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計算機網絡--網際網路的組成

網際網路根據工作方式可以分為邊緣部分和核心部分

一. 網際網路的邊緣部分

處在網際網路邊緣部分的是連接配接在網際網路上的所有主機。這些主機又稱為端系統(end system)。

“主機A和主機B通信”指的是運作在主機A上的某個程式和運作在主機B上的某個應用程式進行通信,"程序“就是運作着的程式,是以,就是指運作在主機A上的某個程序和運作在主機B上的某個程序進行通信。這種比較嚴密的說法可以稱作是”計算機之間通信“。

在網絡邊緣的端系統之間通信方式通常分為兩類:客戶-伺服器方式(C/S 方式)和對等方式(P2P方式)。

1. 用戶端-伺服器方式

這種方式在網際網路上是最常用的,也是傳統的方式。我們在網上發送郵件或者查找資料時都是這種通信方式。

客戶(client)和伺服器(sever)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。用戶端是服務請求方,伺服器是服務提供方。

在實際應用中,用戶端和服務端程式通常有以下特點:

客戶程式:

(1) 被使用者調用以後,在通信時主動向遠端伺服器發起通信。是以,用戶端必須知道伺服器程式的位址。

(2) 不需要特殊的硬體和複雜的作業系統

伺服器程式:

(1) 是一種專門用來提供服務的程式,可同時處理多個遠端或本地客戶的請求。

(2) 系統啟動後即自動調用并一直不斷的運作着,被動地等待并接受來自各地的客戶的請求,是以,伺服器不需要知道客戶程式的位址

(3)一般需要強大的硬體和進階的作業系統的支援。

用戶端和服務端的通信關系建立以後,通信可以是雙向的,客戶和伺服器都可以發送和接收資料。

2. 對等連接配接方式 

對等連接配接(peer-to-peer, 簡寫為p2p)是指兩台主機在通信時并不區分哪一個是服務請求方哪一個是服務提供方。隻要兩台主機都運作了對等連接配接軟體(p2p),他們就可以進行平等的、對等連接配接通信。這時,雙方都可以下載下傳對方已經存儲到硬碟中的共享檔案。對等連接配接方式支援大量對等使用者(上百萬個)同時使用。

二、網際網路的核心部分

網絡核心部分是網際網路中最複雜的部分,因為核心部分要向邊緣中的大量主機提供連通性,使邊緣的任何一台主機都可以向其他主機通信。

在網絡核心部分起特殊作用的是路由器,是一種專門的計算機(但是不叫主機)。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,這是核心部分最重要的部分。

1.電路交換的主要特點。(有興趣可以自己去看一下)

2. 分組交換的主要特點。

 分組交換采用存儲轉發技術(實質上采用了在資料通信過程中斷續/動态配置設定傳輸帶寬的政策)。把一個封包劃分為幾個分組後再進行傳輸。

通常我們把要傳輸的整塊資料稱為一個封包(message)。在發送封包前,先把較長的封包劃分成一個一個更小的等長資料段,在每一個資料段前面,加上一些由必要的控制資訊組成的首部(Header)後,就構成了一個分組(packet)。分組又稱為包,首部又稱為標頭。分組是網際網路中傳送的資料單元。分組中首部是非常重要的,首部包含了諸如目的位址和源位址等重要控制資訊,每一個分組才能在網際網路中獨立地選擇傳輸路徑,并被正常地傳遞到分組傳輸的終點。

路由器收到一個分組(一個個短的分組暫存在路由器的存儲器/記憶體中而不是在磁盤中),先暫時存儲一下,檢查首部,查找轉發表,按照首部中的目的位址,找到合适的接口轉發出去,把分組交給下一個路由器。這樣一步一步,最終把分組傳遞給目的主機。各路由器之間必須經常交換彼此掌握的路由資訊,以便建立和動态維護路由中的轉發表,使得轉發表能夠在整個網絡拓撲發生變化時及時更新。

為了提高分組交換網的可靠性,網際網路的核心部分通常采用網狀拓撲結構,使得當發生網絡擁塞、少數節點/鍊路故障時,路由器可以靈活的轉變轉發路由,而避免通信中斷或全網的癱瘓。

帶來的問題:1. 分組在路由器存儲轉發時需要排隊,會造成一定的延時。2.各組必須攜帶控制資訊,造成了一定的開銷(overhead)。