计算机网络 第1章
1.因特网
1.1what
因特网: “网络的网络”.因特网作为基础设施(Infrastructure)为各种应用提供通信服务;提供应用程序编程接口(API).
协议(Protocol)：协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及报文发送和/或接收一个报文或处理相关事件所采取的动作。
1.2网络的边缘
网络边缘：
- 端系统
- 应用APP
物理媒介：
- 通信链路
- 接入网
网络核心：
- 路由器
- 形成：网络的网络
1.2.0端系统
端系统/主机(hosts):
处于“网络的边缘”
client/server模式
- 客户端向服务器提出请求，服务器端提供服务
P2P模式:
- 基本上不使用专用的服务器，点对点，对等
1.2.1 接入网
1.3 网络的核心
网络核心：互联设备(路由器)的有机组合
根本问题: 数据在网络中如何传输?电路交换、分组交换
1.3.1 电路交换
电路交换 circuit switching:“面向连接”
FDM(分频复用)、TDM(分时复用)
1.3.2 分组交换
分组交换 packet-switching
- 报文(Message)被分成小的数据块：
- 分组(Packet, 数据包)
每个分组占用全部带宽
用户可以共享网络通信资源
存储转发机制: store-and-forward
- 一个数据分组由L个byte组成
- 当某节点接收到第一个byte后，依次将byte存储，
- 待接收完这个分组后，才进行转发
数据报网络(datagram network)
- 目标地址确定下一站
- 数据分组(包)路径不一定相同
- 类似于:
汽车车队
途中导航
虚电路网络(virtual circuit)
- 虚电路编号来确定路径
- 数据分组(包)的路径相同
- 类似于:
火车交通
固定线路
分组交换网络允许更多的用户来使用网络
分组交换网络允许用户的“突发式”传输
电路交换:
n=10
没有时延分组交换:
n>10,可以更多的用户
n=35, P<0.00033 (二项式分布)
用户增多，增加时延、拥塞
分组交换:
1个忙，9个闲
利用率~100%
电路交换:
1个忙，9个闲
利用率=10%
1.3.3 网络的网络
总结
- 因特网和组成
结构视图
主机、交换设备、链路 - 网络边缘
端系统
接入网
物理媒体 - 网络核心
电路交换: FDM, TDM
分组交换: datagram network and virtual circuit
网络的网络:层级接入
1.4 时延/丢包/吞吐量
1.4.1 分组交换网络中的时延
时延的概念：
The delay of a network specifieshow long it takesfor a packet of data to travel across the networkfrom one node or endpoint to another.传播和传输时延的区别：汽车车队的类比
传输：（个人理解：数据由网卡发出到链路的速度）
传播：在物理层的传播速度，由电磁波速度觉定时延的原因
- 节点处理时延: (1) 对数据分组进行差错检验 (2) 通过首部地址选择输出链路(ms)
- 排队时延：排队等待接点的输出链路发送数据分组所需的时间(ms ~ s ~ min)
- 传输时延：将长度为L的分组发送到链路中所需的时间(ms) dtrans=L/R
- 传播时延：分组在链路上“奔跑”完全程所需的时间 (μs-ms)
- 分组为什么会排队？节点的输入速度大于输出速度
- 分组为什么会丢失？节点(如路由器)的缓存限制
- 分组丢失了怎么办？可靠传输：重传；不可靠传输：不重传
- 实际网络中的时延和丢失是什么样子的？
可测试：traceroute (tracert) 目标主机（往返时延）
1.4.4 网络吞吐量 throughput
- 吞吐量：网络的发送和接收端****传输数据的速率
瞬时吞吐量：某个时间间隔内
平均吞吐量：一段较长时间内 - 瓶颈链路：约束着整个端到端的链路吞吐量
- 因特网的实际情况：
主干网的速度很高
连接的瓶颈在于接入网
1.5 协议层次和服务模型
1.5.1 分层的协议体系结构
- 为什么要分层？
解决复杂问题的有效方法
可把复杂问题分成小问题，分而治之——每一层对应就行，不用关心其他层 - 网络通信协议分层的好处：
各类问题独立处理
灵活性好——某层的变化不会影响其它层
机构上可以分割开
易于实现和维护
易于促进标准化工作
1.5.2 数据的封装和解析
栈式解析、封装
