第一章：计算机网络和因特网

什么是因特网

具体构成描述

• 互联网是一个世界范围的计算机网络，即一个互联了遍及世界数十亿计算机设备的网络，这些被连接的设备被称为主机或者端系统。
• 端系统通过通信链路（communication link）和分组交换机（packet switch）的网络连接在一起。
  • 通信链路由不同物理媒介组成：同轴电缆、铜线、光纤、无线电频谱等，数据传输的通道，分为无线（WIFI 或蜂窝数据）和有线（以太网）
  • 当一台端系统向另一台端系统发送数据时，发送端系统将数据分段，并为每段加上首部字节。由此形成的信息包成为分组。这些分组通过网络发送到目的端系统，在目的端系统被装配为初始数据。
  • 分组交换机：从它的一条入通信链路接收到达的分组，并从它的一条出通信链路转发该分组。常见的分组交换机有路由器（通常用于网络核心中）和链路层交换机（通常用于接入网）。将接收到的分组从一个链路转发到另一个链路，从而实现数据的交换和转发。
  • 路径：从发送端系统到接入端系统，一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机称为通过该网络的路径（route或path）
• 端系统通过通信链路（由ISP提供，因特网服务提供商）连接到计算机网络，将数据分割成分组，然后使用分组交换机在网络中进行传输和路由。分组交换机根据目标地址将分组从一个链路转发到另一个链路，直到达到目标端系统。通过这样的方式端系统之间可以实现数据的交互和通信。
• 端系统、分组交换机和其它因特网部件都要运行多个协议，这些协议控制因特网中信息的接收和发送。TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）和IP（Internet Protocol 网际协议）
  • IP协议定义了路由器和端系统之间发送和接收的分组格式。
• RFC （Request for Comment 请求评论）是由IETF（Internet Engineer Task Force 因特网工程任务组）研发的IS（Internet Standard 因特网标准）。解决各种协议和网络问题。

服务描述

• 分布式应用：应用涉及多个相互交换数据的端系统。
• 套接字接口：规定了运行在一个端系统上的程序请求因特网基础设施向运行在另一个端系统上的特定目的地程序交付数据的方式。

什么协议

• 协议：定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序，以及报文的发送/接收或其它事务所采取的操作。它规定了数据传输的格式、通信的流程、错误处理等细节，以确保不同计算机之间能够正确地进行通信。

网络边缘

• 端系统是与因特网相连的计算机和其它设备，因为位于因特网的边缘，所以称为端系统，包括桌面计算机（桌面PC、MAC和Linux设备）、服务器（Web和电子邮件服务器）、移动计算机（便携机、智能手机、平板电脑）、非传物品
• 端系统也成为主机，主机也划分为客户（client）和服务器（server）
  • 客户：桌面PC、移动PC、智能手机等
  • 服务器：用于存储和发布Web网页、流视频、中继电子邮件等，今天大部分服务器属于数据中心

接入网

• 接入网：是指将端系统物理连接到边缘路由器（edge router）的网络。边缘路由器是端系统到任何其它远程端系统路径上的第一台路由器（属于分组交换机）。

• 家庭接入网

  • DSL：数字用户线（Digital Subscriber Line）
  • 电缆：
  • FTTH：光纤到户（Fiber To The Home）
  • 5G固定式无线

• 企业接入网

• 广域无线接入网

网络核心

分组交换网中的时延、丢包和吞吐量

协议层次及其服务模型

面对攻击的网络

计算机网络和因特网的历史