因特网

计算机网络向用户提供的最重要的功能：连通性——计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 共享——即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。

因特网概述：

　    网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成；互联网是“网络的网络”(network of networks)；连接在因特网上的计算机都称为主机(host).

　    网络把许多计算机连接在一起，因特网则把许多网络连接在一起。

因特网发展的三个阶段：

　　第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程，1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议，人们把 1983 年作为因特网的诞生时间。

　　第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。 三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。

　　第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网，出现了因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。

 

根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。

 

主机A → 本地 ISP → 第二层 ISP → NAP → 第一层 ISP → NAP → 第二层 ISP → 本地 ISP → 主机B

　　WWW问世：由欧洲原子核研究组织 CERN 开发的万维网 WWW (World Wide Web)被广泛使用在因特网上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为因特网的这种指数级增长的主要驱动力。

因特网的组成：

　　(1) 边缘部分  由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

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

　

 

 

 在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：

　　客户服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式

　　对等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式 

客户服务器方式：

　　客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程，客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系，客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

 

 

 客户软件特点：被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务），因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。
不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统.。

服务器软件的特点：

　　一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求；统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址；一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

对等连接方式：
　　对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)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，只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信，双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。对等连接方式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同时是服务器。

因特网的核心部分：

　　网络核心部分是因特网中最复杂的部分，网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。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，这是网络核心部分最重要的功能。

电路交换：

 

 

 　　电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。

 

　　在这里，“交换”(switching)的含义就是转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

电路交换的特点：电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接。计算机数据具有突发性，这导致通信线路的利用率很低。

分组交换：

　在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

 

 

每一个数据段前面添加上首部构成分组。

 

 

分组交换网以“分组”作为数据传输单元。

分组首部的重要性：

　　  每一个分组的首部都含有地址等控制信息。

 　　分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。

 

 　　用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。

路由器：

　　 在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。

路由器处理分组的过程是：

　　把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；

　　查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；

　　把分组送到适当的端口转发出去。

分组交换的优点：

　　高效    动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。

　　灵活    以分组为传送单位和查找路由。

　　迅速    不必先建立连接就能向其他主机发送分组。

　　可靠    保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。

分组交换带来的问题：

　　分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。