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互聯(lián)網(wǎng)概述

一、因特網(wǎng)概述

network(網(wǎng)絡(luò)):由若干個結(jié)點(node)和連接這些結(jié)點的鏈路(link),我們把直接連接計算機的網(wǎng)絡(luò)稱為物理網(wǎng)絡(luò),而且互聯(lián)網(wǎng)是由物理網(wǎng)絡(luò)集合構(gòu)成的邏輯網(wǎng)絡(luò)。

internet(互聯(lián)網(wǎng)):泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)(即“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”),這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議可以是任意的。

Internet(因特網(wǎng)):當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡(luò),它采用TCP/IP協(xié)議簇作為通信的規(guī)則。其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體經(jīng)歷了三個階段的演進:

因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作:
1992年成立因特網(wǎng)協(xié)會ISOC對因特網(wǎng)進行全面管理,其中設(shè)有技術(shù)組織因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會IAB負責(zé)因特網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開發(fā)。制定因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)歷一下4個階段:因特網(wǎng)草案、建議標(biāo)準(zhǔn)(成為RFC文檔)、草案標(biāo)準(zhǔn)、因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

第一階段——從單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,1969年第一個分組交換網(wǎng)ARPANET誕生,1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)的誕生。

 第二階段——建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。1985年三級計算機網(wǎng)絡(luò)NSFNET誕生,分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)(或企業(yè)網(wǎng)),并逐漸擴大使用范圍。
 第三階段——逐漸形成了多層次ISP 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。ISP即因特網(wǎng)服務(wù)提供者,1993年NSFNET逐漸被若干個商用的因特網(wǎng)主干網(wǎng)替代。ISP可以從因特網(wǎng)管理機構(gòu)申請到成塊的IP地址,同時擁有通信線路以及路由器等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。任何機構(gòu)和個人只要向ISP交納規(guī)定的費用,就可以從ISP得到所需的IP地址,并通過ISP接入因特網(wǎng)。
用戶通過 ISP 上網(wǎng)

根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小及所擁有的IP地址數(shù)目的不同,ISP也分為不同的層次。 第一層ISP被稱為因特網(wǎng)主干網(wǎng),并直接與其他第一層ISP相連,第二層ISP和一些大公司都是第一層ISP的用戶。 第二層ISP具有區(qū)域性或國家性覆蓋規(guī)模,與少數(shù)第一層ISP相連接。 第三層ISP又被稱為本地ISP,只擁有本地范圍的網(wǎng)絡(luò),一般是校園網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng),以及住宅用戶和無線移動用戶都是第三層ISP的用戶。
現(xiàn)代因特網(wǎng)由于規(guī)模較大難以對其結(jié)構(gòu)給出細致的描述。另外,一旦某個用戶能夠接入到因特網(wǎng)那么他就能夠成為ISP。20世紀(jì)90年代由CERN開發(fā)的 萬維網(wǎng)(WWW)在因特網(wǎng)的廣泛使用,促使因特網(wǎng)用戶猛增。
基于ISP的三層結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)

二、因特網(wǎng)的組成
因特網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,但從功能上看,分為:
1、邊緣部分:由所有連接在因特網(wǎng)的主機組成,這部分是用戶直接使用的,運行各種用戶直接使用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用:電子郵件、web、網(wǎng)絡(luò)游戲、文件傳輸?shù)鹊取?,又稱為端系統(tǒng)
2、核心部分:由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成,向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機提供連通性和數(shù)據(jù)交換
因特網(wǎng)的組成
邊緣部分
我們說“主機A和主機B進行通信”,實際指運行在主機A的某個程序和運行在主機B的另一個程序進行通信,由于“進程”就是“運行著的程序”,因此可以說主機A的某個進程和運行在主機B的另一個進程進行通信,簡稱為“計算機之間的通信”

主機又被非正式劃分為:客戶機(Client)和服務(wù)器(Server)
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的工作結(jié)構(gòu)可以分為:

