第章 计算机网络与因特网

计算机网络第1章计算机网络和因特网2023年7月2日2目录什么是因特网网络边缘网络核心接入网和物理媒体ISP和因特网主干分组交换网络中的时延和分组丢失协议层次和它们的服务模型计算机网络和因特网的历史什么是因特网？2023年7月2日41.1什么是因特网视角1——因特网的构成本地ISP公司网络区域ISP分组交换机工作站移动通信设备硬件方面连接在因特网上的数以百万计的互连计算机设备:主机=端系统连接因特网上各种设备的通信链路光纤，铜缆，无线电，人造卫星传输速率=带宽转发数据的分组交换机:

转发分组(数据块)链路层交换机路由器服务器本地ISP公司网络区域ISP分组交换机工作站移动通信设备2023年7月2日51.1什么是因特网在因特网上运行的网络应用程序视角1——因特网的构成软件方面协议：控制报文的发送接收的一组规范例如：TCP,IP,HTTP,FTP,PPP什么是协议呢？2023年7月2日61.1什么是因特网人类之间交流协议汉语英语法语……计算机之间交流的协议什么是协议同步语法语义2023年7月2日71.1什么是因特网视角2——因特网能够提供的服务因特网能提供什么样的服务呢？为应用程序提供的通信服务可靠的面向连接服务先行握手，建立连接确认和重传确保可靠数据传送流控制确保发送方不会过快的发送过量的分组而淹没接收方拥塞控制试图防止因特网进入迟滞状态不可靠的无连接服务更深入的研究计算机网络——从网络边缘开始2023年7月2日91.2网络边缘网络结构深入研究网络边缘:

应用程序和主机网络核心:

目标：在各个不同的小网络之间转发数据路由器网络的网络接入网：通信链路20坝23掌年6给月2拉7日101.笨2网络酷边缘网络勺边缘触的构尿成端系防统（主碍机）运行商应用素程序杏，如垫：IE、Fo犬xm仰ai毁l等20水23爷年6谋月2纽奉7日111.助2网络嫁边缘网络舟应用猪的通床信模漏型对等躺模型滤（P2跨P）所有融的主冒机同后时承懒担服卫务器肉和客粗户机触的双探重身呈份客户/服务欲器模础型（C/届S）客户粮：使铃用服课务者服务洽器：凤提供榜服务案者RequestRequestRequestResponseResponseResponseRequestResponseRequestResponseRequestResponse20妇23棒年6鸣月2妇7日121.毁3网络跳核心基本叉功能——将数呆据从哭一个惭端系控统传功递到论另外把一个随端系逆统。怎样浙构建窃提供的这样液功能米的网腐络核袄心呢异？20钉23栗年6处月2悔7日131.跨3网络逐核心两种臣不同系的方冷法构毅建网昆络核排心电路寄交换筹技术分组首交换锣技术20口23冈年6延月2形7日141.营3网络纲核心第一纱代计伙算机加网络——电路成交换污网络1.拨号叠，等锁待接欺通1.建立趁连接2.通话2.交换督数据3.挂机3.释放殊连接打电续话过蛾程数据勾交换奋过程物理字通路@#￥%…嫌…&资源另独占几乎检不产躲生延洲迟20烧23饱年6问月2遥7日151.男3网络嗽核心连接典建立南成功础之后屋，独摧占资霜源。优：获没有沸延迟劣：资源利用率低如何已解决蠢这个祖问题梯呢？第一涌代计头算机棋网络——电路缩慧交换辉网络20嚷23终年6仰月2浪7日161.暖3网络舱核心电路罚交换傅中的顽资源蜓复用笑（1）时分糊复用描（TD快M）频率时间4对用户20葱23黎年6黑月2纸7日171.轿3网络胁核心电路给交换据中的答资源罚复用报（2）频分唉复用疤（FD僻M）4对用户频率时间20链23汉年6册月2涌7日181.岁3网络敏核心第一污代计狭算机划网络——电路铺交换偶网络结论晕：电丑路交殊换技伪术不概适合色于计运算机床间的详数据阔交换颗。存在沉的问言题计算蛛机之刷间的化数据毒交换丧往往匙具有突发柿性和间歇宏性特征灯。而墨对电治路交催换而怀言，廉连接赖管理爽、资睛源独单占消倡耗太扛多资咱源。不够储灵活。只团要在趋通话单双方挡建立跃的通贸路中胞的任惩何一妻点出哲了故迹障，砍就必痰须重华新拨萍号建印立新渠的连睬接，件这对毫紧急抓和重努要通火信是苍很不格利的处。20扁23顿年6虫月2醉7日191.岩3网络需核心针对夕电路如交换瓦技术箩的问调题，分组性交换技术乞应运柏而生吼！它如榴何解待决电丛路交洞换技供术的混问题田呢？20湿23看年6赔月2惩7日201.僚3网络谊核心第二荒代计筑算机老网络——分组银交换炸网络解决填问题连接预约萝资源建立岂物理倡通路数据挺错误寻址四问题分组梨交换烈核心——存储袍转发20退23低年6失月2改7日211.燃3网络旅核心第二误代计啄算机慕网络——分组旷交换恒网络分组弯交换亡的工条作流缸程报文较长不便于传输(1或)在发孙送端暑，先静把较龄长的乐报文划分业成较会短的滋、固乡丰定长肌度的无数据事段报文数据数据数据20垃23搂年6木月2期7日221.闯3网络拦核心(2扔)每一持个数棚据段叛前面牛添加勇上首部构成凳分组请注赶意：昂现在撞左边沈是“前面”数见据数稳据数苗据报文首部首部首部分组

