1.計算機網絡和因特網的概念
1.1計算機網絡
計算機網絡通過傳輸介質、通信設備和網絡通信協(xié)議，把分散在不同地點的計算機設備互聯(lián)起來，實現(xiàn)資源共享和數(shù)據傳輸功能。
1.2什么是因特網
1.2.1具體構成描述
因特網是一個世界范圍的計算機網絡，即它是一個互聯(lián)了遍及全世界的數(shù)以億計的計算設備的網絡。現(xiàn)在，還包括安全系統(tǒng)和非傳統(tǒng)因特網端系統(tǒng)，如手機、iPad、電視等，所有這些設備稱為主機或端。
- 端系統(tǒng)通過通信鏈路和分組交換機連接到一起。
- 當一臺端系統(tǒng)要向另一臺端系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據時，發(fā)送端系統(tǒng)將數(shù)據分段，并為每段加上首部字母。由此形成的信息包稱為分組。
- 分組交換機從它的一條入通信鏈路接收到達的分組，并從它的一條出通信鏈路轉發(fā)該分組。目前最著名的類型是路由器和鏈路層交換機。
- 端系統(tǒng)通過ISP（因特網服務提供商）接入因特網。
- 因特網的主要協(xié)議統(tǒng)稱為TCP/IP協(xié)議。
1.2.2服務描述
從應用程序提供服務的基礎設施的角度來描述因特網。
- 涉及多臺相互交換數(shù)據的端系統(tǒng)的應用程序稱為分布式應用程序。
- 與因特網相連的端系統(tǒng)提供了一個API，規(guī)定了運行在一個端系統(tǒng)上的軟件請求因特網基礎設施向運行在另一個端系統(tǒng)上的特定目的的軟件交付數(shù)據的方式。
1.3 網絡核心
網絡邊緣包括應用程序和端系統(tǒng)，網絡核心則表示由互聯(lián)因特網端系統(tǒng)的分組交換機和鏈路構成的網狀網絡。
1.3.1分組交換
在網絡應用中，端系統(tǒng)彼此交換報文。報文可以執(zhí)行一種控制功能，也可以包含數(shù)據。
- 存儲轉發(fā)傳輸
在交換機能夠開始向輸出鏈路傳輸該分組的第一個比特之前，必須接受到整個分組。 - 排隊延時和分組丟失
對于每條相連的鏈路，分組交換機具有一個輸出緩存，也稱輸出隊列。
1.3.2電路交換
在端系統(tǒng)通信期間，預留了端系統(tǒng)間通信沿路徑所需要的資源（緩存、鏈路傳輸速率）。
1.電路交換網絡中的復用
頻分復用：按頻率劃分的不同信道，用戶分到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶，可見頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（帶寬指頻率帶）。
時分復用：按時間劃分成不同的信道，每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序列號的間隙，可見時分復用的所有用戶是在不同時間占用同樣的頻帶寬度。
2.分組交換與電路交換的對比
- 分組交換不適合實時服務。
- 分組交換提供了更好的帶寬共享。
- 它比電路交換更簡單、更有效，實現(xiàn)成本更低。
1.4分層體系結構
- 應用層
網絡應用程序及它們的應用層協(xié)議存留的地方。
相關協(xié)議：HTTP、SMTP、FTP
位于應用層的信息分組稱為報文。 - 運輸層
在運用程序端點之間傳輸應用層報文。
相關協(xié)議：TCP、UDP
運輸層分組稱為報文段。 - 網絡層
負責將稱為數(shù)據報的網絡層分組從一臺主機轉移到另一臺主機。
IP協(xié)議：定義了在數(shù)據報中的各個字段以及端系統(tǒng)和路由器如何作用于這些字段。
網絡層也決定了路由的路由選擇協(xié)議。 - 鏈路層
在每一個結點（主機或路由器），網絡層將數(shù)據報下傳給鏈路層，鏈路層沿著路徑將數(shù)據報傳遞給下一個結點。在下一個結點，鏈路層將數(shù)據報上傳給網絡層。
鏈路層分組稱為幀。 - 物理層
將幀的一個一個比特從一個結點移動到下一個結點。
將這些綜合起來，各層的所有協(xié)議成為協(xié)議棧。以上分層是按因特網的協(xié)議棧劃分的。另外國際標準化組織（ISO）提出計算機網絡組織應大約分成7層，稱為開放系統(tǒng)互連（OSI）模型。OSI在應用層下附加了表示層和會話層。表示層的作用是使通信的應用程序能夠解釋交換數(shù)據的含義，這些服務包括數(shù)據壓縮和數(shù)據加密，以及數(shù)據描述。會話層提供了數(shù)據交換定界和同步功能，包括了建立檢查點和恢復方案的方法。
名詞縮寫：
- ISP：Internet Service Provider（因特網服務提供商）
- TCP：Transmission Control Protocol（傳輸控制協(xié)議）
- IP：Internet Protocol（網際協(xié)議）
- API：Application Programming Interface（應用程序編程接口）
- FDM：Frequency-Division Multiplexing（頻分復用）
- TDM：Time-Division Multiplexing（時分復用）
