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網際網路的組成——邊緣部分+核心部分 (網際網路封包交換方式:分組轉發技術)網際網路的組成:邊緣部分+核心部分

首先,複習的第一本書是《計算機網絡》,作為計算機專業的學生,計算機網絡是必須學好的一門功課。

網際網路的組成:邊緣部分+核心部分

從網際網路的工作方式上看,可以劃分為兩大塊:

(1) 邊緣部分: 由所有連接配接在網際網路上的主機組成。這部分是使用者直接使用的,用來進行通信(傳送資料、音頻或視訊)和資源共享。

(2) 核心部分:由大量網絡和連接配接這些網絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的(提供連通性和交換)。

1.網際網路的邊緣部分詳解:

處在網際網路邊緣的部分就是連接配接在網際網路上的所有的主機。這些主機又稱為端系統 (end system)。

端系統在功能上可能有很大的差别 小的端系統可以是一台普通個人電腦,具有上網功能的智能手機,甚至是一個很小的網絡攝像頭。 大的端系統則可以是一台非常昂貴的大型計算機。 端系統的擁有者可以是個人,也可以是機關(如學校、企業、政府機關等),當然也可以是某個 ISP。

端系統之間通信的含義:“主機 A 和主機 B 進行通信”實際上是指:“運作在主機 A 上的某個程式和運作在主機 B 上的另一個程式進行通信”。即“主機 A 的某個程序和主機 B 上的另一個程序進行通信”。 簡稱為“計算機之間通信”。

端系統之間的通信方式通常可劃分為兩大類:

1、客戶伺服器方式(C/S 方式)     即Client/Server方式,簡稱為 C/S 方式。

2、對等方式(P2P 方式)    即 Peer-to-Peer方式 ,簡稱為 P2P 方式。

端系統之間的兩種通信方式:

1.  客戶伺服器方式(C/S 方式):客戶 (client) 和伺服器 (server) 都是指通信中所涉及的兩個應用程序。 客戶—伺服器方式所描述的是程序之間服務和被服務的關系。 客戶是服務的請求方,伺服器是服務的提供方。

特點:被使用者調用後運作,在打算通信時主動向遠地伺服器發起通信(請求服務)。是以,客戶程式必須知道伺服器程式的位址。 不需要特殊的硬體和很複雜的作業系統。

2. 對等連接配接方式(P2P 方式):對等連接配接 (peer-to-peer,簡寫為 P2P) 是指兩個主機在通信時并不區分哪一個是服務請求方還是服務提供方。 隻要兩個主機都運作了對等連接配接軟體 (P2P 軟體) ,它們就可以進行平等的、對等連接配接通信。 雙方都可以下載下傳對方已經存儲在硬碟中的共享文檔。

特點:對等連接配接 (peer-to-peer,簡寫為 P2P) 是指兩個主機在通信時并不區分哪一個是服務請求方還是服務提供方。 隻要兩個主機都運作了對等連接配接軟體 (P2P 軟體) ,它們就可以進行平等的、對等連接配接通信。 雙方都可以下載下傳對方已經存儲在硬碟中的共享文檔。對等連接配接工作方式可支援大量對等使用者(如上百萬個)同時工作。

2.網際網路的核心部分詳解:

網絡核心部分是網際網路中最複雜的部分。 網絡中的核心部分要向網絡邊緣中的大量主機提供連通性,使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信(即傳送或接收各種形式的資料)。 在網絡核心部分起特殊作用的是路由器 (router)。路由器是實作分組交換 (packet switching) 的關鍵構件,其任務是轉發收到的分組,這是網絡核心部分最重要的功能。

三種交換方式:電路交換、 封包交換、分組交換

1.電路交換:電路交換必定是面向連接配接的。

電路交換分為三個階段: 建立連接配接:建立一條專用的實體通路,以保證雙方通話時所需的通信資源在通信時不會被其他使用者占用; 通信:主叫和被叫雙方就能互相通電話; 釋放連接配接:釋放剛才使用的這條專用的實體通路(釋放剛才占用的所有通信資源)。

電路交換缺點:①計算機資料具有突發性。② 導緻在傳送計算機資料時,通信線路的使用率很低(用來傳送資料的時間往往不到10%甚至1% )。

2.在20世紀40 年代,電報通信的方式采用 基于存儲的封包交換方式。

封包交換不要求在兩個通信結點之間建立專用通路。結點把要發送的資訊組織成一個資料包——封包,該封包中含有目标結點的位址,完整的封包在網絡中一站一站地向前傳送。

每一個結點接收整個封包,檢查目标結點位址,然後根據網絡中的交通情況在适當的時候轉發到下一個結點。經過多次的存儲——轉發,最後到達目标,因而這樣的網絡叫存儲——轉發網絡。其中的交換結點要有足夠大的存儲空間(一般是磁盤),用以緩沖收到的長封包。

交換結點對各個方向上收到的封包排隊,對照下一個轉結點,然後再轉發出去,這些都帶來了排隊等待延遲。封包交換的優點是不建立專用鍊路,但是線路使用率較高,這是由通信中的等待時延換來的。

電子郵件系統(E-mail)适合采用封包交換方式。

3.分組交換:分組交換則采用存儲轉發技術。 在發送端,先把較長的封包劃分成較短的、固定長度的資料段。

網際網路的組成——邊緣部分+核心部分 (網際網路封包交換方式:分組轉發技術)網際網路的組成:邊緣部分+核心部分

每一個資料段前面添加上首部構成分組(packet)。

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分組交換網以“分組”作為資料傳輸單元。 依次把各分組發送到接收端(假定接收端在左邊)。

分組首部的重要性:每一個分組的首部都含有位址(諸如目的位址和源位址)等控制資訊。 分組交換網中的結點交換機根據收到的分組首部中的位址資訊,把分組轉發到下一個結點交換機。 每個分組在網際網路中獨立地選擇傳輸路徑。 用這樣的存儲轉發方式,最後分組就能到達最終目的地。

分組交換的接收端收到分組後剝去首部還原成封包。最後,在接收端把收到的資料恢複成為原來的封包。

分組交換的優點:

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分組交換帶來的問題(缺點):

①分組在各結點存儲轉發時需要排隊,這就會造成一定的時延。 ②分組必須攜帶的首部(裡面有必不可少的控制資訊)也造成了一定的開銷。

三種交換的比較:

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若要連續傳送大量的資料,且其傳送時間遠大于連接配接建立時間,則電路交換的傳輸速率較快。

封包交換和分組交換不需要預先配置設定傳輸帶寬,在傳送突發資料時可提高整個網絡的信道使用率。

由于一個分組的長度往往遠小于整個封包的長度,是以分組交換比封包交換的時延小,同時也具有更好的靈活性。

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