因特网5层网络模型
电路交换
电路交换是不同于分组交换的一种交换方式。
电路交换在计算机网络中主要采用一下两种方式，频分复用（FDM）和时分复用（TDM）
- 频分复用
频分复用就是这个网络传输的总带宽为
B，如果主机A与主机B之间存在N条链路，如果为每条链路分配同样的资源，那么每条链路就会占用B/N宽的频带来传输分组如下图所示,整个网络带宽为20，总共有5条链路，每条链路占用4
- 时分复用
时分复用就是将整个网络的传输资源为1帧，每一帧又划分为多个时隙，每个链路占据一定的时隙用来传输分组。
如下图所示，一帧被分为4个时隙，分别被4条链路占据。
电路交换和分组交换的比较
电路交换和分组交换比起来，它会预先为每条链路预留资源，不管这条链路是否被使用，这些资源都会被使用，这样当一些链路不工作时，就会造成资源的浪费。但比起分组交换，他的传输延迟会较小，因为电路交换存在确定的链路，它不需要在路由器里等待存储。同时电路交换不会因为一条链路上需要传输的资源过多，导致其他链路也被拥塞
但在分组交换中，因为不会出现所有的链路都在活跃的情况，因此分组交换在大多数情况下，能表现出比电路交换更好性能。
电路交换就是一种固定分配资源的交换方式，而分组交换是一种按需分配资源的交换方式。从目前来看，分组交换是一种更普遍的方式
网络的结构
目前的因特网的网络结构包括如下组成
- 接入ISP
接入ISP就是端系统或者主机，位于网络结构的底层
- 区域ISP
位于网络结构中间层的ISP提供者
- 第一级ISP
全球传输的ISP
- 多宿
一个ISP可以有多个ISP提供者，保证在一个ISP提供者出错时，网络能正常运行
- 对等
位于同一层次的临近ISP可以直接相连，他们彼此可以相互传输流量而不必付费(ISP客户向ISP提供者传输流量时需要付费)
- IXP
IXP是一个交汇点，使不同层次的ISP对等
- 内容提供者
内容提供者位于最顶层，它相当于一个大型的服务器用来提供服务，他与第一级的ISP相连，并且传输时会付费，但它通过IXP相连的下级ISP就不必付费
下图是一个网络结构
时延和吞吐量
端到端的时延包括以下几类
- 处理时延
在路由器节点的检查分组首部以及决定分组导向何处的时延
- 传输时延
节点将分组全部传输到链路的时间，如果分组长度为
L,链路传输速率为R，则传输时延为L/R。 - 传播时延
分组从链路起点到链路终点的传播时间，如果链路长度为
d,链路传播速率为v，则传播时延为d/v - 排队时延
分组因为拥塞原因，在路由器节点里面等待传输而造成的时延
传输时延和传播时延的比较
传输时延相当于是节点把分组运送到链路的时间，传播时延是分组在链路上传输的时间，传输时延与分组长度和传输速率相关，而传播时延与链路长度和传输介质相关。
流量强度
a表示分到达队列的平均速率，则La/R为流量强度,如果La/R大于1，表明分组的到达速率大于分组的转发速率，这样会导致排队队列无线加长，La/R<1这时的排队队列就会缩短。当流量强度在长时间内大于1时，排队队列超出路由器的缓存队列时就会导致丢包。
吞吐量
两个端系统之间的吞吐量取决于他们之间链路的最小传输速率。
5层网络模型
5层网络模型包括以下5层
- 应用层
应用层主要端系统上的应用服务程序，这一层主要使用的协议为HTTP(web文档)、SMTP(邮件)、FTP(文件传输)，这一层传输的分组被称为报文
- 运输层
运输层获取应用层报文，并加上运输层首部，形成这一层的分组，被称为报文段，这一层的协议只要有TCP和UDP
- 网络层
网络层把从运输层的报文段，加上网络层首部，形成这一层的分组，被称为数据报，这一层的协议只要有IP协议
- 链路层
网络层把从链路层的数据报，加上链路层首部，形成这一层的分组，被称为帧，这一层的协议只要有DOCSIS协议。
- 物理层
物理层的作用是把帧的一个个bit传输到下一个节点，该层的协议与传输所用的媒介有关。