计算机网络（第五版）总结-第一章

第一章

一、ISP互联网服务提供者（Internet Service Provider）

实质：ISP是从事互联网接入服务和相关技术支持及咨询服务的公司，是个人用户和小规模公司用户进入互联网的入口和桥梁。（Internet是个大地盘，我们这些小喽啰要进入这个大地盘见世面就得向ISP交费，ISP就会给你提供进入Internet的入口）
为啥ISP可以提供这些服务呢？
ISP服务商通过自己拥有的服务器和专门的线路，24小时不间断地与互联网连接，当我们要进入Internet时，就先打个电话给ISP，连接它的服务器，取得同意后，我们就可以与世界各地连接在Internet上的计算机进行数据交换。
ISP类型
根据客户经营业务不同，ISP大概分为下面三类：

• 拨号ISP(Dial-up ISP)，从事"多点现场服务"(Many Point of Presence, MPOP)，经过调制解调器从一个服务器拨号进入Internet。
• 后端ISP(Backend ISP)，从事网络服务器服务，通过服务器的高速缓冲存储器向大量用户提供经常性接入信息服务。
• 前端ISP(Frontend ISP)，从事高效的接入服务，并通过高速数据缓冲存储器向局域网用户提供服务。

二、两种通信方式

在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常划分为两类：C\S方式和P2P方式（Peer-to-Peer，对等方式）

1. C/S方式，即客户/服务器方式Client/Server
   客户Client和服务器Server都是指通信中所涉及的两个应用进程，两者之间属于“服务和被服务”的关系——客户Client是服务的请求方，服务器Server是服务的提供方。
   双方如何通信呢？
   1） 客户机client进程通过网络将一个消息发送给服务器Server进程；
   2） 客户机Client进程等待应答消息；
   3）当服务器Server进程获得了该请求信息后，执行客户所请求的工作，或者查询客户所请求的数据，然后发回一个应答消息。
   如下图所示：
   
   

   CS通信方式-客户机和服务器通过网络进行通信
2. P2P方式，又称“对等连接方式”
   对等连接指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件，它们就可以进行平等的连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。
   常常用于共享音乐和视频。

三、两种传输方式

普遍传输方式有两种：广播式链路和点到点链路

1. 广播式链路
   通俗讲，广播链路就是一个人拿着大喇叭在公司吼一声“×××，快滚过来”，所有人都能听到，但只有×××会做出反应。
   专业点就是，在广播网络上，通信信道被处于这个网络的所有机器共享：任何一台机器发出的数据包都能被所有其他任何机器收到。又因为每个数据包的地址段指定了预期的接收方，因此当其他机器接收到这个数据包一看地址段不是它这儿的，就忽略掉这个数据包，如果地址段对上了，就开始处理这个数据包。
   看上去广播链路很不安全啊？那他有啥用啊
   尽管广播链路上的数据包容易被截获，但是它提供了将一个数据包送给所有目标机器的可能性，只要在地址段中使用一个特殊的编码，由此有了两种传输模式：
   1）广播boradcasting——网络中每一台机器将会接收该数据包并对其进行处理；
   2）组播multicasting——支持给一组机器发送数据包的模式。
   
   

   boradcasting network example
2. 点到点链路
   点到点链路其实就是将一对单独的机器连接起来。因为其只有一个发送方和一个接收方，因此也叫“单播”。
   在一个由点到点链路组成的网络中，为了从源端到达接收方，数据包必须首先访问一个或多个中间机器。
   
   

   Point-to-Point network

四、Internet的核心部分

核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。
由许多网络和把它们连接起来的路由器组成，其中主机处在Internet边缘部分。
在Internet核心部分的 路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。
主机的用途是为用户进行信息处理，并且可以和其他主机通过网络交换信息。
路由器的用途是用来转发分组的，即进行分组交换。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器router。
路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构建，其任务是转发收到的分组。

五、电路交换

电路交换一定是面向连接的。
电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接。

六、网络的分类

1. 从范围上分类
   1）广域网WAN （Wide Area Network）
   2）局域网LAN （Local Area Network）
   3）城域网MAN （Metropolitan Area Network）
   4）个人区域网PAN （Personal Area Network）
2. 从网络的使用者分类
   1）公用网（public network）
   2）专用网（private network）
3. 用来把用户接入到Internet的网络
   接入网AN（Access Network），又称为本地接入网或居民接入网。
   PS：由ISP提供的接入网只是起到让用户能够与Internet连接的“桥梁”作用

七、计算机网络的性能指标

• 速率
• 带宽
• 吞吐量
• 时延（delay或latency）
  传播时延（发送时延）——从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
  传播时延——电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
  PS：信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念
  处理时延——交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
  排队时延——结点缓存队列中分组排队所经历的时延。
  总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
• 时延带宽积
  利用率——分为信道利用率和网络利用率。
  信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。
  网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。
  PS：信道利用率并非越高越好。

八、网络协议（network protocol）

是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有三点：

• 语法：数据与控制信息的格式或结构。
• 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
• 同步：事件实现顺序的详细说明。

九、实体，协议，服务和服务访问点

• 实体entity——表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
• 协议——是空着两个对等实体进行通信的规则的集合。
• 服务——在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
  要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。
  本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
  下面的协议对上面的服务用户是透明的。
  协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
  服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
• 服务访问点SAP（Service Access Point）——同一系统相邻两层的实体进行交互的地方。

十、TCP/IP体系结构

TCP/IP体系结构

十一、802工作组

网络上需要大家共同遵守一些标准才能相安无事地工作，在标准化领域一个重要组织就是IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)，电气和电子工程师协会。其中IEEE的802组标准化了很多类型的局域网：