一：概述
計算機網絡（網絡）把許多計算機連接在一起，而互聯網則把許多網絡連接在一起，是網絡的網絡。因特網是世界上最大的互聯網。
以小寫字母i開始的internet(互聯網或互連網)是通用名詞，它泛指由多個計算機網絡互連而成的網絡。在這些網絡之間的通信協議（通信規則）可以是任意的。
以大寫字母I開始的Interent（因特網）是專有名詞，它指當前全球最大的、開放的、由衆多網絡相互連接而成的特定計算機網絡，它採用的是TCP/IP協議族 作爲通信規則，且其前身是美國的ARPANET。
因特網現在採用存儲轉發的分組交換技術，以及三層因特網服務提供者（ISP）結構。
因特網按工作方式可以劃分爲邊緣部分和核心部分，主機在網絡的邊緣部分，作用是進行信息處理。路由器是在網絡的核心部分，作用是：按存儲轉發方式進行分組交換。
計算機通信是計算機的進程（運行着的程序）之間的通信，計算機網絡採用通信方式：客戶–服務器方式和對等連接方式（P2P方式）
按作用範圍不同，計算機網絡分爲：廣域網WAN,城域網MAN，局域網LAN和個人區域網PAN。
計算機網絡最常用的性能指標是：速率、帶寬、吞吐量、時延（發送時延、傳播時延、處理時延、排隊時延）、時延帶寬積，往返時間和信道（或網絡）利用率。
速率：單位b/s（bit/s、bps）
帶寬：單位 赫五層協議的體系結構由：應用層，運輸層，網絡層，數據鏈路層和物理層。
<1>:應用層： 是體系結構中的最高層，應用層的任務是通過應用進程間的交互來完成特定網絡應用。應用層協議定義的是應用進程間通信和交互的規則。
<2>:運輸層：任務是負責向兩個主機中的進程之間的通信提供可靠的端到端服務，應用層利用該服務傳送應用層報文。
TCP：提供面向連接的，可靠的數據傳輸服務，其數據傳輸的單位是報文段。
ＵDP：提供無連接的，盡最大努力的數據傳輸服務，不保證數據傳輸的可靠性。
<3>網絡層：網絡層的任務就是要選擇合適的路由，在發送數據時， 網絡層把運輸層產生的報文段或者用戶數據報封裝成分組或包進行交付給目的站的運輸層。
<4>數據鏈路層：數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）爲單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。
<5>:物理層：物理層的任務就是透明地傳送比特流，物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。運輸層最重要的協議是：傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP，而網絡層最重要的協議是網絡協議IP。
分組交換的優點：高效、靈活、迅速、可靠。
網絡協議主要由三個要素組成：
（1）語法：即數據和控制信息的結構或者格式；
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
二：物理層
物理層的主要任務：描述爲確定與傳輸媒體的接口有關的一些特性。
機械特性：接口所用接線器的形狀和尺寸，引腳數目和排列，固定和鎖定裝置等，平時常見的各種規格的插件都有嚴格的標準化的規定。
電氣特性：接口電纜上的各條線上出現的電壓範圍。
功能特性：某條線上出現的某一電平的點電壓表示何種意義；
過程特性：指明對不同功能的各種可能事件的出現順序。通信的目的是：傳送消息，數據是運送消息的實體。信號是數據的電氣或電磁的表現。
根據信號中代表參數的取值方式不同。信號分爲：模擬信號（連續無限）+數字信號（離散有限）。代表數字信號不同的離散數值的基本波形稱爲碼元。
通信的雙方信息交互的方式來看，有三中基本方式：
單向通信（廣播）
雙向交替通信（**半雙工**_對講機）
雙向同時通信（全雙工 _電話）調製：來自信源的信號常稱爲基帶信號。其包含較多低頻成分，較多信道不能傳輸低頻分量或直流分量，需要對其進行調製。
調製分爲兩大類： 基帶調製（僅對波形轉換，又稱編碼，D2D）+帶通調製(基帶信號頻率範圍搬移到較高頻段，載波調製，D2M)。
編碼方式：
不歸零制（正電平1/負0）
歸零制度（正脈衝1/負0）
曼徹斯特編碼（位週期中心的向上跳變爲0/下1）
差分曼徹斯特編碼（每一位中心處有跳變，開始辯解有跳變爲0，無跳變1）帶通調製方法：
調幅（AM）：(0, f1)
調頻（FM）：(f1, f2)
調相（PM）：（0 ， 180度）
正交振幅調製（QAM）物理層下面的傳輸媒體（介質）：不屬於任何一層。包括有：
引導性傳輸媒體：雙絞、同軸電纜、光纜
非引導性傳輸媒體：短波、微波、紅外線信道複用技術：
頻分複用：（一樣的時間佔有不不同資源）
時分複用：（不同時間使用同樣資源）
統計時分複用、波分複用（WDM）、碼分複用（CDM）寬帶接入技術： 非對稱數字用戶線 ADSL(Asymmetric Digital Subcriber Line)（用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造）
三：數據鏈路層
- 數據鏈路層使用的信道有兩種類型：*點對點(PPP)信道+廣播*信道
