第一章：计算机网络和因特网总结复习

缩写：

ISP：因特网服务提供商

HTTP：超文本传输协议

FTP：文件传输

Telnet：远程登录

SMTP：简单邮件传输协议

TCP：传输控制协议

PDU：协议数据单元

IP：网际协议

RFC：请求评论

IETF：因特网工程任务组

ISDN：综合业务数字网

API：应用程序编程接口

DSL:数字用户线

ADSL:非对称数字用户线路

FTTH:光纤到户

HFC：混合光纤同轴电缆网

UTP：无屏蔽双绞线（用于局域网中）

STP：屏蔽双绞线

TP：双绞线

FDM：频分复用

TDM：时分复用

Statistical multiplexing：统计复用

OSI/RM：开放系统互连参考模型

术语：

Communication link：通信链路

transmission rate：传输速率

protocol：协议

dial-up：拨号

Internet standard：因特网标准

distributed application：分布式应用程序（涉及多台相互交换数据的端系统）

physical medium：物理媒体

guided media：导引型媒体（有线介质）

unguided media：非导引型媒体（无线介质）

store-and-forward transmission：存储转发传输

packet switching：分组交换

circuit switching：电路交换

nodal processing delay:结点处理时延

queuing delay:排队时延

transmission delay:传输时延

propagation delay:传播时延

band width：带宽

end-to-end connection:端到端连接

store-and-forward transmission：存储转发传输

traffic intensity:流量强度

instantaneous throughput：瞬时吞吐量

average throughput：平均吞吐量

service model：服务模型

 protocol stack：协议栈

top-down approach：自顶向下方法

total nodal delay:结点总时延

wireless access point：无线接入点

encapsutation：封装

网络边缘:

包括应用和主机，有两种模式，C/S model （客户和服务器模式，客户可以向一直在线的服务器请求数据，服务器回复数据）和peer-peer model（对等体模式）

网络边缘提供了两种服务：面向连接的服务和无连接的服务

（1）Connection-Oriented Service(面象连接的服务)

reliable, in-order byte-stream data transfer（可靠,有序的字节流数据传输）
acknowledge：通过确认来表示正确收到报文。
retransmission：充分保证将传输错误的报文重新发送。

他还有流量控制，流量控制的原因是接收方的速率低于发送方，导致一些分组丢失。

也有拥塞控制，原因是网络中的负载太大，出现堵塞的情况。比如TCP协议就是因特网面向连接的服务的一个例子。

（2）Connectionless Service 无连接服务，比如UDP，是不可靠的数据传输，没有流量控制和拥塞控制。

接入网和物理介质

接入网是将端系统连接到其边缘路由器的物理链路。一般有三种方式：住宅接入，机构接入和移动接入。（记住他们的带宽和是否专用）

住宅接入的4种方式：

Modem：通过当地ISP拨号上网，Modem对数字信号和模拟信号进行互换，上网速度56K。

ISDN：综合业务数字网，上网速度为128K，第一代ISDN（N-ISDN采用电路交换的方式，144K；第二代是B-ISDN，快速分组交换方式--贡献ATM）

ADSL：非对称数字用户线，可达8M，分为了3个频宽。

HFC：混合同轴光纤网

机构接入：局域网，以太网和WiFi

无线接入：

（1）无线广域网（wireless LANs）：使用无线频谱替代网线

（2）广域无线访问：CDPD：通过蜂窝式网络无线访问ISP路由器

物理介质:分为有线介质和无线介质。

（1）有线介质：双绞线，无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线

同轴电缆：主要用在有线电视网和电视天线之间的电缆

光纤：高速点对点传输，低误码率

（2）无线介质:使用频谱传送信号，双向，受传播环境影响：反射，障碍物阻隔和干扰

无线链路类型有：微波，LAN（e.g.WaveLAN），广域网，卫星

网络核心

网络核心是由因特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络。

网络通过电路交换和分组交换两种方式传输数据。

Circuit Switching电路交换：在整个通信线路保持，同时保存线路中的资源，例如：电话系统，呼叫时建立铜线连接。

电路交换因为是独占信道，当有多个主机时，就要考虑复用信道的问题，有两种复用方法：频分多路复用FDM和时分多路复用TDM。

 FDM：将频率域划分为多个频段，每条电路陆续地得到部分带宽。每一时刻能同时存在多路信号。适合于模拟信号传输。
TDM：时间被划分为固定区域的帧，并且每帧又被划分为固定数量的时隙。每条电路在短时间间隔（即时隙）中周期的得到所有带宽。每一时刻，只能存在一路信号。适用于数字信号传输。 

