一、什么是Internet？
1.从具体构成角度来看
节点
主机及其上运行的应用程序
路由器，交换机等网络交换设备
边：通信链路
接入网链路：主机连接到互联网的链路
主干链路：路由器之间的链路
协议（协议定义了两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及在报文传输和接收或其他事件方面所采取的动作）
2.从服务角度来看
- 使用通信设施进行通信的分布式应用
- Web，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
- 无连接不可靠服务（只有端系统和下面的TCP知道，中间的传输核心不知道）
- 有连接（端系统和中间的传输核心都知道）
- 面向连接的可靠服务
二、网络结构
- 网络边缘
- 主机
- 应用程序（客户端和服务器）
- 网络核心
- 互连者的路由器
- 网络的网络
- 接入网，物理媒体
- 有线或者无线通信链路
1.网络边缘
- 端系统（主机）：
- 运行应用程序
- 如Web、email
- 客户/服务器模式
- 客户端向服务器请求、接收服务
- 如Web浏览器/服务器；email
客户端/服务器
- 对等（peer-peer）模式
- 如迅雷（通讯是分布式的，解决了c/s的可拓展性（请求多了会崩））
1.网络边缘：采用网络设施的面向连接服务
1.1.目标：在端系统之间传输数据
- 握手：在数据传输之前做好准备（两个通信主机之间为连接建立状态）
- TCP-传输控制协议（Transmission Control Protocol）
1.2.TCP服务
- 可靠性（不重复，不丢失，不乱序，不出错），按顺序地传送数据。
- 流量控制：发送方不会淹没接收方（目标主机觉得传送得快的话，就会让本主机传送得慢一些）
- 拥塞控制：当网络拥塞时，发送方降低发送速率。
2.网络边缘：采用网络设施的无连接服务
2.1目标：在端系统之间传输数据
握手：无连接服务
UDP-用户数据报协议（User Datagram Protocol）
- 无连接
- 不可靠数据传输
- 无流量控制
- 无拥塞控制
2.2使用TCP的应用：
- HTTP (Web), FTP (文件传送), Telnet (远程登录), SMTP (email)。
- 流量控制：发送方不会淹没接收方（目标主机觉得传送得快的话，就会让本主机传送得慢一些）
- 使用UDP的应用： 流媒体、远程会议、 DNS、Internet电话。
2.网络核心
网络核心：路由器的网状网络。
基本问题：数据怎样通过网络进行传输？
电路交换：为每一个呼叫留一个专有电路。
分组交换：
将要传送的数据分成一个个单位。
将分组从一个路由器传到相邻路由器（hop），一段段最终从源端传到目标端。
每段：采用链路的最大传输能力（带宽）。
1.网络核心：电路交换
端到端的资源被分配给从源端到目标端的呼叫 “call”：
图中，每段链路有4条线路：
- 该呼叫采用了上面链路的第2个线路，右边链路的第1个线路（piece）。
独享资源：不同享
- 每个呼叫一旦建立起来就能够
保证性能
- 每个呼叫一旦建立起来就能够
如果呼叫没有数据发送，被分配的资源就会被浪费。
通常被传统电话网络采用。
网络资源（如宽带）被分成片
为呼叫分配片
如果某个呼叫没有数据，则其资源片处于空闲状态（不共享）。
将带宽分成片
- 频分(Frequency-division multiplexing)
- 时分(Time-division multiplexing)
- 波分(Wave-division multiplexing)
2.电路交换不适合计算机之间的通信
连接建立时间长。
计算机之间的通信有突发性，如果使用线路交
换，则浪费的片较多。- 即使这个呼叫没有数据传递，其所占据的片也不能
够被别的呼叫使用
- 即使这个呼叫没有数据传递，其所占据的片也不能
可靠性不高？
3.网络核心：分组交换
以分组为单位存储-转发方式
- 网络带宽资源不再分分为一个个片，传输时使用全部带宽。
- 主机之间传输的数据被分为一个个分组。
资源共享，按需使用
- 存储-转发：分组每次移动一跳
4.分组交换：存储-转发
- 被传输到下一个链路之前，整个分组必须到达路由器：存储-转发。
5.网络核心的关键功能
路由：决定分组采用的源到目标的路径。
转发：将分组从路由器的输入链路转移到输出链路。
3.分组交换 vs 电路交换
1.同样的网络资源，分组交换允许更多的用户使用网络。
2.分组交换是“突发数据的胜利者”
适合于对突发式数据传输
- 资源共享。
- 简单，不必建立呼叫。
==3.过度使用会造成网络拥塞：==分组延时和丢失
对可靠的数据传输需要协议来约束：拥塞控制。
1.分组交换网络：存储-转发
分组交换：分组的存储转发一段一段从源端传到目标端，按照有无网络层的连接，分成：
1. 数据报网络：
- 分组的目标地址决定下一跳。
- 在不同的阶段，路由可以改变。
- 类似：问路。
2. 虚电路网络： - 每个分组都带标签（虚电路标识 VC ID），标签决定下一跳。
- 在呼叫建立时决定路径，在整个呼叫中路径保持不变。
- 路由器维持每个呼叫的状态信息。
2.数据报（datagram）的工作原理
- 在通信之前,无须建立起一个连接,有数据就传输。
- 每一个分组都独立路由(路径不一样,可能会失序)。
- 路由器根据分组的目标地址进行路由。
4.接入网络和物理媒体
Q: 怎样将端系统和边缘路由器连接？
- 住宅接入网络
- 单位接入网络 （学校、公
司） - 无线接入网
1.住宅接入：modem
- 将上网数据调制加载音频信号上，在电话线上传输，在局端将其中的数据解调出来；反之亦然。
- 拨号调制解调器。
2.接入网：digital subscribe line（DSL）
- 采用现存的到交换局DSLAM的电话线
- DSL线路上的数据被传到互联网
- DSL线路上的语音被传到电话网
3.接入网：线缆网络
有线电视信号线缆双向改造
FDM: 在不同频段传输不同信道的数据，
数字电视和上网数据（上下行）。
- 线缆和光纤网络将个家庭用户接入到ISP（Internet Service Provider）路由器。
- 各用户共享到线缆头端的接入网络。
4.无线接入网络
- 各无线端系统共享无线接入网络（端系统到无线路由器）。
