① [計算機網路之一] 網路基礎知識
協議就是計算機與計算機之間通過網路實現通信時事先達成的一種 「約定」。這種 「約定」 使那些由不同的廠商、不同的 CPU 以及不同的操作系統組成的計算機之間，只要遵循相同的協議就能夠實現通信。
TCP/IP、AppleTalk（僅限蘋果計算機使用）、SNA（IBM）、DECnet（DEC）、IPX/SPX（Novell）
分組交換是指將大數據分割為一個個叫做包的較小單位進行傳輸的方法。
ISO （International Organization for Stardards，國際標准化組織）制定了國際標准 OSI （Open System Interconnection，開放系統互聯參考模型），但是沒有得到普及，反而是隨 Apanet 而生的 TCP/IP 協議在大學研究機構和計算機行業的推動下成為實際的業界標准。
每個分層都接收由它下一層所提供的特定服務，並且負責為自己的上一層提供特定服務。上下層之間進行交互所遵循的約定叫做 「介面」 ，同一層之間交互所遵循的約定叫做 「協議」 。
協議分層參考了計算機軟體中的模塊化開發。
單播、廣播、多播、任播。
一個地址必須明確地表示一個主體對象，在同一個通信網路中不允許有兩個相同地址的通信主體存在。
有層次性的地址方便高效地找到通訊目標（eg: 快遞地址國家、省市區）
MAC地址有唯一性但沒有層次性。
乙太網、無線、幀中繼、ATM、FDDI、ISDN。
NIC（Network Interface Card，網路介面卡），計算機必須有網卡才能接入網路。
物理層面上延長網路的設備。將電纜傳遞過來的光電信號經過波形調整和放大之後傳遞給另一個電纜。
集線器 ：提供多個埠的中繼器。
數據鏈路層面連接兩個網路的設備。 不同網路可能採用了不同的數據鏈路，數據傳輸的速率可能完全不一樣 ，網橋會緩存一個網段傳輸到另一個網段的數據幀，再重新生成信號作為全新的幀轉發給另一個網段（這里我理解不同數據鏈路幀的格式不一樣，所以網橋需要緩存數據並轉換位另一個數據鏈路中的幀格式）。
網橋的其他作用：
① 根據數據幀中的 FCS 檢查數據幀是否已損壞，是則不轉發；
② 自學習MAC設備來自哪些網路，並記錄在地址轉發表中（地址轉發表記錄硬體地址與網路的映射關系）；
③ 過濾功能控制網路流量。
交換集線器 ：每個埠都相當於一個網橋。
網路層面上連接兩個網路、並對分組報文進行轉發的設備。
應用場景：廣域網加速器、特殊應用訪問加速、防火牆。
將傳輸層到應用層的數據進行轉發和翻譯的設備。
代理伺服器 ：控制流量和出於安全考慮，客戶端和服務端無需在網路上直接通信，而是從傳輸層到應用層對數據和訪問進行各種控制和處理。
研發基於分組交換技術的 ARPANET，取代容災性差的中央集中式網路。
單個網路無法解決所有通信問題，開始研究網路互連技術，出現了 TCP/IP，並首先被 BSD UNIX 採用，隨之被廣泛使用變得流程，所有使用 TCP/IP 協議的計算機都能利用互連網相互通信。
圍繞大型計算機中心建設計算機網路，即 NSFNET（國家科學基金網），它是一個三級網路，分為主幹網、地區網和校園網。這種三級計算機網路覆蓋了全美主要的大學和研究所，並成為互聯網中的主要組成部分。
NSFNET 逐漸被商用的互聯網主幹網替代，政府機構不再負責互聯網的運營。用戶接入互聯網需要通過 ISP（Internet Service Provider：互聯網服務提供商）。
IXP（Internet eXchange Point）互聯網交換點 的作用是允許兩個網路直接相連並交換分組，而不需要再通過第三個網路（如上圖中的主幹 ISP）來轉發分組。
所有的互聯網標准都是以 RFC 的形式在互聯網上發表的，但並非所有的 RFC 文檔都是互聯網標准。
制定互聯網的正式標准要經過以下三個階段
（1）互聯網草案
（2）建議標准
（3）互聯網標准
由所有連接在互聯網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的額，用來進行通信和資源共享。
由大量網路和連接這些網路的路由器組成。這部分視為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。
① 電路交換的起源
② 電路交換的特點
