（湖科大教书匠）计算机网络微课堂

第一章

因特网概述

1、网络、互联网和因特网

网络由若干结点和连接这些结点的链路（有线、无线）组成
多个网络还可以通过路由器互连起来。这样就构成一个覆盖范围更大的网络，即互联网。因此，互联网是网络的网络。因特网Internet是世界上最大的互联网络

2、因特网发展的三个阶段

因特网服务提供者ISP（Internet Service Provider）
普通用户通过ISP（中国电信）接入因特网

基于ISP的三层结构的互联网
相隔较远的两台主机间的通信可能需要经过多个ISP
一旦某个用户能够接入因特网，那么他也可以成为ISP，购买调制解调器/路由器

4、因特网的组成
边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用的，用于通信和资源共享
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，这部分是为边缘部分提供服务的

三种交换方式

1、电路交换Circuit Switching

电话交换机接通电话线的方式称为电路交换
电路交换三个步骤：
建立连接（分配通信资源）；通话（一直占用通信资源）；释放连接（归还通信资源）

当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低

2、分组交换Packet Switching
发送方：构造分组、发送分组
路由器：缓存分组、转发分组
接收方：接受分组、还原报文

4、电路交换、报文交换、分组交换对比

计算机网络的定义和分类

2、计算机网络的分类

计算机网络的性能指标

1、速率

比特
计算机中数据量的单位
8 bit = 1 Byte
KB = $2^{10}$ B（这个K大写）
MB = KKB = $2^{10}?2^{10}$ B = $2^{20}$ B
GB = KMB = $2^{10}?2^{20}$ B = $2^{30}$ B
TB = K*GB = $2^{10}?2^{30}$ B = $2^{40}$ B

速率
连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称比特率或数据率
bit/s b/s bps
kb/s = $10^3$ b/s(bps)（这个k小写）
Mb/s = kkb/s = $10^3?10^3$ b/s = $10^6$ b/s(bps)
Gb/s = kMb/s = $10^3?10^6$ b/s = $10^9$ b/s(bps)
Tb/s = k*Gb/s = $10^3?10^9$ b/s = $10^{12}$ b/s(bps)

2、带宽

带宽在模拟信号系统中的意义

带宽在计算机网络中的意义
用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，
因此网络带宽表示在单位时间内从网络的一点到另一点所能通过的最高数据率
单位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s

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
吞吐量受网络的带宽或额定速率的限制

4、时延

5、时延带宽积
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

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

7、利用率
信道利用率：用来表示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

8、丢包率
即分组的丢失率
是指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
主要有两种情况：1、出现误码，被结点丢弃；2、分组交换机队列已满，网络拥塞

常见的计算机网络体系结构

分层的必要性

第二章、物理层

物理层基本概念

机械特性：接线器形状尺寸、引脚数目排列
电气特性：电压范围
功能特性：电压表示何种意义
过程特性：时间的出现顺序

物理层下面的传输媒体

传输媒体不属于计算机网络体系结构的任何一层

导引型传输媒体：同轴电缆、双绞线、光纤、电力线
非导引型传输媒体：无线电波、微波、红外线、可见光

传输方式

1、串行传输 & 并行传输
远距离传输（如计算机网络）：串行传输
计算机内部数据传输：并行传输

2、同步传输 & 异步传输
同步传输：数据块以稳定的比特流的形式传输，字节之间没有间隔；接收端在每个比特信号的中间时刻进行检测
异步传输：以字节为独立的传输单位，字节之间的时间间隔不是固定的

3、单工、半双工、全双工
单工：只有一个传输方向（广播）
半双工：双方可以相互传输数据，但不能同时进行（对讲机）
全双工：可以同时发送和接收信息（电话）

编码与调制

1、
码元：代表不同离散数值的基本波形

2、常用编码

3、基本调制方法
使用基本调制方法，1个码元只能包含1个比特信息

4、混合调制方法
多元制

信道的极限容量

1、奈氏准则

注意波特的单位是 码元/秒

码元传输速率就是调制速度

2、香农公式

这题有噪声，故用香农公式

第三章、数据链路层

数据链路层概述