分组交换（packet switching）：

一、存储转发传输机制

存储转发机制是指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。这样会导致延时较长，假设有链路上有N台路由器1个分组，那么端到端时延（忽略传播时延）为：(N+1)L/R。

二、排队时延（queue delay）和分组丢失

排队时延取决于网络中的拥塞程度。

由于缓存空间是有限的，所以当缓存被占满后，会出现分组丢失的情况。

电路交换（circuit switching）：

在电路交换网络中，不需要等待整个分组到达后才开始传输，来一个比特传输一个比特（边来边走）。

在电路交换网络中，预留了端系统之间通信沿路径所需要的资源（缓存、链路传输速率）。

一、电路交换网络中的复用

FDM：将频率域划分为多个频段，每条电路陆续地得到部分带宽。每一时刻能同时存在多路信号。适合于模拟信号传输。

TDM：时间被划分为固定区域的帧，并且每帧又被划分为固定数量的时隙。每条电路在短时间间隔（即时隙）中周期的得到所有带宽。

           假设链路每秒传输8000个帧，每个时隙由8个比特组成，则每条电路的传输速率为64kbps。

           每一时刻，只能存在一路信号。适用于数字信号传输。

二、分组交换与电路交换的对比

分组交换不适合实时服务（例如电话和视频会议），但它提供了比电路交换更好的带宽共享,它比电路交换更简单、更有效，实现成本低。

时延的类型

Processing delay（处理延迟,微秒级）： 检查分组首部和决定将该分组导向何处所需要的时间。

Queuing delay（队列延迟,毫秒~微秒）： 在队列中，分组在链路上等待传输的时间。

Transmission delay（传输延迟,微秒级）：L/R。表示经过路由器A所需的时间。

propagation delay（传播延迟）： 表示从路由器A到路由器B传播所需的时间。

吞吐量（throughput）

瞬间吞吐量：在任何时间瞬间主机1接收文件的速率

平均吞吐量：主机1接收F比特用去T秒，平均吞吐量为F/T。

协议层次及其物理模型

协议栈（protocol stack）：将所有分层的协议统称为协议栈。

五层因特网协议栈：应用层、运输层、网络层、链路层、物理层

七层ISO提出的OSI模型：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、链路层、物理层

应用层是网路应用程序及它们的应用层协议存留的地方。我们将位于应用层的信息分组称为报文（message）

运输层在应用程序端点之间传输应用层报文，运输层有两个运输协议TCP（面向连接的服务）和UDP（无连接的服务）；我们把运输层分组称为报文段（segment）

网络层负责将数据报（datagram）从一台主机移动到另一台主机。运用的IP协议和许多路由选择协议，IP协议定义了数据报中的各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段，路由选择协议规定了数据报根据该路由从源传输到目的地。

链路层将网络层传输的数据报沿着路径传递到下一个结点。链路层提供的服务取决于该链路的特定链路层协议。我们将链路层分组称为帧（frame）。

物理层将帧中的一个一个比特从一个结点移动到下一个结点。比特的移动方式取决于实际传输媒体（双绞铜线、同轴电缆、光纤）

表示层的作用是使通信的应用程序能够解释交换数据的含义。

会话层提供了数据交换定界和同步功能，包括了建立检查点和恢复方案的功能。

实体（Entity）：每一层的活动元素。软件实体（进程）、硬件实体。

对等实体（peer Entity）：不同机器上的同一层实体。例如发送端的网络层与接收端的网络层。

封装（encapsulation）：将上一层的协议封装在这一层的协议中，用于对等实体解析。