1分组

2分组

3第二夹代计诊算机猛网络——分组缎交换闪网络分组北交换蜡的工谦作流腔程20际23依年6腾月2顽7日231.材3网络闲核心(3湖)分组晕交换油网以循“分组”作折为数秒据传严输单神元，依次发送色。数据首部分组

1数据首部分组

2数据首部分组

3第二午代计迅算机蚕网络——分组简交换饮网络分组迟交换微的工迷作流侮程20谦23剖年6翅月2尚7日241.醋3网络俘核心(4馅)接收想端收哀到分梯组后雀剥去毒首部半还原胡成报甩文数逮据首部分组

1数制据首部分组

2数坦据首部分组

3收到防的数趁据第二亿代计辜算机挂网络——分组锯交换自网络分组齐交换鸽的工扒作流闪程20到23嚼年6过月2浪7日251.酸3网络馋核心(5化)最后盟，在养接收贩端把兼收到移的数雨据恢复烛成为队原来梯的报铸文数概据数理据数衔据报文1101000110101010110101011100010011010010第二价代计折算机壳网络——分组茧交换数网络分组律交换棒的工载作流飘程网络朵中间毅的交端换节厌点做跃了些色什么批呢？20分23吵年6序月2稀7日261.埋3网络兰核心第二锹代计态算机旷网络——分组馋交换拖网络首部包含地址等控些制信雪息存储椅转发①肚接收冠并存储一个溉完整州的分椅组②分有析首颠部，掌获取营地址眉等控撞制信境息③违依据你地址率信息屡，确气定路肝径转发20隔23逢年6阳月2抓7日271.灭3网络遗核心第二歌代计鞠算机勿网络——分组朵交换需网络H1A分组叛交换推网BDECH5H6H4H2H3H1向H5发送督分组H2向H6发送味分组注意柱分组哄路径贸的变值化！结点腐交换爆机主机20顶23恨年6母月2铲7日281.润3网络挥核心第二步代计酿算机剑网络——分组拘交换片网络H1A分组闹交换保网BDECH5H6H4H2H3H1向H5发送垦分组结点润交换泽机主机在结洋点交唇换机A暂存查找名转发恭表找到造转发助的端考口在结菠点交藏换机C暂存查找拒转发牌表找到萝转发略的端透口在结后点交妄换机E暂存查找笛转发勤表找到页转发斗的端胶口最后珍到达淘目的麻主机H520些23怒年6乖月2休7日291.罗3网络啊核心分组盾交换VS电路密交换狂（1）假设锁：1M臭bp话s的链扰路，业每个海用户有需要10桑0k蹦bp武s1个用袋户活乳跃的猛概率烤为0.仿1在相日同条火件下似，分请组交河换能漠够比舌电路蓬交换脾支持抱更多粒的用初户电路草交换秘：仅谢支持10个用奇户（1M等bp值s/含10越0k帝bp佣s）分组寇交换鼓：35个用榜户条垮件下陈，11个及牲以上坦用户贷同时藏活动胞的概锁率为0.浆00塘04，即10个及10个以更内用曾户同谜时活副跃的吵概率匠为0.滩99怠96，基歇本上液与电舟路交斧换性冷能相咱当20茅23丑年6建月2支7日301.疏3网络慌核心电路亭交换腹：该膜活跃荒用户派获得10双0K胳bp姜s的速问率当用底户数即较少炎时，助分组掠交换筋能够个获得旺比电厦路交维换更捞好的敞性能分组芝交换VS电路划交换查（2）假设师：1M誓bp雄s的链编路，捐每个唉用户齐速率申没有盯限制当仅洋有1个用良户活抹跃时分组恐交换泉：该窃活跃壶用户搂获得1M歪bp煌s的速铁率20吗23凉年6墙月2术7日311.陷3网络汇核心分组毒交换旦网络谦存在苗的问腿题分组挨交换VS电路厚交换姥（3）分组惠在各乖结点硬存储鬼转发散时因轻要排近队总补会造脉成一秘定的时延。当豪网络缺通信松量过优大时死，这行种时睡延可励能会蚕很大各分府组必瓜须携月带一前定的证控制慢信息丘（说描明信络息）季，从静而带岛来额园外开销整个芹分组务交换行网的墓管理属和控赔制比享较复杂20坦23独年6节月2类7日321.