计算机网络与因特网
一、概念：
1. 主机/端系统：所有联网的设备。设备和设备之间通过通信链路和分组交换机连接在一起。
2. 传输速率：通信链路传输速率用比特/秒(bit/s)表示。
3. 分组：信息包，将长报文划分为较小的数据块。
4. 路由器：用于网络核心，连接因特网中各局域网、广域网的设备
5. 链路层交换机：用于接入网络的设备
6. 路径：从发送端到接收端，一个分组所经历的通信链路和分组交换机。
7. ISP：因特网服务提供商，所有端系统通过ISP接入因特网。
8. TCP: 传输控制协议
9. IP： 网际协议，定义了路由器和端系统之间发生和接收的分组格式。
10. 分布式应用程序：涉及多个相互交互数据的端系统的应用程序
11. 协议：定义了两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序，以及报文发送/接收一条报文或其他事件所采取的动作。
12. 接入网：将端系统物理连接到其他边缘路由器的网络。
13. DSL: 数字用户线
14. FTTH: 光纤
15. 物理媒体：导引型媒体（双绞线、同轴电缆、光纤）、非导引型媒体（陆地无线电频谱和卫星无线电频谱）。
16. 双绞线：最便宜最常用的传输媒体。速率：数十 Mbps
17. 同轴电缆：与双绞线类似，由两个铜导体组成，有绝缘保护层。速率：数十 Mbps
18：光纤：引导光脉冲的媒体：每个脉冲代表一个比特。速率：数百 Gbps
19. 报文：包含协议设计者的所有东西，
20. 存储转发传输：交换机能够开始向输出链路传输该分组的第一个比特之前，必须接受到所有分组。
21. 转发表：用于将目的地址映射成输出链路。
22. 路由选择协议：用于自动设置这些转发表。
23. 电路交换：在电路交换网络中，在端系统间通信会话期间，预留了端系统间沿路径通信所需要的资源（缓冲、速率）。实现了端到端连接，不需要排队。
24. 分组交换: 不需要预留，但是可能会排队。提供更好的带宽共享，比电路交换更简单、高效。但是时延不可预测
25. 排队时延：分组在链路上等待传输的时间，如果该队列为空，当前没有其他分组传输，则为0，毫秒到微妙级别
26. 处理时延：检查分组头部和决定将该分组导向何处所需要的时间，微秒或者更低级别
27. 传输时延：路由器推出分组到链路的时间，L表示分组长度，R表示链路传输速率，时延：L/R。 毫秒到微妙级别
28. 传播时延：一旦一个比特被推向链路，该比特传播到下一个路由器的时间。毫秒级别
29. 节点总时延：总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延 + 传播时延
30. 流量强度：a表示分组到达队列评价速率，分组由L比特组成，R传输速率，流量强度=La/R。
26. 丢包：一条链路前的队列是有限的，当分组到达时候发现队列已满，没有地方存储分组，则路由器丢弃分组。此时流量强度大于1.
27. 瞬时吞吐量：主机任何时间瞬间接收速率。
28. 平均吞吐量：比特总数/时间。
29. 协议栈：各层所有协议被称为协议栈，因特网协议栈由五层组成：物理层、链路层、网络层、运输层、应用层。
30. 报文：应用层信息分组称为报文。
31. 应用层：应用层是网络应用程序及他们的应用层协议存留的地方。HTTP、SMTP、FTP
32. 运输层：在应用层端点直接传输应用层报文。TCP/UDP，
33. 报文段：运输层的分组称为报文段
34. 网络层：将数据报从一台主机移动到另一台主机。IP、路由选择协议
35. 数据报：网络层的分组。
36. 链路层：将分组从一个节点移动到另一个节点。
37. 帧：链路层分组
38. 物理层：将帧中的一个个比特从一个节点移动到另一个节点。
39. OSI七层模型：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。
40. 封装：应用层报文被传输到运输层，加上运输层头部信息构成运输层报文段，这个过程叫封装，
41. 客户服务端体系结构：一个总是打开的主机称为服务器，服务许多称为客户的主机请求
42. P2P体系结构：应用程序在间断连接的主机之间直接通信。
43. 客户：发起通信的进程被标识为客户
44. 服务器：会话开始时等待连接的进程。
45. API：应用程序编程接口
46：IP地址：主机的唯一标识
47. 端口号：标识主机的哪一个进程
48. 套接字：应用程序进程和运输层协议之间的接口
49. SSL：安全套接字层
50. HTTP: 超文本协议
51. SMTP:邮件传输协议（推协议）
52. POP3：第三版的邮局协议（拉协议）
53. IMAP: 因特网邮件访问协议（拉协议）
