目录：
1.1因特网
具体构成、服务描述、协议概述
1.2网络边缘
接入网、物理载体
1.3网络核心
分组交换、电路交换、网络的网络
1.4分组交换网络概述
分组交换的延迟、排队延迟和丢包、端到端延迟、计算机网络里的吞吐量
1.5协议的层次和服务模型
分层的体系结构、封装
1.6面对供给的网络
1.7计算机网络和因特网的发展历史
分组交换历史、专用网络的历史、网络的激增、因特网爆炸时代
1.1因特网
两种方式回答问题：其一是描述因特网的基本构成即构成因特网的基本硬件和软件组件，其二根据分布式应用提供服务的联网基础设施描述因特网。
因特网是世界范围的计算机网络，即是一个互联了遍及全世界所有计算设备的网络。
1.1.1主机
所有的计算设备（手机电脑汽车电器等等）称为主机（host）或端系统（end system）。
端系统通过通信链路（communication link）和分组交换机（packet switch）连接到一起。
1.1.2通信链路
通信链路是有不同类型的物理媒体组成，包括同轴电缆铜线光纤和无线电频谱。不同的链路以不同的速率传输数据，链路的传输速率是以比特/秒度里bit/s衡量。当一台端系统向另一台端系统发送数据时候，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（packet）。分组通过网络发送到目的端系统进而被装配成为初始数据。
分组交换机从它一条入通信链路接受到达的分组，并从一条通信链路转发改分组。
当今最显著的两种分组机是路由器（router）和链路层交换机（link-layer switch）。两种类型的交换机朝最终目的地转发分组。链接层交换机通常用于接入网中，而路由器通常用于网络核心中。从发送端系统到接受段系统，一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机成为通过该网络的路径（route或path）。因特网所承载的精确通信量是难以估算的。
通信链路类似于高速公路而分组交换机类似于立交桥。
1.1.3协议
端系统通过因特网服务提供商（ISP internet service provider）接入互联网，包括本地电缆或电话公司的住宅区ISP、大学的ISP、公司的ISP及其机场等公共场所的WIFI接入ISP。每个ISP都是由多个分组交换机和多短通信链路。各个ISP为端系统提供各种不同类型的网络接入，包括线缆调制解调器或DSL的住宅宽带接入、告诉局域网接入、无线接入和56kps拨号调制器接入。ISP为内容提供者提供因特网接入服务，将web站点直接接入因特网。
因特网就是端系统的彼此互联，因此为端系统接入的 ISP也需要互联。
低层的ISP通过国家的国际的高层ISP进行互联。高层ISP通过告诉光纤链路互联的告诉路由器组成。高层和低层的ISP网络都是相互独立管理的，运行IP协议，遵守一定命令和地址习惯。统一的协议实现统一的共识，从而实现创造协同工作的系统和产品。
端系统、分组交换机和其他因特网部件都需要运行一些列的协议。这些协议控制因特网中信息的接受和发送。
因特网的主要协议TCP/IP协议。TCP（transmission control protocol 传输控制协议）和IP（internet protocol网际协议）是因特网中两个最重要的协议。IP协议定义了在路由器和端系统之间发送和接受的分组格式。
因特网标准（internet standard）由因特网工程任务组（internet engineering task force IETF）研发。IETD的标准文档是请求评论（request for comment）RFC最初是作为普通请求评论定义。此后该组织还定义TCP\IP\HTTP\SMTP等协议。
从应用程序提供服务的基础设施角度描述因特网，如社交网络、文件共享、远程注册等，这些应用都称为分布式应用程序（distributed application）。
和因特网相连的端系统提供一个应用程序编程接口（application programming interface）。API规定运行在一个端系统上的软件请求因特网基础设施向运动在另一个端系统上的特定目的地软件交付数据的方式。
