一.Internet的具体构成
1.主机/端系统:
可以运行操作系统上的应用程序。
2.通信链路:
端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起。
通信链路传输数据的传输单位为dps
通信链路的物理介质主要有 : 同轴电缆、双绞线、光纤、无线电
当一个端系统有数据要向另一个端系统发送时,发送端系统将数据分段,并为每段加上首部字节。这些数据传输单元统称为分组或数据包。这些分组通过网络发送到目的端系统,在那里被还原成初始数据。
3.分组交换机
分组交换机从输入端口接收到达的分组,并从它的输出端口转发该分组。
最常见:路由器 链路交换机
端系统通过电信服务商ISP接入因特网,可以认为ISP是一个由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。
端系统、分组交换机和其他因特网设备,都要运行控制信息发送和接收的一系列协议软件。TCP和IP是因特网中最为重要的协议。
二.服务描述
从通信基础设施的角度来描述因特网,它提供了一种通信服务。这种网络传输服务是通过主机的操作系统提供给应用程序的。
因为应用程序运行在端系统上,所以端系统代表网络提供了一个应用程序编程接口 API。类似 C 语言的printf()在屏幕输出一些内容,在 C 语言开发的应用程序中可以使用最基本的send()和 recv()函数发送或者接收消息。大部分的网络通信都是通过调用这种网络通信函数实现的。大部分的高级程序设计语言都有自己的网络通信函数,而且函数接口都是类似的。
三.什么是协议
网络协议约定了网络中数据发送和接收、以及数据本身组织(数据流是如何划分成分组或者数据包,以及分组格式)的一些规范。
四.统计多路复用
数据通过网络有两种基本方式:电路交换和分组交换。
电路交换:在电路交换网络中,沿着通信路径,为端系统之间通信所提供的资源(缓存、传输速率)在通信会话期间会被预留。比如传统的电话网络。
分组交换:在分组交换网络中,则没有预留带宽等通信资源,数据分组按需使用这些资源。
Internet 是分组交换网络。
五.网络的网络-Internet
端系统通过接入网与因特网相连。而因特网是由数以亿计的用户和几十万个网络构成
的。它是网络的网络。
因特网边缘的接入网络通过分层的 ISP(Internet Service Provider)层次结构与因特网的其他部分相连,接入网络位于这个层次结构的底部。这个层次结构的最顶层是数量相对较少的第一层 ISP。
六.分组交换网中的时延、丢包和吞吐量
分组在传输时存在时延、丢包。
时延:
分组在传输的每个节点都经受了几种不同类型的时延。最为重要的是节点处理时延、
排队时延、传输时延和传播时延,这些时延的总和是节点总时延。
1.处理时延
检查分组首部、检查分组比特级差错和决定将该分组发到何处所需要的时间是处理时延。处理时延取决于路由器处理能力。高速路由器的处理时延通常是微秒或更低的数至级。
2.排队时延
分组中输出端口队列中,等待传输时,它经历排队时延。
一个分组的排队时延将取决于队列的长度,或者说取决于网络中的流量。实际的排队时
延通常在毫秒到微秒级。
3.传输时延
将分组传送到链路需要的时间。
4.传播时延
分组的一个比特从该链路的起点到终点所需要的时间是传播时延。
传播时延等于两台路由器之间的距离除以传播速率。在广域网中传播时延在毫秒的量级。
排队时延和丢包:
节点时延最为复杂的成分是排队时延,它很大程度上取决于流量到达该队列的速率、
输出链路的传输速率和到达流量的性质,即流量是周期性到达还是以突发形式到达。
路由器的输出缓存是有限的,所以排队容量是有限的,续到达的分组由于没有地方存储,路由器将丢弃该分组。
端到端时延
假定在源主机和目的主机之间有 n 台路由器,并且该网络是无拥塞的,在每台路由器和源主机都会经历处理时延,传输时延,传播时延。 显然源主机和目的主机之间总时延是 n台路由器的总时延。
计算机网络中的吞吐量
如果将数据看成是流体,将通信链路看成是管道,发送端到接收端的吞吐量取决于整
个路径中容量最小的链路,或者说是瓶颈链路的传输速率。
分组在传输时存在时延、丢包,因此要限制端系统之间的吞吐量 。
七. 协议层次和它们的服务模型
分层的体系结构
利用分层的体系结构,可以讨论一个定义良好的、复杂的系统。
这种简化本身可以为模块化带来便利,因为在各个层次改变服务的实现不会影响该系统
其他部分,这是分层的另一个重要优点。
协议分层
因特网的协议由 5 个层次组成:物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。
应用层
网络应用程序及其应用层协议实现的地方。例如实现 HTTP 协议的浏览器/Web 服务器、电子邮件和 FTP 等。
应用层协议分布在多个端系统上,一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息分组。将这种位于应用层的信息分组称为消息(message)。
传输层
传输层提供了在应用程序之间传送消息的服务。
在因特网中,有两个运输层协议,即 TCP 和 UDP,利用其中的任何一个都能传输应用层消息。
TCP 向它的应用程序提供了面向连接的服务。这种服务包括了可靠传输(传丢了会重传)
和流量控制。
UDP 协议向它的应用程序提供无连接服务。
网络层
因特网的网络层负责将称为数据报(datagram)的网络层分组从一台主机移动到另一台主
机。
因特网的网络层协议是 IP 协议,该协议定义了数据报的格式。网络层也包括决定路由
的选路协议,选路协议决定了路由器的转发表,数据报根据该转发表从源传输到目的地。
链路层
为了将分组从一个节点(主机或路由器)移动到路径上相邻的下一个节点,网络层必须依
靠链路层的服务。 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一个节点。在该下个节点,链路层将数据报上传给网络层。
链路层提供的服务取决于应用于该链路的特定链路层协议。
物理层
链路层的任务是将整个链路层分组从一个节点移动到邻近的网络节点,而物理层的任务是将该链路层分组中的一个比特从一个节点移动到下一个节点。例如以太网支持许多物理层介质:有 UTP,有光纤等。