1. 什么是Inter网？
1.1 用构成来描述
端系统 -------(链路)----------分组交换机
端系统--------（发送分组，也即是信息包）-----------端系统
常用的分组交换机，路由器router，链路层交换机 link-layer-switch，这两种交换机的目的就是向目标终端传递分组
链路层交换机：
接入网中
路由器：
用于网络核心中
链路层交换机和路由器的区别是啥？
路由器实现了不同网络之间的数据转发。
从图中可以看出，路由器一端连接其他路由器，一端连接者交换机
交换机实现了特定网络内的数据交换。
从图中可以看出，交换机一端连着路由器，一端连着端系统
如果把互联网比作一个城市，那么分组相当于卡车，装在信息货物，通信链路相当于公路，分组交换机相当于立交桥，端系统相当于建筑物，卡车选择一条路，将货物送到建筑物，分组则选取一条路径，将信息送到端系统。
端系统、分组交换机和其他因特网部件之间的合作，都遵守一些列的协议，这些协议规定和控制因特网中信息的接收和发送。TCP传输控制协议，IP网际协议。
这些协议由国际组织制定，行业遵守。
1.2 什么是协议？
人类对话过程，要有一个人主动的进行问候，说了一句你好，相当于计算机网络中，甲方要和乙方进行通信，甲方主动发送一个报文给乙方。上图中，女方主动给男方发了一句你好，如果男方回复了一句你好，隐含的含义就是女方能够继续和男方进行沟通了，如果男方回复别烦我，滚蛋，就表示可能不能继续进行沟通了，如果男方不回复，过段时间后女方就知道不能继续进行沟通了。那么在计算机网络中，使用类似于人沟通的提问与回答机制来作为协议的核心。
计算机网络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，以及报文发送/接收一条报文或其他事件所采取的动作。
2. 网络边缘
上面提到的因特网的组成图中，一些设备处于网的边缘，因此成为端系统，常见的端系统为，PC，服务器，笔记本电脑
2.1 接入网
这里的接入网是指为网络边缘的端系统接入网
端系统 ----(链路)----边缘路由器 edge router
目前最常见的两种接入方式，数字用户线和电缆
用户----DSL-----因特网 电话线接入方式
分配器：将数据信号和电话信号分隔开。
DSL调制解调器：接收数据信号。
DSLAM: 设置在电话公司处，作用是将电话信号和数据信号分开，将数据信号送往因特网中。几百个家庭和同一个DSLAM相连。
电缆接入方式
这种形式和电话线形式不一样，需要一个电缆调制解调器，类似于DSL解调器一样，是一个外部设备，通过一个以太网端口连接到家庭的PC
电缆调制解调器：连接PC，将HFC网络划分为下行和上行两个通道，下行通道比上行通道传输速率更高。
CMTS：功能类似于DSLAM，将下行家庭中电缆调制解调器发送的模拟信号转换回数字形式。
这种新式的接入方式，重要特征就是共享广播媒体，例如头端(web服务器) 发送每个分组向下行经过每个链路到每个家庭，每个家庭通过链路发送每个分组经上行信道向头端传输。
重点：所有用户共享一个上下行通道。
下行通道：从服务端到客户端的通道，我们每次下载的通道。
上行通道：从客户端到服务端的通道。
既然下行和上行通道是公用的，那么肯定需要一个分布式多路协议来协议传输和避免碰撞。TODO 后面会讲到。
光纤到户的接入方式 :FTTH
企业接入方式
公司和学校等环境下，通常是局域网LAN将端用户连接到边缘路由器。以太网是目前最流行的局域网技术。使用以太网接入，用户通常以100MPs速率接入以太网交换机，而服务器可能具有1Gbps的接入速率。
上图是常见的家庭接入方式，
2.2 接入网的物理媒介
双绞铜线
同轴电缆
光纤
陆地无线电信道
卫星无线电信道
3. 网路核心
端系统的分组交换机和链路构成的网状网络为网络核心。
注：图中红色链路和上面的路由器组成了网路核心
3.1 分组交换
什么是分组，端系统于端系统之间交换的是报文，分组是报文的1/n。
源端系统 -----(报文)-----目标端系统，源会将报文切成较小的数据块，称之为分组。分组通过链路和分组交换机传送。
发送L比特的分组，链路的传输速度为R比特/秒，则传输分组到目标端系统的时间为L/R秒。
(1) 存储转发机制
多数分组交换机在链路的输入端使用存储转发机制，简单描述为，交换机能够向链路传输该分组的第一个比特之前，必须接受到整个分组。
路由器：先存储后转发
(2) 排队时延和分组丢失
每个分组交换机都有多个链路于之相连，对于每条链路，分组交换机与该链路绑定的输出队列，队列存储分组。
分组到达输出队列时，发现队列正在发送比它早到的分组，因此就需要等待，称之为排队时延。时延于网络中的拥塞程度相关。
分组到达是会有两种形式
队列没满，排队等待
队列已满，分组就丢失了，称之为丢包。
