1.1 什么是因特網

1）構成因特網的基本硬件和軟件組件

傳統：桌面PC、Linux工作站及服務器（用于存儲和傳輸Web頁面和郵件報文等信息）

非傳統端系統：智能手機、平板、電視、Web相機、汽車、傳感設備、家用電器

所有這些設備稱為主機（host）或端系統（end system）

通信鏈路：由不同類型的物理媒體組成，如同軸電纜、銅線、光纖和無線電頻譜

當A->B發送數據時，A將數據分段并為每段加上首部字節。由此形成的信息包稱為分組

鏈路層交換機通常用于接入網中，路由器用于網絡核心中。

因特網服務提供商（Internet Service Provider，ISP）包括如本地電纜或電話公司類似的住宅區ISP、公司、大學以及公共場所提供的WiFi接入的ISP。它也為內容提供者提供接入服務。

因特網的主要協議統稱為TCP/IP。因特網標準由因特網工程任務組（IETF）研發，標準文檔稱為請求評論（Request For Comment，RFC）

因特網主要包括：邊緣設備（主機、服務器、移動設備）、數據傳輸中繼設施（交換機、路由器、調制解調器、蜂窩電話塔）、連接設施的物理媒介

2）為分布式應用提供服務的聯網基礎設施

分布式應用程序（電子郵件、Web沖浪、社交網絡）運行在端系統上，與分組交換機無關。

端系統提供了應用程序編程接口（Application Programming Interface，API），規定了軟件請求網絡向目的軟件交付數據的方式

一個協議定義了在兩個或多個通信實體之間交換的報文格式和次序，以及報文發送和/或接收一條報文或其他事件所采取的動作。

1.2 接入網

接入網：將端系統連接到其邊緣路由器（A-B的路徑上的第一臺Router）的物理鏈路。

寬帶住宅接入：數字用戶線（DigitalSubscriber Line，DSL）和電纜。用戶的本地電話公司是他的ISP。來自許多家庭的模擬信號在DSLAM（數字用戶線接入復用器）處被轉換回數字形式。

寬帶住宅接入

光纖到戶（Fiber To The Home，FTTH）：主動光纖網絡（Active Optical Network，AON）和被動光纖網絡。下圖為PON分布體系結構，每個家庭有一個光纖網絡端接器（Optical Network Terminator，ONT）。光纖線路端接器（Optical Line Terminator，OLT）提供光信號和電信號之間的轉換，用戶將路由器與ONT相連。

光纖到戶

企業（和家庭）接入：以太網和WiFi

廣域無線接入：3G和LTE，一個用戶僅需位于基站的數萬米范圍內。

以太網接入

1.3 網絡核心（由互聯因特網端系統的分組交換機和鏈路構成的網狀網絡）

1）分組交換

在各種網絡應用中，端系統彼此交換報文，它可以執行一種控制功能，也可以包含數據。

源端將長報文劃分為較小的數據塊—分組，每個分組以最大傳輸速率通過通信鏈路和分組交換機傳送。

存儲轉發傳輸：交換機開始向輸出鏈路傳輸該分組的第一個比特之前必須接收到整個分組

由N條速率均為R的鏈路組成的路徑（源目的地之間有N-1臺路由器），發送一個分組(L比特)的端到端時延是NL/R，P個分組：NL/R + (P-1)L/R

分組丟失（丟包）：若一個到達的分組發現該緩存已被其他等待分組填滿，則到達的分組或已經排隊的分組之一將被丟棄

路由轉發表：將目的地址映射成為輸出鏈路。使用路由選擇協議自動設置。

1.4 分組交換網中的時延、丟包和吞吐量

路由器A的節點時延

處理時延：檢查分組首部和決定將該分組導向何處所需要的時間的一部分

排隊時延：分組在鏈路上等待傳輸的時間

傳輸時延：L/R，將所有分組的比特推向鏈路的時間，與兩臺路由器之間的距離無關

傳播時延：d/s，從該鏈路的起點到下個路由器傳播的時間，傳播速率取決于該鏈路的物理媒介，等于或略小于光速，與兩臺路由器之間的距離有關

瞬時吞吐量：主機接收文件的速率

端到端吞吐量取決于整個鏈路的最小傳輸速率，如果許多其他的數據流也通過這條鏈路流動，一條具有高傳輸速率的鏈路仍然可能成為文件傳輸的瓶頸鏈路。

1.5協議分層

報文的封裝

1.6計算機網絡和因特網的發展史

分組交換的發展：1961-1972

專用網絡和網絡互聯：1972-1980（TCP、IP、UDP、以太網協議）

網絡的激增：1980-1990

因特網爆炸：1990以后（萬維網www應用程序的出現）