本文为《计算机网络-自定向下方法》第1章笔记，主要内容为：因特网的构成、网络边缘和网络核心的工作、什么是ISP、协议层次及其所提供的服务。
我们可以从两个方面来描述因特网：其一是因特网的具体构成，这包括硬件和软件；其二是为分布式应用提供服务的联网基础设施，分布式应用即运行在各个端系统应用层上的应用程序，应用层之下的部分都被称为基础设施，由此产生了一个核心问题：应用程序应该如何使用基础设施提供的联网服务。第1个方面在第1节 因特网的构成 介绍，而第2个方面会在第2节 协议层次和服务模型 中提到。
1 因特网的构成
按照所处的位置可以将因特网分为3个子系统：
- 网络边缘，主要由端系统构成，运行着各种应用程序。
- 网络核心，由路由器构成的网状网络，其核心功能就是对数据进行路由和转发，即在网络中将数据传递给目标主机。
- 接入网，是指将端系统连接到边缘路由器的网络，需要考虑的核心问题是如何将端系统和边缘路由器连接，如端系统是通过无线还有有线的方式接入边缘路由器。它更多需要考虑的是同轴电缆，双绞线、电磁波、光纤等物理媒介的选取，和信号的调制解调。
1.1 网络边缘
端系统，也可以叫做主机，它由电脑等机器的硬件部分和运行在机器上的软件部分（包括操作系统和应用程序）组成。我们可以将主机分为两大类：客户和服务器。由此产生了应用程序的两个主流架构：客户/服务器模式（C/S）和对等体模式（P2P）。
1.2 网络核心
网络核心并不维护数据的状态。网络核心所需考虑的问题是：1、如何找到目标主机，即如何知道经过哪些线路可以到达目标主机；2、在找到目标主机后，如何将数据传递给目标主机，毕竟源主机和目标主机之间可能存在许多个路由器节点。
为解决第1个问题，人们设计出了一系列的路由算法和路由协议，这些将在后面章节介绍。为解决第2个问题人们设计出两种方案：电路交换和分组交换。电路交换需要在两个主机之间维护一条专用的线路。电路交换保证了通信的性能，但却造成了网络资源的浪费。
图1.1 电路交换
分组交换则是将数据分成一个个的分组，然后在节点之键不断的存储-转发。当一个节点收一个分组时，并不会将它立马转发给下一个节点，而是先将这个分组保存，等接收到完整的数据之后在将其转发。分组交换不会占用线路，也不会造成资源的大量浪费，但却带来了分组丢失、传输延迟、分组重复等问题。综合各自优缺点，分组交换更加适合计算机之间的网络通信
1.3 网络的网络
之前是通过网络边缘、接入网、网络核心的方式了解因特网的构成，但这种方式对于理解因特网的组织结构不太友好。我们也可以从 ISP（网络服务提供商） 的角度来理解因特网的结构。ISP是一个由多台分组交换机和多段通信链路构成的网络。我们可以将一些关系密切的网划分到一个ISP中，如校园ISP、公司ISP、住宅区ISP，它通过提供了网线、WIFI等接口，让主机可以上网冲浪。公司ISP、住宅区ISP等又都和提供商ISP连接（当然这需要交钱），这样住宅区的用户就可以获取公司提供的网络服务了。主机是通过接入ISP连接到互联网的。（个人的理解是像住宅区ISP这些是由中国电信等运营商的网点维护的，也就是那些充话费的地方。而校园ISP是他们自己搭建的，但是他们想要获取校园之外的网络服务就需要接入到更高层的ISP中。而这些更高层的ISP又是由中国电信等运营商及其下属机构运营维护的）。经不断的演化，在综合利益的驱使下，ISP之间组成了一个松散的分层结构。
图1.2 ISP的互联
图中IXP（因特网交换点）用于将两个ISP直接相连，让两个ISP能够对等。IXP由第三方公司建立。
2 协议层次
复杂的网络功能是通过层次化的方式实现的。上层通过接口使用下层提供的服务，通过分层将复杂模型分解。因特网协议栈从上到下分别为：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
- 物理层：负责将帧中的数据一个比特一个比特的发送到下一个节点。
- 数据链路层：负责相邻节点之间的数据传输，传输的分组被称为帧。主要协议有以太网、WiFi等。
- 网络层：在链路层的基础上，提供主机到主机之间的数据传输（端到端的传输），传输的分组被称为数据报。
- 传输层：细化网络层的服务，负责进程到进程之间的数据传输，此外可以将网络层提供的不可靠的数据传输服务变为可靠的。传输的分组被称为报文段。有TCP、UDP协议。
- 应用层：包括应用程序及其使用的协议，如web浏览器和HTTP协议等，传输的分组被称为报文。主要协议有HTTP、DNS、SMTP，当然我们也可以制定自己的应用层协议。应用程序通过套接字接口使用基础设施提供的网络服务。
并不是所有网络节点都实现了这套完整层次。通常主机会实现所以层次；路由器只实现物理层、数据链路层、网络层；链路层交换机只实现物理层、数据链路层。
图2.1 协议栈的分装与解封装
参考
图1.1、图2.1截取自郑烇老师的课件，图1.2截取自《计算机网络-自顶向下方法》第7版。
[1] 《计算机网络-自顶向下方法》第7版
[2] 中科大郑烇、杨坚全套《计算机网络（自顶向下方法 第7版，James F.Kurose，Keith W.Ross）》课程