一、什么是因特网?
两个角度阐述: ①描述因特网的具体构成,构成因特网的基本硬件和软件组成。 ②根据为分布式应用提供服务的联网基础设施来描述因特网。
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(1)具体构成描述 · 端系统(主机)通过通信链路和分组交换机连接在一起。 · 分组交换机:路由器、链路层交换机。 · 端系统通过因特网服务提供商(ISP) 接入因特网,每个ISP本身就是一个由多台分组交换机和多段通信链路组成的网络 · 端系统、分组交换机和其他因特网部件都要运行一系列的协议,这些协议控制因特网中信息的接受和发送。最为主要的:TCP(传输控制协议)、IP(网际协议)。 注:IP协议定义了在路由器和端系统之间发送和接收的分组格式 · 协议:定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及报文发送或接收一条报文或其他事件所采取的动作。 · 套接字接口:该接口规定了运行在一个端系统上的程序请求因特网设施向运行在另一个端系统上的特定的目的地程序交付数据的方式。因特网套接字接口是一套发送程序必须遵循的规则集合。 -
(2)网络边缘 · 接入网: · ①家庭接入:DSL(数字用户线)、电缆、FTTH、拨号和卫星 · ②企业接入:以太网、WiFi · ③广域无线接入:3G、LTE · 物理媒体:引导型媒体、非引导型媒体 -
(3)网络核心 即:由互联因特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络 · 存储转发传输:多数分组交换机在链路的输入端使用存储转发传输机制。存储转发机制是指在交换机能够开始向输出链路传输该分组的第一个比特之前,必须接收到整个分组。 · 排队时延和分组丢失 · 转发表:用于将目的地址映射成为输出链路 · 路由选择协议:用于自动化设置转发表,一个路由选择协议可以决定从每台路由器到每个目的地的最短路径,并使用这些最短路径结果来匹配路由器中的转发表。 -
(4)分组交换网中的时延、丢包、吞吐量 · 时延类型:处理时延、排队时延、传输时延、传播时延
二、协议层次及其服务模型
某层向它的上一层提供的服务,即所谓一层的服务模型。该层向上层提供服务,并使用来自下面层次的服务,该层向上次提供的服务极有可能依托于下层为该层所提供的服务。 协议分层具有概念化和结构化的优点。
- 应用层:是网络应用程序及它们的应用层协议存留的地方。该层包括许多协议:HTTP(提供了web文档的请求和传送)、SMTP(提供了电子邮件报文的传输)、FTP(提供了两个端系统之间的文件传送)。 应用层协议分布在多个端系统上,而一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息分组。这种位于应用层的信息分组称为报文。
- 运输层:该层在应用程序端点之间传送应用层报文。有两种运输协议:TCP、UDP。 TCP向它的应用程序提供了面向连接的服务,包括应用层报文向目的地确保传递和流量控制,并提供拥塞控制机制;UDP向它的应用程序提供无连接服务。运输层的分组称为报文段。
- 网络层:负责将成为数据报的网络层分组从一台主机移动到另一台主机**。著名协议:IP协议。IP协议定义了在数据报中的各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段。IP只有一个。 网络层也包括决定路由的路由选择协议,它根据该路由将数据报从源传输到目的地。
- 链路层:因特网的网络层通过源和目的地之间的一系列路由器路由数据报。 在每个节点(主机或路由器),网络层将数据报下传给链路层,链路层沿着路径将数据报传递给下一个节点。在该下一个节点,链路层将数据报上传给网络层。由链路层提供的服务取决于应用于该链路的特定链路层协议。因为数据报从源到目的地传送需要经过几条链路,一个数据报可能被沿途不同链路上的不同链路层协议处理。所以网络层将受到来自每个不同的链路层协议的不同服务。 链路层的例子包括:以太网、WiFi、电缆接入网的DPCSIS协议。链路层分组称为帧。
- 物理层:将帧中的一个个比特从一个节点移动到下一个节点。该层协议仍然与链路相关,并且进一步与该链路(双绞铜线、单模光纤)的实际传输媒体相关。
封装
在发送主机端,一个应用层报文M被传输到运输层。在最简单的情况下,运输层收取到报文并附上附加信息(所谓运输层首部信息Ht),该首部将被接收端的运输层使用。应用层报文和运输层首部信息一道构成运输层报文段。运输层报文段因此封装了应用层报文。附加的信息也许包括了下列信息:允许接收端运输层向上向适当的应用程序交付报文的信息;差错检查位信息,该信息让接收方能够判断报文中的比特是否在途中已被改变。运输层则向网络层传输该报文段,网络层增加了如源和目的端系统地址等网络层首部信息(Hn),生成了网络层数据报。该数据报接下来被传递给链路层,链路层增加它自己的链路层首部信息并生成链路层帧(Hl)。所以在每一层,一个分组具有两种类型的字段:首部字段和有效载荷字段。有效载荷通常是来自上一层的分组。
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