《计算机自顶向下》PPT第一章

计算机网络：

自顶向下方法ComputerNetworking:ATopDownApproach,

4thedition.

JimKurose,KeithRoss

Addison-Wesley,July2007.

Top-Down一书的显著特点独创的“自顶向下”教学法。特别强调应用层，及早激发学生们的学习热情，及早强调开发网络应用程序(例子为java语言)。以因特网为研究对象。着眼原理。获得长“保质期”的知识。很好的入门教材：很少用到高中阶段没有学过数学概念，有意避免了微积分、概率论、随机过程的概念目前英文版有新版本，但是中文版暂时没有，内容相差不大要学习的基本内容:第1～5章原理性内容后面4章没有任何顺序性，但都依赖于前面5章主要参考书1《ComputerNetwork》（第5版），A.S.Taneubaum清华大学出版社2012，知识全面、学术严谨是AndrewS.Tanenbaum教授网络教科书的风格；2TCP/IPIllustratedVol.I-III,W.R.Stevens等

《TCP/IP详解》，机械工业出版社2007年出版，范建华等译，Steven的书对网络编程有很大帮助3计算机网络(第6版)

谢希仁电子工业出版社(2013-06)Introduction1-5Chapter1

计算机网络和因特网ComputerNetworking:ATopDownApproach,

4thedition.

JimKurose,KeithRoss

Addison-Wesley,July2007.

Anoteontheuseofthesepptslides:We’remakingtheseslidesfreelyavailabletoall(faculty,students,readers).They’reinPowerPointformsoyoucanadd,modify,anddeleteslides(includingthisone)andslidecontenttosuityourneeds.Theyobviouslyrepresentalotofworkonourpart.Inreturnforuse,weonlyaskthefollowing:Ifyouusetheseslides(e.g.,inaclass)insubstantiallyunalteredform,thatyoumentiontheirsource(afterall,we’dlikepeopletouseourbook!)Ifyoupostanyslidesinsubstantiallyunalteredformonawwwsite,thatyounotethattheyareadaptedfrom(orperhapsidenticalto)ourslides,andnoteourcopyrightofthismaterial.Thanksandenjoy!JFK/KWRAllmaterialcopyright1996-2007J.FKuroseandK.W.Ross,AllRightsReservedIntroduction1-6Chapter1:计算机网络和因特网Ourgoal:

找到“感觉”，学习术语在后面的课程中更深入地学习，更为细致方法:使用因特网作为例子Overview:什么是因特网什么是协议？网络边缘:主机,接入网，物理媒体网络核心:包/电路交换,因特网结构性能：丢包率，时延,吞吐量协议层次，服务模型历史Introduction1-7计算机网络和因特网概述7第1章要点1.1什么是因特网？1.2网络边缘端系统,接入网，物理媒体1.3网络核心

