CS 168 · LECTURE 01 · 2026-08-27 · 互联网地基
先别把互联网想成一堆协议名：它是一组彼此独立管理的网络，在极少共同约束下仍能把数据包送到全球任意端点。
版本快照：Fall 2026 官方课表与在线教材，核对日期 2026-09-02；官网仍标注 under construction，日期与政策可能变化。
为什么一个没有中央总控、链路与主机随时可能失败的系统，仍能持续演化并保持互通？
在浏览器访问一个 URL，至少会涉及应用进程、socket、操作系统网络栈、网卡、链路、交换机、路由器与远端服务。真正贯穿它们的不是“Internet”这个抽象名词，而是一串逐跳搬运、逐层解释的消息。
端到端路径上的设备看到的信息不同：链路设备关心下一跳，路由器关心 IP 前缀，TCP 端点关心字节流状态，HTTP 端点才理解方法与资源。把这些对象分开，是整门课最重要的第一步。
协议（protocol）规定同层实体怎样通信；服务（service）描述下一层向上一层提供什么能力；接口（interface）是本机跨层调用的边界。TCP 协议在两台主机间交换 segment，而 socket API 是应用调用本机 TCP 的接口，两者不能混为一谈。
协议正确性来自双方共享状态机。例如发送方把序号为 100 的字节发出，接收方用 ACK 150 表示“150 以前都已连续收到”。如果双方对 ACK 含义不一致，链路再快也无法得到可靠字节流。
IP 不承诺可靠、按序或固定延迟，看似很弱，却因此能运行在以太网、无线、光纤和蜂窝等不同底层之上。新应用也不需要先修改全球路由器。核心的简单性降低了部署耦合，复杂可靠性由需要它的端点实现。
“弱网络 + 强端点”不是说网络什么都不做。路由器仍要维护转发表、执行队列与调度、限制 TTL，并在必要时产生 ICMP。关键是把必须由网络共同完成的机制与只应由端点完成的语义分开。
延迟回答一个对象多久到达，吞吐回答单位时间能完成多少工作，丢包率描述不成功传递的比例，利用率描述资源有多忙。带宽高不等于延迟低：100 Gbit/s 链路发送一个小包很快，但跨洋传播仍受距离限制。
后续每个机制都要回到这四类量：缓存减少等待，拥塞控制限制注入速率，CDN 缩短传播距离，多路径提升可用容量。先说明优化目标，才能讨论设计是否“更好”。
画出“手机浏览器 → 校园 Wi‑Fi → ISP → CDN”路径，为每个节点写下它必须理解的最高层协议；再说明哪个故障能由重试掩盖，哪个必须换路。
检查：下列哪项最准确地区分协议与接口？
主机发送首个数据包前只持有目标名字
主机发送首个数据包前只持有目标名字；DNS 返回地址后，socket/route/neighbor state 依次补齐，最后才有可发帧。
检查：判断一个实现分支是否必要，最有力的问题是什么？
为什么 Internet architecture 允许局部实现不同，只要求协议接口一致？
答案必须出现 packet/message、local state/table、触发 event、after state 与 output；只给定义不算完成。
正文是 CourseStack 的中文解释与重新绘制的教学例子；官方页面负责课程原始定义，历史仓库只提供你的实现证据。