网络协议类似于人类协议。一个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次序，以及报文发送和/或接收一条报文或其他事件说采取的动作。
1.2网络边缘
和因特网相连的计算机和其他设备位于网络边缘，被称为端系统。端系统包括桌面计算机、服务器、移动计算机和非传统的设备。
端系统进一步分为两类：客户client和服务器。客户近似等于桌面PC、移动PC和智能手机。服务器非正式的等于功能更加强的机器，如大型数据中心。
1.2.1接入网
将端系统接入到边缘路由器edge router的物理链路。边缘路由器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。
DSL、电缆、拨号和卫星、FTTH
数字用户线DSL/digital subscriber line是住宅用户从提供本地电话接入的本地电话公司处获得DSL因特网接入。当使用DSL时候，本地电话公司也是它的ISP。每个用户的DSL调制解调器使用现有的电话线和位于本地的电话公司的本地中心局（CO）里的数字用户线接入复用器（DSLAM）来交换数据。来自家庭的模拟信号被转化回数字形式。
家庭电话线同时承载数据和传统的电话信号，它们被编码为不同的频率：高速上行信道50khz到1mhz；中速上行信道40khz到50khz；普通双向电话信道0到4khz；一个电话呼叫和一个因特网连接可以共享单根DSL。
电缆因特网接入需要特殊的调制解调器，成为电缆调制解调器cable modem。电缆调制解调器将HFC网络分为上行和下行两个信道，下行信道分配比上行信道更高的传输效率。
电缆接入的一个重要特点是共享广播媒体。特别是由头端发送的每个分组向下行经过每段链路到达家庭；每个家庭发送每个分组经上行信道想头端传输。
FTTH光纤是指本地中心局直接为家庭提供一条光纤路线。
其他接入方式:以太网 wifi 广域无线网4G
1.2.2物理媒体
通过跨域一种物理媒体physical medium传输电磁波或光脉冲发送比特。
引导性媒体guided media——电波沿着固体媒体前行，如光缆、双绞铜线或同轴电缆。
非引导性媒体unguided media——电波在空气或外层空间中传播，如无限局域网或数字卫星频道。
1.3网络核心
通过网络链路和交换机移动数据两种基本方法：电路交换和分组交换。
1.3.1分组交换
各种网络应用中，端系统彼此交换报文 message，报文可以包含协议的内容并执行一种控制功能。从源端系统向目的端系统发送一个被分为若干小块的长报文，成为分组。在源和目的之间，每个分组都是通过分组交换机进行传送的。分组以等于改链路最大传输速率的速度传输通过通信链路。
链路输入端——存储转发传输机制 store-andforward tansmission
存储转发机制是指在交换机能够开始向输入链路传输该分组的第一个比特之前，必须接收到整个分组。例：两个经路由器连接的端系统构成简单网络。
1.3.2排队时延和分组丢失
每个分组交换机油多个链路与之相连。对于每个相连的链路，该分组交换机具有一个输出缓存putput buffer（也称为输出队列output queue）。它用于存储路由器准备发往那条链路的分组。改输出缓存在分组交换中起重要作用。如果到达分组需要传输某个链路，但发现该链路正忙于传输其他分组，该到达分组必须在该输出缓存中等待。因此，除了存储转发时延之外，分组还需要承受输出缓存的排队时延续queue delay。
缓存空间大小优先，当一个到达分组可能发现缓存被其他等待传输的分组充满，在此情况下出现丢包，及到达的分组或已经排队的分组当中的某一或某些会被丢弃。
转发表和路由器选择协议
因特网的每个端系统具有一个IP地址，源主机想目的主机发送的分组的首部包含目的地的IP地址。当一个分组到达网络中的路由器时，路由器检查该分组的目的地址的一部门，并且向一台相邻路由器转发该分组。
每台路由器具有一个转发表foewarding table，用于将目的地址或者目的地址的一部门映射成为输出链路。当某分组到达一台路由器时，路由器检查该地址，并用这个目的地址搜索其转发表，以发现适当的链路，并把分组导向链路。
1.3.3电路交换
电路交换网络中，在端系统间通信会话期间，预留端系统间通信沿路径所需要的资源（缓存，链路传输速率）。在分组交换网络中，这些资源不是预留的，会话的报文使用资源需要进行排队接入线路。