點對點信道的數據鏈路層的協議數據單元--幀
數據鏈路層協議有許多，三個基本問題是共同的
封裝成楨
透明傳輸
差錯檢測局域網的數據鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路層（LLC）子層+媒體接入控制（MAC）子層；
適配器的作用：
計算機與外界局域網的連接是通過通信適配器，適配器本來是主機箱內插入的一塊網絡接口板，又稱網絡接口卡，簡稱（網卡）。以太網採用無連接的工作方式，對發送的數據幀不進行編號，也不要求對方發回確認，目的站收到差錯幀就丟掉。
以太網採用的協議是：具有衝突檢測的載波監聽多點接入(CSMA/CD)。協議的要點是：發送前先監聽，邊發送邊監聽，一旦發現總線出現了碰撞，就立即停止發送。
以太網的硬件地址，MAC地址實際上就是適配器地址或者適配器標識符。48位長， 以太網最短幀長：64字節。爭用期51.2微秒。
以太網適配器有過濾功能：只接收 單播幀，廣播幀，多播幀。
使用集線器可以在物理層擴展以太網（半雙工），使用網橋可以在數據鏈路層擴展以太網（半雙工），網橋轉發幀時，不改變幀的源地址。網橋優點：對幀進行轉發過濾，增大吞吐量。擴大網絡物理範圍，提高可靠性，可互連不同物理層，不同MAC子層和不同速率的以太網。 網橋缺點：增加時延，可能產生廣播風暴。
透明網橋：自學習辦法處理接收到的幀。
四：網絡層
TCP/IP體系中的網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接，盡最大努力交付的數據報服務。網絡層不提供服務質量的承諾，不保證分組交付的時限，進程之間的通信的可靠性由運輸層負責。
一個IP地址在整個因特網範圍內是唯一的，分類的IP地址包括A類（1~126）、B類（128~191）、C類（192~223單播地址）、D類（多播地址）。
分類的IP地址由網絡號字段和主機號字段組成。
物理地址（硬件地址）是數據鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址，數據鏈路層看不見數據報的IP地址。
IP首部中的生存時間段給出了IP數據報在因特網中經過的最大路由器數，可防止IP數據報在互聯網中無限制的兜圈子。
地址解析協議ARP（Address Resolution Protocol）把IP地址解析爲硬件地址，它解決同一個局域網的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題，是一種解決地址問題的協議。以目標IP地址爲線索，用來定位一個下一個應該接收數據分包的網絡設備對應的MAC地址。如果目標主機不再同一鏈路上時，可以通過ARP查找下一跳路由器的MAC地址，不過ARP只適用於IPV4，不能用於IPV6，IPV6中可以用ICMPV6替代ARP發送鄰居搜索消息。
路由選擇協議有兩大類：內部網關協議（RIP和OSPE）和外部網關協議（BGP-4）。
網際控制報文協議ICMP（Internet Control Message Protocol ）控制報文協議。是IP層協議，ICMP報文作爲IP數據報的數據，加上首部後組成IP數據報發送出去，使用ICMP並不是實現了可靠傳輸。ICMP允許主機或者路由器報告差錯情況和提供有關異常的情況報告。
ICMP是一個重要應用是分組網間探測PING
與單播相比，在一對多的通信中，IP多播可大大節約網絡資源， IP多播使用D類地址，IP多播需要使用網際組管理協議IGMP和多播路由選擇協議。
五: 運輸層
網絡層爲主機之間提供邏輯通信,運輸層爲應用進程之間提供端到端的邏輯通信。
運輸層有兩個協議TCP和UDP
運輸層用一個16位端口號來標誌一個端口。
UDP特點：無連接、盡最大努力交付、面向報文、無擁塞控制、支持一對一，多對一，一對多，多對多的交互通信。首部開銷小。
TCP特點：面向連接，每一條TCP連接只能是點對點、提供可靠的交付服務，提供全雙工通信、面向字節流。
TCP用主機的IP地址加上主機上的端口號作爲TCP連接的端點，這樣的端點就叫套接字。
流量控制是一個端到端的問題，是接收端抑制發送端發送數據的速率，以方便接收端來得及接收。擁塞控制是一個全局性過程，涉及到所有的主機，所有的路由器，以及與降低網絡傳輸性能有關的所有因素。
TCP擁塞控制採用四種算法：慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復。
傳輸有三個連接：連接建立、數據傳送、連接釋放。
TCP連接建立採用三次握手機制，連接釋放採用四次握手機制。
六:應用層
文件傳送協議FTP使用TCP可靠傳輸服務。FTP使用客戶服務器方式，一個FTP服務器進程可同時爲多個客戶進程提供服務。在進行文件傳輸時，FTP的客戶和服務器之間要建立兩個並行的TCP連接，控制連接和數據連接，實際用於傳輸文件的是數據連接。
萬維網WWW是一個大規模，聯機式的信息儲藏所，可以方便從因特網上一個站點鏈接到另一個站點。
萬維網使用統一資源定位符URL來標誌萬維網上的各種文檔，並使每一個文檔在整個因特網的範圍內具有唯一的標識符URL。