因特网的组成

▶ 功能划分

因特网的拓扑结构虽然非常复杂，但从功能可以分成两个部分。

• 边缘部分：由所有连接在互联网上的 主机 组成。这一部分是用户直接使用的，用来进行通讯。

  • 边缘部分的设备如台或者大型服务器，也可以是笔记本、平板电脑、手机或者摄像头

• 核心部分：由大量网络和连接这些网络的 路由器 组成。

  • 这部分是为了边缘部分提供服务的。

边缘部分：

▶ 边缘部分

处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机，这些主机又称为 端系统（end system）。

主机A 和 主机B 进行通讯。实际上是指：运行在 主机A 上的某个程序和运行在 主机B 上的另一个程序进行通讯。主机A的某个进程和主机B上的另一个进行进行通讯 这简称为 计算机之间的通讯。

在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通讯方式通常可以划分为两大类：C/S 方式 和 P2P 方式

▷ C/S 方式

• 客户服务器方式（C/S 方式），即 Client/Server 方式

  • 客户 Client 和 服务器 Server 都是指通讯中所涉及的两个 应用程序。
  • 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 服务的供应方。
  • 客户程序必须知道服务器程序的IP地址，不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
  • 服务器程序不需要知道客户程序和IP地址，但是系统需要不断的运行着，并且需要有很强大的硬件和高级的操作系统支持。
    
    

▷ P2P 方式，对等方式，peer to peer

• 对等方式 P2P 方式

  • 对等连接（peer to peer，简写为 P2P）是指两个主机在通讯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、对等连接通讯。
  • 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，只有对等连接中的每一个主机既是客户机又同时是服务器。

• P2P网络技术的特点体现
  • 非中心化：网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入，避免了可能得瓶颈。
  • 健壮性：P2P 架构天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个节点之间进行的，部分节点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小，
  • 高价值比：性能优势是P2P被广泛关注的一个重要原因。采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通节点，将计算任务或存储资料分布到所有节点上。利用其中闲置的计算能力或存储空间达到高想能计算和海量存储的目的。

▶ 核心部分

在网络核心部分起特殊作用的是 路由器 router。

• 三种交换方式

  • 电路交换（Circuit Switching）
  • 分组交换（Packet Switching）
  • 报文交换（Message Switching）

▷ 电路交换

电路交换机接通电话线的方式称为电路交换。

电路交换机：可以把电话交换机简单地看成是一个有多个开关的开关器，可以将需要通信的任意两部电话的电话线路按需接通，从而大大减少了连接的电话线数量。

从通信资源的分配角度来看，交换（Switching）就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

• 电路交换的三个步骤:
  • 建立连接（分配通信资源）
  • 通话（一直占有通信资源）
  • 释放连接（归还通信资源）

交换机的特点：当用户正在输入和编辑一份待传输的文件时，用户所与用的通讯资源暂时未被利用，该通讯资源也不能被其他用户利用，资源线路就被浪费掉了，因此 电路交换的传输效率非常低，不适用于计算机和计算机之间的通讯。

▷ 分组交换

路由器是实现分组交换（Packet switching）的关键构建，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。

分组交换则采用 存储转发 技术，把一个报文划分到几个分组后再进行传递。通常我们把要发送的模块数据称为是一个 报文 message。在发送报文之前，先把较长的报文划分成一个更小的等长数据段，列如每个数据段是 1024 bit。在每个数据段前面，加上一些由必须要的控制信息组成的 首部 header 后，数据就构成了一个 分组packet。分组后又称为 包，而分组的首要也可称为 包头。分组是在互联网中传送的数据单元。分组中的 首部 是非常重要的，真是由于分组的首部包含了目的地址和源地址等重要的控制信息，每个分组才能在互联网中独立地选择传输路径，并被正确地交付到分组传输的终点。

分组交换的特点：构成原始报文的一个个分组在各节点上由路由器进行数据存储转发，并且可以进行差错检验，保证报文的完整性和准确性，分组交换在过程中也有可能出现错误，包的丢失，重复等问题。

▷ 报文交换 Messages Switching

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。

对报文的大小不做限制，因此对接收报文的设备缓存空间有要求。