计算机网络自顶向下 ：因特网的组成

因特网的组成：

端系统通过通信链路（比特/秒）与分组交换机连接在一起。

                                路由器      链路交换机

端系统通过网络服务提供商（ISP）接入互联网。ISP提供的服务类似于DSL

因特网标准由因特网服务商（IEFE）研发。IETF的标准文档成为请求评论（Request For comment）

应用程序涉及多台相互交换数据的端系统称为分布式应用程序。

协议：在两个或者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。

网络边缘：

接入网：指端系统到其边缘路由器的物理链路。

边缘路由器：指的是端系统到任何其他远程端系统的路径上的第一台路由器。

存储转发（store-and-forward transmission）：指的是在交换主机能够开始向输出链路传输该分组之前必须接收到整个分组。

输出队列（输出缓存）：用于存储由链路忙于其他分组而导致的缓存机制。

分组交换导致的：存储转发延迟、排队的时延、分组丢失

网络链路和移动数据的两种方法：电路交换和分组交换

电路交换：电路交换以电路连接为目的的交换方式，通信之前要在通信双方之间建立一条被双方的独占的三个阶段：

建立连接

通信

释放阶段

优点：

  1. 通信线路为通信双方用户建立专用数据直达的“通道”,时延小。

  2. 通信双方之间的通道一旦建立，双方即可随时通信，实时性强。

  3. 双方通信时，按发送顺序进行传据，不存在失序。

  4. 电路交换既适用于传输模拟信号，也适用数字信号。

  5. 电路交换的交换设备及控制比较简单。

应用：

公共电话交换网络

缺点：

  1. 建立连接平均建立时间较长。

  2. 信通利用率低。

  3. 电路交换时，数据直达，不同类型，不同规格，不同速率的终端间很难相互进行通信，也很难进行差错控制。

  4. 分组交换是以分组为单位进行传输和交换，它是一种存储——转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂存和处理，等相应的输出电路有空闲再发送。

优点：

①不需要建立通信链路，不存在连接建立时延，用户可随时发送分组。 ②由于具有路径连接，提高了传输的可靠性。

③非固定占有，而是在不同时间一段一段地部分占有该通信链路，提高了利用率。

④加速了数据在网络中的传输。因而分组是逐个传输，可使最后一分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行。减少了传输时间。

⑤分组长度固定，相应的缓冲区大小也固定，简化了交换节点的存储器管理。

⑥分组较短，出错几率较少，每次重发的数据量减少，提高了可靠性，减少了时延。

缺点：

①交换节点中处理数据的大量操作。 ②分组交换只选用于数字信号。 ③丢包

电路交换不考虑需求，而预先分配了传输链路的应用，这使得已分配而不需要的链路一部分未使用。分组交换按照需求分配链路使用，链路的传输能力被用户之间

                                FDM      TDM

1. 电路交换网络中的复用：频分复用/时分复用

FDM：链路的频路由跨越链路创建的所有连接所共享，每个连接专用一个频段。频段的宽度称为宽带。

TDM：时间被划分固定区间的帧，并且每一帧又划分为固定数量的时隙。

网络在每个帧中为该连接指定一时隙，这此时隙专门由该连接单独使用，一个时隙可用于该连接的数据。

网络的网络

存在点（point of presence | pop），多宿，对等和因特网交换点。

存在点：一个POP只是提供商网络中的一台或多台路由器（在相同位置）群组，其中客户ZSP能与提供商ISPP连接。对于要与提供商POP连接的客户网络，它能从第三方通信提供商租用高速链路直接将它们的路由器之一连接到位于该POP的一台路由器。

多宿：除第一层isp之外，其余的isp可以与两个或多个提供商相连。(这样可以防止供应商出现问题而无法发送与接收分组)

对等：为了减少费用，位于相同等级结构层次的邻近ISP能够对等，这就是说能够直接将它们连在一起。

因特网交换点：ZXP是一个汇合点，多个ISP能在这里共同对等。

内容提供商网络：谷歌



结点时延：

1. 处理时延

2. 排队时延

3. 传输时延

4. 传播时延

检查分组首部和决定将导向何处所需要的时间是处理时延的一部分（微秒级别）

排队时延：在队列中，当分组在链路上等待传输时，它经受排队时延。（毫秒-微妙级）

传输时延：将所有分组的比特推向链路所需的时间。（毫秒-微妙级）

传播时延：从该链路的起点到路由器及传播时间是传播时延。（毫秒）

传输时延和传播时延

传输时延是路由器将分组推出所需要的时。

传播时延是一个比特从一台路由器向另一台路由器传播所需要的时间。

排队时延和丢包

排队时延：队列的速率、链路的传输速率和到达流量的性质。

a代表分组到达的平均速率，a（分组/s，即pkt/s）

R代表传输速率，即从队列中推出比特的速率，（以bps即b/s为单位）

假设分组平均长度为L，La即比特到达的平均速率（bps）

La/R表示流量强度。

设计流量时流量强度不能大于1。

丢包：

到达的分组将发现一个满的队列，由于没有地方存储这个分组，路由器将丢弃该分组，即该分组将会丢失。

Traceroute 程序

【1】Traceroute-百度百科

计算机网络的吞吐量

Rs 表示服务器与路由器之间的链路速率。

Rc 表示路由器与客户之间的链路速率。

其吞吐量min[ Rc , Rs ]，这就是说，它是瓶颈链路的瓶颈链路。

瞬时吞吐量指的是一台主机在任何时间接收的速率

平均吞吐量：主机接收的F比特用去，平均吞吐量为F/T bps

协议层次及其服务模型

因特网协议栈：

应用层：网络应用程序及它们的应用层协议存留的地方。

一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统的应用程序交换信息的分组。我们将这种位于应用信息分组称为报文。

运输层：因特网的运输层在应用程序端点之间传送应用层报文。

网络层：因特网的网络层负责将称为数据段的网络分组，从一台主机移动到另一台主机。

链路层：因特网的网络层通过源和目的地之间的一系列路由器，路由数据报。为了将分组从一个结点移动到路径的下一个结点，网络层必须依赖链路层服务。

物理层：虽然链路层的任务是将帧从一个网络元素移动到邻近元素，而物理层的任何是将该帧中的一个比特从一个结点移动到下一个结点。

OSI模型

表示层的作用是使用通信的应用程序能够解释交换数据的含义。

会话层的作用数据交换定界和同步功能，包括检查点和恢复方式。

封装：

我们看到的一个如下这个HTTP协议，这个HTTP协议是由其首部字段和有效载荷段，其有效载荷段是由上层的首部字段和上层的有效载荷段组成。如此递归

面对攻击的网络

病毒是一种需要某种形式的用户交互来感染用户设备的恶意软件。

蠕虫是一种无需任何明显用户交互就能进入设备的恶意软件。

一种宽泛类型的安全性攻击称为拒绝服务攻击（Denial-of-Service(DOS) attack）

弱点攻击：这个涉及到向一台目标主机运行的易受攻击的应用程序或者操作系统发送制作精细的报文。 如果适当顺序的多个分组发送给一个易受到攻击的应用程序或者操作系统，该服务可能会停止。

带宽洪泛：攻击者向目标主机发送大量分组，分组数量之多使得目标的接入链路变得拥塞，使得合法的 分组不能到达服务器。

连接洪泛：攻击者在目标主机中创建大量的半开或者全开的TCP连接。该主机将会因为这些伪造的连接而陷入困境，并且停止接收合法的连接。