1. 计算机网络的定义
计算机网络是将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路和通信设备连接起来，在网络协议和网络软件的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的系统。
三个基本要素：
- 多台独立的计算机
- 通过通信介质连接
- 遵循共同的网络协议
2. 计算机网络的功能
| 功能 | 说明 |
|---|
| 数据通信 | 最基本的功能，实现计算机之间的信息传递 |
| 资源共享 | 硬件资源、软件资源、数据资源的共享 |
| 分布式处理 | 将大任务分配给网络中的多台计算机协同完成 |
| 提高可靠性 | 通过冗余提高系统的可靠性 |
| 负载均衡 | 将工作负载分配到多个设备上 |
3. 计算机网络的分类
| 分类依据 | 类型 | 说明 |
|---|
| 按覆盖范围 | PAN（个人区域网） | 1m 左右，如蓝牙 |
| LAN（局域网） | 1km 左右，如以太网 |
| MAN（城域网） | 10km 左右 |
| WAN（广域网） | 几百到几千 km，如 Internet |
| 按拓扑结构 | 星形、总线、环形、网状、树形 | — |
| 按传输技术 | 广播式网络 | 共享信道，如以太网 |
| 点对点网络 | 专用信道，如 PPP |
| 按使用者 | 公用网 | 电信公司运营 |
| 专用网 | 军队、银行等自建 |
4. 计算机网络的性能指标
| 指标 | 含义 | 单位 |
|---|
| 速率（Rate） | 数据传输速率，单位时间传输的数据量 | bps, Kbps, Mbps, Gbps |
| 带宽（Bandwidth） | 信道能传输的最高数据速率 | bps |
| 吞吐量（Throughput） | 单位时间内通过网络的实际数据量 | bps |
| 时延（Delay） | 数据从发送端到接收端所需的时间 | 秒 |
| 时延带宽积 | $传播时延 \times 带宽$ | 位 |
| 往返时间 RTT | 发送端到接收端再返回的总时间 | 秒 |
| 利用率 | 信道或网络被使用的时间比例 | % |
5. 时延的组成
$$\boldsymbol{总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延}$$
| 时延类型 | 公式 | 说明 |
|---|
| 发送时延 | 数据长度 / 发送速率 | 与数据量和发送速率有关 |
| 传播时延 | 信道长度 / 传播速率 | 与距离和信号传播速度有关 |
| 处理时延 | — | 路由器/主机处理数据的时间 |
| 排队时延 | — | 在路由器缓冲区等待的时间 |
6. 计算机网络体系结构
- OSI 七层模型：国际标准化组织提出，理论完善但实现复杂
- TCP/IP 四层模型：实际使用的体系结构，Internet 的基础
- 五层参考模型：教学用模型，综合 OSI 和 TCP/IP 的优点
7. 协议三要素
| 要素 | 含义 |
|---|
| 语法 | 数据与控制信息的结构或格式 |
| 语义 | 需要发出何种控制信息，完成何种动作及做出何种响应 |
| 同步 | 事件实现顺序的详细说明，即时序关系 |
图：协议三要素——「怎么写、什么意思、什么时候做」。