1.从网络到互联网

网络（由节点和边构成的关系）

计算机（由硬件和软件组成的，能够进行数值计算，逻辑计算，具有储存记忆功能，能够按照程序运行，自动高速处理海量数据的现代化智能电子设备）

计算机网络（由节点和边构成的联网的计算机所构成的系统)

互联网（将由节点和边构成的联网计算机互相联接在一起发展出覆盖全世界的全球性的互联网络）

2.什么是Internet？

2.1从具体构成角度：

节点：主机及其上运行的应用程序，路由器、交换机等网络交换设备

主机＝端系统，主机进一步被划分为：客户和服务器

客户非正式地等同于桌面PC，移动PC和智能手机等，服务器非正式地等同于用于储存和发布web页面，流视频，中继电子邮件等。

端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起

端系统通过英特网服务提供商接入英特网

分组交换机的两种类型：路由器和链路层交换机

链路层交换机用于接入网中

路由器通常用于网络核心中

边：通信链路 接入网链路（主机连接到互联网的链路）主干链路（路由器间的链路）

协议：（对等层实体在通讯过程中所遵循的规则的集合）

协议控制英特网中信息的接收和发送，英特网的主要协议统称为TCP/IP。

TCP（Transmission Control Protcol,传输控制协议） IP(Internet Protocol,网际协议）网络协议：在英特网中，凡是涉及两个或多个通信实体的所有活动都受协议的制约。一个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条报文或其他事件方面所采取的动作。

用于鉴别英特网协议，英特网标准由英特网工程任务组（IETE）研发，IETE的标准文档称为请求评论（RFC）。

主机＝端系统：与英特网相连的计算机和其他设备称为端系统。如便携机，智能手机，平板电脑，电视，游戏机，web相机，汽车，环境传感设备，数字框架，家用电器和安全系统。

路由器：连接两个或多个网络的硬件设备，起到网管作用。是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备，能够理解不同的协议。能够分析不同类型的网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络地址转换为TCP/IP网络地址。

通信链路:网络中两个节点之间的物理通道，由不同类型的物理媒体组成。

英特网服务提供商（Internet service Provider ,ISP):指提供互联网服务的公司。

英特网工程任务组（Internet Engineering Task Force,IETE)

IETF的请求评论（Request For Comment,RFC)

2.2根据基础设施向分布式应用程序提供的服务角度：

使用通信设施进行通信的分布式应用程序

通信基础设施为apps提供的应用程序编程接口

分布式应用程序：包括电子邮件，Web冲浪，即时讯息，社交网络，IP语音（VoIP),流式视频，分布式游戏，对等文件共享（peer-to-peer,P2P),英特网电视，远程注册等等。

应用程序编程接口（Application Programming Internet,API):用于开发和编程使用的各种系统和服务的应用软件接口。

2.3从网络结构角度：

网络边缘（主机和应用程序）

网络核心（由互联英特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络）

数据怎样通过网络进行传输？

两种方式：分组交换和电路交换

分组交换

将要传送的数据分成一个个单位，将分组从一个路由器传到相邻路由器，一段段最终从源端传到目标端(以分组为单位储存--转发的方式）

储存转发机制是指在交换机能够开始向输出链路传输该分组的第一个比特之前，必须接收到整个分组。

每个路由器具有一个转发表，用于将目的地址映射成为输出链路。

一个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的转发表。路由选择协议用于自动地设置这些转发表。

分组交换中，如果分组的到达速率＞链路的输出速率分组就会排队，等待传输，因而产生时延。如果路由器的缓存用完了，分组将会被抛弃，产生丢失，即丢包。还有一个必不可少性能测度是端到端的吞吐量。

Traceroute:诊断程序，提供从源端，经过路由器，到目的地的延时测量。

电路交换

将网络带宽资源分成片，为每个呼叫预留一条专用电路，如电话网（为呼叫建立端--端的资源）

链路中的电路通过频分复用或时分复用来实现的。

电路交换vs分组交换

分组交换的分类

服务和协议的区别

网络接入：接入网和物理媒体(有线和无线通信链路)

家庭接入:DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星

宽带住宅接入的两种最流行的类型：数字用户线（Digital Subscriber Line,DSL)和电缆

当使用DSL时，当地的本地电话公司也是它的ISP。每个用户的DSL调制解调器使用现在的电话线与位于本地电话公司的本地中心局（CO）中的数字用户线接入复用器 (DSLAM)来交换数据。家庭的DSL调制解调器得到数字数据后将其转换为高频音，以通过电话线传输给本地中心局。

当DSL利用本地电话公司现在的本地电话基础设施时，电缆英特网接入利用了有线电视公司现有的有线电视基础设施。这个系统中应用的光纤和同轴电缆合称为混合光纤同轴（Hybrid Fiber Coax,HFC)。电缆调制解调器将HFC网络划分为下行和上行两个信道。更高速率的住宅宽带接入，即新兴技术光纤到户(Fiber To The Home,FTTH)

