计算机网络自顶向下方法第一章学习笔记

1、因特网构成

端系统通过通信链路和分组交换机连接。发送端将数据分段，并加上首部字节，形成的信息包称为分组。

分组交换机从一条链路接收分组，并转发到另一条链路。主要分为路由器和链路层交换机两类。交换机一般用于接入网，路由器通常用于网络核心。

端系统、分组交换机和其他因特网部件要运行一系列协议，协议控制因特网中信息的收发。主要协议为TCP/IP协议。

应用程序编程接口（API）：规定了一个端系统上的软件请求因特网设施向运行在另一个端系统上的特定软件交付数据的方式。

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，以及报文发送和接收一条报文或其他事件所采取的动作。

2、数据交换

分组交换（分组：报文分为较小的数据块发送）

（1）存储转发传输：是指在交换机能够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。（2）排队时延和分组丢失：对于每条相连的链路，该分组交换机有一个输出缓存，用于存储分组。如果到达的分组需要传输到某条链路，但发现该链路正忙于传输其他分组，该分组就需要等待，也就是排队时延。当缓存被充满时，后续的分组就会丢失。（3）转发表和路由选择协议：每个端系统有一个IP地址，在分组中有目的地的IP，每台路由器有一个转发表，用来将目的地址或其一部分映射为输出链路。路由选择协议用于自动设置转发表。

电路交换（端到端的电路连接）

频分复用和时分复用。

分组交换和电路交换的比较：分组交换更为高效，电路交换在用户不产生数据时消费的资源更多。

3、分组交换中的时延、丢包和吞吐量

时延包括结点处理时延、排队时延、传输时延、传播时延。

传输时延和传播时延的比较：传输时延是路由器将分组推出所需要的时间，是分组长度和链路传输速率的函数。传播时延是一个比特从一台路由器向另一台路由器传播的时间，是距离的函数。

排队时延：最为复杂

流量强度大于1则排队时延趋向无穷，流量强度是指：假设每秒有a个分组到达，然后每个分组有L个比特，传输速率为R，流量强度为La/R。当队列满了之后会发生丢包。

端到端时延：链路中多个路由器间分组交换的时延总和。

吞吐量：瞬时吞吐量是指接收端瞬时接收文件的速率。平均吞吐量定义为如果接收端接收F比特用去T秒，平均吞吐量为F/T。吞吐量可以近似为源和目的地之间路径的最小传输速率。

4、协议层次及其服务模型（重点）

（1）分层提供一种结构化方式来讨论系统组件，各层的所有协议被称为协议栈。因特网的协议栈分为5层：物理层、链路层、网络层、运输层和应用层。

应用层：是网络应用程序及其应用层协议存留的地方，包括HTTP，SMTP、FTP。报文

运输层：在应用程序端点之间传送应用层报文。TCP和UDP协议。TCP提供面向连接的服务，包括应用层报文向目的地的确保传递和流量控制；也将长报文分为短报文，提供拥塞控制。UDP提供无连接服务，没有可靠性、流量控制、拥塞控制。报文段

网络层：负责将运输层提交的报文段和目的地址传递到另一台主机。IP协议：定义了数据报中各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段，也包括路由选择协议。数据报

链路层：将网络层的数据报从一个结点（主机或路由器）移动到下一个结点。帧

物理层：将帧中的每一个比特从一个结点移动到下一个结点。

osi模型：物理层、链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。

表示层：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。

（2）封装

应用层报文和运输层首部信息一起构成了运输层报文段，附加的信息包括差错检测位信息。网络层增加了源和目的端地址等首部。每一层都对上一层的数据进行了封装。