因特网的组成

端系统（主机）：与因特网相连的计算机和其他设备称为端系统，端系统通过通信链路和分组交换机的网络连接到一起。

通信链路由不同的物理媒介组成。物理媒介包括同轴电缆、铜线、光纤、无线电频谱；链路的传输速率以比特/秒(bit/s，或bps)度量。

分组交换机常见的类型有路由器和链路层交换机，路由器常用于网络核心，链路交换机常用于接入网。

分组：发送端将数据分段，并为每段加上首部字节。

类比：分组--卡车，分组交换机--交叉口，通信链路--公路，端系统--建筑物

因特网服务供应商ISP：端系统通过ISP接入因特网，每个ISP自身就是一个由多台分组交换机和多段通信链路组成的网络。各ISP为端系统提供各种不同类型的网络接入，同时也为内容提供者提供因特网接入服务；因特网把各处的端系统互联，所以为端系统提供接入服务的ISP也必须互联。ISP是因特网的硬件。

因特网标准：由因特网工程任务组（IETF）研发，IETF的标准文档称为请求评论（RFC），RFC定义了TCP、IP、HTTP等协议。

协议：定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序，以报文的发送/接收或其他事件所采取的操作。

网络边缘

主机（端系统）

接入网

将端系统物理连接到边缘路由器的网络

相对骨干网络，接入网往往是传输速度的瓶颈

家庭接入网

数字用户线（DSL）
- 使用DSL时用户的本地电话公司也是它的因特网服务供应商(ISP)
- 每个用户的DSL调制解调器使用现有的电话线与位于电话公司的本地中心局中的数字用户线接入复用器（DSLAM）交换数据
- 用户一侧：使用一个分频器把到达家庭的数据信号和电话信号分隔开来，并将数据信号转发给DSL调制解调器
- 本地中心局中：DSLAM把数据和电话信号分隔开
- 不对称接入，上行和下行速率不同

电缆因特网接入--混合光纤同轴（HFC）系统
- 因为该系统既应用了光纤也应用了同轴电缆，所以被称为混合光纤同轴系统
- 利用有线电视公司现有的有线电视基础设施
- 使用电缆调制解调器、电缆调制解调器端接系统（CMTS）
- 不对称接入
光纤到户（FTTH）
- 有源光纤网络（AON），本质上是交换以太网
- 无源光纤网络（PON）
  - 每个家庭有一个光纤网络端接器（ONT）
  - ONT由专门的光纤连接到邻近的分配器，该分配器把一些家庭连接到一根共享光纤，该光纤再连接到本地电话和公司的中心局中的ONT，该ONT提供光电信号的转换，经过本地电话公司路由器与因特网相连

5G
- 采用波束成形级数，数据以无线方式从供应商的基站发送到家中的调制解调器，由一个无线路由器与该调制解调器相连

企业接入

以太网：使用双绞铜线与一台以太网交换机相连
WiFi：基于IEEE 802.11技术的无线LAN接入

物理媒介

分类：

导引型媒介：光缆、双绞铜线、同轴电缆

双绞铜线：最便宜且最常用的导引型传输媒介，无屏蔽双绞线（UTP）常用在建筑物内的计算机网络中，即局域网中
同轴电缆：被用作共享媒介
光纤：长途导引型传输媒介，特别是跨海链路

非导引型媒介：在无线局域网、数字卫星频道中传播

各网络接入技术使用的物理媒介：

HFC：光缆和同轴电缆

DSL、以太网：双绞铜线

移动接入网：无线电频谱

网络核心

即由互联因特网端系统的 分组交换机和链路构成的 网状网络

分组交换

分组：将长报文划分成较小的数据块，固定长度的数据段。每个分组都通过通信链路和分组交换机传送
存储转发传输：仅当路由器已经接收完该分组的所有比特后，它才能开始向出链路传输该分组
排队时延和分组丢失
转发表和路由选择协议：在分组的首部包含目的地的IP地址；每台路由器有一个转发表，用于将目的地址映射为输出链路，路由选择协议用于自动设置这些转发表
资源不预留，不预先确定分组的传输路径

时延的计算

如果忽略传播时延：总时延\(=(n+m-1)\ *\) 1个分组的传输时延

电路交换

在端系统间通信会话期间预留了端系统间沿路径通信所需要的资源
频分复用（FDM）、时分复用（TDM）
- FDM：在电话网络中频段的宽度通常为4kHz，频段的宽度称为带宽。
- TDM：其时域被分割成帧，在每个帧中有4个时隙，一条电路的传输速率等于帧速率乘以一个时隙中的比特数量。eg：如果链路每秒传输8000个帧，每个时隙由8个比特组成，则每条电路的传输速率是64kbps。
例：从主机A到主机B发送一个640 000bit的文件需要多长时间？假如在该网络中所有链路使用具有24时隙的TDM，比特速率为1.536Mbps。同时假定在主机A开始传输文件之前，需要500ms创建一条端到端的电路，它需要多久发送文件？

每条链路的传输速率：1.536Mbps / 24 = 64kbps

文件传输时间：640kb / 64kbps = 10s

总时间：10s + 0.5s = 10.5s

注意：该传输时间与链路数量无关：端到端电路不管是通过1条链路还是100条链路，传输时间都是10s