生在及其内部的发送器中；

发送速率（b/s)? 传播时延：传播时延?信道长度（m）；发生在及其外部的

电磁波在信道上的传播速率（m/s)? ? ? 5) 6)

传输信道媒体上；

处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 排队时延：结点缓存队列中分组排队所经历的时延。（取决于当时的通信量）； 数据的发送速率不是比特在链路上的传播速率。

时延带宽积：时延带宽积（体积）=传播时延（长）X带宽（截面积），以比特为单位的链路长度；

往返时间（RTT)：简单来说，就是两倍传播时延（实际上还包括处理时延，排队时延，转发时的发送时延）；

7) 利用率：信道利用率→网络利用率（全网络的信道利用率的加权平均值）D?D0，1?UU为利用率，D为时延，因此利用率不是越高越好。减少方法：增大线路的带宽。

7、非特征性能：费用，质量，标准化，可靠性，可扩展性和可升级性，易于管理和维护。

8、计算机网络体系结构

OSI/RM——开放系统互连参考模型（法律上的国际标准）； TCP/IP——事实上的国际标准；

协议——为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 三要素：语法（结构和格式），语义（动作），同步（顺序）；

分层的好处：①各层之间是独立的；②灵活性好；③结构上可分割开；④易于实现和维护；⑤能促进标准化工作。 五层体系结构：

? 应用层：为用户正在运行的程序提供服务；（HTTP,SMTP,FTP)；

? 运输层：负责进程之间的通信提供服务(TCP报文段，UDP用户数据包)（复用和分用）； ? 网络层：负责分组交换网上的不同主句提供通信服务（IP）；

? 数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点（主机和路由器

之间或路由器之间）间的链路上“透明”地传送帧中的数据； ? 物理层：透明地传送比特流（双绞线、同轴电缆等不在物理层）。

9、实体、协议、服务之间的关系

实体——任何可发送或接受信息的硬件或软件进程；

协议——控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合；（水平的）

在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务（垂直的）。 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。 下面的协议对上面的服务用户是透明的。 IP over Everything Everythin over IP 第二章 物理层

1、基本概念

机械特性（接口）；电气特性（电压范围）；功能特性（电压的意义）；过程特性（顺序）

2、数据通信系统（源系统→传输系统→目的系统） ? 数据(data)——运送消息的实体。

? 信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。

? “模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。 ? “数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。

? 码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散

数值的基本波形。

3、信道

? 单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。 ? 双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当

然也就不能同时接收)。

? 双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。 ? 基带信号——来自信源的信号，为使信道能够传输低频分量和直流分量，需要进行调制 ? 基带调制（仅对波形进行变换）； ? 带通调制（使用载波调制）：①调幅；②调频；③调相；

4、信道的极限容量 两因素：

? 信道能够通过的频率范围（码间串扰）——加宽频带； ? 信噪比——信号的平均功率和噪声的平均功率之比；

极限信息传输速率C = W log2(1+S/N) b/s ；低于C即可实现无差错传输 让每个码元携带更多比特的信息量；