计算机网络自顶向下——第一章——计算机网络和因特网（中科大视频学习笔记）

文章目录

1.1 什么是因特网 

1.1.1从具体构成描述看：

1.1.2从服务描上看：

1.1.3什么是协议

1.2 网络边缘

1.2.1 接入

1.2.2 物理媒体

1.3网络核心

1.3.1 分组交换

1.3.2 电路交换

1.3.3 网络的网络

1.4分组交换网中的时延、丢包和 吞吐量

1.4. 1 分组交换网中的时延概述

1.4.2 排队时延和丢包

1.4.3 端到端时延

1.4.4 计算机网络中的呑吐量

1.5协议层次及其服务模型

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1.1 什么是因特网 

 回答这个问题有两种方式：其一，我们能够描述因特网的具体构成，即构成因特网的基本硬件和软件组件；其二，我们能够根据为分布式应用提供服务的联网基础设施来描述因特网。

1.1.1从具体构成描述看：

数以亿计的、互联的计算设备:

• 主机 = 端系统(host、end_system)
• 运行网络应用程序

 通信链路:

• 光纤、同轴电缆、无线电、卫星
• 传输速率 = 带宽(比特/秒：bit/s or bps)

分组交换设备：转发分组(packets) :

• 路由器和交换机

协议(protocol):

• 协议：支撑互联网工作的重要标准，网络设备遵守协议进行交互；不同层有不同的协议，每一层有多个协议。
• 如TCP、IP、HTTP、FTP、PPP

Internet：“网络的网络”：

松散的层次结构，互连的ISP

公共Internet vs. 专用intranet

1.1.2从服务描上看：

分布式应用进程以及为分布式应用进程提供通信服务的基础设施

基础设施包括：主机应用层以下的所有运行中的协议实体、目标主机应用层以下的所有运行中的协议实体、所有的网络部分

• 使用通信设施进行通信的分布式应用
  • Web、VoIP、email、分布式游戏、电子商务、社交网络......
• 通信基础设施为apps提供编程接口（通信服务）
  • 将发送和接收数据的apps与互联网连接起来
  • 为app应用提供服务选择，类似于邮政服务：
    • 无连接不可靠服务 —— UDP协议
    • 面向连接的可靠服务 —— TCP/IP协议

1.1.3什么是协议

• 人类协议：“几点了？”、“我有个问题”、你好
  • ...发送特定的消息
  • ...收到消息时采取的特定行动或其他事件
• 网络协议：
  • 类似人类协议
  • 机器之间的协议而非人与人之间的协议
  • Internet中所有的通信行为都受协议制约

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，以及在报文传输和/或接收或其他事件方面所采取的动作。 

1.2 网络边缘

• 端系统（主机）：

  • 运行应用程序
  • 如Web、email
  • 在“网络的边缘”

• 客户端(Client)/服务器(Server)模式(C/S模式)：主-从模式，存在可扩展性的问题

  • 客户端向服务器请求、接收服务，通常是桌面PC、移动PC和智能手机等
  • 服务器是更为强大的机器，用于存储和发布Web页面、流视频、中继电子邮件等，大部分都属于大型数据中心
  • 如Web浏览器/服务器；email客户端/服务器

• 对等(peer-peer)模式：每个节点既是客户端，又是服务器，通讯是分布式的

  • 很少（甚至没有）专门的服务器
  • 如Gnutella、KaZaA、Emule电驴、迅雷等分布式文件分发系统

基础设施为网络应用提供的服务又有两种方式：

• TCP服务传输控制协议(Transmission Control Protocol)：Internet上面向连接的服务
  • 可靠地、按顺序地传送数据：不重复、不丢失、不失序
    • 确认和重传
  • 流量控制（考虑接收方的处理能力）
    • 发送方不会淹没接收方，协调发送/接受速度，实现有序通信
  • 拥塞控制（考虑网络路径的通行能力）
    • 当网络拥塞时，发送方降低发送速率
  • TCP的应用：HTTP(Web)，FTP(文件传送)，Telnet(远程登录)，SMTP(email)

• UDP——用户数据报协议(User Datagram Protocol)：将主机-主机通过UDP端口细分到进程-进程；速度快，适合于实时多媒体应用
  • 无连接
  • 不可靠数据传输
  • 无流量控制、无拥塞控制：发送速度等于接收速度
  • UDP的应用：在很要求时间效率或对可靠性要求不高的场景中一般都会选择UDP来作为资源传输的首选协议什么网络多媒体（直播）、聊天软件、视频电话等等