计算机网络和因特网

1.1什么是因特网

硬件加软件;分布式


实例

1.1.1具体的(nuts and bolts)描述

服务器+主机;

通信链路:同轴电缆,铜线。速率: bit/s 。 包选择器:数据被分割成packets。

包选择器:路由器和链路层交换机。链路层交换机通常用于接入网络,而路由器通常用于网络核心

终端系统通过ISP(因特网服务提供者)上网

数据传输遵循协议,TCP和IP最重要。

1.1.2服务器描述

例子:邮递API,不管快递,还有特快、签收服务。服务器:邮局。

1.1.3什么是协议

类比:人之间的礼节,比如打招呼的礼节。不同国家的礼节不同,所以难以沟通。而因特网有相同的协议。除了目的的信息外,还有挥手、微笑的动作。

因特网协议:硬件和软件的礼节。不同的协议实现不同的任务。规定形式和顺序


协议

1.2网络的边缘

即因特网的终端系统,包括电脑、服务器、手机等。

HOSTs=end systems,包括客户端和服务器。

1.2.1上网

家庭:DSL(数字用户线路)、线缆、光纤、拨号、卫星


电话线(DSL)


电视线(光纤同轴混局网)

企业:局域网、wifi


1.2.2物理媒介

信息表现不同:脉冲或波形频率。分为:有向和无向。成本相对来说低,一般建筑的房间有铜线、同轴电缆、光纤。

双绞铜线:

双绞线


同轴电缆
光纤


1.3因特网的核心

1.3.1包的选择

大信息被分为若干包

- 大多包选择器用存储转发传输


用时:L/R   *4

最简单场景,存储转发耗时:time=N*L/R   ;发送一个包,省略线上时间,N是链路数

排队耗时:output buffer,链路被占用时,需等待。输出缓存满的时候发生包丢失。


发生拥堵,要丢包


- 转发表和路由协议

路由:问路(ip)。转发表由路由规则自动设定。

1.3.2回路选择

回路选择是预定酒店,包转发是直接去,可能要排队,但不用预定。


频分和时分

包选择和回路选择比较:一样生产力下,一个按需分配,一个均分。包选择更快、简单,但是实时相对不可靠。和时分复用比:lM网速,每个人是100k,35个人可以用(超过10个人活跃概率极小);或者1M网速,10个人,传输速率更大(10个人一块用几率小)。

1.3.3网络的网络

ISP连接终端和资源提供者。ISPs(因特网)连接各个ISP。

结构1:一个全球ISP连接所有其他ISP。其他ISP接入要按流量收钱。

结构2:其他公司也搞结构1,有不同的全球ISP,因此全球ISP也要连接在一起。

结构3:没有官方的规定,谁厉害谁在上面(收连接费)

结构5:google出现,暗网连接着Tier ISP要向他们交钱,谷歌不可能连接所有access isp。对于底层ISP来说,省钱了。如果直接和谷歌连接,应该不要钱。但是谷歌一般连接大一点的ISP,所以个人的ISP还是要按流量要钱的。


1.4  延迟、丢失和包转发中的吞吐量

1.4.1 包选择网络概况

节点延迟包括nodal processing delay, queuing delay, transmission delay,and propagation delay;

处理延迟:检查包头、确定下一个路由、检查错误等。微妙级

排队延迟:微妙到毫秒级

传输延迟:网速/bits  L/R。微秒到毫秒级

传播延迟:印象中的光速了。广域网中豪秒级

传输延迟和传播延迟比较:调制(高速刷卡)和开车时间

1.4.2 排队延迟和包丢失

排队要缓冲区,满了,后面到的就抛弃了

1.4.3 端对端延迟

发送端到资源端,包含了多个路由

路由追踪:测试用的,看看中间的路由个数和时间


终端系统、应用和其他延迟:共享介质(wifi调制器)、Ip通话

1.4.4 计算机网络的吞吐量


1.5 协议层和他们的服务模型

1.5.1 分层架构

协议分层:举例,n层提供的服务包括可靠的点对点传递信息,要用到n-1层的不可靠传信息功能,再加上n层独有的功能:检测和重发丢失的信息。


应用层:在终端系统,包:信息message   HTTP  FTP SMTP

传输层:传递应用层的信息; TCP:连接的可靠的,分割长的信息;UDP:无连接不可靠的。包:块segment

网络层:块+终端ip--->传输到终点主机的传输层。包:数据报   IP协议

链路层:节点到节点,之后交给下一个节点的网络层   包:帧   WIFI ETHERNET

物理层:

OSI模型:早期的,ISO制定的,现在没有啥用了,光让我们背了。。。。

1.5.2 封装


一层一层处理,加上东西,还有分割等操作。

1.6 遭受攻击的网络

坏家伙可以通过互联网让你的主机中毒:病毒(需要交互)、蠕虫(不需交互,处在危险网络中)

坏家伙可以攻击服务器和网络基础设施:denial-of-service (DoS)   :漏洞攻击、带宽溢出、连接溢出

坏家伙可以监听数据包:无线

坏家伙可以伪装成你信任的人:

1.7 计算机网络和因特网的历史

1.7.1 包选择的发展: 1961-1972  时分技术,第一封邮件1972

1.7.2 专有网络和网络互联:1972-1980 TCP UDP IP

1.7.3 网络生长:1980-1990

1.7.4 网络爆炸:1990s

1.8 总结

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