包/电路交换,因特网结构1.4分组交换网络中的时延和丢包率1.5协议层次与服务模型1.6攻击威胁下的网络1.7历史Introduction1-8什么是因特网：“具体构成”描述数以百万计的互联的计算设备:主机=端系统运行网络应用HomenetworkInstitutionalnetworkMobilenetworkGlobalISPRegionalISProuterPCserverwirelesslaptopcellularhandheldwiredlinksaccesspoints通信链路光纤，铜缆，无线电频谱传输速率=带宽分组分组交换机（路由器或链路层交换机）:转发分组（数据块）Introduction1-9什么是因特网：“具体构成”描述数以百万计的互联的计算设备:主机=端系统传统的端系统:桌面pc,工作站,服务器非传统的端系统:PDA,TV,移动计算机,蜂窝电话,汽车,环境传感设备,RFID设备，数字像框,家电,安全系统,web相机,烤箱运行各种网络应用HomenetworkInstitutionalnetworkMobilenetworkGlobalISPRegionalISPIntroduction1-10“Cool”internetappliancesWorld’ssmallestwebserver/~shri/iPic.htmlIPpictureframe/Web-enabledtoaster+weatherforecasterInternetphonesInternetrefrigerator小米盒子Introduction1-11什么是因特网：“具体构成”描述HomenetworkInstitutionalnetworkMobilenetworkGlobalISPRegionalISP分组交换机(packetswitch)连接链路转发信息块：分组,包(packet)典型的有:路由器router链路层交换机switch路径：分组经历的一系列从发送端到接收端系统的通信链路和交换机。分组交换技术允许多个通信端系统同时共享一条链路分组交换网络类似于承载车辆的公路和立交桥Introduction1-12什么是因特网：“具体构成”描述HomenetworkInstitutionalnetworkMobilenetworkGlobalISPRegionalISP端系统通过因特网服务提供商-ISP接入因特网不同的ISP提供不同的接入服务因特网：“网络的网络”松散的等级结构因特网和内联网（很多公司和政府的专用网络）Introduction1-13什么是因特网：“具体构成”描述端系统、分组交换机和其他因特网部件，都运行一系列控制因特网中信息发送，接收的一系列协议TCPIP因特网标准IETF:因特网工程任务组IETF的标准文档是RFC:请求评论IEEE，例如IEEE802.3基于随机访问技术的以太网标准IEEE802.11x无线局域网的标准HomenetworkInstitutionalnetworkMobilenetworkGlobalISPRegionalISPIntroduction1-14什么是因特网：服务的观点为应用程序提供服务的一种基础设施：Web,IM，音频流和视频流，email,游戏,电子商务，P2P文件共享为应用程序提供编程接口Introduction1-15什么是协议?人类协议:“几点了?”“我有一个问题”介绍…发送特定的消息…当收到消息或发生其他事件，采取特定的动作网络协议:交换报文和采取动作的实体是某些设备的硬件或软件因特网中的所有活动，凡是涉及到两个或者多个通信的远程实体都受到协议的制约掌握计算机网络领域知识的过程就是理解网络协议的构成、原理和工作的工程一个协议定义了在两个或者多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及在报文传输和/或接收其他事件方面所采取的动作Introduction1-16什么是协议?ahumanprotocolandacomputernetworkprotocol:Q:Otherhumanprotocols?HiHiGotthetime?2:00TCPconnectionrequestTCPconnectionresponseGet/kurose-ross<file>timeIntroduction1-17计算机网络和因特网概述17什么是协议?另外一个定义：网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准（吴）网络协议的三要素：语义、语法与时序；语义：用于解释比特流的每一部分的意义；语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义；时序：事件实现顺序的详细说明。思考2分钟：习题1.自动柜员机和服务器之间的应用层协议Introduction1-18计算机网络和因特网概述18什么是协议?Introduction1-19Chapter1:roadmap1.1什么是因特网？1.2网络边缘端系统,接入网，物理媒体1.3网络核心

包/电路交换,因特网结构1.4分组交换网络中的时延和丢包率1.5协议层次与服务模型1.6攻击威胁下的网络1.7历史Introduction1-20仔细观察网络结构:网络边缘:

应用与主机接入网络，物理媒体:

有线、无线通信链路网络核心:

路由器网络的网络Introduction1-21Thenetworkedge:端系统(主机):运行应用程序例如Web,电子邮件在“网络边缘”client/serverpeer-peer客户机/服务器模式：客户机程序向服务器程序请求服务例如Web浏览器/服务器；电子邮件客户机/服务器客户机程序和服务器程序运行在不同的计算机上，属于分布式应用程序因特网其他构件可抽象为一个黑盒子对等模式:最小限度(或不)使用专用服务器端系统起着服务器和客户机的双重作用e.g.Skype,BitTorrenthIntroduction1-22接入网和物理媒体问题:端系统怎样连接到边缘路由器？住宅接入网机构接入网(学校，公司)移动接入网

接入网的带宽共享或专用？Introduction1-23住宅接入：点对点接入拨号调制解调器最高56Kbps直接接入到路由器该网络接入仅是通过沿着一条点对点拨号电话线的一对调制解调器不能同时上网和打电话：不能“总是在线”路由器调制解调器调制解调器因特网服务提供者(ISP)用户家庭拨号电话线使用TCP/IP的

PPP连接使用TCP/IP的客户进程路由选择进程至因特网…PC机Introduction1-24住宅接入：点对点接入新的宽带接入技术更高的速率同时上网和电话两种常见的类型ADSL:asymmetricdigitalsubscriberlineHFC:hybridfiber-coaxialcableIntroduction1-25住宅接入：点对点接入ADSL:

