Top-Down筆記 #01# 計算機網絡概述

因特網

網絡核心

分組交換網中的時延、丟包和吞吐量

協議層次及其服務模型 

面對攻擊的網絡

計算機網絡和因特網的歷史

小結（本身寫的。。。）

 

【什麼是因特網？】

具體構成描述

一、與因特網相連的設備被稱做主機或者端系統。（host or end system）

二、鏈接這些設備的是通訊鏈路和分組交換機。（communication link and packet switch）

三、典型的communication link包括同軸電纜、光纖等。

四、不一樣的communication link能以不一樣速率傳輸數據，傳輸的速率以bit/s度量。（即「bps」,bit per second）

五、當端對端發送數據的時候，發送端系統將數據分段，併爲每段加上首部字節，由今生成的信息包用計算機網絡的術語來講稱爲分組（packet）。（下文提到的分組指「信息包」，而非動詞）

六、分組的傳輸：入通訊鏈路 --> 分組交換機 --> 出通訊鏈路。

七、兩種最著名的分組交換機：路由器（router）和鏈路層交換機。

八、從發送端系統到接收端系統，一個分組所經歷的一系列通訊鏈路和分組交換機稱爲經過該網絡的路徑（route或path）

九、ISP=Internet Service Provider=因特網服務提供商=n條通訊鏈路+n條分組交換機，以及爲端系統提供不一樣類型的網絡接入(無線、寬帶等)、爲內容提供者提供的因特網接入服務。特色：底層ISP經過高層ISP互聯起來、各個ISP獨立管理並各自運行着IP協議。

十、各個因特網部件都要運行一系列協議（protocal），這些協議控制着因特網中信息的接收與發送。

十一、TCP和IP是因特網中兩個最重要的協議，統稱爲TCP/IP。(Transmission Control Protocal,傳輸控制協議; Internet Protocal,網絡協議)

十二、IP協議定義了在路由器和端系統之間發送和接收的分組格式。

1三、爲了方便網絡資源的共享，就須要在各個ISP中創建一個統一的標準，如今的Internet standard由IETF研發。

1四、IETF的標準文檔稱爲「Request For Comment」（RFC），該文檔技術性很強，並至關詳細,定義了TCP、IP等協議、目前有將近六千多個RFC。

 

服務描述

描述因特網大體有兩個角度，一個是從具體的硬件出發，另外一個是從使用因特網的軟件出發。這裏的「服務描述」就是指後者，從應用程序的角度出發描述因特網，與因特網相連的端系統提供了因特網API（應用程序編程接口），書裏作了一個類比，把這種API類比爲郵政的投信規則，只有遵循了這套API，數據（郵件）才能在因特網（快遞網絡）上傳輸。（是否能夠想象成Java裏的inteface，相似於要想被sorted就必須實現comparable接口，而在這裏，要想數據被傳輸，就必須遵循特定的因特網規則？）。固然，這種因特網API也分爲許多種，須要根據具體狀況選擇。

 

什麼是協議

根據書上所描述，協議能夠理解爲一系列約定俗稱的動做，就像人類活動中「問時間」這個行爲須要遵循必定的規則同樣，報文的接收和發送所採起的動做、報文的格式與次序一樣須要由協議加以約束。

 

【網絡邊緣】

網絡邊緣指的是端系統，端系統也能夠稱做主機，主機能夠進一步劃分爲客戶和服務器（服務器一般是指更爲強大的機器），許多服務器聚合在一塊兒就成了數據中心。

 

接入網
接入網是指將端系統鏈接到其邊緣路由器（路徑上的第一臺路由器）的物理鏈路。
一、家庭接入：DSL（電話線，本地電話公司充當ISP）、電纜（有線電視）、FTTH（光纖到戶，電纜的升級版，超高速率）...
二、企業、學校：經過是兩種局域網（LAN）以太網（以太網交換機）和WiFi接入。（WiFi：基於IEEE 802.11技術的無線LAN接入）
三、廣域無線接入：3G、4G。

 

物理媒體：

雙絞銅線、同軸電纜、光纖

 

【網絡核心】

網絡核心=分組交換機+通訊鏈路。

 

Q:什麼是分組交換？什麼是電路交換？二者之間有什麼區別？

A:Packet switching and circuit switching are two networking methods for transferring data between two nodes or hosts. For a packet-switched network, data is transferred by dividing the data into individual packets and passing it through the circuits to the other host. In packet-switched networks, the route is not exclusively determined when the packets hit the wire. Using routing algorithms, each packet may actually take a different route through the network to arrive at the destination host. Unlike a circuit-switched network where a static route is setup and pre-established prior to initializing connections to the host.（網絡資源）

 

分組交換

一、存儲轉發機制。
p個分組通過n條鏈路序列的時延爲(n+p-1)*L/R

 

二、排隊時延和分組丟失（丟包）。
之因此會出現丟包的狀況是由於輸出隊列的緩存空間是有限的，照書上所述，丟失的分組多是隊列的第一個也多是最後一個。

 

三、轉發表和路由選擇協議。
轉發表
報文在網絡中轉發的故事。
端系統：將長報文分組，並在分組首部包含目的地的IP地址。
各個路由器：檢查分組包含的IP地址，經過轉發表映射成爲輸出鏈路。
整個過程能夠類比爲「不使用地圖而喜歡問路的汽車駕駛員」。

路由選擇協議
轉發表是如何設置的？是人工設置的仍是更爲自動的智能設置呢？

 

實踐：查看到分組在因特網上的路線。經過：http://www.traceroute.org/

traceroute to XXXXXX, 20 hops max, 40 byte packets
 1  208.64.252.229.uscolo.com (208.64.252.229)  0.432 ms  0.705 ms  0.823 ms
 2  199.197.10.6.uscolo.com (199.197.10.6)  0.852 ms  0.884 ms  0.916 ms
 3  las-b3-link.telia.net (80.239.192.93)  0.584 ms  0.657 ms  0.683 ms
 4  213.248.92.130 (213.248.92.130)  101.923 ms  99.831 ms  101.803 ms
 5  202.97.90.113 (202.97.90.113)  103.165 ms  103.216 ms  103.256 ms
 6   (202.97.51.249)  242.464 ms  241.331 ms  243.573 ms
 7   (202.97.35.105)  145.673 ms  145.697 ms  145.734 ms
 8  *  (202.97.33.85)  212.074 ms  212.124 ms
 9  202.97.82.62 (202.97.82.62)  216.307 ms * 202.97.82.62 (202.97.82.62)  266.873 ms
10  * * *
11  220.160.92.134 (220.160.92.134)  267.069 ms  238.422 ms  238.512 ms
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【分組交換網中的時延、丟包和吞吐量】

分組交換網中的時延概述

一、處理時延：檢查首部+分組導向+...

二、排隊時延：與流量大小有關

三、傳輸時延：分組長度和傳輸速率的函數

四、傳播時延：路由器之間的距離的函數

 

【協議層次及其服務模型】

【面對攻擊的網絡】

【計算機網絡和因特網的歷史】

【小結】

一、因特網的硬件基礎：端系統 + 分組交換器 + 通訊鏈路

二、因特網爲應用程序提供服務。

三、通訊實體間須要遵循一系列協議。協議的核心是「一系列約定俗成的動做」。