第一章 概述
- 因特网
从具体构成角度：节点，边（通信链路），协议（TCP/IP）。
从服务的角度：通信的分布式应用，为应用提供的服务（TCP,UDP）【通过API】。 - 网络边缘：端系统（主机），分为客户机和服务器；应用程序。
- 网络核心：数据传输的方式包括：电路交换【预留资源：频分，时分，波分】（电话）和分组交换【按需使用，每个分组包含目标主机的完整地址】（互联网）。
- 因特网的结构：网络中的网络
- 分组延时
1.节点处理延时
2.排队延时（收费站口排队）
流量强度=L(分组长度)a(分组到达队列的平均速率)/R(链路带宽)
流量强度大于1时（即当a超过了队列输出的速率），平均排队延时趋于无穷大。
3.传输延时（过收费站）
4.传播延时 （路上跑） - 分组丢失（丢包）：分组到达一个满的队列时，该分组将会被怕抛弃。
- 吞吐量：源端到目标端传输的速率
- 因特网协议栈：应用层（FTP,HTTP,DNS,SMTP等），传输层（TCP，UDP），网络层（IP），链路层，物理层
第二章 应用层
- 网络应用的体系架构：客户机-服务器，对等模式，混合体。
- 进程间借助传输层提供的服务通过socket API进行通讯。
- 不同应用对于传输层的传输性能的要求不同（数据丢失率，吞吐，时间敏感性），传输层提供的服务包括TCP和UDP。
1.TCP：可靠传输，面向连接，流量控制和拥塞控制。
2.UDP：不可靠数据服务，不需要提前建立连接。
HTTP（port：80）
- 往返时间RTT：一个小分组从客户端到服务器再回到客户端的时间。
- HTTP：非持久HTTP，持久HTTP（服务器再发送响应后仍保持TCP连接）
1.持久HTTP：非流水式，流水式（客户端遇到一个引用对象就立即响应请求）
2.提交表单输入：POST,GET(输入通过请求行的URL上载) - cookies：由用户端的浏览器保存，web站点后端有数据库。为每个访问的用户设置ID。
- web缓存（代理服务器）：提高速度，减少链路上的流量。
FTP（port：21）
- 控制连接（贯穿始终）+数据连接
EMail：SMTP（port：25）
- 组成：用户代理,邮件服务器，SMTP
- 使用持久连接
- 邮件访问协议：POP，IMAP，HTTP。
DNS（port：）
- 域名到IP的转换
- 分层的，基于域的命名机制（域的划分是逻辑的不是物理的）
- 本地DNS服务器：起着代理的作用，将查询转发到层次结构中
- 查询方法：迭代查询（根或各及域名不返回查询结果而是下一各DNS的地址）
P2P应用
- 没有或极少一直运行的服务器；任意端系统都可直接通信
- bitTorrent:文件被分为一个个块256KB，peers之间发送接收文件互相服务
- P2P文件共享
- 集中：单点故障，性能瓶颈，版权
- 分散
- 半分散
CDN
- 视频：使用图像内和图像间的冗余来降低编码的比特数、
- DASH:服务器分割视频，编码不同的码率。客户端根据带宽自适应地下载不同码率地块
- CDN全网部署缓存节点，存储服务内容，接近服务用户。
第三章 传输层
传输层与网络层：传输层是进程间地的逻辑通信，而网络层属于主机间的逻辑通信
多路复用与解复用
发送方对IP和端口号进行封装在接收方解封装并发给正确的套接字（和对应的应用进程）。
- 同一个端口支持来自多个IP或同一主机多端口的报文。
UDP
UDP发送端和接收端没有握手（应用：DNS,SNMP,流媒体）
- 不建立连接，简单，报文段头部很小，无拥塞流量控制
| 源端口号 | 目标端口号 |
|---|---|
| 长度 | 校验和 |
| 报文 |
- 校验和 ：报文段的加法和（1的补运算）如果溢出则回卷至最低位上。接受方对比计算出的和校验和字段是否相等
可靠数据传输（rdt）的原理
rdt1.0:在可靠信道上的可靠数据传输
rdt2.0:具有比特差错的信号（校验和，接受确认，重传）
rdt2.1:避免“确认”回复的丢失。（引入序号，停等协议）
rdt2.2:只使用ACK，当收到重复ACK时也重传
rdt3.0:具有比特差错和数据丢失的信道（超时重传；性能较差）
- 流水线协议：回退N步，选择重传
- 滑动窗口
TCP
点对点，无报文边界，管道化，全双工，面向连接
报文
确认号：期望从另一方收到的下一个字节的序号
-
可靠数据传输
累计确认，单个重传定时器
重传：超时，重复的确认 -
流量控制
在报文头部的rwnd字段中"通告"空余缓冲区的大小
拥塞控制原理
拥塞的表现：分组丢失，分组经历比较长的延迟
拥塞控制的方法
-
端到端的拥塞控制：端系统根据延迟和丢失时间推断是否有拥塞
-
网络辅助的拥塞控制：路由器提供给端系统以反馈信息
TCP拥塞控制
端到端
拥塞的检测：丢包，某个段3个重复的ACK
位置一个拥塞窗口的值：CongWin。粗略地控制发送方向网络中注入的速率$rate {\thickapprox}\frac{CongWin}{RTT}byte/sec$
当CongWin < Threshold 时,发送端处于慢启动（ss）阶段,窗口指数性增长。
当CongWin > Threshold 时,发送端处于拥塞避免（ca）阶段,窗口线性增长。
3个重复ACK，CongWin减半。超时时CongWin降维1MSS，进入ss阶段倍增至CongWin/2,之后进入ca阶段。
TCP公平性
