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Chapter 11.A Network (Additional Content)

1. What is the Internet? What is a protocol?

Q1. What's included in a society?

  • People, entities -> internet components
  • Services -> internet services
  • Laws and rules -> protocols, standards

1.1 The Internet: a "nuts and bolts" view

Billions of connected computing devices:

  • hosts (主机) = end systems
  • running network apps at Internet's "edge"

Packet switches (数据包交换机): forward packets (chunks of data)
- routers (路由器), switches (交换机)

Communication links

  • fiber, copper, radio, satellite
  • transmission rate: bandwidth (带宽)

Networks

  • collection of devices, routers, links: managed by an organization

Internet: "network of networks"

  • Interconnected ISPs

Protocols are everywhere

  • control sending, receiving of messages
  • e.g., HTTP(Web), streaming video, Skype(网络通话), TCP, IP, WiFi, 4/5G, Ethernet

Internet standards

  • RFC: Request for Comments
  • IETF: Internet Engineering Task Force

1.2 The Internet: a "services" view

1.3 Protocol

Protocols define the format, order of messages sent and received among network entities, and actions taken on message transmission, receipt.

2. Network edge: hosts, access network, physical media

2.1 A closer look at Internet structure

1. 网络边缘 (Network edge)

  • 定义： 数据的起点和终点，是连接到互联网末端的设备。

  • 组成： 包括 主机 (hosts)，即 客户端 (clients)（如您的笔记本电脑、手机）和 服务器 (servers)（通常在数据中心）。

  • 作用： 产生或接收数据。

2. 接入网络和物理媒体 (Access networks, physical media)

  • 定义： 允许网络边缘设备（主机）连接到互联网核心的物理链路。

  • 组成： 包括有线 (wired) 和无线 (wireless) 通信链路。

  • 作用： 将边缘设备连接到它们最近的路由器，是数据进入互联网的第一步。

3. 网络核心 (Network core)

  • 定义： 互联网的骨干网络，负责在不同网络之间转发数据。

  • 组成： 由互连的路由器 (interconnected routers) 构成，通常被称为一个网络的网络 (network of networks)。

  • 作用： 接收来自接入网络的数据，并通过路由器的路径，将数据包从源头转发到目的地。核心网络主要由不同层级的 ISP (Internet Service Provider) 构成（如图中的 Local/Regional ISP 和 National/Global ISP）。

3. Protocol layers


编号 TCP/IP 五层名称 (中文) 对应 OSI 层级 主要协议及功能
5 应用层 5, 6, 7 包含 OSI 的会话、表示、应用层功能 (HTTP, DNS, SMTP)。
4 传输层 4 提供端到端的通信和连接管理 (TCP, UDP)。
3 网络层 3 负责数据包的路由和逻辑寻址 (IP)。
2 链路层 2 负责帧的传输和物理寻址 (Ethernet, Wi-Fi, PPP)。
1 物理层 1 负责比特流的物理传输。