第一章计算机网络概述——提纲 + 练习题（体系结构相关习题、时延计算相关习题）-易微帮

第一章计算机网络概述

1.2 因特网概述

网络、互连网（互联网）、因特网的基本概念。

1.3 三种交换方式

电路交换、分组交换、报文交换。——了解各自特点，之间的区别。
- 其中，分组交换是重点，要理解分组的概念、存储转发的概念。

1.4 计算机网络的分类

1.按交换技术：电路交换网、分组交换网、报文交换网。
2.按使用者：公用网、专用网。
3.按传输介质：有线网、无线网。
4.按覆盖范围：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个域网PAN。
5.按拓扑结构：总线型网络、星型网络、环型网络、网状型网络。

1.5 计算机网络的性能指标

1.速率：每秒传输多少比特。也称为比特率或数据率。
2.带宽：网络的通信线路所能传送数据的能力。也就是最高数据率。
3.吞吐量：在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。
4.时延：发送时延、传播时延、处理时延。
- 发送时延 = 分组长度 / 发送速率；
- 传播时延 = 信道长度 / 电磁波的传播速率；
- 处理时延一般不方便计算。
5.时延带宽积：传播时延和带宽的乘积。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RTT：通信双方交互一次所耗费的时间。
7.利用率：
- ①信道利用率：表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）；
- ②网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均。
- 此外，根据排队论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增大，因此，信道利用率并非越高越好。但也不能使信道利用率太低，这会浪费资源。
8.丢包率：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。
- 分组丢失主要有两种情况：
  - ①分组在传输过程中出现误码，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。

1.6 计算机网络的体系结构（重点、难点）

1.常见的计算机网络体系结构
- 1）OSI的七层体系结构，从下往上依次是：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。（法律上的国际标准）
- 2）TCP/IP的四层体系结构，从下往上依次是：网络接口层、网际层、运输层、应用层。（事实上的国际标准）
- 3）五层协议的原理体系结构，从下往上依次是：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。（适用于教学）
2.分层的必要性：
- ①计算机网络是个非常复杂的组成；
- ②“分层”可将庞大而复杂的问题，转换为若干较小的局部问题；
- ③以五层原理体系结构为例，说明分层的必要性。并总结出体系结构各层要解决的主要问题。
  - 物理层——解决使用何种信号来传输比特的问题；
  - 数据链路层——解决分组在一个网络（或一段链路）上传输的问题；
  - 网络层——解决分组在多个网络间传输（路由）的问题；
  - 运输层——解决进程之间基于网络的通信问题；
  - 应用层——解决应用进程间的交互来实现特定网络应用的问题。
3.分层思想举例：分组逐层封装、解封的具体过程。
4.专用术语：实体、协议、服务。
- 实体：任何可发送或接受信息的硬件或软件进程；
  - 对等实体：通信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。例如IP数据报的格式。
    - 语义：定义通信双方所要完成的操作。例如，主机发送HTTP的GET请求给Web服务器，Web服务器收到后执行相应的操作，然后给主机发回HTTP的响应。
    - 同步：定义通信双方的时序关系。例如，TCP的“三报文握手”建立连接的过程。
- PDU：对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元PDU。例如：应用层-报文；运输层-TCP报文段（或UDP用户数据报）；网络层-IP数据报（或分组）；数据链路层-帧；物理层-比特流。
- 服务：在协议的控制下，两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。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：在同一系统中相邻两层的实体交互信息的逻辑接口。用于区分不同的服务类型。
  - 服务原语：指上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换的一些命令。
- SDU：服务数据单元SDU是指同一系统内，层与层之间交换的数据包。多个SDU可以合成为一个PDU；一个SDU也可以划分为多个PDU。