企业接入：以太网和WiFi

广域无线接入：3G和LTE

对于每个传输器-接收器对，通过跨越一种物理媒体传播电磁波或光脉冲来发送该比特。

物理媒体划分为：导引型媒体和非导引型媒体

对于导引型媒体，电波沿着固体媒体前行，如电缆、双绞铜线或同轴电缆。

对于非导引型媒体，电波在空气或外层空间中传播，例如在无线局域网或数字卫星频道中。

时延（节点总时延）

节点处理时延（检查bit级差错，检查分组首部和决定将分组导向何处）
排队时延（在输出链路上等待传输的时间，依赖于路由器的拥塞程度）
传输时延（从链路的起点到路由器传播所需要的时间,即路由器将分组推出需要的时间）
传播时延(一个比特从一台路由器向另一台路由器传播所需要的时间）

排队时延

R＝链路带宽（bps) L＝分组长度（bits) a＝分组到达队列平均速率流量强度＝la/R

la/R＜0，平均排队时延很小；
0＜la/R＜1，延时变化很大；
la/R＞1，平均排队时延将趋向于无限大；

吞吐量：在源端和目标端之间的传输速率

瞬间吞吐量：在一个时间点的速率
平均吞吐量：在一个时间内的平均值
瓶颈链路：端到端的路径上，限制端到端吞吐的链路

频分复用：对于FDM，其频率被划分为固定的帧，每帧被划分为固定数量的频段。

时分复用：对于一条TDM链路，时间被划分为固定区间的帧，每帧又被划分为固定数量的时隙。

接入网：指端系统连接到其边缘路由器的物理链路。边缘路由器是端系统到任何其他远程端系统的路径上的第一台路由器。

本地中心局（CO) ：链接用户到通信运营商的交换网络。

复用器（DSLAM) ：一种综合系统，包含一定数目的数据输入。

以太网：一种计算机局域网技术，IEEE组织的IEEE802.3标准制定了以太网的技术标准，规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。

WiFi：基于IEEE802.11技术的无线LAN接入，更为通俗地称为WiFi。

电路交换vs分组交换：

电路交换

独享资源，不共享

通信具有突发性

保证性能

可靠性不高

要求建立呼叫连接(网络资源被分成片，为呼叫分配片，如果某个呼叫没有数据，则其资源片处于空闲状态）

分组交换

网络带宽资源不再分成一个个片，传输时使用全部带宽

资源共享，按需使用

延迟要比电路交换大

分组交换的分类：

分组交换:分组的储存转发一段一段从源端到目标端，按照有无网络层的连接分成：

数据报网络：

分组的目标地址决定下一跳

在不同的阶段，路由可以改变

数据报的工作原理：

在通信之前，无需建立一个连接，有数据就传输；

每一个分组都独立路由（路径不一样，可能会失序）；

路由器根据分组的目标进行路由；

虚电路网络：

每个分组都带标签，虚电路标识VCID,标签决定下一跳

在呼叫建立时决定路径，在整个呼叫中路径保持不变

路由器维持每个呼叫时的状态信息

服务和协议的区别：

服务：底层实体向上层实体提供它们之间的通信能力，是通过原语来操作的

协议：对等层实体之间在相互通信的过程中，需要遵循的规则的集合

服务和协议的区别：

本层协议的实现要靠下层提供的服务实现

本层实体通过协议为上层提供更高级的服务

数据单元（DU)

3.协议层次和服务模型

网络设计者以分层的方式组织协议以及实现这些协议的网络硬件和软件，向它的上一层提供服务，即服务模型。

英特网协议栈（各层的协议被称为协议栈）-----自顶向下的方法

应用层

传输层

网络层

链路层

物理层

应用层：网络应用

为人类或其他应用进程提供网络应用服务
FTP、SMTP、HTTP、DNS

传输层：主机之间的数据传输

在网络层提供的端到端的通信基础上，细分为进程到进程，将不可靠的通信变为可靠的通信
TCP、UDP

网络层：为数据报从源到目的的选择路由

主机到主机之间的通信，端到端的通信，不可靠
IP、路由协议

链路层：相邻网络节点间的数据传输

两个相邻两点的通信，点到点的通信，不可靠或可靠（相邻两点之间传输以帧为单位的数据传输）

物理层

在线路上传送bit

ISO/OSI参考模型

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

链路层

物理层

表示层：允许应用解释传输的数据，加密，压缩机器相关的表示转换

会话层：数据交换的同步，检查点，恢复

各层次的协议数据单元

应用层：报文（message)

传输层：报文段(segment)，TCP段、UDP数据报

网络层：分组packet(如果无连接方式；数据报datagram)

数据链路层：帧（frame)

物理层：位(bit)

封装：数据从发送系统的协议栈出发向下，向上和向下经过中间的链路层交换机和路由器的协议栈，进而向上到达接收端系统的协议栈。

4.计算机网络和英特网的发展历史

(略)

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