计算机网络——自顶向下方法之计算机网络与因特网

概述

端系统通过通信链路和分组交换机联系到一起。

当一台端系统要向另一台端系统发送数据时，发送端系统将数据分段，并为每段加上首部字节。由此形成的信息包用计算机网络的术语成为分组。

分组交换机从他的一条入通信链路接受到达的分组，并从它的一条出通信链路转发分组。因特网中最著名的两种分组交换机是路由器和链路层交换机。链路层交换机通常用于接入网中，而路由器通常用于网络核心中。

一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机成为通过该网络的路径。

端系统通过因特网服务提供商（ISP）接入因特网。ISP也为内容提供者提供因特网接入服务，将Web站点直接接入因特网。因特网将端系统彼此互联，因此位端系统提供接入的ISP也必须互联。低层ISP通过高层ISP互联。无论是低层或高层，每个都是独立管理的，运行着IP协议，遵从一定的命名和地址习惯。

因特网中，反思设计两个或多个远程通向尸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尸体之间交换的报文格式和次序，以及报文发送或接收时所采取的动作。

网络边缘

接入网是指将端系统连接到其边缘路由器的物理链路。

边缘路由器哦是端系统到任何其它远程断系统的路径上的第一台路由器。

DSL调制解调器利用现有的电话线（双绞铜线），将数字信号转为高频音。

电缆因特网（HFC）接入利用有线电视公司的基础设备。（混合光纤同轴）

电缆因特网接入的一个重要特征是共享广播媒体（个人使用速率和使用人数相关）

光纤到户（FTTH）有两种竞争性的光线分布体系结构：主动光纤网络（AON）和被动光纤网络（PON）

PON将多个家庭集结到一根共享光纤，该光纤再连接到本地电话和公司的中心局中的光纤线路端接器（OLT）

以太网用户通过双绞铜线和一台以太网交换机项链。以太网交换机或这样相连的的交换机网络，再与更大的因特网接入。

在源和目的之间，每个分组都通过通信链路和分组交换机（交换机分为路由器和链路层交换机）传送。

存储转发机制是指在交换机能够开始县输出链路传输该分组的第一个比特之前，必须接受一个整个分组。

对于每条相连的链路，该分组交换机有一个输出缓存（也成为输出队列），它用于存储路由器准备发往那条链路的分组。

当一个到达的分组可能发现该缓存已被其它等待传输的分组完全充满了，这种情况下将出现丢包。

每台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。当某分组到达一台路由器时，该路由器检查该地址，并用这个目的地址搜索其转发表，一发现适当的出链路。路由器则将分组导向该出链路。

通过网络链路和交换机移动数据有两种基本方法——电路交换和分组交换。

在电路交换网络中，在端系统间通信绘画期间，预留了端系统间通信沿路径所需要的资源（缓存，链路传输率）。在分组交换网络中，这些资源则不是预留的。

链路中的电路是通过频分复用（FDM）或时分复用（TDM）来实现的。对于FDM，链路的频谱由跨越链路创建的所有链接所共享。该频段的宽度成为带宽。

任何ISP（除了第一层ISP）可以选择为多宿，即可以与两个或更多提供商ISP链接。

为了减少流量费用，位于相同等级结果层次的临近一堆ISP能够对等。也就是说，能够直接将它们的网络连接到一起，是它们之间的所有流量直接连接而不通过上游的中间ISP传输。

第三方哦公司提供一个因特网交换点（IXP），多个ISP能够在这里共同对的。由接入ISP，区域ISP，第一层ISP，PoP，多宿对等和IXP组成的系统成为网络结构四。

处理时延——检查分组首部和决定将该分组到向何处所需要的实际是处理时延的一部分。

排队时延——在队列中，当分组在链路上等待传输时，它经受排队实验。

传输时延——将分组所有比特推向链路所需的时间。

传播时延——从A链路起点到B路由器所需的时间。

处理时延通常微不足道，让呢，它对一台路由器的最大吞吐量由重要影响，最大吞吐量是一台路由器能够转发分组的最大速率。

比率L（包长度）a（每秒几个包）/R（传输速率）成为流量强度，当该值大于一，则该队列趋向于向无限增加，并且排队时延将趋向于无穷大。

一个节点的性能常常不仅分根据时延来策略，还根据分组丢失的概率来测量。

从主机A到主机B传输文件，瞬时吞吐量是主机B接收到该文件的速率。

对于某些应用程序（比如文件传输），时延不是至关重要的，最重要的是较高的吞吐量。

因特网的协议栈——物理层，链路层，网络层，运输层和应用层。

应用层协议分布在多个端系统上，一个端系统中的应用程序使用协议与另一个系统中的应用程序交换信息的分组。我们吧这种位于应用层的信息分组成为报文。

运输层在应用程序段电视剧传送应用层报文。因特网有两个运输层协议——TCP和UDP

网络层负责将一个数据包的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。在一台源主机中的因特网运输层协议向网络层递交运输层报文段和目的地址。

因特网的网络层包括IP协议，因特网的网络层也包括决定路由的路由选择协议。

链路层：为了将分组从一个节点（主机或路由器）移动到路径上的下一个结点，网络层必须依靠该链路层的服务。由链路层提供的服务取决于应用该链路的特定链路层协议。链路层分组成为帧。

物理层：以一个比特一个比特的形式传输。

OSI模型——应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层和物理层。表示层是让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。

应用层报文和运输层首部信息一道构成了运输层报文段，运输层报文段因此封装了应用层报文。

一个分组具有两种类型的字段：首部字段和有效载荷字段。有效载荷通常是 来自上一层的分组。