在使用信道時，信道兩端的兩個用戶始終佔用端到端的通信資源，線路上真正傳送數據的時間比例很小，傳輸效率很低。
③ 電路交換的步驟
建立連接 （佔用通信資源）→ 通話 （一直佔用通信資源）→ 釋放連接 （歸還通信資源）
電報通信採用基於存儲轉發原理的報文交換，整個報文被發送到相鄰結點，存儲下來，再轉發到下一個結點。
① 分組交換的特點
把一個完整的報文劃分為一個個分組，每個分組傳送到相鄰結點後，存在下來查找轉發表，在轉發到下一個結點。
② 分組交換的優缺點
優點：每個分組可以經過不同的路由，使得有更好的可靠性，也能充分利用網路性能。
缺點：分組控制信息有一定開銷，路由器存儲轉發時需要排隊導致產生時延，無法確保通信時端到端所需的寬頻。
① 廣域網 WAN（Wide Area Network） 廣域網的作用范圍通常為幾十到幾千公里，是互聯網的核心，其任務是通過長距離運送主機鎖發送的數據。連接廣域網各結點交換機的鏈路一般都是高速鏈路，具有較大的通信量。
② 城域網 MAN（Metropolotan Area Network） 城域網的作用范圍一般是一個城市，作用距離約為 5 ~ 50 km。可以為一個或幾個單位所用歐，也可以是一種公用設置，用來將多個區域網進行互聯。目前很多城域網採用的是乙太網技術。
③ 區域網 LAN（Local Area Network） 區域網一般用微型計算機或工作站通過高速通信鏈路相連（速率通常在 10 Mbit/s 以上），但地理上則局限在較小的范圍（如 1 km 左右）。在區域網發展的初期，一個學校或工廠往往只擁有有個區域網，但現在區域網已非常廣泛地使用，學校或企業大都擁有多個互連的區域網（這樣的網路常稱為 校園網 或 企業網 ）。
④ 個人區域網 PAN（Personal Area Network） 個人區域網就是在個人工作的地方把屬於個人使用的電子設備用無線技術連接起來的網路，因此也常稱為 無線個人區域網 WPAN（Wireless PAN） ，其范圍很小，大約在 10 m 左右。
① 公用網（pulic network） 電信公司出資建造的大型網路。
② 專用網（private network） 某個部門為滿足本單位的特殊業務工作的需要而建造的網路。這種網路不向本單位以外的人提供服務，例如，軍隊、鐵路、銀行、電力等系統均有本系統的專用網。
接入網（Access Network） ，又稱為本地接入網或居民接入網。
數據的傳輸速率，也稱為數據率或比特率，單位為 bit/s（比特每秒）（或 b/s，有時也寫為 bps，即 bit per second）。
1 kbit/s = 1 × 10³ bit/s，1 Mbit/s = 1 × 10^6 bit/s，1 Gbit/s = 1 × 10^9 bit/s，1 Tbit/s = 1 × 10^12 bit/s
吞吐量表示在單位時間內通過某個網路的實際的數據量，單位同速率帶寬。
時延是指數據從網路的一端傳送到另一端所需的時間，網路時延由幾個部分組成：
網路總時延 = 發送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延
[誤區] 光纖的傳播速率實際上比銅線要慢，但是光纖的帶寬卻比普通的雙絞線要快，這是因為光信號的抗干擾性強，並且可以通過波分復用的信道復用技術，達到一路光纖傳輸多路信號的效果。
時延帶寬積表示信道中可以容納多少比特。
在計算機網路中，往返時間 RTT（Round-Trip Time）是一個重要的性能指標，因為在許多情況下，互聯網上的信息不僅僅單方向傳輸而是雙向交互的。
使用衛星通信時，發送時延很短，主要消耗在來回傳播時延上，即往返時間相對較長。
利用率有信道利用率和網路利用率兩種。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）。完全空閑的信道的利用率為零。網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值。
D0 表示網路空閑時的時延，D 表示網路當前的時延，U 表示利用率，則
U = 1 - D0/D，變形一下，有
信道利用率不是越高越好，因為信道利用率增大時，網路時延也會增加，因為排隊時延增大。所以當 U 趨於 1 時，D 會趨於無限大，所以 信道或網路的利用率過高會產生非常大的時延 。
