1. 什么是因特网

对于什么是因特网，回答这个问题有两种方式：其一，我们能够描述因特网的具体构成，即构成因特网的基本硬件和软件组成；其二，我们能够根据为分布式应用提供服务的联网基础设施来描述因特网。

1.1 具体构成描述

端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起。
通信链路：
链路的传输速率
链路的传输物质—报文分组等
分组交换机：
路由器
链路层交换机
端系统通过因特网服务提供商（Internet Service Provider ISP）接入因特网。
端系统、分组交换机和其他因特网部件都要运行一系列的协议。
协议：
TCP/IP/UDP等协议

1.2 服务描述

与因特网相连的端系统提供了一个套接字端口（socket interface），该接口规定了运行在一个端系统上的程序请求因特网基础设施向运行在另一个端系统上特定目的地程序交付数据的方式。

2. 网络边缘

即我们日常使用的计算机、智能手机和其他设备。

2.1 接入网

• 家庭接入：DSL（数字用户线）、电缆、FTTH、拨号和卫星
• 企业（和家庭）接入：以太网和WIFI

• 广域无线接入：5G和LTE（长期演进）

  3. 物理媒体

• 导向型媒体：电波沿着固定媒体前行。

  • 双绞铜线：
    • 便宜，常用于电话网。
    • 两根线绞合一起，减少电气干扰
  • 同轴电缆：
    • 主要用于电视系统，共享媒体
    • 两个导体是同心的，不是并行的（双绞铜线）
  • 光纤
    • 细而柔软，速率快
    • 长距离信号衰减极低
• 非导向型媒体：电波在空气或外层空间中传播。

  4. 网络核心

  4.1 分组交换

  交换报文：
  报文过大：进行分组，通过通信链路和分组交换机传送。

1. 存储转发传输：

收到整个分组后，才进行转发。
Tg1：源在0时刻开始传输，在时刻L/R（L比特的分组，传输速率为R比特/秒）秒，该路由器收到整个分组，此时该路由器向目的地转发分组，在时刻2L/R，路由器已经全部传输了整个分组。所以总时延是2L/R（忽略传播时延）。
Tg2: 现在我们来考虑下列一般情况：通过由N条速率均为R的链路组成的路径（所以，在源和目的地之间有N-1台路由器），从源到目的地发送一个分组。我们看到端到端时延为：
d端到端 = NL/R

1. 排队时延和分组丢失

1. 转发表和路由选择协议

每台路由器维护一个路由表。当某分组到达一台路由器时，路由器检查该地址，并用这个目的地址搜索其转发表，以发现适当的出链路。路由器则将该分组导向该链路。
路由选择协议可以决定从每台路由器到每个目的地的最短路径，并使用这些最短路径结果来配置路由器中的转发表。（可以通过Traceroute查看路由）

4.2 电路交换

进行信息传递时，要先创建一条电路。

4.2.1 电路交换中的复用

• 频分复用（FDM）
• 时分复用（TDM）

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4.3 分组交换和电路交换的对比

分组交换的批评者：
1.分组交换不适合实时服务（电话和视频会议），因为它的端到端时延是可变的和不可预测的（主要是因为排队时延的变动和不可预测所致）。
分组交换的支持者：
1.它提供了比电路交换更好的带宽共享；
2.它比电路交换更简单、更有效、实现成本更低。
分组交换为何更有效？

4.3 网络的网络

5. 分组交换网中的时延、丢包和吞吐量

5.1 时延的类型

1. 处理时延：

检查分组首部和决定该分组导向何处所需要的时间是处理时延的一部分。

1. 排队时延：

在队列中，当分组在链路上等待传输时，它经受排队时延。

1. 传输时延：

用L比特表示该分组的长度，用R bps表示从路由器A到路由器B的链路传输速率。传输时延是L/R。这是所有分组的比特推向链路所需要的时间。

1. 传播时延：

一旦一个比特被推向链路，该比特需要在链路传播到B路由器。

5.2 排队时延和丢包

排队时延：

丢包：
排队容量是有限的，没有地方存储这个分组时，路由器将丢失这个分组。分组丢失的比例随着流量强度的增加而增加。

6. 端到端时延

端到端的时延包括排队时延+传输时延+传播时延+处理时延。

6.1 Traceroute

当用户指定一个目的主机名字时，源主机中的该程序朝着目的地发送多个特殊的分组。当这些分组向着目的地传送时，它们通过一系列路由器。当路由器接收到这些特殊分组之一时，它向源回送一个短报文。该短报文包括路由器的名字和地址。

7. 计算机网络中的吞吐量

链路中最大的传输速率即吞吐量。

8. 分层的体系结构

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