计算机网络自顶向下期末复习：第一章
1.1什么是internet
具体构成角度
节点
就是主机以及上面的应用程序
边（通信链路）
接入网链接：主机接入到互联网
主干链路：路由器之间的链路
其中带宽就是在通信链路上的传输速率
协议是什么
协议就是控制发送，接受消息的规则，例如HTTP等等
Internet中所有的通信都受到协议的制约
协议定义了
两个或者多个通信实体之间的交换的报文格式以及次序
以及在报文传输/接受的时候或者其他事件的时候要采取什么行动
Internet可以视为是“网络的网络”
各个通过互联的ISP链接起来，具有松散的层次结构
可以视作是使用通信设备进行通信的分布式应用，其中通信基础设施为apps提供编程接口（通信服务）
1.2网络边缘
网络边缘以及网络核心
网络边缘：
主机
应用程序
网络核心
互联着的路由器
网络的网络
接入网，物理媒体
有线或者无线的通信链路
网络边缘中利用网络设置的面向链接服务
目标：
在端系统间传输网络，需要通过握手，主要协议就是TCP协议
TCP提供的服务
可靠，按顺序地传输数据
流量控制（发送方不会淹没接收方）
拥塞控制（网络拥塞的时候，发送方降低发送速率）
HTTP，FTP，Telnet，SMTP都是基于TCP协议的
以及无连接服务
UDP-用户数据报协议
无连接
不可靠，不保证有序
无流量控制
无拥塞控制
DNS，流媒体，远程会议，Internet电话都是基于该协议的
UDP传输的单位是数据报
1.3网络核心
网络核心就是路由器的网状网络
核心问题：数据怎么通过网络传输？
电路交换VS分组交换
电路交换
特点：
链路带宽、交换能力
专用资源：不共享
保证性能
要求建立呼叫连接
该交换会为每一次的呼叫分配一个片，如果某个呼叫没有数据，该片闲置。
频分（FDM），时分（TDM），波分
使用电路交换的传输文件时间的计算例子
结论：电路交换不适合计算机通信（建立链接时间长，计算机通信有突发性，线路交换片容易浪费）
分组交换
特点：
网络带宽不分一片一片，要传输的时候全部带宽都利用
采用存储-转发方法，分组每次移动一跳，转发之前，节点要接受到完整的分组
排队延迟和丢失
如果分组到达速率>链路输出速率，分组会在缓冲区中排队等待输出
分组数量大于缓冲区，此时到达的分组丢失（丢包）
分组交换对比电路交换
分组交换适合突发式的数据传输
- 资源简单
- 简单，不必建立呼叫
- 过度使用会导致网络阻塞，分组延时和丢失，需要拥塞控制等
分组交换：分组的存储转发一段一段从源端传到目标端，按照有无网络层的链接，分成：
数据报网络以及虚电路网络
网络大致的分类
1.4接入网和物理媒体
问题：怎么把端系统和边缘路由器链接
接入网：线缆网络
线缆和光纤网络把家庭用户接入ISP路由器
（住宅接入式电缆模式）
企业接入网络（Ethernet）
端系统直接接入到以太网交换机上
物理媒体
Bit：再发送-接受对间传播
物理链路：连接每个发送-接 收对之间的物理媒体
分为导引型媒体和非导引型媒体
导引型媒体:
信号沿着固体媒介被导引：同轴电缆（两根同轴的铜导线，双向）、光纤（基于光脉冲，高速，第错误率，安全）、 双绞线
非导引型媒体：
开放的空间传输电磁波或者光信号，在电磁或者光信号中承载数字数据
其中双绞线是比较多考的
1.5Internet结构和ISP
端系统通过接入ISP进入互联网，接入ISP后说明可以互联了
并且每个企业的ISP还能再接入到全局的ISP，而不是两两的ISP的简单互联
ISP接入也是有细分的，分为全球接入以及区域接入，区域网络出现，将接入ISP链接到全局的ISPs中
全球ISP大体的结构如下
有如此多层的ISP，那么就说明一个分组在传输的时候要经过多个网络（多个不同层次的ISP）
1.6分组延时，丢失和吞吐量
分组丢失和延时怎么发生
在路由器缓冲区的分组队列
- 分组到达链路的速率超过了链路输出的能力
- 分组等待排到队头，被传输
-
四种分组延时
1.节点处理延时
- 检查bit级别的差错
- 检查分组首部决定将这个分组导向何处
2.排队延时
- 在输出链路上等待传输的时间
- 依赖于路由器的拥塞的程度
3.传输延时
R=链路带宽，L等于分组长度
将分组发送到链路的时间为L/R
4.传播延时
d=在物理链路的长度
s=在媒体上的传播速度
传播延时=d/s
具体例子如下
总的节点的延时的公式，对应上面四种延时
其中，排队延时和链路带宽，分组长度，分组到达队列的平均速率的关系如下
分组丢失
链路的队列缓冲区的容量是优先的，当分组到达一个缓冲区满了的队列的时候，这个分组会丢失（可能重传，也可能不）
吞吐量
定义为：在源端和目标端之间的传输的速率（数据量/单位时间）
- 瞬时吞吐量：在一个瞬间的速率
- 平均吞吐量：在一个长时间内的平均值
注意，如果从一个端到达一个端经过多个链路，吞吐量的上限一般是收到传输速率最慢的链路的限制（取最小值）的（木桶效应）
注意，如果一次传输通过了多个链路，链路瓶颈就是吞吐量最低的那一个链路
1.7协议层次与服务模型
服务和服务访问点
服务就是低层实体向上层实体提供它们之间的通信的能力
- 服务用户
- 服务提供者
原语（primitive)：上层使用下层服务的形式
服务访问点(SAP)：上层使用下层提供的服务通过层间的接口-地点
服务类型
- 面向链接（虚电路）
- 无链接（数据报）
服务和协议的区别
服务是下层实体向上层实体提供它们的通信的能力，通过原语实现
协议是作用于对等层实体的通信的过程种，需要遵守的规则的集合
服务与协议的联系
本层协议的实现要靠下层提供的服务来实现
本层实体通过协议为上层提供更高级的服务
分层的好处：
- 概念化
- 结构化：模块化更加容易维护系统，包括修改一层的服务的实现不影响系统种其他层次
Internet协议栈
应用层，传输层，网络层，链路层，物理层
ISO|OSI参考模型种还多出表示层以及会话层
各层对应的传输的单元
应用层：报文，传输层：报文段，网络层：数据报，链路层：帧，物理层：位
封装和解封装
发生的时机就是在一个节点收到了物理层的bit后，需要解封装到自己想要的数据，需要传到下一个节点的时候需要封装（回到物理层）
1.历史基本不考