第一章-导论
What is the Internet
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设备（devices）
准确的说，所有的设备都被称作主机（host）或者端系统（end system）
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分组交换机（Packet switches）
转发“分组”（packet, chunks of data），常见的有路由器（router）和交换机（switch）
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通信链路（communication link）
端系统通过通信链路和分组交换剂连接到一起
What is Protocol
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协议（Protocol）
协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文（message）的格式（format）和顺序（order），以及报文发送和/或接收一条报文或其他事件所采取的动作（actions）
网络边缘（Network Edge）
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接入网（Access Network）
将端系统物理连接到其边缘路由器（Edge Rounter）
three ways：
- 家庭接入
- 企业接入
- 广域无线接入
关注的焦点：
- 传输速率（transmission rate, bits per sec）
- 在多大程度上与其他用户共享网络
- 电缆接入（cable-based access）
采用频率划分多路复用（频分复用，frequency division multiplexing），不同的信道在不同的频率上传输
asymmetric：下行速度比上行速度快
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数字用户线（Digital subscriber line, DSL）
从提供本地电话接入的本地电话公司出获得因特网接入
asymmetric
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无线网络（wireless access networks）
wireless local area networks（wifi）; wide-area cellular access networks（3g, 4g）
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企业网络（enterprise networks）
Network Core
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分组交换（packet switching）
端系统/主机将应用层的报文（message）分成数据包（称为分组，packet），在源（source）和目的地（destination）之间，每个分组都通过通信链路和分组交换机传送。
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转发（forwarding）和路由（routing）
转发的 local action：move arriving packets from router’s input link to appropriate roter output link
路由的 global action：determine source-destination paths taken by packets; with certain routing algorithm
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电路交换（circuit switching）
两种方式为：频分复用（Frequency division multiplexing, FDM）和时分复用（Time division multiplexing, TDM）
circuit switching vs packet switching，例子：
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假设有 1gb/s 的带宽，每个用户在 ‘active’ 时需要 100mb/s，约定 active 10% of time
- 对于 circuit switching，因为路线是独享的，所以只有 \(\frac{1gb/s}{100mb/s}=10\) 个用户
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但对于 packet switching，可以证明当用户人数 = 35 时，同时有超过 10 个人 ‘active’ 的概率小于 0.0004（证明如下）
\[ 二项式定理 \] -
电路交换和分组交换的优缺点：
分组交换对于”爆发性“的数据有优势（大部分时间空闲），resource sharing; simpler，缺点在于可能会造成阻塞（congestion）
Performance: loss, delay, throughput
Packet delay:
\(d_{nodal}=d_{proc}+d_{queue}+d_{trans}+d_{prop}\)
d_proc: nodal(节点) processing (check bit errors, determine output link, etc. typically < microsecs)，处理延迟，采用硬件处理，速度快
d_queue: queueing delay (time waiting at output link for transmission, depends on congestion level)，排队延迟
d_trans: transmission delay, 传输延迟
\(d_{trans}=\frac{L}{R},\text{L is the packet length(bits), R is the link transmission rate(bps)}\)
d_prop: propagation delay, 传播延迟
\(d_{prop}=\frac{d}{s},\text{d is the length of physical link, s is the propagation speed }\sim2\times10^8m/sec\)
那么如何表征排队时延呢？或许可以从三个方面来考虑：流量到达队列的速率、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性到达，如果用 a 表示分组到达队列的平均速率（ a 的单位是分组/秒，即 pkt/s）前面说过 R 表示的是传输速率，所以能够从队列中推出比特的速率（以 bps 即 b/s 为单位）。假设所有的分组都是由 L 比特组成的，那么比特到达队列的平均速率是 La bps。那么比率 La/R 被称为流量强度(traffic intensity)
Packet loss:
再讲丢包
- 队列（又称缓冲区）缓冲区中的前一个链路的容量有限
- 到达满队列的数据包除了被丢掉没得选
- 丢失的数据包可以由前一个节点、源端系统重新传输，也可以根本不重新传输
Throughput（吞吐率）:
throughput: rate(bits/time unit) at which bits are being sent from sender to receiver;
- 描述的是整个【从发送方到接收方】的传输速率 (bits/time unit)
- 分为瞬时（instantaneous）和平均（average）
- 瓶颈链路（bottleneck link）：限制端吞吐量的端路径上的链接，说人话就是路径上带宽最小的那段
Protocol layers, service models
五层：
应用层（message，报文）
传输层（segment，报文段）
网络层（datagram，数据报）
链路层（frame，帧）
物理层
