第一章：概论

网络把主机连接起来，而互连网（internet）是把多种不同的网络连接起来，因此互连网是网络的网络。互联网（Internet）是全球范围的互连网。

主机通信方式

• 客户-服务器（C/S）：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。cs包含bs
• 对等（P2P）：不区分客户和服务器。

电路交换与分组交换

1. 电路交换

电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。

电路连接的三个阶段：

• 建立连接
• 数据传输
• 释放连接

2. 分组交换

在一个邮局通信系统中，邮局收到一份邮件之后，先存储下来，然后把相同目的地的邮件一起转发到下一个目的地，这个过程就是存储转发过程，分组交换也使用了存储转发过程。

从名字分组字眼，我们就可以知道，这种方式数据包是分组成更小的数据包进行传输的。分组交换的数据传输过程和电路交换不一样，分组交换采取存储转发传输的机制。

如果A要给E发送一个数据包P，但这个数据包有点大，需要分成三组，例如分成p1,p2,p3三个更小的数据包。A直接把小的数据包丢给附近的路由器，然后A就不管了，例如A把p1丢给了B，这个时候A就不在去管p1的，当B收到p1这个完整的小数据包之后，B再丢给E。

分组交换采用把一个个小的数据包存储转发传输的机制。
主要的一些缺点：

• 不具有实时性。
• 存在延时。
• 会造成通信阻塞。
• 存在无用的重复数据。
• 会出现丢包的情况。

致命的优点：

• 设计简单。
• 资源利用率很高。

时延

总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延 + 传播时延

1. 排队时延

分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量。

2. 处理时延

主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间，例如分析首部、从分组中提取数据、进行差错检验或查找适当的路由等。

3. 传输时延（发送时延）

传输时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)

4. 传播时延

传播时延 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)

计算机网络体系结构

1. 五层协议

• 应用层 ：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等协议。数据单位为报文。

• 传输层：为进程提供通用数据传输服务。运输层包括两种协议：传输控制协议TCP，用户数据报协议UDP,TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要供及时性服务。

• 网络层 ：为主机提供数据传输服务。而传输层协议是为主机中的进程提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。

• 数据链路层：链路层协议就是为同一链路的主机提供数据传输服务。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。

• 物理层 ：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

2. OSI

其中表示层和会话层用途如下：

• 表示层 ：数据压缩、加密以及数据描述，这使得应用程序不必关心在各台主机中数据内部格式不同的问题。

• 会话层 ：建立及管理会话。

五层协议没有表示层和会话层，而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

3. 数据在各层传递过程

在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要传输层和应用层。