Internet History, Technology and Security (Week 5-2)

Week 5 （续）

Layer 2: Internet Protocol

The InterNetwork (IP)

老师强调了一下不用去记住他介绍的人所说的每句话，而是记住要点，了解老师所做的PPT的内容，所以贴图介绍5-1最后的Ethernet的发明人Robert的基本介绍：

老师说只是想让我们知道smart people做cool的事，并不需要我们明白一切事= =（心情放松了一些）。接下类讲Link Layer。

想象一下，大约又20000~50000名工程师花了将近20年时间来指出如何做这项工作。他们只针对Link Layer，而忽略其他层的问题，这种思考方式值得称赞。

You focus like crazy on the stuff that you're focusing on.

接下来介绍Internet Protocol Layer

现在只需要思考，如果你有一个带有地址的卡片，我可以到达目的地吗？我将如何转发？（无需考虑Link Layer），在IP层

目标是：将数据从你的电脑传送到别人的电脑；
每个路由器都知道附近路由的信息；
IP的好处之一就是可以丢弃错误的信息。

关于IP地址的介绍：
IP地址是全球性质的number，与所连接的服务器、工作者有关，也就是说会改变。
每个直接向Internet发送包的系统都拥有一个独一无二的IP地址。也就是说你电脑连接网络上网，那么上面的管理机构就会给你的电脑分配一个唯一的ID来标识你的身份。
IP地址是基于station所连接的地方。意思是说我在福州读书，那我的地址就是福州市，如果我在北京工作，那我的地址就变成了北京市。
IP地址的设定不是被某家机构所控制的，地址是被分配的。
IP地址就像一串电话号码，发明出来之后很长一段时间才得到承认。

下面介绍IP地址的格式（format）：

• 四串带有小句点的数字，每串数字可以是1~255（32 bits） 比如说114.114.114.114。
• IP地址像电话号码一样带有“area code”。
• 有网络前缀。例如视频里所列举的141.211.144.188的前缀是141.211，网路中的包都会发送到141.211..这个区域中。
  

While in the network, all thst matters is the Network number.

• 当数据穿越互联网时，最重要的是"网络号码"。
  (p6)
  路由表：记录包将发往那里的列表，基于目的网络地址；相邻链路上的带宽；相邻链路上的流量；相邻节点状态等。
  路由表是通过访问与其相邻的路由表来交换信息的。
  

DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol,即动态主机配置协议。
DHCP功能：

• 保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用。
• DHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址。
• DHCP应当可以同用其他方法获得IP地址的主机共存（如手工配置IP地址的主机）。
• DHCP服务器应当向现有的BOOTP客户端提供服务。
  

假若你在不同的场景使用电脑，比如我在宿舍、在福州西湖公园、在鼓浪屿等不同地方上网，为什么我们可以连接上网络可是我们的IP地址却没有出现错误呢？
我们电脑的自身在出厂时就分配好了物理地址，而IP地址的分配时动态的，当在不同的地方连接上网，就会被分配不同的IP地址以用于标明该电脑的身份。

Non-Routable Addresses：无路由地址？
NAT（Network Address Translation，网络地址转换）：通俗一点解释，比如我宿舍一口4个人的电脑都连上网，锐捷给我们分配了本地地址分别是1，2，3，4，但只给我们分配了一个IP地址，现在我们电脑要和学校外的电脑沟通，此时我们宿舍的每台电脑对于外界来说都是同一台电脑（因为IP地址时身份的唯一标识）。这就是NAT的作用。

所以，你看得懂下面这幅画吗？（A humor）

包在网络中传输，经过很多的Routers，那么我们就想看看在这里面究竟发生了什么？！
早期他们（应该指的是设计者）加入了一个feature来帮助诊断网络问题，至今我们仍然在使用。若安装Traceroute（跟踪路由程序）就可以发现一些problem。
对于router来说，用于传送packets，当然每次选择传送都是最好的决定，那么这里就有一个隐含的问题：陷入循环，如下图：

那我们该如何解决这个问题？

Each IP packets has a field called "Time to Live"--TTL

每经过一个router，那么TTL就减1，当这样一直做下去还是没有到达目的地（即TTL为0），我们就认为这个packet走的路太多了，要被淘汰。

Sets to zero,throws it away.Then sends a note back Then Traceroute sends a packet of two across.

作者做了一个试验，there are 14 hops,第一个hop在老师的校园，然后老师就在一直算算算...from Michigan to Stanford 少于a tenth of a second.

每次用tracerouter跑跑所列的结果还不一样（想想这是为什么