链路里的电路通过频分复用frequency-dividion multiplexing FDM实现。对于FDM链路的频谱由跨越链路创建所有连接所共享。
1.3.4对比
分组链路不适合实施服务，因为端到端的延迟是可变得和不可预测的。
分组交换有点事提供比电路交换更好的宽带共享；更加简单有效，成本更低。
1.3.5网络结构
1.3.5.1单一的全球承载ISP互联网所有接入ISP
假设全球承载ISP是一个由路由器和通信链路构成的网络，该网络不仅跨越全球，而且至少具有一个路由器靠近数十万接入ISP中的每一个。
收费反映一个ISP接入全球ISP交换的流量大小。接入ISP是客户，全球承载ISP为提供商。
1.3.5.2多个全球承载ISP互联网所有接入ISP
客户可以根据价格和服务在多个ISP提供商间进行选择。且提供商的ISP需要互联。
**存在点PoP point of presence：**一个存在点事提供商网络中的一台或多态路由器群组，讯在于等级结构除底层ISP以外的送油层次。
**多宿multi-home：**任何ISP可以和两个或多个高层级的ISP连接。
**对等peer：**两个同级的ISP之间直接连接，流量可以相互传输，不进行结算。
1.4分组交换网概述
1.4.1分组交换网中的时延
分组从一台主机（源）出发通过一系列的路由器传输，在另一台主机（目的地）。当分组从一个结点（主机或者路由器）沿着这条路径到后继结点，该分组在沿着每个结点经受几种不同类型的时延。最重要的几种：结点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延等，这些时延累加起来就是结点总时延。
讨论结点时延，即单台路由器上的时延：
讨论作为源和目的地之间的端到端路径的一部分，一个分组从上游结点通过路由器A发送到路由器B，我们的目标实在路由器A刻画出的结点时延，值的注意的是，路由器A具有通向路由器B的出链路，并将分组导向该链路。对该分组的出链路是通向路由器B的那条，仅当在该练路没有其他分组正在传输并且没有其他分组排在该队列前面时候，才能在这条链路上传输该分组。
a：处理时延
检查分组首部和决定改分组导向何处需要的时间是催时延的一部分。处理时延也可能包括其他因素，比如比特级别的差错说需要的时间，改差错出现在从上游结点想路由器A传输分组比特的过程中。高速路由器的处理时延通常是微妙或者耕地的数量时间。
b：排队时延
在队列里，当分组在链路上等待传输的时候，经受排队时延，一个特定分组的排队长度将取决于先期到达正在排队等待向链路传输的分组数量。如果队列是空的，并且当前没有其他分组正在传输，则该分组的排队时延为0。另一方面，如果流量很大，并且许多其他分组也在等待传输，改排队时延会很长。
c：传播时延
一个比特被推向链路，改比特需要向路由器B传播，从该链路的起点到路由器B传播所需要的时间是传播时延。该比特以链路的传播速率传播（传播速率取决于链路的物理载体）。传播时延等于两台路由器之间的距离除以传播速率。在广域网中传播时延通常是毫秒级别的。
传输时延和传播时延的区别：传输时延是路由器将分组推出所需要的时间，是分组长度和链路传输速率的函数，与路由器之间的距离无关。传播时延是一个比特从一台路由器向另一台路由器传播需要的时间，是两台路由器之间的函数，而与分组长度或链路传输速率无关。
排队时延
结点时延最复杂的成分就是排队时延。
什么时候排队时延大？取决于流量到达该队列的速率、链路的传输速率和到达流量的性质（即流量是周期性到达还是突发形式到达）。令a表示分组到达队列的平均速率（a的单位是分组/秒）。传输速率R就是队列里推出比特的平均速率（单位是b/s）。简单假设所有分组都是L比特组成，比特到达队列的速度是La bps。比率La/R被称为流量强度，当La/R>1的时候，比特到达队列的平均速率超过队列传输出去的速率。此时队列趋向于无穷大。当La/R<1的时候，到达的流量性质影响排队时延。比如分组周期性到达，即没L/R秒到达一个分组，则每个分组将到达一个空队列中不会有排队时延；但如果是突发性到达，就会有很大的平均时延。
讨论路由器间的时延
假定在源主机和目的主机之间有N-1台路由器，假设在网络无拥堵时（排队延迟微不足道）。
1.4.2丢包
