1 Introduction

What is the Internet

计算机网络 = 通信子网 + 资源子网（功能上）
= 网络边缘 + 网络核心（结构上）
网络边缘：文件分发方式
* C/S模式
* P2P模式
网络核心：数据交换方式

分组交换
特点单个节点传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，传到下一个结点。
优点充分利用线路容量; 可以实现不同链路之间不同数据率的转换;可以实现格式转换;可以实现一对多、多对一的访问;可以实现差错控制。
缺点增加资源开销（辅助信息导致的处理时间和存储资源开销）。
电路交换
特点整个报文比特流连续不断地从发送方传到接受方。在源结点和目的结点之间建立一条专门用来数据传输的链路，包括建立链接、传输数据、断开链接三步骤。
优点延迟小
缺点线路利用率低，无法充分利用线路容量，不方便差错控制。

What is protocol

协议是控制两个对等实体之间通信的规则集合。在协议的控制下，两个对等实体可以为上层提供服务，同时使用下层为之提供的服务。

Internet性能指标

时延
$d_{e} = d_{proc} + d_{queue} + d_{trans} + d_{prop}$
带宽（吞吐量：由于流水处理，取小的那个带宽(bottle neck)。

层次结构

ISO/OSI七层参考模型
应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
TCP/IP四层参考模型
Application Transport Internet Interface
下层为上层提供服务
Internet协议栈
- 应用层支持网络应用，PDU为message消息，协议有HTTP，FTP
- 传输层支持不同主机之间的进程间通信，PDU为segment消息段，协议有TCP UDP
- 网络层支持主机通信，数据报从源到目的的转发路由，PDU为datagrame数据报（又名分组），协议有IP
- 数据链路层相邻网络元素的数据传输，PDU为frame帧，协议有PPP，Ethernet
- 物理层 PDU为比特流

2 Application Layer 应用层

应用层属于网络边缘。

2-1 网络边缘组织形式：C/S & P2P

C/S模式

特征：

服务器

之间不可以直接通信;
服务器总是打开的;
拥有永久IP地址;
并且是数据交换的中心;

客户端

不总和客户端连接的;
使用动态IP地址;
并且客户端彼此不一定互联。

P2P模式

特征

不总是打开的，节点之间是对等的并且同时拥有上传和下载的功能shying动态IP;复杂的管理;获取服务的同时还提供服务
缺点：获取服务还要同时提供服务，占用大量内存;容易导致网络拥塞。
优点：

减轻了服务器计算的压力，消除对某个节点的完全以来，可以分配任务到节点，大大提高系统效率和资源利用率。
多个客户机之间可以直接共享文档
可拓展性好
网络健壮性强

对比文件分发时间

× 注意这里u表示上传速率，d表示下载速率，F为一个文件的大小，结点有N个。
于是：
$d_{C/S} = \max( \frac{NF}{u_{s}} , \frac{F}{d_{min}} )$
客户机-服务器模式的文件分发时间为，服务器上传N个大小为F的文件用的时间和所有客户机下载时间之间的最大值。

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$d_{P2P} = \max( \frac{F}{u_{s}} , \frac{F}{d_{min}},\frac{NF}{u_{s} + \sum_{i}u_{i}} )$
P2P模式的文件分发时间为所有节点上传一个文件用的时间，所有节点下载一个文件用的时间，以及网络整体上传N个文件用的时间的最大值。

纯P2P架构应用

特征：存在free riding现象，有rarest first

HTTP协议

无状态协议——同一个客户任意一次访问服务器上的页面所用的时间与其第一次访问用的时间相等。

HTTP1.0:非持续性——每一个TCP连接在服务器返回对象的时候关闭，并不会为了其他对象持续下来。

HTTP1.1持续性

代理服务器proxy server
一种网络实体，又叫做万维网高速缓存Web cache。代理服务器把最近的一些请求和响应结果暂时存储在本地磁盘中。作用：

大大减少对客户机请求的响应时间
大大减少一个机构内部网与Internet]接入链路的通信量
从整体上降低Internet上的Web流量

邮件协议

发送邮件——SMTP
接受邮件——IMAP下载后不删除，POP3协议下载后删除
SMTP和HTTP的比较
相同：C/S体系结构的持久性连接
不同：

HTTP为PULL REQUEST，SMTP是PUSH REQUEST
SMTP要求每一个报文包括body都用7为ASCII格式，HTTP不用
处理一个及包含文本又包含图像的文件方式不一样：HTTP带内，SMTP带外。

DNS协议

应用

实现域名到IP的解析
主机别名
邮件服务器别名
负载均衡

两种查询方式

递归查询（深度），迭代查询（围绕着本地域名服务器开展）

FTP协议

FTP和HTTP的比较

相同：基于TCP的文件传输协议
不同:

FTP是有状态的，跟踪用户状态。HTTP无状态
FTP用两个并行连接传输文件，即带外传输,分为控制协议和数据协议
对于FTP传输而言，控制链接贯穿始终，数据链接每一次传输都要重新建立/解除

3 Transport Layer 传输层

4 Network Layer 网络层

5 Data-link Layer 数据链路层

6 Grossary

network protocol / protocol 网络协议，又名协议。是为了网络数据交换而建立的规则、标准或约定。包括数据交换的格式和时序。有三个要素：语法（数据/控制信息的格式）、语义（控制信息内容）、时序（事件实现顺序详细说明）。
end system 端系统
modem 调制解调器，猫

[读书笔记]计算机网络：自顶向下方法（1--5章）

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