一、概述

網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)把主機連接起來，而互聯(lián)網(wǎng)是把多種不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來，因此互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)

ISP

互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商 ISP 可以從互聯(lián)網(wǎng)管理機構(gòu)獲得許多 IP 地址，同時擁有通信線路以及路由器等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，個人或機構(gòu)向 ISP 繳納一定的費用就可以接入互聯(lián)網(wǎng)。

如何聯(lián)網(wǎng)

目前的互聯(lián)網(wǎng)是一種多層次 ISP 結(jié)構(gòu)，ISP 根據(jù)覆蓋面積的大小分為第一層 ISP、區(qū)域 ISP 和接入 ISP。互聯(lián)網(wǎng)交換點 IXP 允許兩個 ISP 直接相連而不用經(jīng)過第三個 ISP。

多層次ISP結(jié)構(gòu)

主機之間的通信方式

客戶-服務(wù)器（C/S）：客戶是服務(wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。
對等（P2P）：不區(qū)分客戶和服務(wù)器。

主機間通信方式

電路交換與分組交換

1. 電路交換

電路交換用于電話通信系統(tǒng)，兩個用戶要通信之前需要建立一條專用的物理鏈路，并且在整個通信過程中始終占用該鏈路。由于通信的過程中不可能一直在使用傳輸線路，因此電路交換對線路的利用率很低，往往不到 10%。

2. 分組交換

每個分組都有首部和尾部，包含了源地址和目的地址等控制信息，在同一個傳輸線路上同時傳輸多個分組互相不會影響，因此在同一條傳輸線路上允許同時傳輸多個分組，也就是說分組交換不需要占用傳輸線路。

在一個郵局通信系統(tǒng)中，郵局收到一份郵件之后，先存儲下來，然后把相同目的地的郵件一起轉(zhuǎn)發(fā)到下一個目的地，這個過程就是存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程，分組交換也使用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程。

時延

總時延 = 傳輸時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延

時延

1. 傳輸時延

主機或路由器傳輸數(shù)據(jù)幀所需要的時間。

其中 l 表示數(shù)據(jù)幀的長度，v 表示傳輸速率。

2. 傳播時延

電磁波在信道中傳播所需要花費的時間，電磁波傳播的速度接近光速。

其中 l 表示信道長度，v 表示電磁波在信道上的傳播速度。

3. 處理時延

主機或路由器收到分組時進行處理所需要的時間，例如分析首部、從分組中提取數(shù)據(jù)、進行差錯檢驗或查找適當(dāng)?shù)穆酚傻取?/p>

4. 排隊時延

分組在路由器的輸入隊列和輸出隊列中排隊等待的時間，取決于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的通信量。

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1. 五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

• 應(yīng)用層：為特定應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，例如 HTTP、DNS 等。數(shù)據(jù)單位為報文。
• 運輸層：為進程提供通用數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。由于應(yīng)用層協(xié)議很多，定義通用的傳輸層協(xié)議就可以支持不斷增多的應(yīng)用層協(xié)議。運輸層包括兩種協(xié)議：傳輸控制協(xié)議 TCP，提供面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)單位為報文段；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP，提供無連接、盡最大努力的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)單位為用戶數(shù)據(jù)報。TCP 主要提供完整性服務(wù)，UDP 主要提供及時性服務(wù)。
• 網(wǎng)絡(luò)層：為主機提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。而傳輸層協(xié)議是為主機中的進程提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層把傳輸層傳遞下來的報文段或者用戶數(shù)據(jù)報封裝成分組。
• 數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)絡(luò)層針對的還是主機之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而主機之間可以有很多鏈路，鏈路層協(xié)議就是為同一鏈路的主機提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層傳下來的分組封裝成幀。
• 物理層：考慮的是怎樣在傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指具體的傳輸媒體。物理層的作用是盡可能屏蔽傳輸媒體和通信手段的差異，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異。

2. OSI的體系結(jié)構(gòu)

• 表示層：數(shù)據(jù)壓縮、加密以及數(shù)據(jù)描述，這使得應(yīng)用程序不必關(guān)心在各臺主機中數(shù)據(jù)內(nèi)部格式不同的問題。
• 會話層：建立及管理會話。
• 五層協(xié)議沒有表示層和會話層，而是將這些功能留給應(yīng)用程序開發(fā)者處理。

3. TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)

• 它只有四層，相當(dāng)于五層協(xié)議中數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合并為網(wǎng)絡(luò)接口層。
• TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)不嚴格遵循 OSI 分層概念，應(yīng)用層可能會直接使用 IP 層或者網(wǎng)絡(luò)接口層。
• TCP/IP 協(xié)議族是一種沙漏形狀，中間小兩邊大，IP 協(xié)議在其中占據(jù)舉足輕重的地位。

4. 數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過程

• 在向下的過程中，需要添加下層協(xié)議所需要的首部或者尾部，而在向上的過程中不斷拆開首部和尾部。

• 路由器只有下面三層協(xié)議，因為路由器位于網(wǎng)絡(luò)核心中，不需要為進程或者應(yīng)用程序提供服務(wù)，因此也就不需要傳輸層和應(yīng)用層。

  
  
  數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過程