不对称数字用户线一般由电话公司提供类似于拨号接入，也是运行在现有的电话双绞线上限制了用户和ISP调制解调器的距离，所以速率高得多速率在两个方向上是不对称的，下行的速率比上行高<3.5Mbps上行<24Mbps下行频分复用能同时上网和打电话高速下载信道位于50KHz-1MHz频段中速上载信道位于4KHz-50kHz频段普通的双向电话信道位于0KHz-4KHz频段Introduction1-26计算机网络和因特网概述26住宅接入：点对点接入AtypicalADSLequipmentconfiguration.Introduction住宅接入:电缆调制解调器cablemodemsplitter…cableheadendChannelsVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEODATADATACONTROL123456789frequencydivisionmultiplexing:differentchannelstransmittedindifferentfrequencybands和DSL一样永远在线1-27Introductiondata,TVtransmittedatdifferentfrequenciesoversharedcabledistributionnetworkcablemodemsplitter…cableheadendCMTSISPcablemodemterminationsystemHFC:hybridfibercoaxasymmetric:upto30Mbpsdownstreamtransmissionrate,2Mbpsupstreamtransmissionrate电缆和光缆组成的网络的将家庭连到IPS路由器homesshareaccessnetwork

tocableheadendunlikeDSL,whichhasdedicatedaccesstocentraloffice住宅接入:电缆调制解调器1-28头端电缆调解器电缆调解器Introduction1-29机构接入：局域网公司/大学通常用局域网(LAN)将端系统连接到边缘路由器以太网是目前公司网络中最流行的接入网技术:使用双绞铜线或同轴电缆连接到边缘路由器10Mbs,100Mbps,,1Gbps,10Gbps以太网技术细节参见第5章Introduction1-30无线接入网通过基站（或者叫无线接入点）连接端系统到路由器无线局域网:802.11b/g(WiFi):11or54Mbps共享接入信道几十米的半径无线广域网接入由电信公司运营商提供2G,2.5G:GSM(9.6k),GPRS(171.2K),EDGE(384K)IS-95CDMA,CDMA2000Phase1(144.4K)3G

CDMA2000EVDO(upto14Mbps)WCDMA：384K~2MHSDPAz：14.4MHSUPA：5.76MHSDPA+：42MbpsHSUPA+：22M4GLTE：300Mbpsbasestationmobilehostsrouter无线接入网无线城域网（MAN-MetropolitanAreaNetwork）：WiMAX(10’sMbps),IEEE802.16,独立于蜂窝网络，几十公里的覆盖Wi-Fi,WiMAX,andWCDMA:ComplementaryandCompetitive移动性能、覆盖范围、速率比较移动性能覆盖范围速率或带宽Wi-Fi差几十米高WiMAX中等几十公里中等WCDMA好全球（蜂窝网络）,单个基站数公里小Introduction1-32Homenetworks典型的家庭网络组成:ADSL或电缆调制解调器路由器/防火墙/NAT以太网无线接入点无线接入点无线便携机路由器/防火墙电缆调制解调器到/来自电缆头端以太网Introduction1-33物理媒体比特:在传送器/接收器对间传播物理媒体的作用是将比特从发端传输到收端引导型媒体（guidedmedia）:电波沿着固体媒体被引导:光纤、双绞线、同轴电缆非引导型媒体（unguidedmedia）:无线电波在空气或外层空间传播：无线局域网、数字卫星频道Introduction1-3434物理媒体：双绞线屏蔽双绞线STP：以铝箔屏蔽以减少干扰和串音非屏蔽双绞线UTP：双绞线外没有任何附加屏蔽,速率从10M到1G，大多数局域网使用非屏蔽双绞线作为传输介质Introduction1-3535物理媒体：双绞线Introduction1-36计算机网络和因特网概述36物理媒体：双绞线用途LANADSLISDN拨号优缺点：成本低密度高、节省空间安装容易平衡传输（高速率）抗干扰性一般连接距离较短Introduction1-3737物理媒体：同轴电缆引导式共享媒体两根同中心的铜导体基带:在电缆上的单一信道传统以太网所用宽带:在电缆上的多个信道

