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互联网这个词想必对于大家来说已经不陌生了,那么你能说出互联网是由什么组成的吗?既然要步入互联网行业,那就应该知道互联网行业的如今发展是非常迅速的,要学的新知识也是很多的,所以巩固基础知识至关重要,只有基础打牢才能更好的汲取新知识。
从互联网工作方式来看,互联网可以划分为两大块:边缘部分和核心部分
互联网的边缘部分
边缘部分:由所有连接在互联网上的主机构成。这部分是用户
直接使用
的,用来进行通信和资源共享。
处在互联网边缘的部分是连接在互联网上的所有主机,这些主机又称为
端系统
。端系统小的可以是一个网络摄像头,大的可以是一台大型计算机,端系统的拥有者可以是个人,可以是单位,也可以是ISP(网络服务提供商)
端系统直接按的通信方式可以划分为两大类:客户-服务器方式(C/S方式)、对等方式(P2P方式)
通信方式–C/S方式
客户服务器方式描述的是进程之间的服务与被服务的关系。
客户:服务的请求方
服务器:服务的提供方
客户程序必须知道服务器程序的地址,服务器程序不需要知道客户程序的地址。客户与服务器的通信关系建立后,通信可以是双向的,客户和服务器都可以进行发送和接收数据
通信方式–P2P方式
对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机运行了P2P软件,它们就可以进行对等连接通信。
P2P方式从本质上看仍是使用C/S方式,只是不同点在于每一个主机既是客户又是服务器。例如主机A请求主机B的服务,主机A是客户,主机B是服务器,但如果主机A又同时向主机C提供服务,那么主机A又同时起着服务器作用。
P2P方式支持大量对等用户同时工作。
互联网的核心部分
核心部分:由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分用于给边缘部分提供服务(提供连通性和交换)
在网络核心部分起特殊作用的是
路由器
,路由器是实现
分组交换
的关键,它的任务是转发收到的分组,这也是网络核心部分最重要的功能。
说到分组交换,这里可以对比一下其他交换方式。典型的交换技术包括电路交换、分组交换、报文交换等。
电路交换
电路交换是基于交换机的一种交换方式,电路交换是面向连接的,它分为三个阶段:建立连接–通信–释放连接
使用电路交换在传送计算机数据时,通信线路利用率很低。
分组交换
分组交换采用存储转发技术,在发送端,先将较长的报文划分为较短的、固定长度的数据段,在每个数据段前加上首部完成分组,将分组作为数据传输单元,依次将各个分组发送到接收端,接收端收到分组之后剥去首部还原成报文。
要注意的是,分组在传输过程中可能会出现差错,这个我们在之后会进行细讲,所以上述示意图我们是以假定分组在传输过程中没有出现差错这种理想条件进行的。
分组传输的原理是:首部含有地址(例如目的地址和源地址)等控制信息,当分组传输时,分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的地址信息,将分组转发到下一个结点交换机,每一个分组在互联网中都是
独立地选择传输路径
,这样进行存储转发,最后分组就能达到目的地。
在利用分组交换进行数据传输过程中,路由器起着至关重要的作用。它对分组进行存储转发,最后把分组交付给目的主机。因为我们知道,分组交换网通常是包括大量结点交换机,所以随之有多条路径可以连通两个主机。就好比我要从一个地方到另外一个地方,在路程中有很多交叉口十路口等,我有很多条路可以通往我的目的地。当我发现这条路堵车,那我就走另外一条路。同样分组交换过程中,也有可能会发生一条链路通信量过大的情况,那么为了提高数据传输效率,我们就走其他的链路,路由器就是在这个过程中起到暂存转发作用,分组在路由器中暂存找到适合转发的端点再进行传输。下面动图可以很好的展示分组交换过程中路由器起到的作用。
下图中假设链路B–>E正在进行其他数据的传输
路由器处理分组的过程:将收到的分组暂时存储–>查找转发表,找到某个目的地址应从哪个端口转发–>将分组送到合适的端口转发出去。
分组交换优点:
1.高效。在分组传输过程中动态分配传输带宽,逐段占用通信链路
2.灵活。为每一个分组独立选择最合适的转发路由,查找合适的转发路径
3.迅速。以分组进行传输,不需要提前建立连接就能向其他主机发送分组
4.可靠。分布式多路由的分组交换网是的网络具有良好的生存性
分组交换缺点:
1.分组在各个结点存储转发时需要排队,造成一定的时延,当分组很多,必定会导致时延很长
2.分组必须携带的首部造成了一定的开销
报文交换
分组交换过程中的存储转发原理也不是新概念,这种概念再20世纪40年代的电报通信报文交换中就有采用,但是由于报文交换时延较长,故现在逐渐被淘汰很少有人使用。
三种交换比较
通过上面的动图我们更加能够直观的感受三种交换的区别
1.报文交换、分组交换不需要预先分配传输带宽,因此在传送突发数据时,能够提高网络的信道利用率
2.当有大量数据需要连续传送,且传送时间远大于连接建立事件,那么电路交换的传输速率会相对比较快
3.分组交换想必报文交换最大的特点是进行分组,由于分组长度往往远小于整个报文的长度,故分组交换比报文交换的时延小,灵活性也更好。