# 基本定义

> 计算机网络基本定义

**网络**：若干**节点node**（计算机、集线器、交换机或路由器）和连接节点的**链路link**组成。

**互联网**：network of networks

**因特网**：全球最大的互联网

* 边缘部分：主机组成，用户直接使用
  * 主机A与主机B通信：主机A的某个进程和主机B上的另一个进程通信
  * 端系统之间的通信方式可分为：
    * **客户端（client）-服务端（server）**方式：指通信涉及的两个应用进程，客户端请求服务（发起通信），服务端提供服务。
    * **对等连接（peer to peer，P2P）**：两个主机通信时不区分谁是服务提供方、请求方。两个主机都运行P2P软件，则平等、对等通信。
* 核心部分：大量网络和连接网络的路由器组成，为边缘提供服务
  * 路由器，实现分组交换（转发分组，分组为报文的一部分）

> 按照范围、使用者划分的几个网络定义：
>
> WAN（广域网），LAN（局域网），PAN（个人域网）
>
> 公用网，专用网

## 指标

**速率**：（数据率、比特率）传输数据的速率，bit/s

**带宽**：最高数据率

**吞吐量**：单位时间内通过网络的数据量

**时延/延迟**：发送时延、传输时延、处理时延、排队时延

**时延带宽积**： = 传播时延x带宽，又称为以比特为单位的链路长度

**往返时间RTT**：发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间。

**利用率**：信道利用率、网络利用率（两者不同）。信道或网络利用率过高，会产生很大的延迟。对于网络利用率和延迟的关系，$$D=D\_0/(1-U)$$，其中$$D$$为延迟，$$D\_0$$为空闲时的延迟，$$U$$是利用率。

## 协议与层次

规定交换数据的格式以及有关的同步问题

协议是**水平**的，控制两个**对等实体**进行通信，使得本层能够向上一层提供服务，使用本层协议需要下一层所提供的服务。下层协议对上面的实体是透明的，只有能被实体看见的才称为**服务**。

### 分层

* 各层独立，灵活性好，结构上可分割开，易于实现和维护，促进标准化工作
* **各层完成的功能**（一种或多种，同一个功能在不同层次可能会反复出现）：
  * 差错控制
  * 流量控制
  * 分装和重装（数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原）
  * 复用和分用（几个高层会话复用一条低层连接，在接收端将其还原）
  * 连接建立和释放

### 模型

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### 五层简介

> 各层的传输单元都可以称为分组，在OSI模型中成为**PDU(Protocol Data Unit)**

1. **应用层(application layer)**
   1. 通过应用进程的交互来完成特定网络应用，**应用进程**通信和交互的规则【HTTP、SMTP、FTP】
   2. 数据单元：**报文(message)**
2. **传输层(transport layer)**
   1. 向两个主机中**进程之间的通信**提供**通用**的数据传输服务
   2. 通用：不针对某个应用，多个应用可使用同一个传输层服务【复用、分用】
   3. **TCP(Transmission Control Protocol)**面向连接、可靠的数据服务，传输单元：**报文段(segment)**
   4. **UDP(User Datagram Protocol)**无连接的、尽最大努力(best-offer)的数据传输服务，不保证可靠性，传输单元：**用户数据报**
3. **网络层(network layer)**
   1. 为**分组交换网**的不同**主机**提供通信服务。发送数据时，把报文段、用户数据报**封装**为**分组**或**包(packet)**进行传送。
   2. TCP/IP中使用**IP协议**，分组又称为**IP数据报**，或简称**数据报(Datagram)**
   3. 另一个功能：**路由决策**，使得传输层接下来分组可以通过网络中的路由器找到目的主机
4. **数据链路层(data link layer)**
   1. 负责**链路上**两个**相邻节点**之间的数据传输**（字节流）**，将IP数据报组装成**帧(frame)**，帧包括**控制信息**，以便接收端提取数据给上一层
   2. 检错、纠错功能
5. **物理层(physical layer)**
   1. 提供透明传输**比特流**的功能，


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