HFCIntroduction1-3838物理媒体：光缆依靠光波承载信息，每个脉冲表示一个比特速率高，通信容量大，3个常用波段的带宽:25000~30000GHz，仅受光电转换器件的限制！传输损耗小，适合长距离传输抗干扰性能极好，不受电磁干扰，保密性好单向传输，双向需两根光纤轻便适于长途光设备成本高Introduction1-3939光纤传输原理——利用了光的反射光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角≥临界值时产生全反射，不会泄漏。光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低亮度调制，有脉冲-1，无脉冲-0光传输系统：光源、介质、光检测器光源:发光二极管/激光二极管介质:光纤光检测器:光电二极管PIN/雪崩二极管APDIntroduction1-4040单模光纤(SMF)与多模光纤(MMF)的比较

单模性能好,适合远距离使用,但价格高.多模性能相对较差,单价格便宜,适合在相近的环境中使用Introduction1-41计算机网络和因特网概述41物理媒体：典型的光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯单芯光缆多芯光缆玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳Introduction1-42计算机网络和因特网概述42物理媒体：高密度多芯光缆剖面结构芯封套外套加强芯光纤外鞘加强芯光纤束Introduction1-43物理媒体：无线电在电磁频谱中携带信号无物理“导线”,并有穿透墙壁、支持移动、长距离承载信号的能力传播环境效应：路径损耗物体遮挡多径衰落干扰目前无线传输所使用的频段很广。人们现在已经利用了无线电、微波、红外线以及可见光这几个波段进行通信。紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。物理媒体：无线电无线电链路类型:陆地微波如高达45Mbps信道LAN局域(Wifi)MAN城域（wimax）WAN广域(如蜂窝)如3G卫星高达数百Mbps信道270msec端到端时延同步、低轨IridiumSatelliteSolutionsIntroduction1-46Chapter1:roadmap1.1什么是因特网？1.2网络边缘端系统,接入网，物理媒体1.3网络核心

包/电路交换,因特网结构1.4分组交换网络中的时延和丢包率1.5协议层次与服务模型1.6攻击威胁下的网络1.7历史Introduction1-47网络核心互连了因特网端系统的路由器网状网络（meshofinterconnectedrouters）构建网络核心的两种基本方法电路交换:会话沿着通信路径的资源（缓存、链路传输速率）预留、专用电话网，每一会话建立一条“电路”，预留了恒定的速率4K分组交换:数据通过网络以离散的“块”发送资源不预留拥塞、等待因特网类比：餐馆预定，领导视察时的车道Introduction1-48网络核心：电路交换为“呼叫”预留端到端资源链路带宽，交换机能力专用资源：非共享类电路(确保的)性能需要建立呼叫Introduction1-49计算机网络和因特网概述49电路交换两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。

Introduction1-50计算机网络和因特网概述50更多的电话机互相连通5部电话机两两相连，需10对电线。N部电话机两两相连，需N(N–1)/2对电线。当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。

Introduction1-51计算机网络和因特网概述51使用交换机当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。…

交换机Introduction1-52计算机网络和因特网概述52“交换”的含义在这里，“交换”(switching)的含义是：转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。电路交换是面向连接的,三个阶段：建立连接通信释放连接Introduction1-53计算机网络和因特网概述53电路交换举例A和B通话经过四个交换机通话在A到B的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCAIntroduction1-54计算机网络和因特网概述54电路交换举例C和D通话只经过一个本地交换机通话在C到D的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCAIntroduction1-55网络核心：电路交换电路交换中的复用：将网络资源(e.g.,bandwidth)分为很多“片”频率分割时间分割“片”分配给不同的呼叫如果未被拥有的呼叫使用则资源片空闲(非共享)复用的两种方式频分复用（FDM）:不同用户占用不同的专有的带宽资源。时分复用（TDM）:各个用户在不同的专有时间占用整个带宽资源。帧、时隙（类比计算机的CPU调度）电路交换的问题当呼叫不用资源片时（静默期），资源片空闲，不共享需要复杂的信令来协调Introduction1-56电路交换:FDM和TDMFDMfrequencytimeTDMfrequencytime4usersExample:Introduction1-57计算机网络和因特网概述57时分复用TheT1carrier(1.544Mbps).1.544MIntroduction1-58Numericalexample从主机A到主机B经一个电路交换网络发送一个640,000比特的文件需要多长时间？所有链路是1.536Mbps每条链路使用具有24个时隙的TDM创建端到端电路需500msecIntroduction1-59计算机网络和因特网概述59网络核心：分组交换

