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1.2 互联网概述及组成

1.2.1 互联网概述(P3 1.2)

计算机网络(简称为网络)由若干节点(Node) 和连接这些节点的链路(Link) 组成。

网络把许多计算机连接在一起,而互联网则把许多网络通过一些路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机。

以小写字母 i 开头的 internet 是一个通用名词,它泛指由多个计算机互连而成的计算机网络。

以大写字母 I 开头的 Internet 是一个专有名词,它特指当前全球最大的、开放的、由众多网络互相连接而成的特定互联网,它采用 TCP/IP 协议作为通信规则,且其前身是美国的 ARPANET。

相关词条:

  • (P6 1.2.2)ARPANET

    1969 年由美国国防部创建的第一个分组交换网,是互联网发展第一阶段的开始。

  • (P7 1.2.2)美国国家科学基金网 NSFNET

    由美国国家科学基金会 NSF 建设的三级计算机网络,分为主干网地区网校园网(或企业网),是互联网发展的第二阶段

  • (P6 1.2.2)互联网服务提供者 ISP(Internet Service Provider)

    又称为互联网服务提供商,例如中国电信、中国移动、中国联通等公司是我国有名的 ISP,逐渐形成全球范围的多层次 ISP 结构的互联网是互联网发展的第三阶段

  • (P6 1.2.2)互联网交换点 IXP(Internet eXchange Point)

    允许两个 ISP 网络直接相连并交换分组,二不需要再通过第三个网络来转发分组。

  • (P7 1.2.2)内容提供者(Content Provider)

    内容提供者是互联网上向所有用户提供内容的个人或组织等。

  • (P7 1.2.2)万维网 WWW(World Wide Web)

    由欧洲组织 CERN 开发,被广泛使用在互联网上。

  • (P7 1.2.2)RFC(Request For Coments)

    所有互联网标准都是以 RFC 的形式在互联网上发表的。

    互联网标准原制定流程:建议标准 -> 草案标准 -> 互联网标准,现流程:建议标准 -> 互联网标准

1.2.2 互联网的组成(P9 1.3)

互联网由两部分组成,即边缘部分核心部分

1.2.2.1 边缘部分(P10 1.3.1)

资源子网,由接入互联网的、用户直接使用的主机组成。

主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信,简称计算机之间通信

工作方式:

  1. C/S 结构:Client/Server,即客户端/服务器结构
  2. P2P 结构:Peer to Peer,即个人对个人,例如 Bittorrent
  3. B/S 结构:Browser/Server,即浏览器/服务器结构
  4. F/S 结构:Frontend/Backend,即前后端分离的结构
  5. ...

1.2.2.2 核心部分(P12 1.3.2)

通信子网,这一部分起到核心作用的是路由器(Router),它是一种特殊的计算机(但不叫主机),其任务是转发收到的分组

  1. 电路交换(P12 1.3.2)

    使用电路交换时,双方建立连接也就是建立一条专用的物理通路,通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的所有通信资源。

    必须经过“建立连接(占用通信资源)-> 通话(一直占用通信资源)-> 释放连接(归还通信资源)”三个步骤的交换方式称为电路连接

    若使用电路交换来传送计算机数据,整个报文的比特流连续的从源点直达重点,好像在一个管道中传送。

    优点:

    • 数据传输延迟小
    • 实时性强
    • 不存在失序问题
    • 既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号
    • 交换设备及其控制均较为简单

    缺点:

    • 连接建立时间较长,突发性弱
    • 通信持续占用通信资源,通信线路利用率低
    • 不同类型、不同规格、不同速率的中端很难相互通信,兼容性差
    • 难以进行差错控制
  2. 报文交换(P16 1.3.2)

    通常我们把要发送的整块数据称为一个报文(Message),整个报文先传送到相邻节点,全部存储下来后查找转发表,转发到下一个节点。

    优点:

    • 无需提前建立连接,突发性强
    • 不持续占用通信资源,通信线路利用率高

    缺点:

    • 存储转发技术引起转发时延(发送时延、处理时延、排队时延等)

    • 仅适用于数字信号

    • 报文长度没有限制,对网络中每个节点提出了较高要求

  3. 分组交换(P14 1.3.2)

    采用存储转发技术,发送报文前,先把较长的报文化氛围一个个更小的等长数据段,在每一个数据段前面,加上一些必要的控制信息组成的首部(Header),就构成了一个分组(Packet)。每个分组的大小不得超过链路中最小 MTU

    若使用分组交换来传送计算机数据,单个分组(这只是整个报文的一部分)传送到相邻节点,存储下来后查找转发表,转发到下一节点。

    优点:

    • 无需提前建立连接,突发性强
    • 不持续占用通信资源,通信线路利用率高
    • 每个分组可选择不同的、最合适的路径,可靠性高
    • 分组较小,相对于报文交换而言,减少了时延、降低了通信子网成本

    缺点:

    • 存储转发技术引起转发时延(发送时延、处理时延、排队时延等)
    • 分组必须携带的控制信息造成了一定的开销(Overhead)
    • 仅适用于数字信号
    • 分组可能丢失、失序、重复