C/S架構(gòu)
C/S 架構(gòu)是一種典型的兩層架構(gòu),全稱是Client/Server,即客戶端/服務(wù)器端架構(gòu)。其客戶端包含一個或多個在用戶的電腦上運行的程序,而服務(wù)器端有兩種,一種是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端,客戶端通過數(shù)據(jù)庫連接訪問服務(wù)器端的數(shù)據(jù);另一種是Socket服務(wù)器端,服務(wù)器端的程序通過Socket與客戶端的程序通信。
比如:微信/客戶端QQ等是基于C/S架構(gòu)。B/S架構(gòu)
B/S架構(gòu)的全稱為Browser/Server,即瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)。Browser指的是Web瀏覽器,極少數(shù)事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn),但主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn),Browser客戶端,WebApp服務(wù)器端和DB端構(gòu)成所謂的三層架構(gòu)。B/S架構(gòu)的系統(tǒng)無須特別安裝,只要有Web瀏覽器即可。
比如:IE瀏覽器/WEB端QQ等是基于B/S架構(gòu)的。
注:客戶端QQ是基于C/S架構(gòu)的,C-客戶端:即下載好的QQ客戶端,可以在本地處理一些自主問題而無需經(jīng)過服務(wù)器的處理,S-服務(wù)器端:即你與其他人聊天時,你的聊天記錄經(jīng)過服務(wù)器的指定傳送給對方,然后才能開始愉快的聊天。C/S需要用指定的工具(比如客戶端),而B/S用瀏覽器進行網(wǎng)頁操作就可以了,不需要下載指定登陸工具。
P2P架構(gòu)
P2P是英文Peer-to-Peer(對等)的簡稱,又被稱為“點對點“?!皩Φ取奔夹g(shù),是一種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù),依賴網(wǎng)絡(luò)中參與者的計算能力和帶寬,而不是把依賴都聚集在較少的幾臺服務(wù)器上。
P2P還是英文Point to Point (點對點)的簡稱。
它是下載術(shù)語,意思是在你自己下載的同時,自己的電腦還要繼續(xù)做主機上傳,這種下載方式,人越多速度越快但缺點是對硬盤損傷比較大(在寫的同時還要讀),還有對內(nèi)存占用較多,影響整機速度。P2P架構(gòu)的核心思想是每個節(jié)點既可以充當(dāng)客戶端(Client),又可以充當(dāng)服務(wù)器端(Server)。
比如:BT/電驢下載,非法傳播視頻的網(wǎng)站等,因為每個結(jié)點既是客戶端可以進行下載,又是服務(wù)器端可以繼續(xù)上傳資源以提供下載服務(wù)給其他人,所以找不到真正的Server,打擊非法網(wǎng)站也就難上加難了,所以P2P架構(gòu)就是一種”我為人人,人人為我“的資源共享思想。如果是C/S架構(gòu),比如HTTP協(xié)議,只需單點攻擊Server,整個C/S架構(gòu)就失去了最核心的服務(wù)器端部分,基于C/S架構(gòu)的通信也就被攻破了。

核心部分
網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機提供連通性和數(shù)據(jù)交換。
在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件,其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組,這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能

電路交換(circuit switching):適用于電話網(wǎng),電話交換機接通電話線的方式稱為電路交換。電路交換需要經(jīng)過建立連接(分配通信資源)——通話(一直占用資源)——釋放連接(歸還通信資源),將多部電話連接到交換機,然后多部交換機連接起來就組成全世界的電信網(wǎng)。交換機之間擁有大量活路的中繼線是許多用戶共享的,正在通話的用戶只占用了其中一個活路。
缺點:傳送計算機數(shù)據(jù)效率低
電路交換建立的電路為通信雙方獨占,計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性,這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。

分組交換(packet-switching):適用于計算機網(wǎng)絡(luò)。
在發(fā)送報文之前,在發(fā)送端,先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。
再將控制信息作為首部加在數(shù)據(jù)前,就構(gòu)成了一個分組(packet),分組又稱為“包”,而分組的首部也可稱為“包頭”包含了諸如目的地址和源地址等重要控制信息。
分組交換:

計算機將分組通過通信鏈路直接發(fā)送給 分組交換機,分組交換機先收下整個分組,然后根據(jù)分組首部查找路由表,找到合適的端口(就是分組交換機和外部連接的借口)將分組轉(zhuǎn)發(fā)出去。這種方法被稱為 存儲轉(zhuǎn)發(fā)。 PS:在因特網(wǎng)中最典型的分組交換機就是 路由器(router)
核心部分中網(wǎng)絡(luò)可用一條線路表示
優(yōu)點:
高效 動態(tài)分配傳輸帶寬,對通信鏈路是逐段占用。
靈活 以分組為傳送單位和查找路由。
迅速 不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組
缺點:
時延 路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組需要一定時間
網(wǎng)絡(luò)擁塞 無法確保通信時端到端所需帶寬,造成分組丟失
開銷 各分組必須攜帶必要的控制信息,整個分組網(wǎng)還需要專門的管理和控制機制
分組丟失:分組到達的速率超過了輸出鏈路的帶寬時,分組會在隊列中等待被發(fā)送到輸出鏈路。當(dāng)隊列已滿時,有分組到達,路由器將丟棄分組 (分組丟失,網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞)


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