现实里一条链路前的队列只有有限容量，所以流量钱对接近1，排队时延并不多趋近于无穷大，相反到达的分组将发现一个满的队列而没地方存放他们。路由器**丢弃（drop）**分组，也叫做丢包。分组丢失的份额随着流量强度增加而增加，因此一个结点的性能常根据分组丢失的概率来度量。
1.4.3吞吐量
端到端吞吐量是一个计算机网络必不可少的性能测量。
对于P2P系统而言，当主机A到主机B传送一个文件，任何时间瞬间的瞬时吞吐量都是主机B接收到该文件的速率(以bps计算)。如果文件由F比特组成，主机B接收到所有F比特用去T秒，则文件传送的平均吞吐量是F/T bps.当有n个路由器的时候，吞吐量为min{R1,R2,···,Rn,Rn+1}
比特如流体，而链路是管道，那么吞吐量应该为min{ Rc ,Rs }。如上图所示，当Rc为2Mbps且Rs>Rc，无论Rs有多大，吞吐量都是2Mbps。当下载F=32×10的6次方个比特的文件，服务器具有2Mbps的传输速率，你有一条1Mbps的接入链路，最终的吞吐量还是1，传输该文件所需的时间是32秒。
假设有10台服务器和10个客户和计算机网络核心相连，同时发生10个下载，设计10个客户-服务器对。
1.5协议层次和服务模型
网络设计者以分层的方式组织协议以及实现这些协议的硬件和软件。协议分层具有概念化和结构化的优点。存在的潜在缺点是一层可能冗余较低层的功能和某层需要功能可能需要仅在其他某层才出现信息。
各层的所有协议被称为协议栈（protocol stack）。协议栈分为5层次：物理层、链路层、网络层、运输层和应用层。
1.5.1.1应用层
应用层是网络应用程序及它们的应用层协议存留的地方。如HTTP,SMTP,FTP等。应用层分布在多个端系统上，一个端系统中的应用程序使用协议和另一个端系统中的应用程序交换信息的分组。该信息（分组）叫报文。
1.5.1.2运输层
运输层的分组叫做报文段（segment）。程序端点之间传送应用层报文两个协议TCP和UDP。TCP向程序提供面向连接的服务，将长报文编程段短报文，并提供拥塞机制，确保目的地的传递和流量控制。UDP向程序提供无连接服务，不提供不必要的服务，无可靠性和拥塞控制。
1.5.1.3网络层
因特网的网络层负责成为**数据报（datagram）**的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。在一台源主机中的因特网运输层协议想网络层提交运输层的报文段和目的地址。
因特网的网络层包括著名的IP协议。协议定义数据报中的各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段，仅有一个字段。所有具有网络层的因特网逐渐必须运行IP协议。因特网的网络层包括决定路由选择协议，它使得数据报根据该路由从网络源传输到目的地。
1.5.1.4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。**为将分组从一个结点（主机）移动到路径上的下一个结点，网络层必须依靠该链路层的服务。特别是每个结点，网络层将数据报下传给链路层，链路层沿着路径将数据报传递给下一个结点。在下一个结点，链路层将数据报上传给网络层。层中的协议
1.5.1.5物理层
链路层是把曾格帧从一个网络元素移动到临近的网络元素，物理层的任务是将帧里的一个一个比特从一个结点移动到下一个结点。物理层协议和链路相关，比如以太网的光纤、双绞铜线、同轴电缆的协议等。
1.5.2封装
encapsulation，封装。在发送主机端，一个应用层报文（application-layer message）被传送到运输层。在最简单的情况下，运输层收取到报文并附上附加信息。首部信息被接受端的运输层使用。应用层报文和运输层首部信息移到构成运输层报文段（tramnpsort-layer message）。运输层报文端因此封装运输层报文，向网络层传输该报文段，网络层再加入源和目的地首部信息等，产生网络层数据报（network-layer datagram）。链路层增加自身的链路层首部信息并创建链路层帧（link-layer frame）。
每一个层，一个分组包括两个类型字段：首部字段和有效载荷字段（poayload field），有效载荷字段是来自上一层的分组。