1. Inter网的概述

1.1 网络、互联网与因特网的区别与联系

• 若干节点和链路互联形成网络
• 若干网络通过路由器互联形成互联网
• Inter网是当今世界上最大的互联网

1.2 Inter网发展的是三个阶段

1.3 Inter网的组成

2. 电路交换、分组交换和报文交换

2.1 电路交换

• 过程：建立连接 → 通信 → 释放连接。
• 本质：在发送端和接收端之间开辟一条物理独占通道，即使不传数据，别人也不能用。

2.2 分组交换

• 过程：数据切割成小包 → 每个包独立选择路径 → 到达终点后按序号重组。
• 本质：存储-转发 + 并行传输。 分组交换的优缺点：

2.3 报文交换

• 过程：发送整个报文 → 中间节点完整接收并存储 → 检查无误后再转发给下一节点。
• 本质：存储-转发，但不拆分数据。

2.4 三种交换方式的对比

• 若要连续传输大量的数据，并且数据传送时间远大于建立连接的时间，则使用电路交换可以有较高的传输效率。然而计算机的数据传输往往是突发式的，采用电路交换时通信路线的利用率会很低。
• 报文交换和分组交换都不需要建立联系，在传送计算机的突发数据时可以提高通信路线的利用率。
• 将报文构造成若干个更小的分组进行分组交换，比整个报文进行报文交换的时延要小，并且还可以避免太长的报文长时间占用链路，有利于差错控制，同时具有更好的灵活性。

3. 计算机网络的定义与分类

3.1 计算机网络的定义

现阶段计算机网络的定义： 计算机网络是利用通信线路和通信设备，将地理上分散的、具有独立功能的多个计算机系统连接起来，在网络软件（网络协议、网络操作系统）的支持下，进行数据通信，实现资源共享的系统。

• 地理位置分散且功能独立。
• 硬件基础：通信线路和设备。
• 软件核心：必须在网络协议（如TCP/IP）的约束下工作。
• 根本目标：数据通信是手段，资源共享（硬件、软件、数据）是目的。

3.2 计算机的分类

（1）交换方式 电路交换、报文交换、分组交换 （2）使用者 公用网、专用网 （3）传输介质（4）覆盖范围 广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、个域网（PAN） （5）拓扑结构 总线型、星型、环形、网状型

4. 计算机网络的性能指标

4.1 速率

比特：（bit/b）是计算机中数据量的基本单位，一个比特就是二进制数字中的一个1或0。 速率： 数据的传输速率，也称数据率、比特率 测试：

4.2 宽带

数据传输速率应在主机接口速率、线路带宽、交换机或路由器的接口速率中取小者，属于木桶效应

4.3 吞吐量

吞吐量： 单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量，受网络带宽的限制。

4.4 时延

时延： 数据从网络的一端传送到另一端所耗费的时间。也称为延迟。数据可由一个或多个分组、甚至是一个比特构成。

4.5 时延带宽积

组成： 传播时延 X 带宽 又称为：以比特位单位的链路长度

4.6 往返时间（RTT）

从源主机发送分组开始，直到源主机收到来自目的主机的确认分组为止

4.7 利用率

信道利用率： 用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的 网络利用率： 全网络的信道利用率的加权平均

4.8 丢包率

在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。 分类： 接口丢包率、节点丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率 丢包情况： 1、分组在传输的过程中出现误码，被结点丢弃； 2、分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃；在通信量较大时可能导致网络拥塞

5. 计算机网络体系结构

5.1 常见的计算机网络体系结构

OSI体系结构 TCP/IP体系结构 原理体系结构

法律上的国际标准 事实上的国际标准 教学标准

5.2 计算机网络体系结构分层的必要性

5. 应用层（最顶层，离用户最近）
这里是用户直接接触的部分，比如微信、浏览器、邮件客户端。它的任务就是准备要发送的数据，比如你发一条“你好”，应用层就把这句话打包好，告诉下层“帮我送出去”。常见的协议有HTTP（网页）、FTP（文件传输）、微信自用协议等。

4. 运输层（负责“端到端”的可靠传输）
这一层就像快递公司的调度中心。它不管数据走哪条路，但必须保证数据完整、按顺序地送到对方电脑的某个应用程序（比如微信只收微信的数据，浏览器只收浏览器的数据）。主要用TCP（可靠但慢一点）和UDP（快但可能丢包）。

3. 网络层（负责“找路”和“寻址”）
这一层像导航地图，核心任务就是给数据包加上源IP和目标IP地址，然后根据拥堵情况选择一条最优路径，把数据从源主机送到目标主机。路由器就工作在这一层。

2. 数据链路层（负责“相邻设备之间的传输”）
这一层像同一段路上的交通指挥。它把网络层发来的数据包封装成帧，加上MAC地址（物理地址），确保数据能在同一局域网（比如你家Wi-Fi覆盖范围内）的两个设备之间正确传输。交换机工作在这一层。

1. 物理层（最底层，负责“比特流传输”）
这一层最实在，就是把数据变成实际的物理信号——光信号（光纤）、电信号（网线）、电磁波（Wi-Fi）。它不管数据是什么含义，只管把0和1发出去或收进来。

5.3 计算机网络体系结构分层思想举例

5	应用层	HTTP报文
4	运输层	HTTP+TCP
3	网络层	HTTP+TCP+IP
2	数据链路层	ETH+HTTP+TCP+ETH（帧）
1	物理层	（ETH+HTTP+TCP+ETH）比特流+前导码

自动换行

5.4 计算机网络体系结构中的专用术语

实体 任何可发送或接收信息的硬件或软件进程 对等实体 收发双方相同层次中的实体

协议 控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合

协议的三要素 语法、语义、同步

• 语法 定义所交换信息的格式
• 语义 定义收发双方所要完成的操作
• 同步 定义收发双方的时序关系

服务

6. 习题

端到端

【解析】 传输层使用端口号为应用层的应用进程之间提供端到端的逻辑通信，而网络层仅仅为主机之间提供逻辑通信。

【解析】 计算机网络的体系结构就是计算机网络即其结构所应完成的功能的精确定义。需要强调的是：这些功能的实现细节（例如采用何种硬件或软件），则是遵守这种体系结构的具体实现问题，并不属于体系结构本身所描述的内容。