(3) 转发表和路由选择协议
转发表：端系统具有IP，分组的首部就包含了目的地的IP地址。类似于信件的寄信地址。每个路由器具有转发表，分组到达之后，路由器通过IP去转发表里面找，找到了之后就将分组发给这个链路。
路由选择协议：会自动的设置转发表。
3.2 电路交换
电路交换非常有意思，分组交换时排队形式，电路交换是提前预定模式。
类比生活中的点餐，预约形式，离开家之前先和参观预约，到达参观时能够立即点餐用餐。预约模式就是电路交换的形式，非预约模式就是分组交换的模式，因此会出现客满等待的情况。
频分复用：订餐后，连接期间，链路为每条连接准备一个专用的频段，频段的宽度称为带宽。
时分复用：连接期间，在网路的每一个帧中，为该链接指定一个时隙，这个时隙专门为该链接单独使用，一个时隙内可用于传输该连接的数据。
假设一秒分为60帧，1帧又分为3个时间间隙，间隙1给连接1发送数据，间隙2给连接2发送数据，间隙3给连接3发送数据。
假设，链路每秒传输8000个帧，每个时隙由8个比特组成，则每条电路的传输速率为64kbps。
时隙：电路交换汇总信息传送的最小单位。
分组交换和电路交换的比较
（1）分组交换比电路交换效率高，提供了比电路交换更好的带宽共享。
（2）比电路交换简单，更有效，实现成本更低。
3.3 网路的网络
4. 分组交换网中的时延，丢包和吞吐率
4.1 时延
源端系统----(分组)-----交换机---(分组)------路由器------（分组）------交换机--- (分组)---目标端系统
这一个过程中，会产生如下几种时延
(1) 结点处理时延
(2) 排队时延
(3) 传输时延
(4) 传播时延
4.2 吞吐量
5. 协议层次和服务模型
协议分层，每个层有每个层的协议规则，按照这个规则工作。
常见的分层为下图所示
本书就是采用自顶向下的方法来研究这些层的。这里简单的将每个层的功能描述一下，后面会详细说明
5.1 分层体系
五层因特网站协议
(1) 应用层
各种程序，app。其实就是应用进程。应用层常见的协议为HTTP协议，提供WEB文档的请求和传送，SMPT协议，提供电子邮件报文和传输。FTP提供两个两个端系统之间的文件传输。
应用层的信息分组称为报文message
(2) 运输层
运输层是应用层端点之间传输的应用层报文，常见的是两个运输协议，TCP和UDP服务。
TCP：提供连接服务，保证报文向目的地的确保传递和流量控制，也提供了拥塞控制机制，网络拥塞时，源抑制其传输速率
UDP：提供无连接服务，没有可靠性，没有流量控制，也没有拥塞机制。
运输层的信息运输分组称为报文段。segment
什么叫应用层的两个端点？
就是两个进程和进程通信。端口就是传输层和应用层之间的接口，到达端口内，传输的都是http，flask视图内部，处理http的内容。
(3) 网络层
网络层分组称为数据报，datagram
主机A ----(网络层分组)-----主机B，网络层为主机之间提供逻辑通信
网络层主要的协议是IP协议
(4) 链路层
网络层将数据报下传给链路层，链路层验证路径将数据报传递给下一个节点，下一个节点，链路层在将数据报上传给网络层。
链路层协议有，DOCSIS协议。
链路层分组称为帧，frame
(5) 物理层
链路层传递的是帧，从一个网络元素移动到邻近的网络元素。
物理层的任务是将该帧中的一个一个比特从一个节点移动到下一个节点。物理层的协议和链路层相关，并且与链路层的传输媒介相关(双绞铜线，单模光纤)。不同材质，协议不同
七层IOS参考模型
5.2 封装
封装的作用
发送主机端，应用层的报文，被传输到传输层，传输层将报文附加信息，首部信息H1，该首部将被接收端的传输层使用，应用层的报文和传输层的首部信息H1组合构成了运输层报文段。
运输层向网络层传递报文段，网络层又增加了源和目的端系统的地址等网络层首部信息，产生了网络层数据报。
接下来，数据报被传输到链路层，链路层增加首部信息变成了链路层帧。
一个分组具有两种类型的字段，首部字段和有效荷载，有效荷载通常来自于上一层的分组。
6. 网络攻击
7. 计算机网络和因特网历史
8. 练习题
(1) 主机和端系统有什么不同？列举几种不同类型的端系统，WEB服务器是一种端系统吗？
端系统是一个抽象概念，主机是一个实体概念，web服务器是一种端系统，端系统：PC，手机，汽车，飞机，轮船
(2) 标准对协议为什么重要？
标准是规定遵守协议的两方或多方的性质，只有达到标准规定的性质才能使用协议。
(3) 列出6中接入技术，将它们分类为住宅接入、公司接入、广域无线接入。
住宅接入：DSL，电缆，FTTH，拨号和卫星
公司接入：以太网和wifi
广域无线接入：3G和LTE
(4) HFC宽带是专用的还是共享的，在下行HFC信道中，有可能发生碰撞吗？为什么？
#TODO