将长的报文划分为较小的分组用户A、B的分组共享网络资源每个分组可以以等于链路的最大传输速率（使用链路全部带宽）通过通信链路需要的时候使用资源存储转发：分组一次移动一跳节点在转发前接收完整的分组资源争夺：

聚合资源要求能超过可用的量拥塞：分组队列，等待链路使用，可能出现分组丢失餐馆类比：没有预订座位时候的等待甚至拒绝带宽划分为“片”专用分配资源预留sourceRbpsdestination123LbitsperpacketRbpsIntroduction1-60计算机网络和因特网概述60分组交换：存储转发传输(推出)L个比特到速率为Rbps链路上，需要L/R秒存储转发传输机制：在分组能向下一段链路传输前，整个分组必须到达路由器时延=3L/R（忽略传播时延）例子:L=7.5MbR=1.5Mbps时延=15secRRRLIntroduction1-61计算机网络和因特网概述61分组交换：统计复用A&B分组的序列没有固定的模式，按需共享资源统计复用.在TDM中，每台主机在循环出现的TDM帧中获得相同的帧。ABC10Mbps以太网1.5MbpsDE统计复用等待输出链路的分组队列NetworkLayer4-62网络层621230111到达分组首部的值选路算法本地转发表首部值输出链路01000101011110013221分组交换：选路和转发Introduction1-63计算机网络和因特网概述63分组交换网的示意图H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1向H5

发送分组H2向H6

发送分组注意分组路径的变化！结点交换机主机Introduction1-64计算机网络和因特网概述64注意分组的存储转发过程H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

发送分组结点交换机主机在结点交换机

A

暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机

C

暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机

E

暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机

H5Introduction1-65计算机网络和因特网概述65分组交换对比电路交换1Mbps链路每个用户:当“活跃”时100kbps时间的10%活跃电路交换:只能支持10个用户分组交换当有35个用户时，有11个或者更多用户活跃的概率小于.0004假定有10个用户，当某个用户突然产生1000个1K的分组,而其他用户静默的时候的时候分组交换允许更多的用户使用网络!N用户1Mbps

链路Introduction1-66计算机网络和因特网概述66分组交换对比电路交换对突发数据极为有效提供了比电路交换更好的资源共享较简单，有效实现成本低过多的拥塞:

产生时延和丢包，端到端时延是变动的和不可预测的需要可靠传输＆拥塞控制机制目前的趋势是分组交换问题:端到端的时延是变动的，怎样提供类似电路的行为？对音频/视频应用需要带宽保证仍是一个未解决的问题分组交换是一个“强有力的赢家”？Introduction1-67计算机网络和因特网概述67因特网结构：网络的网络在中心:“第一层”ISPs(如Sprint,AT&T，Qwest等)直接与其他每个第一层ISP相连与大量的第二层ISP和其他客户网络相连覆盖国际区域第一层ISP第一层ISP第一层ISP第一层提供商专门互联对等方NAP第一层提供商也在公共网络接入点(NAP,

NetworkAccessPoint)互联NAPisalsocalledIXP(InterneteXchangePoint))…to/fromcustomerspeering

to/frombackbone….………POP:point-of-presenceIntroduction1-68“第一层”ISPs:e.g.,Sprint…to/fromcustomerspeering

to/frombackbone….………POP:point-of-presenceIntroduction1-69计算机网络和因特网概述69因特网结构：网络的网络“第二层”ISP:较小的(常为区域的)ISPs与一个或更多的第一层ISP相连，也可能与其他第二层ISP相连第一层ISP第一层ISP第一层ISPNAP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP为向与因特网连接而向第一层ISP付费

