計算機網絡-review-1.0

Computer Network review

1. Introduction

Architecture: // protocol stack

• Application -> run in hosts(end systems), HTTP, 位于應用層的資訊分組：message，
• Transport -> TCP, UDP， 傳輸應用層封包， 運輸層分組：segment，
• Network -> datagram 資料報
• Link -> switch/router/， frame 幀,
• Physical-> bit

Difference between router and switch:

1. router can control network layer, switch only in last two
2. router support more users use one account， switch seperately
3. router route by IP, switch by MAC

protocol:

• TCP/IP: TCP 傳輸控制協定， IP 定義發送接收分組格式

Send packets of data:

• packets: L bits
• trans rate: R
• trans delay = L/R

1. circuit switching
   • 預留資源（緩存，帶寬）電話網絡
   • FDM： 頻分複用，每人一個頻率範圍 調頻無線電台
   • TDM： 時分複用，每人固定寬度的幀數
2. packet switching
   • 不預留資源
   • 存儲轉發傳輸： store-and-forward transmission N 條速率都為R的鍊路組成的path： NL/R ？？router 緩存大小

對等ISP之間無結算， 下層要向上級ISP繳費。

IXP： Internet exchange Point, 全球共300餘， 多個ISP在這裡對等

Content Provider network: 内容提供商網絡，Google，通過與底層ISP直接連接配接或IXP， 可繞過部分頂級ISP， 減少了費用，也對其服務最終如何傳遞給端使用者有了更多的控制。

Delay：

• nodal processing delay: 節點處理時延 糾錯、檢查首部和導向何處
• queuing delay： router中的排隊時延， 在輸出緩存中，等待其他分組輸出完成
• transmission delay: 傳輸延時 将全部分組推出的時間 L/R
• propagation delay: 傳播時延 從起點到終點的實體距離d/s
• total nodal delay = sum of above

Physical media:

• guided media: 導向性媒體 光纖等
• unguided media: 非導向性媒體 ratio

ISP: Internet service provider

Protocols : define format, order of msgs send and received, actions taken

End system : host

Forwarding table: 用于将目的位址映射成為輸對外連結路

2. Application Layer

Sockets:

• 像一扇門，在application 和 transport之間

• 

URL： host name / path name

Non-Persistent HTTP: 下載下傳多個對象要多個連接配接· 2RTTs initial and trans

計算擁有cache的延時：

Conditional GET: 用來更新緩存

SMTP:

1. TCP port:25 persistent connections
2. 7-bit ASCII
3. uses CRLF.CRLF to determine end of message
4. root name sever 根域名伺服器：全球13個
5. top-level domain (TLD) servers： responsible for com, org, net, edu, aero, jobs, museums, and all top-level country domains, e.g.: uk, fr, ca, jp
6. authoritative DNS servers: 組織的伺服器
7. Local DNS name server：嚴格來說不屬于DNS等級中，通常為ISP的dns緩存，例如學校裡的DHS， default DNS

DNS查詢方式：

1. iterated query: contact server, if server do not know , return another server’s address (always its upper server).
2. recursive query: contact server, if server do not know, it will ask another server. recusively.

DNS 記錄：

1. RR format： (name, value, type, ttl )

   type	name	value
   A	hostname	IP address
   NS	domain	hostname of authoritative name server for this domain
   CNAME	别名 shifen	标準名稱
   MX	mail server

2. DNS query and reply messages’ format

   2 b y t e s = = 16 b i t s 2 bytes == 16 bits 2bytes==16bits

   16 bit binary = 4 hex

前12位 – 2位ID， 2位flag， 2位question的數量，2位answer的數量， 2位authority的數量， 2位additional的數量

之後是question

之後依次是各個回答

在回答中 前六位是name 類型 class 然後 四位是TTL 然後 兩位是data length

client server 模式 傳輸檔案

D C − S > = m a x ( N F / u s , F / d m i n ) D_{C-S} >= max(NF/u_s,F/d_{min}) DC−S​>=max(NF/us​,F/dmin​)

P2P模式

1. D P 2 P > = m a x F / u s , F / d m i n , N F / ( u s + ∑ u i ) D_{P2P} >= max{F/u_s, F/d_{min}, NF/(u_s + \sum u_i)} DP2P​>=maxF/us​,F/dmin​,NF/(us​+∑ui​)
2. tracker: 負責追蹤每人有哪些包
3. torrent：tracker + 下載下傳包索引
4. tit for tat： 每隔10秒檢測傳輸給自己的速度， 選前四為unchoked， 給他們提供優先權，發包給他們。每30秒随機選擇一位發包，有可能自己成為那一位的上行者（前四）。（一共給5個對等方發包）以上會出現互為對等方的情況出現，即雙方傳輸速率近似，情況比對度較高。這種激勵機制叫一報還一報

**content distribution networks ** ： CDN

1. To solve the problem: how to stream content (selected from millions of videos) to hundreds of thousands of simultaneous users.
   • store/serve multiple copies of videos at multiple geographically distributed sites
2. 視訊網站 // 流媒體
   • Streaming multimedia:
     • DASH: Dynamic, Adaptive Streaming over HTTP 自适應流媒體： 伺服器提前存好不同碼率 不同分辨率的視訊，使用者根據自身情況自主選擇
3. OTT: over the top

in-band and out-band:

1. 帶外網管是指通過專門的網管通道實作對網絡的管理，将網管資料與業務資料分開，為網管資料建立獨立通道。在這個通道中，隻傳輸管理資料、統計資訊、計費資訊等，網管資料與業務資料分離，可以提高網管的效率與可靠性，也有利于提高網管資料的安全性。
2. 帶内管理使得網絡中的網管資料和業務資料在相同的鍊路中傳輸，當管理資料（包括SNMP，Netflow，Radius，計費等）較多時，将會影響到整個網絡的性能；管理資料的流量較少，對整個網絡的性能影響不明顯，可采用帶内管理。

UDP:

1. 不建立連接配接 不握手
2. 可能會丢失
3. socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM), 前者是位址簇且指代IPv4， 後者是類型指代UDP

4. 

5. 

TCP：

1. 三次握手， 在運輸層。
2. socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM), 前者是位址簇且指代IPv4， 後者是類型指代UDP
3. 比UDP多一行， clientSocket.connect， 在發資訊之前

4. 

5. 

6. TCP server中， 首先定義的是歡迎套接字，連接配接建立時會建立一個新的套接字用來傳輸 一對一。

RTT ： time for a packet to travel from client to server.

TTL: time to deadline

3.Transport Layer

傳輸層的服務和協定為不同的主機的不同程序提供了 Logical Communication, 發送端協定将message分解成segment，接收端協定将其還原成message。

運輸層高于網絡層， 網絡層提供不同host之間的通信， 而運輸層是提供程序之間的通信

multiplexing: 多路複用

• 從不同套接字收集資料塊封裝頭部便于以後多路分解

demultiplexing: 多路分解

• 運輸層，标記出接受套接字并傳遞

套接字尤唯一的辨別符，每個segment都有字段指到對應的套接字

UDP CHECK SUM:

1. 将封包段化為二進制， 16個為一組即兩個byte// 所有的16位比特字
2. 将各組相加，溢出回卷加到最後
3. 加成和取反為checksum值
4. 接收方隻需要驗證所有組加上checksum為 1111111111111111即可

rdt： Reliable Data Transfer

FSM： 有限狀态機

1-2-3 supplement

1. Http 不是一個push protocol
2. Internet telephone 和 Video Streaming 的傳輸協定是UDP
3. protocol defines message and action
4. localDNS是最低端的DNS server