- 因特网:为分布式应用提供服务的联网基础设施、由软件和硬件组成。
概念 解释 主机/端设备 计算设备,如PC、手机、电视等等。 端系统通过 通讯链路 和 分组交换机 连接到一起。 通讯链路 同轴电缆、铜线、光纤、无线电频谱。 分组 发送端将数据切割,并加上首部字节形成的包,方便在网络中传输。 分组交换机 主要是路由器、链路层交换机,负责分组的缓存、转发等工作。 因特网服务提供商(ISP) 中国知名的如电信、网通、铁通等。 协议 通讯实体间传输报文的格式、顺序或时间等规定。 套接字接口 端系统间交付数据的方式,在应用层使用。
- 网络边缘:
概念 解释 边缘路由器 端系统联网的第一台路由器。例如电脑连接家用的路由器。 接入网 边缘路由器入网前的网络,主要涉及家庭、企业接入边缘路由的方式如DSL、光纤、拨号、wifi等。 物理媒体 双绞线、同轴电缆、光纤等,生活常见的网络媒介。 - 网络核心:
- 分组交换(交换机简单流程描述):
- 存储转发传输:交换机开始向输出链路传输前,必须接收到完整分组。
- 排队时延:如果链路忙同时又接到了其他分组,就会缓存在队列里等待转发。
- 分组丢失(丢包):如果缓存队列满了,就会丢弃新来或者已经排队的分组。
- 转发表、路由选择协议:判断如何转发分组的路由机制。
- 电路交换:(略)
-
网络的网络:大体讲各个层级ISP之间如何互联,和高低层 ISP之间的付费关系,其中也夹杂着内容供应商(如谷歌)。
- 分组交换网中的时延、丢包和吞吐量:
- 时延的类型:
- 处理时延:如路由器检查分组首部,选择导向何处等工作的延迟。
- 排队时延:之前提到,链路繁忙分组放入队列待发送等待的延迟。
- 传输时延:路由器会等待一个分组完整到达后再转发到下个节点,这个等待的耗时。
- 传播时延:物理链路传播的延迟,如双绞线等媒介因传输效率导致的延迟。
- 排队时延和丢包:上面提到理解概念即可(略)。
- 吞吐量:接收数据的速率(以bps计),传输比特数/传输时间(秒)。这里会有一个常见换算,bps是以b(bit)为单位,但常见的单位KB、MB、GB等是以B(Byte)为单位,1Byte = 8bit,所以网上常见的如1024Mbps其实相当于128MB/s(1024/8)。
- 协议层次及其服务模型:
- 协议分层:
- 五层因特网协议栈:应用层,运输层,网络层,链路层,物理层。
- 七层OSI参考模型:应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,链路层,物理层。
- 这本书主要以五层协议为划分讲解,这里有些叫法和其他教材不一样(运输层 - 传输层,链路层 - 数据链路层)。
- 应用层:
- 主要是应用程序和应用层协议(HTTP/SMTP/FTP等),分布在端系统上。
- 应用程序间交换信息分组称为 报文。
- 运输层(主要是TCP/UDP):
- 通过传输层协议(TCP/UDP)传送应用层报文。其中TCP面向连接,有报文划分,拥塞控制,确保传递等机制。UDP提供无连接服务,不提供其他不必要机制。
- 运输层的分组称为 报文段。
- 网络层(主要是IP):
- 网络层负责将称为 数据报的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。
- 运输层协议向网络层递交报文段和目的地址(IP协议)。
- 链路层:
- 将数据报转移到下个节点(主机或路由器),在每个节点网络层将数据报下传给链路层,链路层沿着路径将数据报传递给下个节点,在下个节点,链路层将数据包上传给网络层。
- 链路层分组为帧。
- 物理层:
- 一个个比特移动到下个节点,与传输媒体(双绞线,光纤等)相关。
- 物理层传输单位是比特。
- 封装(各层之间传递、数据切分、添加报文头部变成新的对象):
- 链路交换机实现第一层和第二层不能识别IP但能识别第二层地址,路由器实现第一至三层可识别IP。
- 应用层报文 + 运输层首部 = 运输层报文段。
- 运输层报文段 + 网络层首部(端地址)= 网络层数据报。
- 网络层数据报 + 链路层首部 = 链路层帧。
- 最后物理层直接用电信号传输比特。
- 面对攻击的网络(略)
- 计算机网络和因特网历史(略)
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