计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）
1.2因特网概述
1.网络、互联网和因特网
2.因特网发展的三个阶段
因特网服务供者ISP
基于ISP的三层结构因特网
3.因特网的标准化工作
4.因特网的组成
1.3三种交换方式：电路交换、分组交换、报文交换
1.电路交换
# 电路交换机接通电话线的方式成为电路交换；
# 从通信资源分配角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路资源；
# 电路交换的三个步骤：
①建立连接（分配通信资源）
②通话（一直占用通信资源）
③释放连接（归还通信资源）
2.分组交换
通常把表示该消息的整块数据称为一个报文，先把较长的报文分成一个个更小更长的等长数据段，在每个数据段前加上一些由必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组，简称为“包”，首部也可称为“包头”。
首部起着关键作用，首部中包含分组目的地址，分组交换机接收到一个分组后，先将分组暂时存储下来，再检查其首部，按照首部中的目的地址进行查表转发，找到合适的转发接口，通过该接口将分组转发给下一个分组交换机。
本例中主机H2收到这些分组后，去掉他们的首部，将各数据段组合还原出原始报文。
3.电路交换、报文交换、分组交换的对比
①电路交换
优点:（1）通信时延小
（2）有序传输
（3）没有冲突
（4）适用范围广
（5）实时性强
（6）控制简单
缺点:（1）建立连接时间长
（2）线路独占，使用效率低
（3）灵活性差
（4）难以规格化
②报文交换
优点:（1）无需建立连接
（2）动态分配线路
（3）提高线路可靠性
（4）提高线路利用率
（5）提供多目标服务
缺点:（1）引起了转发时延
（2）需要较大存储缓存空间
（3）需要传输额外的信息量
③分组交换
优点:（1）无需建立连接
（2）线路利用率高
（3）简化了存储管理
（4）加速传输
（5）减少出错概率和重发数据量
缺点:（1）引起了转发时延
（2）需要传输额外的信息量
（3）对于数据报服务，存在失序、丢失或重复分组的问题；对于虚电路服务，存在呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程
1.4计算机网络的定义和分类
1.计算机网络的定义
#计算机网络的精确定义并未统一
#计算机网络最简单的定义：一些互相连接的、自治的计算机的集合
①互连：是指计算机之间通过有现货无线的方式进行数据通信；
②自治：指独立的计算机，他有自己的硬件和软件，可以单独运行使用；
③集合：是指至少需要两台计算机；
#计算机网络较好的定义是：计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（例如，传送数据，或视频信号）。这些可编程的硬件能够来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的日益增长的应用。
①计算机网络所连接的硬件，并不限于一般计算机，而是包括智能手机等智能硬件。
②计算机网络并非专门用来传送数据，而是能够支持很多种应用（包括今后可能出现的各种应用）。
2.计算机网络的分类
按交换技术分类
按使用者分类
按传输介质分类
按覆盖范围分类
按拓扑结构分类
1.5计算机网络的性能指标
#性能指标可以从不同的方面来度量计算机网络的性能
#常用计算机网络性能指标有以下8个
①速率
②带宽
③吞吐量
#吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。
#吞吐量北京场用于现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据两能够通过网络。
#吞吐量受网络的带宽或额定速率的限制。
④时延
发送时延：源主机将分组发往传输线路需要花费的时间。
传播时延：代表分组的电信号在链路上传输花费的时间。
处理时延：路由器收到分组后，对其进行存储转发花费的时间。
处理时延一般不方便计算
#总时延中传播关于谁主导应具体问题具体分析
⑤时延带宽积
时延带宽积 = 传播时延 X 带宽
#若发送端连续发送数据，则在所发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积比特；
#链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度
⑥往返时间
重要的性能指标，简称RTT
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（有数据通过）。
网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均。
#信道利用率并非越高越好；
#如果令D0表示网络当前的时延，那么在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式来表示D、D0和利用率U之间的关系：
#也不能使信道利用率太低，这会使宝贵的通信资源被白白浪费。
⑧丢包率
#即分组丢失率，指在一定时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。
#具体可分为接口丢包率、节点丢包率、路径丢包率、网络丢包率等。
#分组丢失主要两种情况：
分组在传输过程中出现误码，被节点丢弃；
分组到达一台队列已满的分组就交换及时被丢弃；在通信量较大时可能造成网络拥塞。
#因此丢包率反映了网络的拥塞情况：
无拥塞时路径丢包率为0
轻度拥塞时路径丢包率为1%~4%
严重拥塞时路径丢包率为5%~15%
1.6计算机网络体系
1.常见的计算机网络体系结构
#OSI体系结构
法律上的国际标准
#TCP/IP体系结构
事实上的国际标准
#原理体系结构
适于教学
2.计算机网络体系分层的必要性
计算机网络是一个非常复杂的系统，“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题易于研究和处理
3.计算机网络体系结构分层思想举例
应用层将HTTP报文交给交给运输层，运输层为HTTP报文添加TCP首部，使其成为TCP报文段，该首部为了区分应用进程以及可靠传输；
运输层将TCP报文段交付给网络层处理，网络层给TCP报文段添加IP首部使其成为IP数据段，该首部主要为了使IP数据报可以在互联网上传输，也就是被路由器转发；
网络层将IP数据报交给数据链路层处理，数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部，使之成为帧，该首部的作用主要是为了让帧能够在一段链路上或一个网络上传输，被相应目的主机接收。尾部的作用目的是为了让目的主机检查所接收到的帧是否有误码；
数据链路层将帧交付给物理层，物理层将帧看做比特流，物理层会给该比特流添加前导码。作用为了让目的主机做好接收帧的准备。
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集合。
#协议三要素：
①语法：定义所交换信息的格式
②语义：定义收发双方所要完成的操作
③同步：定义收发双方的时序关系
#服务：在协议控制下，两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上层提供一层服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。
协议是“水平的”，服务是“垂直的”，实体看得见相邻下层所提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议，也就是说下面的协议对上面的实体是“透明”的。
#服务访问点：在同意系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口，用于区分不同服务类型。
如：数据链路层的服务访问点为帧的“类型”字段。
网络层的服务访问点为IP数据报首部中的“协议字段”。
运输层的服务访问点为“端口号”。
#服务原语：上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令称为服务原语。
#协议数据单元PDU：对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元。
#服务数据单元SDU：同一系统内，层与层之间交换的数据包称为服务数据单元。
多个SDU可以合成为一个PDU；一个SDU也可以划分为几个PDU。
