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1.3互联网的组成

1.3.1互联网的边缘部分

  • 由所有连接在互联网上的主机组成，由用户直接使用，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享

  • 处在互联网边缘部分的就是连接在互联网上的所有主机，又称为端系统（end system）

  • 计算机之间的通信：主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信

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端系统之间的的两种通信方式：

  • 客户/服务器方式：Client/Server方式简称C/S方式

    C/S方式描述的是进程之间服务和被服务的关系

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  • 对等方式：Peer to Peer方式简称P2P方式

    两台主机在通信时不区分服务请求方和服务提供方。

    只要都运行了P2P软件，就可以进行平等的、对等连接通信。

    从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。

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1.3.2 互联网的核心部分

由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务（提供连通性和交换）。

  • 是互联网中最复杂的部分
  • 向网络边缘中的主机提供连通性，是任何一台主机都能够向其他主机通信
  • 在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router）
  • 路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构件，其任务是转发收到的分组。分组转发是网络核心部分最重要的功能

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  • 典型交换技术包括：
    • 电路交换（circuit switching）
    • 分组交换
    • 报文交换等
  • 互联网的核心部分采用分组交换技术

电路交换分为三个阶段：

  1. 建立连接：建立一条专用的物理通路（占用通信资源）
  2. 通话：主叫和被叫双方互相通电话（一直占用通信资源）
  3. 释放连接：释放刚才使用的专用的物理通路（归还通信资源）

  • 电路交换特点：通话的两个用户始终占用端到端的通信资源
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  • 计算机数据具有突发性，这导致在传送数据时，通信线路的利用率很低

分组交换的主要特点

  • 采用存储转发技术：

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  1. 在发送端，先把较长的报文划分成更小的等长数据段
  2. 数据段前面添加首部就构成了分组（packet），分组又称为包，而分组的首部也可称为包头

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  1. 接收端收到分组后剥去首部，还原成原来的报文(假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃)

分组在互联网中的转发

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每个分组独立选择传输路径

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分组的存储转发过程

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分组交换的优点

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分组交换带来的问题

  • 排队延迟：分组在各路由器存储转发时需要排队
  • 不保证带宽：动态分配
  • 增加开销：各分组必须携带控制信息；路由器要暂存分组，维护转发表等

报文交换

  • 在20世纪40年代，电报通信就采用了基于存储转发原理的报文交换（message switching）
  • 但报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等
  • 现在报文交换已经很少有人使用了

电路交换、报文交换和分组交换的主要区别

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三种交换方式的比较

  • 若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快
  • 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率

三种交换方式的比较

  • 若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快
  • 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率
  • 由于一个分组长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性