Internet History, Technology and Security (Week 5-1)

Week 5

Technology: Internets and Packets

Welcome to Week 5! This week, we’ll be covering internets and packets. The Internet is designed based on a four-layer model. Each layer builds on the layers below it. The Link and Internetwork layers are the lowest layers of that model.

历史的篇章已经过去，本周开始终于讲解技术了！互联网基于4层网络模型，其中的Link层和Internetwork层位于最底层。（四层网络模型？和之前网络课所学的有点不大一样，之前是7层，也有理论模型的5层，4层模型究竟是什么？下面一一来解说）

Layer 1: Link

Introduction / The Link Layer

开头老师回顾了之前几周课程所讲的历史，尤其是几种网络的发展（可以自行回顾Week1、Week2）。从 store and forward network 到 packets network。

图1：共享网络

为了保持价格低以及地理上的连接尽可能的短，这就要求数据必须通过几个Router（路由）。
hops：可以理解为跳数。data在各个城市之间跳来跳去，每经过一个城市就增加一跳。
设计者为了使网络更加一致、和谐（tune），通常会增加或删除Link。
问题是data经过了哪些路由（Routers）是一个需要关心的问题（而且也不只这个问题），因此为了简化这种方案，使其变得更加简单，更加可管理，于是就提出了Layered Network Model。

图2：层次网络模型

如上图所示，分层的方法能够将一个网络划分成更多可管理的部分（大问题分成若干个小问题），其中著名的Model有TCP/IP模型---互联网协议套件（Internet Protocol Suite）。还有一种7层模型OSI模型（Open System Interconnection Model），老师对其评价是Not very popular。
这里主要讲TCP/IP模型的组成：Application Layer、Transport Layer(TCP)、Internetwork Layer（IP）、Link Layer Connections。

Lee和一些人制定了因特网的标准，如下图3：

图3：因特网标准

Physical and Internet Layers 就像大货车货运货物（data），然后把货物送到正确的地方。Transport Layer（传输层）负责检查货物。

图4：层次结构

每一个城市所使用的physical medium 都可能不一样，例如有Wire、Wireless、Fiber Optic等等。

图5：Link Layer（又名 Physical Layer）（链路层和物理层属同一层，和OSI不同）
以太网(Ethernet)是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。硬件制造商在制造带有以太网或者无线适配器的电子器件时，都会带有一系列的字符去标识这些硬件。那这一串字符称作物理地址。物理地址的作用：能够确认身份。电脑间在网路中传输消息，到最后肯定要递交到目的方，那这时物理地址就是可以识别目的方的身份。假若其他电脑掺杂进来，看看这个物理地址不是自己的，就会跑开。。。

图6：Link Layer

那很多信息在网络中传输，就像汽车在马路上行驶，马路宽度就那么宽，车辆不可能避免会碰撞，也许是车太多，也许是有些车故意不听话导致的。怎么做才能让车避免碰撞？制定可行的交通规则是必要的。所以在Ethernet中，使用CSMA/CD(Carrier Sense Media Access with Collision 载波监听多路访问及冲突检测）技术进行碰撞检测与避免。规则如下图7所示：

图7：CSMA/CD

接下来介绍一下以太网的发明人---Robert Melcalf。他在PARC工作，曾经建造了被认为是第一台电脑的Alto电脑。

Bob Metcalfe - The Ethernet Story

好吧，他的故事有点长，以后再补充。