一、概述
网络的网络
网络把主机连接起来，而互联网是把多种不同的网络连接起来，因此互联网是网络的网络。
ISP
互联网服务提供商 ISP 可以从互联网管理机构获得许多 IP 地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备，个人或机构向 ISP 缴纳一定的费用就可以接入互联网。
目前的互联网是一种多层次 ISP 结构，ISP 根据覆盖面积的大小分为主干 ISP、地区 ISP 和本地 ISP。
互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。
互联网的组成
边缘部分：所有连接在互联网上的主机，用户可以直接使用；
核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分的主机提供服务。
主机之间的通信方式
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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。
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对等（P2P）：不区分客户和服务器。
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电路交换与分组交换
1. 电路交换
电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。
2. 报文交换
报文交换用于邮局通信系统，邮局接收到一份报文之后，先存储下来，然后把相同目的地的报文一起转发到下一个目的地，这个过程就是存储转发过程。
3. 分组交换
分组交换也使用了存储转发，但是转发的是分组而不是报文。把整块数据称为一个报文，由于一个报文可能很长，需要先进行切分，来满足分组能处理的大小。在每个切分的数据前面加上首部之后就成为了分组，首部包含了目的地址和源地址等控制信息。
存储转发允许在一条传输线路上传送多个主机的分组，也就是说两个用户之间的通信不需要占用端到端的线路资源。
相比于报文交换，由于分组比报文更小，因此分组交换的存储转发速度更加快速。
时延
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
1. 发送时延
主机或路由器发送数据帧所需要的时间。
其中 l 表示数据帧的长度，v 表示发送速率。
2. 传播时延
电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，电磁波传播速度接近光速。
其中 l 表示信道长度，v 表示电磁波在信道上的传播速率。
3. 处理时延
主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间，例如分析首部、从分组中提取数据部、进行差错检验或查找适当的路由等。
4. 排队时延
分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量。
计算机网络体系结构*
1. 七层协议
如图 a 所示，其中表示层和会话层用途如下：
- 表示层：信息的语法、语义以及它们的关联，如加密解密、转换翻译、压缩解压缩；
- 会话层：不同机器上的用户之间建立及管理会话。
2. 五层协议
应用层：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等。数据单位为报文。
运输层：提供的是进程间的通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的运输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。
网络层：为主机之间提供数据传输服务，而运输层协议是为主机中的进程提供服务。网络层把运输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。
数据链路层：网络层针对的还是主机之间的数据传输服务，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的结点提供服务。数据链路层把网络层传来的分组封装成帧。
物理层：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。
3. 数据在各层之间的传递过程
在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。
路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要运输层和应用层。
4. TCP/IP 体系结构
它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。
现在的 TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。
TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中占用举足轻重的地位。
二、物理层
通信方式
- 单向通信，又称为单工通信；
- 双向交替通信，又称为半双工通信；
- 双向同时通信，又称为全双工通信。
带通调制
模拟信号是连续的信号，数字信号是离散的信号。带通调制把数字信号转换为模拟信号。
信道复用技术
1. 频分复用、时分复用
频分复用的所有用户在相同的时间占用不同的频率带宽资源；时分复用的所有用户在不同的时间占用相同的频率带宽资源。
使用这两种方式进行通信，在通信的过程中用户会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质，通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用，因此这两种方式对信道的利用率都不高。
2. 统计时分复用
是对时分复用的一种改进，不固定每个用户在时分复用帧中的位置，只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。
