第一章概述-------第一节--1.3互联网的组成

一、互联网的组成

互联网从工作方式上看,划分为以下两大块:
(1)边缘部分:由所有连接在互联网上的主机组成,这部分是用户直接使用的,用来进行通讯和资源共享
(2)核心部分:由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分为边缘部分提供服务的(连通性和交换)

二、1.3.1 互联网的边缘部分

1.通信的概念

互联网的边缘部分指的是连接在互联网上的所有主机,又称为端系统,小到个人PC,大到服务器。
主机A与主机B之间进行通信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信,所以计算机之间通信是指主机A的某个进程和主机B的另一个进程进行通信。
端系统之间进行的通信方式通常划分为两大类:客户-服务器方式(C/S方式)对等方式(P2P方式)

2.客户-服务器方式

客户(client)和服务器(server)都是指通信中的所涉及的两个应用进程(处于应用层)。客户-服务器方式描述的是进程之间服务与被服务的关系。
如下图,主机A运行客户程序,主机运行服务器程序,所以主机A是客户,主机B是服务器,A向B发送请求服务,B向A提供请求。
在这里插入图片描述
客户是服务请求方,服务器是服务提供方

客户程序的特点
(1)在客户运行客户程序之后,自动向服务器发送服务请求,因此必须知道服务器程序的IP地址。
(2)不需要特殊的硬件和复杂的操作系统
服务器程序的特点
(1)专门用来提供某种服务的程序,可以同时处理多个远地或本地客户的服务请求。
(2)系统启动后,便一直运行,被动的等待并接受来自各地客户的服务请求,因此不需要知道客户程序的地址。
(3)需要强大的硬件和复杂的操作系统支持。

当客户与服务器建立好联系之后,二者之间的通信是双向的。

3.P2P方式(对等方式)

不区分哪一个是服务器请求方,哪一个服务器提供方。只要两台主机都运行了对等连接软件(P2P软件),就可以对等连接通信。其实对等连接方式从本质上看仍然是是使用客户-服务器方式,只是对等连接中的每一台主机既是服务器又是服务器。

1.3.2互联网的核心部分

互联网的核心部分为主机之间提供了连通性,核心部分是路由器,其核心任务是分组交换,转发收到的分组。
交换的概念:按照某种方式动态的地分配传输路线的资源
电路交换
“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)”
特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
如果使用电路交换来传输计算机资源,传输效率很低,因为计算机数据是突发的出现的传输线路上。所以电路交换更适合打电话。
分组交换
分组交换一般采用存储转发技术,通常将要发送的整块数据称为报文(message),在发送报文之前,将报文划分为更小的等长数据段,在每一个数据段前面加上首部(必要的控制信息),构成了分组(packet),也成为包。分组是在互联网中传输的数据单元。分组中的首部包含了源地址,目的地址等重要控制信息。
在这里插入图片描述
互联网的核心部分由网络和把它们互连起来的路由器组成,主机处于互联网的边缘部分。路由器与路由器之间由高速链路连接,而主机则以相对较低速率的链路连接。

虽然主机和路由器都是计算机,但是他们的作用不同。
主机的作用:方便用户进行信息处理。
路由器的作用:转发收到的分组,进行分组交换。
在这里插入图片描述
根据上图来说明路由器是如何进行分组交换的。
假设主机H1向主机H5发送数据。具体过程如下:
主机H1首先将数据分组,然后发给距离它最近的路由器A,此时,只占用了链路H1-A的通信资源。
路由器A将收到的分组放入缓存。然后从转发表查找,应该将分组转发到链路A-C,于是分组就被传送到路由器C,同理,只有当分组在A-C链路上传输时,才占用了A-C的链路资源,而且不会占用网络中的其他链路资源。
路由器C继续查表,最终就传送到了主机H5。
概括出路由器转发分组的方式:
1.缓存收到的分组
2.查找转发表,找出到目的地址用从哪个端口转发
3.将分组从端口转发出去

分组交换在发送数据之前不会先占用通信资源,而且也不会一直占用通信资源,分组在传送时一段一段的占用通信资源,而且省去了建立连接的释放连接的开销,所以数据传输效率更高。

分组交换的优点:
1.高效:分组在传输过程中,动态的分配传输带宽,对通信链路逐段占用。
2.灵活:对于每一个分组,都选择其最合适的转发路由
3.迅速:不用建立连接就发送分组
4.可靠:保证可靠的网络协议,互联网核心部分采用网状拓扑结构。
分组交换的问题
1.分组在路由器中存储转发时需要排队,会造成时延。
2.因为没有建立连接来保证通信时所需的资源,所以也无法保证通信时端到端的带宽。
3.各分组的头部所携带的控制信息造成了一定的开销,需要专门的管理和控制机制。

报文交换:也是采用了存储转发的原理,但是这种方式是转发整个报文,不会进行分组,所以造成的时延也更大。

三种交换方式的对比:
在这里插入图片描述

总结

提示:这里对文章进行总结:
例如:以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了pandas的使用,而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_47250738/article/details/125899489