Chapter1 整体认知

1.1 Internet

1.1.1 分层

应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

1.1.2 计算机网络

路由器是工作在网络层的，交换机是工作在链路层的

网络节点有：1.路由器或交换机等交换设备 2.主机及其运行的程序
P2P(Point to Point) 是网络中的一个交换设备到另一个交换设备
E2E(End to End) 是网络中每一个终端(PC/手机/Server等)到另一个终端

point在计算机网络中用圆圈表示，End用方块表示

接入链路：终端接入的
主干链路：路由器等的链路

1.1.3 协议

PDU 协议数据单元
在不同的层名字不同，在应用层叫message，在传输层叫segment

从服务角度看计算机网络

使用通信设施进行通信的分布式应用
由两部分，一部分是应用进程，只认识其他的应用进程。
第二部分是基础设施，在应用之下以及负责传输的所有基础设施。

通信基础设施为apps提供编程接口

1.2 网络边缘

边缘、核心和接入，三大块
上一节中End就是边缘edge，Point是核心core，把pc等边缘设备接入整个网络核心，叫接入access

【待整理】
CS模式
P2P模式 peer2peer
面向链接
有链接

tcp
可靠
流量控制
拥塞控制

1.3 网络核心

  • 电路交换，适合电话，不适合计算机
    建立连接时间长
    独享线路，每个线路的带宽分成piece(片)，频分，时分，波分
    容易浪费资源

  • 分组交换
    带宽不分片，全用
    在每个节点都会存储，然后转发
    每一跳，需要存储时间，排队时间

问题：排队延迟和丢失，就是常说的丢包

关键功能：路由和核心

统计多路复用

分组交换分类：
数据报网络：无连接，每个数据包都有主机的完整信息
虚电路网络：每个交换节点要维持链接状态

接入
共享网络

住宅接入 modem 调制解调器
利用已有的电话线
线缆接入
无线接入

互联网结构，网络的网络 ISP
全局的ISP，
ICP 会自己建立数据中心，接入就近的ISP

节点处理延时，微秒级别
排队延时，取决于拥塞程度
传输延时：从节点把比特发出到链路上的延时，微秒到毫秒级别
传播延时：物理传播延时，几微秒到几百毫秒

ICMP

SAP 服务访问点

DU 数据单元

Chapter2 应用层

2.1 应用层原理

模式：C/S模式，p2p模式，混合模式

  • C/S模式：不平等、资源在服务器、性能断崖式下降、可扩展性差
  • p2p: 平等、性能平滑、管理困难

原理：

  1. 标识、寻址
    必须要有唯一的标识符，有ip地址和端口号，才能找到进行进程间的通信
  2. 传输层的服务
    UDP和TCP，必须每次都要带上源ip，源port和目标ip，目标port。
    因此socket API解决这个麻烦：用TCP socket时，返回一个整型，代表以上四个信息的四元组；应用层的应用再进行通信时，只用这个整型即可。
    目的：1.便于管理 2.使穿过层间的信息量最少

UDP socket：只保存源ip和源port，二元组

TCP和UDP都不加密，都不安全

  1. 定义自己的协议
    报文类型、语法、语义、规则

传输层提供的服务：

  • 数据丢失率
  • 延迟
  • 吞吐量
  • 安全性

例子：SSL：应用层协议，利用TCP，加密的协议；如https就是跑在SSL之上

2.2 web和http

1. 请求格式：

prot://user:psw@www.someSchool.edu/someDept/pic.gif:port
[协议]://[用户口令]@[主机名]/[路径名]:[端口]

2. 基本原理

  • 基于TCP，TCP向上层提供字节流的服务，http协议需要自己维护报文与报文之间的界限
    举个例子：客户端的http给下层的tcp传输了两个15k的包；在服务端，tcp传输给了http一个30k的包，http协议需要自己分成两个15k。
  • 一开始需要基于TCP建立连接，默认端口80
  • http是无状态的
  • RTT：往返时间。一个小分组从客户端到服务器，在回来的时间。

3. 1.0和1.1的区别

  • http1.0:非持久，每次传输一个对象，HTTP关闭TCP连接，因此每传输一个对象都要2个RTT。
  • http1.1:持久，连接不关;有流水和非流水型的。

4. 报文

编码是ASCII

  • 请求 GET/POST/HEAD PUT/DELETE(网络管理员使用)
  • 响应 响应码

保存在客户端，有过期时间（已经理解，不解释了）

6. web缓存

  • 可以通过局域网建立缓存服务器，通常由ISP安装
  • 优点：客户会快，而且减少用户访问远程服务器的压力
  • 大家搜索的东西需要有趋同性，这样更容易命中缓存

2.3 FTP

  • 文件传输协议
  • ftp服务器知名端口：21
  • 控制连接：客户端请求服务器21号端口，身份确认，请求控制连接浏览远程目录，请求下载某个文件
  • 数据连接：服务端请求客户端的20号端口，发送数据

2.4 Email

3个主要组成部分

  • 用户代理：邮件是从发送服务器到目标服务器，所以用户操作是代理
  • 邮件服务器
  • 简单邮件传输协议： SMTP

SMTP

  • 使用TCP，端口25
  • 从发送方服务器到接收方服务器
  • 握手，传输报文，关闭
  • 命令：ASCII文本；响应：状态码和状态信息
  • 报文必须是7位ASCII码
  • 邮件中有多个对象，附件等；http只有一个
  • 内容必须是ASCII码，怎么编码中文等？
    报文首部声明MIME，多媒体编码。比如base64

拉取协议

  • POP3：邮局访问协议
  • IMAP: Internet邮件访问协议，比POP3更复杂
  • HTTP： hotmail等