截3网络健核心网络缩慧分类分组振交换库网络虚电睁路网刷络数据暮报网祖络数据察报网木络分组座内的目的肤地址决定降下一科跳在会颤话过扁程中逼路由发可能喊改变路由他器无脚需维屑持状化态虚电染路网甩络在建测立连曾接时势决定很路径饶，并为在整寇个连赏接过众程中物保持锁不变每个织分组赔携带撑一个明标识顷（虚反电路松号）无，该仇标识谜决定粱下一换跳路由窗器保的持每舱个呼携叫连汗接的婚状态20阶23辣年6戏月2退7日331.违3网络守核心网络孩分类电信伟网络电路交换网络FDMTDM分组交换网络虚电路网络数据报网络20阻23臣年6跪月2奸7日341.缘瑞4接入静网和叛物理招媒体接入晶网的好作用将网膝络边廉缘与搞网络况核心神连接翼起来剑，通盖常是恋将端督系统政连接仔到边缘聪路由遍器上边缘欧路由迟器：耻端系女统到阶任何那其它扭远程进端系很统的吓路径甲上的即第一耽台路五由器接入裹的方粉式Mo蚁de迟m拨号/A停DS昂L拨号/H接FC局域烦网接倡入：幕以太伐网无线榜接入20蹄23肢年6党月2把7日351.财4接入趴网和摔物理传媒体接入身网——连接迅网络胡边缘弱和网瓣络核棕心住宅谱接入：将范家庭寻端系慈统与网络哨相连公司铁接入：将略机构惑端系缠统与网络随相连无线恒接入：将捧移动准端系饼统与网络地相连20驼23前年6咬月2房诚7日361.虹4接入倍网和厉物理兽媒体Mo饮de答m拨号通过刘本地拿电话诵回路菠点对鼓点连直接IS妥P的拨从号池腹（通票常是咐路由至器）速度敌最高形可达56倒kb重ps无法桃实现损在上昆网的种同时夹拨打盛电话家庭件接入内（1）AD率SL：不对恼称数摆字用读户线下行/上行惩速率麻最高触可达8M奸bp举s/为1M俱bp缓s频分的复用:0k逆Hz刃—4安kH抢z：语疤音4k帮Hz鸡—5柿0k径Hz：上畜行50宁kH革z—鸭1M铲Hz：下准行带宽俱独享20霞23啦年6渐月2嗓7日371.置4接入宇网和最物理刊媒体HF描C：光纤哄同轴狗电缆虏混合满网络下行/上行择速率眼最高蓄可达40局Mb兼ps撒/1肚0M令bp永s通过统有线目电视强网络引部署带宽爹共享家庭迈接入峡（2）20共23薪年6底月2貌7日381.喂4接入男网和殿物理幸媒体HF倡C：光纤胸同轴尤电缆爱混合挡网络20拾23越年6哄月2何7日391.世4接入摇网和疑物理描媒体HF凳C：光纤冒同轴栋电缆撒混合迎网络家庭电缆秤头端电缆断分配乱网络篮（简改化）典型傻的有50毕0到5,央00受0个家崖庭信道VIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEODATADATACONTROL123456789频分职复用:20幕23地年6燃月2问7日401.锹4接入穷网和胃物理锦媒体使用局域议网(L强AN亚)连接点端系薄统与钟边缘奔路由器器公司俗接入通过泉共享卧或专株用的欢链路贤连接达端系乏统和轨路由观器10苹M谅bs登,益10婆0M界bp蹦s,翼G业ig悼ab膛it以太喊网以太馋网详见闷第五甩章20床23溜年6干月2韵7日411.杨4接入女网和朴物理米媒体无线参局域悄网:80慈2.纠11眉b斜(W丘iF摘i)正:德11游M娱bp改s无线舞接入广域类无线邀接入WA恋P惊G免PR岭S遵CD坊MACD旋MA肥20廊00朋WC辫DM栽A身TD兼-S防CD绩MA20询23撕年6泪月2组7日421.江4接入响网和葡物理筒媒体物理村媒体喷分类导引羽型媒颠体：绿信号现沿着禾固体许媒体辆被导瓣引非导括引型侨媒体彩：信坐号自哗由传肌播20索23周年6悠月2薪7日431.改4接入犯网和摆物理霜媒体导引所型媒恐体——双绞瓶线双绞搭线：勤两根横互相泰绞合陡的绝垮缘铜桃导线3类线串：传贩统的既电话铅线，10扮M跨bp售s以太从网5类线银：10钉0M熊bp品s以太艳网20令23捏年6鄙月2乓7日441.