第二层ISP是第一层提供商的客户第二层ISP也可以在NAP互联，彼此成为对等方Introduction1-70计算机网络和因特网概述70因特网结构：网络的网络“Tier-3”ISP和本地ISP最后一跳(“接入”)网络(最靠近端系统)第一层ISP第一层ISP第一层ISPNAP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地和第三层ISP是较高层ISP的客户，这些较高层ISP将它们连接到因特网其他部分Introduction1-71计算机网络和因特网概述71因特网结构：网络的网络一个分组通过许多网络传输!第一层ISP第一层ISP第一层ISPNAP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三层ISP本地ISP本地ISP本地ISPIntroduction1-72Chapter1:roadmap1.1什么是因特网？1.2网络边缘端系统,接入网，物理媒体1.3网络核心

包/电路交换,因特网结构1.4分组交换网络中的时延和丢包率1.5协议层次与服务模型1.6攻击威胁下的网络1.7历史Introduction1-73丢包和时延是怎样出现的？分组在路由器缓存中排队

分组到达链路的速率超过输出链路能力分组排队，等待交换AB将被传输的分组(时延)分组排队

(时延)空闲(可用)缓存：如果无空闲缓存则到达的分组丢失(丢包)Introduction1-74计算机网络和因特网概述74分组时延的4种来源1.节点处理:

检查比特差错决定输出链路AB传播传输节点处理排队2.排队等待输出链路传输的时间取决于路由器拥塞的等级Introduction1-75计算机网络和因特网概述75在分组交换网中的时延3.传输时延:R=链路带宽(bps)L=分组长度(比特)发送比特进入链路的时间=L/R4.传播时延:d=物理链路的长度s=在媒体中传播的速度(~2x108m/sec)传播时延=d/s注意:s和R是极为不同的量级！AB传播传输节点处理排队Introduction1-76计算机网络和因特网概述76节点时延dproc=处理时延通常几个微秒或更少dqueue=排队时延取决于拥塞dtrans=传输时延=L/R,对低速链路很大比较一个50k的链路和10M的链路dprop=传播时延几微秒到几百毫秒Introduction1-77计算机网络和因特网概述77排队时延(再次讨论)R=链路带宽(bps)L=分组长度(比特)a=平均分组到达速率流量强度=La/R假设排队空间无限La/R~0:平均排队时延小La/R->1:时延变大La/R>1:更多“工作”到达，超出了服务能力，平均时延无穷大！平均排队时延

La/R~0La/R->1Introduction1-78计算机网络和因特网概述78“实际的”因特网时延和路由“实际的”因特网时延和丢包是怎样的呢？Traceroute程序:

为路由器提供从源到目的地，朝着目的地沿着端到端因特网路径的时延测量。对所有i:发送3个分组，该分组在朝着目的地的路径上到达路由器

i路由器i

将向发送方返回分组发送方度量传输和响应间的时间间隔。3探测分组3探测分组3探测分组Introduction1-79计算机网络和因特网概述79“实际的”因特网时延和路由1cs-gw(54)1ms1ms2ms2(45)1ms1ms2ms3(30)6ms5ms5ms4(29)16ms11ms13ms5(36)21ms18ms18ms6()22ms18ms22ms7(6)22ms22ms22ms853(53)104ms109ms106ms9(29)109ms102ms104ms10(0)113ms121ms114ms11(4)112ms114ms112ms12nio-n2.cssi.renater.fr(3)111ms114ms116ms13nice.cssi.renater.fr(02)123ms125ms124ms14r3t2-nice.cssi.renater.fr(10)126ms126ms124ms15(4)135ms128ms133ms165(5)126ms128ms126ms17***18***19fantasia.eurecom.fr(42)132ms128ms136

mstraceroute:towww.eurecom.frThreedelaymeasementsfromto*meansnoreponse(probelost,routernotreplying)trans-oceaniclinkC:\Users\Administrator>tracert通过最多30个跃点跟踪到[1]的路由:12ms2ms2ms23ms4ms2ms2638ms8ms9ms743ms5ms4ms54ms5ms6ms5364ms5ms3ms17***请求超时。

83ms3ms4ms29937ms37ms37ms931041ms38ms37ms421141ms42ms37ms412***请求超时。

1338ms45ms37ms1跟踪完成。C:\Users\Administrator>Introduction1-81计算机网络和因特网概述81分组丢失在链路前缓存中的排队(又称为buffer)具有有限的能力当分组到达满的队列时，分组被丢弃(又称为lost)丢失分组的数量随着流量强度的增加而增加丢失的分组可能由前面的节点或由源端系统重传，或根本不重传ABpacketbeingtransmittedpacketarrivingtofullbuffer

islostbuffer(waitingarea)Introduction1-82吞吐量吞吐量:

发送方和接收方之间比特传输的速率r

瞬时吞吐量

:rateatgivenpointintime

平均吞吐量:rateoverlong(er)periodoftime不同的应用程序对吞吐量有不同的要求因特网电话

实时视频

文件传输server,withfileofFbitstosendtoclientlinkcapacityRs

bits/seclinkcapacityRc

bits/secserversendsbits(fluid)intopipepipethatcancarryfluidatrateRs

bits/sec)pipethatcancarryfluidatrateRc

bits/sec)Introduction1-83吞吐量(more)Rs<Rc

Whatisaverageend-endthroughput?

Rs

bits/secRc

bits/secRs>Rc

Whatisaverageend-endthroughput?Rs

bits/sec

Rc

bits/seclinkonend-endpaththatconstrainsend-endthroughput瓶颈链路Introduction1-84Chapter1:roadmap1.1什么是因特网？1.2网络边缘端系统,接入网，物理媒体1.3网络核心

包/电路交换,因特网结构1.4分组交换网络中的时延和丢包率1.5协议层次与服务模型1.6攻击威胁下的网络1.7历史Introduction1-8585协议“分层”网络是复杂的！许多“构件”主机路由器各种媒体的链路应用协议硬件，软件问题:

是否存在网络的组织结构？或至少用于我们讨论网络？Introduction1-8686例子1：社会上存在的邮政系统（吴）Introduction1-8787“你好”“Hello”传真中国教师翻译秘书“Hallo”“Hello”传真德国教师翻译秘书对交谈内容的共识用英语对话使用传真通信L3L2L1物理通信线路问题：中国教师与德国教师之间、翻译之间，他们是在直接通信吗？翻译、秘书各向谁提供什么样的服务？中德教师、翻译各使用谁提供的什么服务？每一层次通过以下方式提供它的服务（1）在这层中执行了某些动作（2）使用直接下层的功能例子2：中德教师之间的对话Introduction1-8888为什么分层?处理复杂系统：明确的结构使得能够标识复杂系统构件的关系分层的参考模型用于讨论，“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。模块化易于维护、系统的更新各层服务实现的改变对于系统的其他部分透明，各层之间是独立的，这样灵活性好，结构上可分割开。从这两点再次回顾中德教师之间的对话Introduction1-8989因特网协议栈(体系结构)应用:

支持网络应用FTP,SMTP,HTTP运输:

进程到进程数据传输TCP,UDP网络:主机到主机数据传输IP,选路协议链路:

在邻近节点之间传输分组PPP,以太网物理:

将比特从一个节点传输到另外一个节点应用层运输层网络层链路层物理层Introduction1-9090因特网协议栈一个协议层可以通过软件、硬件或者两者的结合来实现应用层、运输层协议通常在端系统中用软件实现物理层和链路层通常在网络接口卡中实现网络层通常是软件硬件的混合体应用层运输层网络层链路层物理层计算机网络和因特网概述91

封装就是在数据前面加上特定的首部信息。数据（有效载荷）首部发送邮件的例子：信装入写有源地址和目的地址的信封中发送，还要写明用航空或挂号…。数据封装Introduction1-92sourceapplicationtransportnetworklinkphysicalHtHnM报文段Ht数据报destinationapplicationtransportnetworklinkphysicalHtHnHlMHtHnMHtMMnetworklinkphysicallinkphysicalHtHnHlMHtHnMHtHnMHtHnHlMrouterswitch封装应用层报文MHtMHn帧每一层从上层得到数据加上头部信息创建新的数据单元将新的数据单元传递给底层封装每一层的分组因特网协议栈各层的分组叫什么？应用层报文报文段

端口号数据报 IP地址帧 MAC地址计算机网络和因特网概述94封装：邮寄的例子信应用层报文信封运输层报文段包裹网络层数据报集装箱链路层帧计算机网络和因特网概述95对等层通信applicationtransportnetworklinkphysicalapplicationtransportnetworklink