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初识计算机网络。计算机网络基本概念，分类，性能指标

本系列博客源自作者在大二期末复习计算机网络时所记录笔记，看的视频资料是B站湖科大教书匠的计算机网络微课堂，祝愿大家期末都能考一个好成绩！
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一、计算机网络基础概念

（一）定义

计算机网络最简洁的定义，是一些互相连接且自治的计算机集合。从更全面的角度看，其定义涉及交换技术、使用者等多个方面。

（二）分类

依据不同标准划分：

• 按传输介质：不同的传输介质会影响网络的传输特性等。
• 按覆盖范围：
  • 广域网（WAN）：覆盖范围广，用于连接不同地区的网络。
  • 城域网（MAN）：覆盖城市区域，在城市范围内提供网络服务。
  • 局域网（LAN）：范围较小，常用于企业、校园等局部区域。
  • 个人区域网（PAN）：围绕个人设置，比如连接个人电子设备。
• 按拓扑结构：影响网络的布局和数据传输路径等。

网络本质由若干结点和连接这些结点的链路组成。这里容易混淆的是 internet 与 Internet ，前者泛指网络，后者专指全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的因特网 ，同时 Internet 的发展历史也是一部技术演进史。

二、因特网相关要点

（一）因特网服务提供商（ISP）

ISP 是因特网的重要参与者，基于 ISP 构建起三层结构的因特网，是网络架构的重要支撑。

（二）调制解调器

作为网络连接的重要设备，负责信号在数字和模拟之间的转换，保障数据在不同介质上的有效传输。

（三）因特网的 RFC 文档

如同网络世界的规则宝典，规范着网络协议、技术标准等诸多方面，是网络有序运行的保障。

（四）因特网组成

• 边缘部分：由众多主机组成，是用户直接使用网络服务的部分。
• 核心部分：路由器是核心构件，承担分组交换任务，负责转发分组，如同网络交通的指挥中心，确保数据高效传输。

三、网络交换方式

（一）电路交换

以电话线为典型应用，通信时建立专用物理电路，全程独占，如同为通话双方开辟一条专属通道。

（二）分组交换

计算机网络常用方式，将数据分割成一个个分组传输，各分组可走不同路径，可能无序到达，类似货物分批次走不同路线运输。

（三）报文交换

早期电报通信网采用，交换结点采用存储转发机制，先存储报文再转发，像信件先在中转站暂存再继续传递。 报文是表示信息的整块数据，可细分为数据段和首部，分组是一种特殊报文，也叫包 。

四、计算机网络性能指标

（一）速率

衡量数据传输的快慢，单位通常是比特每秒（bit/s） 。

（二）带宽

原本指信号具有的频带宽度，在计算机网络中常指数字信道所能传输的最高数据率。

（三）吞吐量

单位时间内通过某个网络（或接口、信道）的数据量，反映网络实际的数据传输能力。

（四）时延

• 发送时延：主机或路由器发送数据帧所需时间。
• 传播时延：电磁波在信道中传播一定距离所需时间。
• 处理时延：主机或路由器处理分组等操作花费的时间。 时延带宽积是时延与带宽的乘积 ，往返时间（RTT） 衡量从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认所经历的时间 。

（五）利用率

• 信道利用率：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值。 还有丢包率等指标，反映网络传输的可靠性 。公式
  
  揭示了时延和利用率之间的内在联系。