第一章 计算机网络和因特网

1.1网络和协议的定义

计算机网络：两台以上具有独立操作系统的计算机通过某些介质连接而成的相互共享软硬件资源的集合体。

计算机网络向用户提供的最重要的两大功能：

• 连通

• 共享

协议：定义了两个或多个通信实体间所交换报文的格式 (format)和次序 (order)，以及在报文发送和/或接收或者其他事件方面所采取的行动（响应）(actions)。

基本要素：语法、语义、时序

语法：用来规定用户数据与控制信息的格式

语义：对具体事件应发出何种控制信息，完成何种动作以及作出何种应答

时序：对事件实现顺序的详细说明

1.2Internet的构成

网络边缘：

• 主机：客户机和服务器

• 服务器一般位于数据中心内

接入网络，物理介质：

• 有线通信链路

• 无线通信链路

网络核心：

• 互联的路由器

• 网络组成的网络

两种模式：

• 客户/服务器C/S模型 ​ • 客户请求，并接收服务器提供的服务

• 端对端模型peer-peer model: ​ • 极少或不采用专门服务器

1.3物理介质

物理链路：在发送方和接受方间，传播位（bit）信号

导引型媒体：

信号在固态介质中有向传播, 如：光纤、双绞线和同轴电缆等

非导引型媒体：

信号在大气空间或外太空空间自由传播，如：无线电

双绞线：

两根彼此绝缘、相互缠绕成螺旋状的铜线。缠绕的目的是减少电磁干扰，提高传输质量。

同轴电缆：

两根彼此绝缘的同心导体，双向传输

光纤：

光纤传导光脉冲, 每个光脉冲代表1位，高速传输:高速点对点传输 (可达数十或数百 Gbps)

无线电磁波

以电磁频谱承载信号，没有物理连线，双向，容易受到传播环境的影响

面向连接的服务：

可靠数据传输，流量控制，拥塞控制

无连接的服务：

不可靠数据传输，无流量控制，无拥塞控制

1.4 网络核心部分

如何在这个网络中传送数据？ 电路交换: 每次会话预留沿其路径（线路）所需的独占资源－－电话网 分组交换: 数据以离散的数据块通过网络来发送

1.4.1电路交换

1.4.2分组交换

1.4.3对比

1.5 ISP的结构组成

1.6 分组交换网络中的迟延

四种时延

排队时延详解

分组丢失

吞吐量

往返时间

1.7协议层及服务模型

为什么要分层？ 1.清楚的结构允许我们对大型复杂系统定义其特定部分，探讨其各部分的关系

2.模块化使得系统的维护、升级简化

3.改变其某一层服务的具体实现对系统其余部分透明（不影响）

分层的弊端?

各层可能重复较低层功能 ...

图像

对比

￮ TCP/IP模型的网络接口层定义主机与传输线路之间的接口，描述了链路为无连接的互联网层必须提供的基本功能

￮ TCP/IP模型的互联网层、传输层与OSI模型的网络层、传输层大致对应

￮ TCP/IP模型的应用层包含了OSI模型的表示层与会话层

• 基本设计思想：通用性与实用性

￮ OSI：先有模型后设计协议，不局限于特定协议，明确了服务、协议、接口等概念，更具通用性

￮ TCP/IP模型：仅仅是对已有协议的描述

• 无连接与面向连接

￮ OSI模型网络层能够支持无连接和面向连接通信

￮ TCP/IP模型的网络层仅支持无连接通信（IP）

第二章 应用层

2.1应用层协议原理

网络应用程序体系结构

进程通信--套接字

因特网运输协议提供的服务(TCP,UDP)

用户需要什么样的服务？

安全

丢失率低

时延短

带宽和吞吐量

服务器进程的工作方式

2.2 Web应用和HTTP协议

HTTP概述：不维护状态，使用TCP

持久化HTTP 非持久化HTTP

响应时间模型

HTTP的发展历史

HTTP语法格式

cookie

Web缓存

条件GET

2.3 文件传输协议:FTP*

2.4 因特网中的电子邮件

SMTP

POP3

IMAP

2.6 DNS:因特网的目录服务

dns功能

dns层次

dns的两种查询方式

dns缓存

2.7P2P技术

特点

集中式目录

洪范查询 Gnutella

分组查询 KaAaA

文件分发BitTorrent

DHT： 一个分布式的P2P 数据库

2.8 内容分发网络(CDN)