54. DNS：域名系统：主机名和IP地址转换的目录服务
55. GBN: 回退N步协议
56. 转发：将一个分组从一个输入链路接口转移到适当的输出链路接口的路由器本地动作
57. 路由选择：确定分组从源到目的地所采取的端到端路径的网络范围处理过程。
58. ICMP: 因特网控制报文协议
二、 时延、丢包、吞吐量的基本概念
1. 时延
当分组从一台主机出发，经过路由器传输，在另一台主机结束，在这途径中分组经历了几种不同的时延，其中包括：节点处理时延、排队时延、传输时延、传播时延，这些时延总和是节点总时延。
-
处理时延：检查分组头部和决定将该分组导向何处所需要的时间，微秒或者更低级别。处理时延包括差错检测等。
-
排队时延：分组在链路上等待传输的时间，如果该队列为空，当前没有其他分组传输，则为0，毫秒到微妙级别。如果流量很大，许多分组都在等待，那么排队时延将特别大。
-
传输时延：路由器推出分组到链路的时间，L表示分组长度，R表示链路传输速率，时延：L/R。 毫秒到微妙级别。仅当所有已到达的分组被传输后才能传输刚到达的分组。
-
传播时延：一旦一个比特被推向链路，该比特传播到下一个路由器的时间。毫秒级别，从该链路的起点到下一节点传播所需要的时间是传播时延。
-
传输时延和传播时延的比较：传输时延是路由器推出分组到链路所需要的时间，传播时延是一个比特从一台路由器到另一台路由器所需的时间。
-
总时延公式：d(nodal) = d(proc) + d(queue) + d(trans) + d(prop)
d(proc)：处理时延
d(queue)：排队时延
d(trans)：传输时延
d(prop):传播时延 -
排队时延取决于流量到达的该队列的速率、链路传输的速率、和流量到达的性质，流量是周期性到达还是突发性到达。
-
流量强度：R表示传输速率，L表示比特到达队列速率， 如果 L/R>1 则排队时延会无穷大。如果 L/R<1 且分组周期性到达，则不会有排队时延，如果是突发性到达则肯会有很大的平均时延。
2.丢包：一条链路前的队列是有限的，当分组到达时候发现队列已满，没有地方存储分组，则路由器丢弃分组。此时流量强度大于1，丢弃的包绝不会发送到目的地，丢包的比例随着流量强度增加而增加。
3. 吞吐量：
-
瞬时吞吐量：主机任何时间瞬间接收速率。
-
平均吞吐量：比特总数/时间。主机接收到所有F比特用去T秒， F/Tbps。
-
吞吐量限制因素：
1.假设有这样一条链路，分组从服务器发出到达路由器，再从路由器到达客户端，如果服务器到路由器的速率是Rs，路由器到达客户速率是Rc，那么吞吐量Rs不得大于Rc，因为如果大于的话路由器不能够快速地转发分组，不断积压，最后造成丢包。所以今天的因特网对吞吐量的限制因素通常是接入网。
2.如果有十台服务器和十台客户端，中间有一条公共链路，其中Rs=2Mbps Rc=1Mbps，公共链路R=10Mbps，那么吞吐量限制因素则不再是接入网。而是公共链路所以链路的传输速率也是当今网络吞吐量的重要因素。
三、分层体系结构
报文：应用层的信息分组
报文段：运输层的分组称为报文段
数据报：网络层的分组。
帧：链路层分组
比特：物理层
1.因特网协议栈 五层模型
-
应用层：应用层是网络应用程序及他们的应用层协议存留的地方。HTTP、SMTP、FTP。应用层协议分布在多个端系统上，不同端系统交互分组信息
-
运输层：在应用层端点直接传输应用层报文。TCP/UDP，TCP提供了面向连接的服务，这种服务包括了应用层报文向目的地确保传递和流量控制，TCP将长报文划分为短报文，并提供拥塞机制。当网络不稳定时候，抑制源头传输速率。而udp则提供无连接的服务，不可靠没有流量控制、没有拥塞控制。
-
网络层：将数据报从一台主机移动到另一台主机。IP、路由选择协议。源主机中运输层向网络层递交报文段和目的地址。
-
链路层：将分组从一个节点移动到另一个节点。网络层必须依靠链路层服务，在每个节点，网络层数据传递给链路层，链路层沿着路径传递给下一个节点。某些协议基于链路提供可靠的服务。
-
物理层：将帧中的一个个比特从一个节点移动到另一个节点。如同轴电缆、光纤、双绞线。
2.OSI七层模型：
应用层
表示层:使通信的应用程序能够解释交换数据的含义，比如压缩、解压、加密、解密。
会话层：提供数据交换的定界和同步功能，包括建立检查点和恢复方案。
运输层
网络层
数据链路层
物理层。
四、封装：
在发送主机端，一个应用层报文传递给运输层，最简单情况下运输层收到报文之后并附加上运输层首部信息，该首部信息被接收主机的运输层使用，应用层报文和运输层首部信息构成了运输层报文段。运输层
报文段因此封装了应用层报文。以下层原理相同。如下图
