1、计算机网络和因特网

因特网是世界范围的计算机网络,互联的设备称为主机(host)或端系统(end system)。

端系统通过通信链路(communication link)和分组交换机(packet switch)连接到一起。

分组(packet):发送端系统将数据分段,每段加上首部字节,形成的信息包。

分组交换机:路由器(router)和链路层交换机(link-layer switch)。

路径(route,path):分组经历的通信链路和分组交换机。

网络服务提供商:Internet Service Provider,由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。

接入方式:线缆调制解调器(猫)、DSL住宅宽带、告诉局域网接入、无线接入、56kbps拨号调制解调器。

TCP:Transmission control protocol,传输控制协议
IP:Internet Protocol,网际协议。
著名的TCP/IP协议。

因特网工程任务组:Internet Engineering Task Force,IETF,制定因特网标准
RFC:Request For Comment,请求评论,IETF的标准文档。

1.1 分组交换

报文(message),按英文意思理解,包含协议设计者需要的所有内容。
源端系统向目的端系统发送报文,源讲报文划分为较小的数据块(分组,packet),它们通过链路和分组交换机(packet switch),分组以链路的最大传输速率传输。

1.2 存储转发传输

store and forwarding transmission,分组必须全部到达端系统之后,端系统才开始发送分组到下一个端系统。

1.3 排队时延和分组丢失

分组交换机有一个输出缓存(output buffer),如果分组交换机在传输其他分组,则达到的分组先在输出缓存中存储等待被传输,这个等待时间是排队时延。如果缓存满了,就发生分组丢失(丢包,packet lost),可能是到达的分组被丢或者是排队中的分组被丢。

1.4 转发表和路由选择协议

转发表,forwarding table,每台路由器都有,用于将目的地址或它的一部分映射成输出链路,这个路由的过程就像一个不用地图喜欢问路的驾驶员,到达一个加油站就问一次路。
路由选择协议,routing protocol,用来配置路由器中的转发表。

1.5 电路交换

端系统通信期间,预留了这条路径之间的资源(缓存,传输速率)。
分组交换,是一个不接受预订的餐馆,去了可能可以直接就餐也可能需要等待一张空餐桌。
电路交换,是一个接受预订的餐馆,去之前需要进行预订工作,餐馆会预留一个餐桌,去了直接可以就餐,无需等待。
电话就是典型例子。
频分复用和时分复用

2、分组交换中的时延、丢包、吞吐量

时延:节点处理时延、排队时延、传输时延、传播时延组成。这是一个节点的时延。
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1.1 排队时延和丢包

时延高不高决定于流量达到队列的速率、链路的传输速率、流量的性质。

1.2 端到端时延

分组化时延,生成分组的时间,比如IP语言(voIP)需要将语音编码成一个数字化的分组,这需要时间。

1.3 网络吞吐量

吞吐量,可以理解为QQ传文件时的速率,1MB/s。
瞬时吞吐量,就是QQ传文件时显示的,在不断更新。
平均吞吐量,就是传完的平均速率。
网络的吞吐量是瓶颈链路的传输速率,也就是最慢的那根链路决定。

3、协议层次及服务模型

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3.1 因特网协议分层

协议栈:各层的所有协议。

1 应用层

应用程序和应用层协议存留的地方。如http,smtp,ftp。
这层的信息分组称为报文(message)。

2 运输层

负责信息分组在应用程序之间的传送。有TCP、UDP两种。
这层的信息分组称为报文段(segment)。

3 网络层

负责信息分组在主机之间的传送。如IP协议,路由选择协议
这层的信息分组称为数据报(datagram)。

4 链路层

负责信息分组在节点(主机、路由器)之间的传送,
每条链路的链路层协议可能不同。
链路层协议也有提供可靠传输的服务,但这不同于TCP,TCP是保证主机到主机的交付,前者保证的是节点到节点。

5 物理层

节点之间的物理传输媒介,如双绞铜线、同轴电缆、光线等。

3.2 OSI模型

比因特网多了两层,表示层和会话层(负责数据的解释、检查和校验)。因特网的想法是这些交于应用程序开发者去实现。

3.3 信息分组封装

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每层信息分组都被封装了,主机实现了5层协议,交换机实现了1和2层协议也就是物理和链路,路由器实现了1、2、3层协议也就是物理、链路和网络协议。
也就是说交换机只负责节点到节点,路由需负责主机到主机。