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计算机网络和因特网
因特网
- 世界范围的计算机网络
- 主机或端系统与计算机网路相连
- 通过通信链路和分组交换机连接到一起
- 分组交换机主要有两类：路由器（网络核心） 链路层交换机（接入网）
- 端系统通过ISP(因特网服务提供商)接入因特网
- 因特网部件运行一系列协议 TCP 传输控制协议 IP 网际协议 主要协议统称为TCP/IP
- RFC请求评论 解决网络协议问题 逐步成为标准
服务描述
- 分布式应用程序 涉及多个相互交换数据的端系统
- 端系统提供套接字接口（一套发送程序必须遵循的规则集合）
协议
协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序 以及报文发送和接受一条报文或其他时间所采取的动作
网络边缘
- 主机=端系统 主机一般分为两类 客户和服务器
接入网
- 接入网 将 端系统物理连接到其边缘路由器的网络
- 家庭接入 DSL（数字电话线） 电缆 FTTH（光纤入户） 拨号卫星
- 企业接入 以太网和WIFI
- 广域无线接入 3G->LTE
物理媒体
- 导引型媒体 非导引型媒体
- 双铜绞线 同轴导线（电视电缆） 光纤 陆地无线电信道 卫星无限电信道
网络核心
分组交换
- 端系统彼此交换报文
- 报文划分为较小的数据块 -> 分组
- 源和目的地之间 每个分组都通过 通信链路和分组交换机传送
- 存储转发传输 指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 必须接收到整个分组
- 排队时延 分组丢失 交换机具有输出缓存（输出队列）缓存被完全充满 会出现分组丢失（丢包）
- 转发表和路由选择协议 每台路由具有转发表
电路交换
- 必须建立连接 预留资源 创建一条专用的端到端连接
- 频分复用 时分复用
- FDM 频谱由创建的所有连接共享 宽度称为带宽
- TDM 时间划分为帧率 帧划分为时隙 连接被指定时隙使用
网络的网络
- 接入ISP -> 客户 全球传输ISP-> 提供商
- 区域ISP IXP(因特网交换点) 第一层ISP 内容提供商
分组交换网的时延 丢包 吞吐量
分组交换中的时延概述
- 分组在网络路径中的每个节点经受了集中不同类型的时延
- 节点处理时延、排队时延、传输时延、传播时延
- 处理时延：检查分组首部 确定导向何处
- 排队时延：在链路上等待传输
- 传输时延：假设先到先服务 已经到达的被传输之后才能传输刚到达的分组 将分组推向链路所需要的时间
- 传播时延：链路起点到路由器传播的时间
排队时延和丢包
- 流量强度 La/R L比特组成的分组 a为分组到达队列的平均速率 R为传输速率
- 如果流量强度>1 队列将无限增大 排队时延趋于无穷
- 丢包：到达的分组放大先一个满的队列 没有地方存储 路由器会丢弃该分组 分组丢失
端到端时延
- 节点时延综合
计算机网络中的吞吐量
- 瞬时吞吐量和平均吞吐量
协议层次以及服务模型
分层的体系结构
- 使用分层的体系结构 可以讨论一个大而复杂系统的定义良好的特定部分 改变服务的实现而不影响该系统其他组件
- 自顶向下方法 各层的所有协议被称为协议栈
- 应用层 网络应用程序以及他们的应用层协议存留的地方
- HTTP 提供了Web文档的请求和传送
- SMTP 提供电子邮件报文的传送
- FTP 文件传送
- DNS 域名系统
- 应用层的信息分组称为报文
- 传输层 两种运输协议 TCP/UDP 传输层的分组称为报文段
- TCP
- 面向连接的服务
- 项目地方确保传递 流量控制
- 长报文划分短报文 提供拥塞控制
- UDP
- 不提供不必要服务的服务
- 没有可靠性
- 没有流量控制 拥塞控制
- TCP
- 网络层 将数据报的网络层分组从一台主机移动到另一台主机
- IP 定义了在数据报中每个字段以及系统和路由器如何作用于这些字段
- 网络层也决定路由的路由选择协议
- 链路层 将分组在节点之间移动 链路层分组为 帧
- 以太网 WIFI 电缆接入网协议
- 物理层 将帧的一个个比特从一个节点移动到另一个节点
OSI模型
封装
面对攻击的网络
- 恶意软件
- 受害主机-> 僵尸网络
- 多数恶意软件 是自我复制
- 病毒 需要交互感染
- 蠕虫 无需任何明显的用户交互
- 拒绝服务攻击（DOS）
- 弱点攻击 制作精细报文 可能会引起主机崩溃
- 带宽洪泛 发送大量分组 造成链入阻塞
- 连接洪泛 创建大量的全开或半开TCP连接
- DDOS
- 单一攻击源可能无法产生足够大的流量来伤害服务器
- 从单一源发出所有流量的话 某上游服务器就能检测出该攻击并在该流量靠近服务器之前就将其阻挡下来
- 分组嗅探
- IP哄骗
计算机网络和因特网的历史
- 分组交换发展
- 专用网络和网络互联
- 网络激增
- 因特网爆炸
- 最新发展
莎士比亚《麦克白》第四幕第三场
“ 黑夜无论怎样悠长，白昼都会到来。”