云4接入来网和骗物理嫁媒体导引蝇型媒零体——同轴允电缆外层屏蔽层绝缘层内导体同轴锐电缆50：基跑带同蜂轴电留缆，族以10恨Mb涂ps速率重将基衰带数员字信潜号传少送1K劳m的距献离75：宽絮带同是轴电根缆，爱采用争了频忠分复殖用和荣模拟字传输皂技术熄的同窄轴电订缆20仁23遇年6窗月2踏7日451.有4接入业网和阿物理拘媒体导引呢型媒晶体——光纤芯(玻璃)封套(玻璃)外套(玻璃)光纤多模肠光纤裕：光蚕以全谅反射系的方搞式在弱光线刺中传铁播。石传输衰距离赛短、洞误码虽率高壳；但共使用秋普通盘光源离，成暂本低贝。单模亲光纤怒：光嫂沿着今光纤横直线躬传播欠。传漂输距静离远念、误贩码率他低；刑但必叨须使当用激诸光光望源，蝴成本粘高。20碧23正年6咸月2轰7日461.锤4接入单网和责物理围媒体通过优电磁如频谱太传播烛信号地面制微波：可滩达45锦M慰bp弦s非导狱引型掏媒体——无线绢电波特性没有浪物理裹“线籍路”传播盲受环串境影芝响:反射情、干抄扰、孙障碍摊物、混多径悠传播类型无线详局域皂网：2/卧11找/5饶4/保30笔0M巨bp奏s无线某广域赖网：如3G卫星脖：50会Mb理ps、27迫0毫秒琴延迟滨、同有步卫悄星、永低纬约度卫桂星20投23遗年6粒月2拆7日471.骄5虫IS瓶P和因锦特网村主干因特神网的斯分层IS巩P等级的结构第一层私下里提供互连（对等体）NAP第一层同时在网络接入点（NAPS）提供互连处于丸该结域构最子顶层鹊的结福构被疯称为“第一艇层”IS紧P，也巾被称采为因特驱网主樱干网络Tier1ISPTier1ISPTier1ISP20傅23习年6窗月2常7日481.朋5寨IS最P和因唉特网乱主干“第二演层”IS肾P是它师所连华接的撑第一坑层IS围P的客华户Tier1ISPTier1ISPTier1ISPNAPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISP第二层ISP为能够连接因特网的其它区域而向第一层ISP付费第二层ISPs私下里相互结成对等，可在NAP进行互连因特纹网的错分层IS得P等级功结构20封23摧年6响月2写7日491.茄5纪IS功P和因值特网岸主干本地置和第旋三层系是上敬层IS推Ps的客齿户，辽通过雪它们殊连到筐因特范网其料它区监域Tier1ISPTier1ISPTier1ISPNAPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPTier3ISPlocalISPlocalISPlocalISP“第三踏层”IS演P是端按系统修接入宰网络吴的最摸后一瓜跳因特忍网的捕分层IS腾P等级总结构20占23肚年6祥月2拌7日501.落5析IS香P和因匪特网徐主干Ti匙er蜓1想I任SPTi茎er鸟1渐I决SPTi否er陶1煮I室SPNAPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPTier-2ISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPTier3ISPlocalISPlocalISPlocalISP因特歼网的融分层IS名P等级窗结构20址23它年6湿月2醉7日51回顾1.虚3节，榨分组治交换纸技术丑与电钟路交夕换交语换技蓬术相封比有兽两个邻劣势币：延迟数据丈丢失什么父原因疮导致塘延迟词和数毒据丢着失呢佳？20引23姓年6蓄月2延7日521.引6分组扶交换蛙网络雷中的捡时延恶和分丛组丢早失数据员丢失山和产独生时碎延的雪原因AB接收分组,处理并放到相应队列分组耍在交羊换设溜备中枯的处息理流策程分组排队

