主要参考过去的课程资料。本部分主要包括互联网基础， 计算机网络性能指标， 协议与划分层次。
互联网基础
互联网基本特点
连通性（上网的用户可以交换信息）和共享（资源共享： 信息， 软件， 硬件等）
互联网发展三阶段
- 第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准，被认为是因特尔的诞生时间。
- 第二阶段：三级结构的互联网建成。主要分为：主干网， 地区网和校园网（企业网）。
- 第三阶段：形成多层次的互联网服务提供者 ISP 的互联网。 ISP(Internet Service Provider), 仅需要向某个 ISP 缴费，即可获得 IP，接入互联网。也可分为主干 ISP, 地区 ISP, 本地 ISP。
主机之间的通信方式
- 客户-服务器（C/S）: 客户是服务的请求方， 服务器是服务的提供方。
- 对等（P2P）: 不区分客户和服务器。
电路交换与分组交换
- 电路交换占用专用的物理链路，整个通信过程始终占用链路。线路利用率低。
- 分组交换： 每个分组都有首部和尾部， 包含源地址和目的地址等信息， 同一传输线路上同时传输多个分组， 相互不影响。 分组交换使用了存储转发过程。
计算机网络的性能指标
速率
- 一般指数据传输速率，也称为数据率（data rate）或比特率（bit rate）。
- 单位：比特（bit）/秒（s）, kbit/s, Mbit/s, Gbit/s, 例如 $4\times 10^{10}$ bit/s = 40 Gbit/s。
- 速率往往指额定速率或标称速率，非实际运行速率。
带宽
- 带宽 bandwidth 本来指信号具有的频带宽度，单位是赫兹，kHz, MHz, GHz。
- 网络中，用带宽来代表网络中某个通道的输送数据能力。
吞吐量
- 吞吐量 throughput 指单位时间通过某个网络（信道、接口）的数据量。
- 实际反应多少数据量能够通过网络。
- 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率限制。
时延
- 时延 delay/latency 一般指数据（或一个报文、分组、甚至 bit）从一个网络（或链路）的一端到另一端所需的时间。有时也称为迟延或延迟。
-
延时一般由四部分组成：发送延时、传播延时、处理延时、排队延时。
- 发送延时： 也称为传输延时，数据帧从结点进入到传输媒体所需的时间。从数据帧第一个比特算起，到最后一个比特发送完毕所需时间。
$$发送时延=\frac{数据帧数(bit)}{发送速率(bit/s)}$$
- 传播时延： 电磁波在信道内传播过程中花费的时间。
$$传播时延=\frac{信道长度(m)}{信道内信号传播速率(m/s)}$$
- 处理时延： 主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检查或查找路由）所花费的时间。
- 排队时延： 分组在路由器输入和输出队列中排队等待处理所经过的时间。排队时延取决于网络当时的通信量。
- 总时延：一般为各部分时延之和。结点中产生处理时延和排队时延，发送时产生发送时延，链路上产生传播时延。
协议与划分层次
- 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定， 成为网络协议, 简称协议。
- 非国际标准 TCP/IP 获得了广泛应用，被称为事实上的国际标准。
- 国际标准 OSI 协议体系包括七层：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层和物理层。表示层和会话层在五层协议中留给了应用程序处理。
- TCP/IP 协议包括：应用层（有各种应用层协议， DNS, HTTP, SMTP 等，可直接与 IP 层和网络接口层有练习）, 运输层（TCP 或 UDP）, 网际层 IP, 网络接口层（没有具体内容）。四层协议。
- 五层协议的体系结构：应用层（application layer）, 运输层（transport layer）, 网络层（network layer）, 数据链路层（data link layer）, 物理层（physical layer）。暂不详细展开，含义，后续分别介绍。
- 数据在各层间的传递，向下过程中添加下层协议所需要的首部或尾部，向上的过程不断拆开首部和尾部。一般链路层有首部和尾部， 其他层有首部。
graph LR
应用层 --> 运输层 --> 网络层 --> 数据链路层 --> 物理层