一、计算机网络概念
1.1 计算机网络的定义
计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统、通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享的系统。
计算机网络的三种观点：
（1）广义观点：能实现远程信息处理的系统或达到资源共享的系统都可以成为计算机网络。
（2）资源共享观点：由独立的计算机组成的、能够实现资源共享的系统。
（3）用户透明观点：计算机网络就是一台超级计算机，资源丰富、功能强大，用户使用网络就像使用单一计算机一样，无需了解网络的存在、资源的位置，这是未来发展的目标。
计算机网络功能：
（1）数据通信 （2）资源共享 （3）分布式处理 （4）提高可靠性 （5）负载均衡
1.2 计算机网络与通信、网络的关系
通信（communication）就是信息的传递，实现通信功能是系统称为通信系统。在各种通信方式中，利用“电”来传递信息的方法称为电信；以语音通信为主要目的的称为电话网络；以发送电视信号为目的的称为电视网络；以数据通信为目的建立的网络称为数据通信网络。电信网络、电视网络、互联网将逐步实现三网融合。
二、计算机网络组成
2.1 计算机网络物理组成
计算机网络包括硬件、软件、协议三大部分。
硬件：
（1）硬件计算机或终端设备，统称为主机（host），其中部分host为服务器，部分host为客户机。
（2）前端处理机（FEP）或通信处理机或通信控制处理机（CCP），负责发送、接收数据，CCP是网卡。
（3）路由器、交换机等连接设备。
（4）通信线路，具体完成信号的传递。
软件：
主要实现资源共享的软件、方便用户使用的各种工具软件。
协议：
协议由语法、语义和时序三部分构成。语法规定传输数据的格式，语义规定完成的功能，时序规定执行各种操作的条件、顺序关系，协议是计算机网络的核心。
2.2 计算机网络功能组成
从功能上看，计算机网络由资源子网和通信子网两个部分组成，其中资源子网完成数据的处理、存储功能，通信子网完成数据的传输功能，另外，下图是资源子网、通信子网与OSI七层模型的对应关系。（注：传输层是资源子网和通信子网的接口）
从工作方式上看，计算机网络由边缘部分和核心部分组成，其中边缘部分是用户使用的主机，核心部分由大量的网络及路由器组成，为边缘部分提供连通性和交换服务。
三、计算机网络的分类
3.1 按分布范围分类
可分为广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个域网（PAN）。
广域网WAN：分布在数十公里以上区域。
城域网MAN：分布在一个城区。
局域网LAN：分布在几十米到几千米范围。
个域网PAN：一般指家庭内的网络。
注：广域网使用交换技术、局域网使用广播技术，这是两者的根本区别。
3.2 按拓扑结构分类
按拓扑结构可以将计算机网络分为总线型、星型、环型、树型、网络型。
总线型网络：用单总线把计算机连接起来，优点是建网容易，增减节点方便，缺点是重负载时通信效率不高。
星型网络：终端或计算机都以单独的线路与中央设备相连，优点是建网容易，延迟小，便于管理，缺点是成本高，中心节点对故障敏感 。
环型网络：所有设备连接成一个环，可以是单环，也可以双环。环中信号是单向传输的，双环上的信号传输方向相反，具备自愈功能。
树型网络：节点组成树状结构，具有层次性。
网格型（网状型）网络：每个节点至少有两条路径与其他节点相连，优点是可靠性高，缺点是控制复杂，线路成本高。
3.3 按交换技术分类
按交换技术可将网络分为电路交换、报文交换、分组交换网络。
电路交换网络：在源节点和目的节点之间建立一条专用通路用于数据传输。包括建立连接、传输数据、断开连接三个阶段。典型的电路交换网络是电话网，优点是直接传输数据延迟小，缺点是线路利用率低，不便进行差错控制。
报文交换网络：将数据加上源地址、目的地址、长度、校验码等辅助信息封装成报文，传至下个节点。每个报文可以单独选择到达目的节点的路径，这类网络也称为存储-转发网络。其优点是（1）可以充分利用线路容量，如多路复用技术，利用空闲时间；（2）可以实现不同链路之间不同数据率的转换；（3）实现一对多、多对一的访问，这也是Internet网的基础；（4）可以实现差错控制；（5）可以实现格式转换。缺点是（1）增加资源开销；（2）增加缓冲延迟；（3）报文顺序可以发生错误，需要额外的顺序控制机制；（4）缓冲区难于管理。