(延迟)分组传输(延迟)传播(延迟)空闲的(可用的)缓存:如果没有空闲的缓存，则到达的分组被丢弃(丢失)20泪23妇年6荡月2草7日531.榴6分组疑交换巴网络避中的草时延上和分础组丢裕失四种朋分组夺时延海（1）节点吵处理允时延dpr映oc检测舅比特箱差错确定碎输出犁链路排队瓣时延dqu俯eu病e在输拐出链稠路中跑等待言被发冷送取决泥于路恳由器惊的拥摇塞程灾度传输榨时延dtr务an廉sR=链路广带宽(b侦ps蜻)、L=分组烈长度(b炎it得s)将分陷组比泪特流葱发送觉到链他路上嚷的时馋间=闪L/贼R20箭23赶年6屿月2汤7日541.谅6分组破交换幼网络潜中的葵时延蹦和分倘组丢格失四种础分组科时延蛋（2）AB

传播传输节点处理排队注意:传输时延和传播时延是两个完全不同的概念传播挡时延dpr表opd情=物理孤链路吉的长鼻度s锻=媒体秧中的评传播鞭速度(~瞒2x飘108米/秒)传播汗时延=术d/评s20程23蚊年6溜月2壮7日551.境6分组锹交换贱网络档中的疫时延饲和分点组丢扛失节点搏时延dpr诉oc一般限为几速个毫介秒或铸更短dqu庆eu造e依赖痕于拥瞎塞情乐况dtr诉an泼s=沟L/洋R,对于柄低速独链路同来说任很重女要dpr季op几个筋毫秒厚到数死百毫享秒20概23搜年6贿月2筒7日561.滔6分组舍交换销网络奖中的贯时延甘和分徒组丢礼失排队腰时延凡（再猛次讨辅论）假定R=链路造带宽(b酒ps碎)L=分组若长度(b痒it饶s)a=平均挤分组痒到达窝速率流量梢强度四：La谢/RLa月/R庄=~坦0:平均保排队院时延久很小则，甚紫至为0<匆1:时延仔较小取，且喇会随历时间段推延杀而越速来越刃小=隆1:时延歉不变匆，具少体取社决于锤当时奇队列淡长度>案1:平均听时延逼较大怜，且踏随时世间推储延而艺趋于普无穷!20悦23夕年6窃月2苍7日571.倡6分组床交换帝网络担中的枪时延非和分荷组丢挨失分组伟丢失顺的原葛因和付采取泽的措宣施缓存日中队塌列的待容量渴是有裕限的济，当遭分组似到达丈时队或列已圈满，连则分肾组被伙丢弃(丢失)丢失万的分欺组可票能会替被前莲一个赌节点翅、源歉端系栋统重未新传迎输，盖或者信根本凉不重怠传20是23案年6脑月2既7日58通过炉简单坑的介劈燕绍，换我们酒发现耐一个掀现实夸：计腊算机换网络颜是一眉个非画常复泼杂的障系统倡。如何件将复滔杂的貌网络渐依据具一定久的规蜂则组贞织成住有序乖结构?1.截7协议爷层次酸和服耐务模鄙型层次蓝通信构的一予个例幻玉子——哲学止家聊炮天1.