计算机网络（1）-计算机网络概述：网络结构（网络边缘、接入网络、网络核心）

1. 计算机网络基本概念

计算机网络就是互连的、自治的计算机集合。自治指计算机之间没有主从关系，一台计算机不可以命令另一台，互连指的是计算机制之间要通过通信链路（如光纤等）互连互通。
当主机之间距离远、数量大时，通过交换网络互连主机，在交换网络中的节点称为交换节点（如路由器、交换机）
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什么是Internet
从组成结构上来说：Internet是数以百万计的互连的计算设备（计算设备又称为主机/端系统）集合，它们通过通信链路连在一起，同时，通过交换网络实现路分组交换。
从功能上来说：Internet为网络应用提供通信服务的通信基础设施（Web, VoIP, email）；为网络应用提供应用编程接口（API），支持应用程序“连接” Internet，发送/接收数据，提供类似于邮政系统的数据传输服务。
什么是网络协议

网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
协议规定了通信实体之间所交换的消息的格式、意义、顺序以及针对收到信息或发生的事件所采取的“动作”（actions）
网络协议的三要素

协议规范了网络中所有信息发送和接收过程（e.g., TCP, IP, HTTP, Skype, 802.11）

计算机网络结构主要分为：
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网络边缘
网络边缘主要就是指主机。主机有时候又分为两类：客户、服务，它们客户/服务器应用模型进行通讯。还有一种应用模型为P2P模型。
接入网络
接入网络指的是将主机连接到核心网（边缘路由器）的物理链路。
- 家庭接入网络
  DSL（数字用户线）：利用已有的电话线连接中心局的DSLAM，数据通信通过DSL电话线接入Internet，语音（电话）通过DSL电话线接入电话网。
  电缆网络：又称为HFC（混合光纤同轴电缆）
- 机构接入网络
  端系统通常直接连接以太网交换机（switch），典型传输速率：10 Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps。
- 无线接入网络
网络核心
网络核心为由互联因特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络（也称为是互联的路由器网络），关键功能为路由+转发
- 路由：确定分组从源到目的传输路径，主要使用路由算法
- 转发：将分组从路由器输入端口交换至正确的输出端口。
- 解决的基本问题：通过数据交换实现数据从源主机通过网络核心送达目的主机。
因特网结构
因特网结构用一句话概括就是网络的网络：端系统通过接入ISP（access ISPs ）连接到Internet，接入ISP必须进一步互连，保证任意两个主机才可以互相发送分组。
- ISP网络互连的方式主要有两个：对等链路和IXP

各主机通过交换网络交换数据，交换网络两个功能：动态转接（资源动态的将交换设备的一个端口与另一个端口绑定），动态分配传输资源
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最典型电路交换网络：电话网络。它最显著的特点就是资源独占（也就是说两个人之间通话建立的连接资源是不能被第三方共享的）。

电路交换的三个阶段：

建立连接（呼叫/电路建立）
通信
释放连接（挂机/拆除电路）
电路交换网络的链路共享
如果主机交换方才用的方式是电路交换，则任意主机之间通信会建立链路，如下图的红色、蓝色链路。可以看出，中间有很多链路是需要共享的，这些共享的链路称为中继线，中继线要被多路电话路进行共享，才用的技术叫多路复用技术。

多路复用(multiplexing)，简称复用，是通信技术中的基本概念。
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报文：源（应用）发送信息整体，比如：一个文件。在交换过程中，以报文为整体。

分组就是报文分拆出来的一系列相对较小的数据包，同时在数据包前加上头(比如：地址信息)，分组交换需要报文的拆分与重组，产生了额外开销。

统计多路复用
对于链路的共享，并不是事先分配好，而是按需分配共享链路，谁需要发送的分组多，它占用的带宽也就多。
存储-转发
报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式，区别：报文交换以完整报文进行“存储-转发”分组交换以较小的分组进行“存储-转发”。
传输延迟：分组交换比报文交换快得多

分组传输延迟（时延）：. 发送主机将报文拆分为较小长度为 L bits的分组（packets）在传输速率为R的链路上传输分组，则传输该分组的时间为L/R秒

报文交换：每到达一个路由器的时间为5s，总共15s，同时，每个路由器需要的缓存为报文的大小7.5M。
分组交换：当第一个分组从第一个路由器向第二个路由器走的同时，第二个分组从主机向第一个路由器走，所以总共时间为5002ms，每个路由器需要的缓存为每个分组的大小1.5 k。
分组交换允许更多用户同时使用网络