computer network introduction

some basic word about computer network

host(主机)=end system servers(服务器) Routers(路由器) Switches(交换机) Protocols(协议) ISP(Internet Service Provider)

protocols

Application :IMAP,SMTP,HTTP Transport:TCP,UDP Network:IP Link Physical

Internet structure:

Network edge:runs network applications网络边缘

client/server model(web browser/server; email)
peer-peer model(BitTorrent)

Access networks, physical media接入网将设备连接到第一个routers

Network core网络核心

Packets

将要传输的文件分为一个个更小的单位packets，他的长度为L，将这个packet传送到access network所需的transmission rate R（又叫link capacity，bandwidth带宽）那没传输延迟就是 $packet \: transmission\: delay=\frac{L(bits)}{R(bits/sec)}$

Access net

cable network用电缆传输数据 digital subscriber line(DSL)用电话线来传

The network core

Packet switching

store and forward(packet是按照bit来进行传输，一个路由器必须接受完一个packet之后才可以将这个packet传输出去)
packet is transmitted at full link capacity
not reserved packet switching衍生出的两个问题，如果一个packet传入到一个路由器的速度大于他传输出去的速度，那必然会在output buffer中引起排队(queuing delay)，如果排队的数据过多，他会超出output buffer的容量，产生丢包(packet loss)

forwarding and routing 每个路由器中间都有一个转发表(forwarding table)当数据从输入端口时，路由器根据数据包的表头之类的信息将packet输出到路由器合适的端口

路由(routing)他是全局的作用，寻找一个从source到destination中最合适（最快maybe）的路径（路由器线路）然后将这些信息写入转发表中，然后路由器根据转发表将数据传输出去

Circuit switching 每两个设备之间拉一根线，那么对于每一个设备他就要有n根线保障线路不被占用但非常浪费

ISP

ISP

Performance Metric(性能指标)

delay(时延)
- nodal 就是packet经过一个路由器到下一个路由器的总时间 $d_{nodal}=d_{proc}+d_{queue}+d_{trans}+d_{prop}$ 总时延=处理时延（路由器检查packet报文头，确定转发路径）+排队时延+传输时延($\frac{L}{R}$)+传播时延（就是数据从路由器到另一个路由器之间物理链路的时延）
- end to end 就是从source到destination的总时间 $\sum_{i=1}^{N} (nodal:delay:of:nodal:i)$
queueing delay:

traffic intensity =$\frac{L\lambda}{R}$ L是每个packet有多少bits $\lambda$是平均每秒有多少packets到达这个路由器 R是transmissions rate

如果traffic intensity趋近于0意味着他的queueing delay非常的小如果接近与1意味着他的queueing delay趋于无穷如果大于1那么意味着他的时延是无穷
packet loss(丢包)
Throughput(吞吐量) 比特传输的速度
- instantaneous瞬时
- average（整个链路中最小的transmission rate R）