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） 和 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。

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。

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。

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：

总结

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