野7协议妻层次旬和服勾务模钟型层次遮通信掉的一暖个例耽子——哲学蓬家聊虾天对等浊层通题信协议仇规范疲了处津于同蠢一个向对等幻玉层上杆的不是同通武信实溜体的鸦通信葱行为1.但7协议斑层次配和服抛务模火型层次搞通信泪的一焦个例租子——哲学妈家聊何天通过搅刚才洒的演造示我龟们发汽现：上层帜通过足调用灶下层驱提供助的服颈务，驴并加民上自气己的蝇处理锤来对今更上注层提捕供承油诺的吉服务出。只要奸保证部对上/下层铅的服粪务接脉口以尖及服泽务承虫诺不桶变，池如何猴实现杯这些堪服务京对上谎下层脆透明简。20亭23蛾年6广月2筝7日621.漆7协议戴层次右和服饲务模亏型协议努和服迟务的怒关系20竟23井年6胳月2乒7日631.列7协议坚层次急和服超务模劲型因特钩网的残协议虏栈应用层运输层网络层链路层物理层应用少层:支持众网络霜应用FT基P,仓S须MT垮P,歇S么TT滤P运输丛层:主机读间的妇数据挪传输TC寨P,薄U达DP网络献层:将数渔据报付从源揪端传况送到宰目的邀端IP叔,路由健协议链路尼层:数据郊在网劈燕络相脚邻结脉点之善间传彼输PP姥P,以太屑网物理猫层:在线遍路上炕传输戚比特窑流20咬23确年6辣月2誉7日641.逆7协议摄层次泥和服封务模述型计算留机网灶络体星系结啊构中纲数据扁的流娇动5432154321计算爆机1AP2AP1计算溉机2应河用歪程另序陆数汗据第5层首部H5比季特敲流注意央观察犬加入帆或剥欣去首涨部（镇尾部客）的岁层次应乓用互程逼序度数它据H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4第4层首部H3第3层首部H2第2层首部T2第2层尾部20瞎23许年6聚月2碰7日651.良7协议巡寿层次素和服姻务模时型计算萍机网宿络体符系结吐构中施数据肺的流目动5432154321计算致机1AP2AP1计算爷机2比博特耕流计算谊机2的第1层收贼到比胁特流虹后交给障第2层H2T2H3H4H5应用程序数据20扯23偏年6稳月2既7日661.伴7协议尾层次梦和服评务模昆型计算项机网棒络体惕系结眉构中先数据掏的流宝动H3H4H5应用程序数据5432154321计算盈机1AP2AP1计算涌机2第2层剥搏去首惠部和建尾部捕后把数林据部岂分交朋给第3层H2T2H3H4H5应用程序数据20雕23差年6陪月2控7日671.技7协议继层次顶和服牧务模骨型计算屿机网与络体叛系结张构中金数据餐的流滚动H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据