分组交换网络：也称包交换网络，其原理是将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块中加上源地址、目的地址等辅助信息，按存储转发方式传输。除具有报文交换网络的优点外，还具有（1）缓冲区易于管理；（2）包的平均延迟更小；（3）易标准化；（4）适合应用。
3.4 按协传输介质分类
可以分为有线网络和无线网络。有线网络分为双绞线、同轴电缆、光纤、光纤同轴混合网络；无线网络可以分为无线电、微波、红外等。
3.5 按用户与网络的关联程序分
可以分为骨干网、接入网和驻地网。
四、网络体系结构
4.1 分层与体系结构
网络非常复杂，为便于研究和实现，需要按体系结构的方式进行分层，分层的基本原则如下：
（1）各层之间界面清晰自然，易于理解，相互交流尽可能少。
（2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。
（3）下层对上层的独立性，使用下层提供的服务。
4.2 接口、协议与服务
接口是系统内部两个相邻层次之间的交往规则。
协议是通信双方实现功能的相应层之间的交往规则。
服务是为紧相邻的上层提供的功能调用，下层提供的服务通过服务访问点SAP提供。如图：
计算机网络提供的服务可分为三类：
4.2.1 面向连接的服务与无连接的服务
面向连接的服务指在通信之前，双方需先建立连接，然后传输数据，完成后需释放连接（比如打电话就是面向连接的服务）；无连接的服务指通信前不事先建立连接，需要发数据时，直接发送，（比如写信交邮局投递的过程就是无连接的服务）。
4.2.2 有应签服务与无应答服务
有应答服务指在收到数据后向发送方给出相应的应答，应答由传输系统内部自动实现，而不是用户实现（如文件传输服务）；无应答服务指接收方收到数据后不自动给出应答（如WWW服务）。
4.2.3 可靠服务与不可靠服务
可靠服务指具有检错、纠错、应答机制，能保证数据正确、可靠地传送到目的地；不可靠服务指不能保证数据正确、是一种尽力而为的服务。
4.3 数据传送单位
服务数据单元SDU：为完成用户所要求的功能而应传输的数据。第N层的服务数据单元记为N-SDU。
协议控制信息PCI：控制协议操作的信息。第N层的协议控制信息记为N-PCI。
协议数据单元PDU：协议交换的数据单位。第N层的协议数据单元记为N-PDU。
三者之间的关系为： N-PDU= N-SDU + N-PCI = （N-1）SDU
4.4 OSI/ISO 与TCP/IP体系结构模型
4.4.1 OSI模型
国际标准化组织ISO于1978年提出了网络体系结构模型，称为开放系统互联参考模型OSI，共有7层，依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
OSI参考模型中各层的功能：
1物理层：在链路上透明地传输位。完成的工作包括线配置、确定数据传输模式、确定信号形式、对信号进行编码、连接传输介质。定义了建立、维护和拆除物理链路所具备的机械特性、电气特性、功能特性以及规程特性。
2数据链路层：把不可靠的信道变为可靠的信道。将比特组成帧，在链路上提供点到点的传输，并进行差错控制、流量控制。
3网络层：在源节点->目的节点之间进行路由选择、拥塞控制、顺序控制、传送包，保证报文的正确性，网络层控制着通信子网的运行，因而又称为通信子网层。
4传输层：供提端-端的可靠的、透明的数据传输，保证报文顺序的正确性、数据的完整性。
5会话层：建立通信进程与物理名字之间的联系，提供进程之间建立、管理和终止的方法，处理同步与恢复问题。
6表示层：实现数据转换（包括格式转换、压缩、加密），提供标准的应用接口、公用的通信服务、公共数据表示方法。
7应用层：对用户不透明的各种服务。
4.4.2 TCP/IP 模型
美国国防部在1969年ARPANET提出了TCP/IP模型，从低到高各层依次为网络接口层、互联网层、传输层、应用层。OSI模型与TCP/IP模型的对应关系，如图：
原文：https://www.cnblogs.com/PBDragon/p/14203555.html