費用、質量、標准化、可靠性、可擴展性和可升級性、易於管理和維護。
① 語法，即數據與控制信息的結構或格式；
② 語義，即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應；
③ 同步，即時間實現順序的詳細說明。
① 各層獨立；
② 靈活性好；
③ 結構上可分割開；
④ 易於實現和維護；
⑤ 能促進標准化工作。
計算機網路的各層及其協議的集合就是網路的體系結構。
實體 ：表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。
協議 ：協議是水平的，控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
服務 ：服務是垂直的，下層通過介面向上層提供服務。
服務訪問點 ：SAP（Service Access Point），同一系統中相鄰兩層的實體進行交互的地方。
② 計算機網路——概論-網路邊緣·接入網·網路核心
計算機網路系列博文——目錄
接入網際網路的各種端系統
將端系統連接到其邊緣路由器的物理鏈路。
邊緣路由器 端系統到任何其他遠程端系統的路徑上的第一台路由器。
鋪設新線路成本高昂（鋪設成本慎虛高，線路本身的成本很低），故往往考慮復用已有線路網路，如電話網和有線電視網。
利用本地電話公司現有的本地電話基礎設施。
住戶通常從提供本地電話接入的本地電話配孝凱公司處獲得DSL接入。本地電話公司作為用戶的ISP。
藉助用戶側的DSL數據機，分頻器，本地電話公司側的數字用戶線接入復用器，將家庭電話線分作三個頻段：
利用有線電視公司現有的有線電視基礎設施。
住戶從有線電視公司獲得電纜網際網路接入。有線電視公司作為用戶ISP。
用戶側的電纜數據機，電視公司側的電纜調制解調端接系統將通信鏈路分為上行和下行兩個信道。下行信道速率通常更高。
特徵 共享廣播媒體。
混合光纖同軸 光纜連接有線電視公司和地區樞紐，同軸電纜連接地區樞紐和住戶。
光纖到戶 提供從本地中心局直接到家庭的光纖路徑。
使用傳統電話線，類似DSL，但傳輸速率更慢。
區域網接入技術。
用戶通過雙絞銅線與乙太網交換機相連，乙太網交換機（網路）與網際網路相連。
基於IEEE802.11技術的無線區域網接入。
3G,4G等無線技術，復用行動電話基礎設施，通過蜂窩網提供商運營的基站轉發分組。
網路核心是分組交換機（路由器）以及連接交換機的網路
端系統通過ISP接入網際網路。
ISP為用戶，內容提供者提供接入。培喚
ISP大致是分層級的，但沒有正式的，公認的標准。(在國內，行政命令規定了ISP的層級，如工信部規定，中國電信的ChinaNet骨幹網、CN2骨幹網與中國聯通的骨幹網，以及中國教育網在國內屬於第一級網路，之間互聯不收取費用。)
全球性的頂層ISP大致有 Level 3 通信，AT&T，Sprint,NTT等。
國內ISP情況可參考博文 https://www.cnblogs.com/onepixel/p/10238221.html
端系統與接入ISP相連。接入ISP間必須互聯。
以ISP為頂點，網際網路結構可視為圖。
圖的主體大致是森林。即ISP大致上是分層的。
可不嚴格地分為頂層ISP，區域ISP，接入網ISP等。
高層ISP為低層ISP提供服務，並依據流量收取費用。
頂層ISP間必須互聯以實現全球聯網。
網際網路不是嚴格的樹結構，有時沒有嚴格的層級，即存在橫邊。
存在點（Point of Presence,PoP） 供應商網路中數台路由器組成的群組，客戶ISP可以連接到提供商ISP的存在點。即存在點是高層ISP對底層ISP的連入介面。
多宿 底層ISP可選擇與多個高層ISP連接。
對等 大致同層次的ISP間可以對等，即將它們的網路直接連接，通常不結算流量費用，以減少經過高層ISP的流量。
網際網路交換點(Internet Exchange Point,IXP) 網際網路鏈路匯合點，多個ISP可在IXP處共同對等。
內容提供商網路 內容提供商在全球部署數據中心，通過專用線路連接，其主體獨立於公共網際網路，專用網路上僅承載內容提供商自身的流量。
內容提供商網路依據需要，與公共網際網路中各層級的ISP互聯。