互联网的组成

互联网从工作方式上可以划分为以下两大块：

（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，用来进行通信和资源共享。

（2）核心部分    由大量网络和连接这些网络的路由器。这部分是为边缘部分提供服务的（连通性和交换）。

1、互联网的边缘部分

处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统。

小的端系统可以是一台普通个人电脑和具有上网功能的智能手机，甚至是一个很小的网络摄像头，而大的端系统则可以是一台非常昂贵的大型计算机。

端系统的拥有者可以是个人，也可以是单位，也可以是某个ISP（互联网服务提供商）。

边缘部分利用核心部分提供的服务，使众多主机之间能够互相通信并交换或共享信息。

“主机A和主机B进行通信”，实际上是指“运行在主机A上的某个程序与运行在主机B上的另一个程序进行通信”，即“主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信”。——计算机之间通信

在网络边缘的端系统之间的通信方式通常可以划分为两大类：客户-服务器方式（C/S）和对等方式（P2P方式）。

1.1客户-服务器方式

客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户-服务器方式所描述的是进程之间服务与被服务的关系。

客户是服务请求方，服务网是服务提供方。

服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。

在实际应用中，客户程序和服务器程序通常还具有以下几个特点：

客户程序：

（1）被用户调用后运行，在通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。

（2）不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

服务器程序：

（1）是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。

（2）系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此服务器不需要知道客户程序的地址。

（3）一般需要有强大的硬件和高级操作系统支持。

客户和服务器本来都指的是计算机进程（软件）。

1.2对等连接方式

对等连接（peer-to-peer，简写为P2P）是指两台主机在进行通信时并不区分哪一个是服务请求方哪一个是服务提供方。只要两台主机都运行了对等连接软件（P2P软件），他们就可以进行平等的、对等连接通信。这是，双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。

实际上，对等连接方式从本质上仍是使用客户-服务器方式，只是对等连接中的每一台主机既是客户又同时是服务器。

对等连接工作方式可支持大量对等用户同时工作。

2、互联网的核心部分

网络核心部分是互联网中最复杂的部分，因为网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一台主机都能够向其它主机通信。

在网络核心部分起特殊作用的是路由器，它是一种专用计算机。路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

2.1电路交换的主要特点

若N部电话两两相连，需要N（N-1）/2对电线。而如果把每一部电话都连接到交换机上，交换机使用交换的方法，让电话用户彼此之间可以很方便的通信。

从通信资源的分配角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路资源。在使用电路交换通话之前，必须先拨号请求建立连接。当被叫用户听到交换机送来的振铃音并摘机后，从主叫端到被叫端就建立了一条连接，也就是一条专用的物理通路。这条连接保证了双方通话时所需的通信资源，而这些资源在双方通信时不会被其他用户占用。此后主叫和被叫双方就能互相通电话。通话完毕挂机后，交换机释放刚才使用的这条专用物理通路。这种必须经过“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）”三个步骤的交换方式称为电路交换。

电路交换的一个重要特点就是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。

当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低。这是因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的，因此线路上真正用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。已被用户占用的通信资源在绝大部分时间里都是空闲的。

2.2分组交换的主要特点

分组交换采用存储转发技术。通常我们把要发送的整块数据称为一个报文（message）。在发送报文之前，先把较长的报文划分为一个个更小的等长数据段。在每个数据段前面，加上一些由必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组。分组又称为包，而分组的首部也可称为“包头”。分组是在互联网中传送的数据单元。分组中的首部是十分重要的，正是由于分组的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，每一个分组才能在互联网中独立地选择传输路径，并被正确地交付到分组传输的终点。

互联网的核心部分是由许多网络和把它们连接起来的路由器组成的，而主机处在互联网的边缘部分。在互联网核心部分的路由器之间一般都是用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。

位于网络边缘的主机和位于网络核心部分的路由器都是计算机，但它们的作用却不一样。主机是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器则是用来转发分组的，即进行分组交换的。路由器收到一个分组，先暂时存储一下，检查其首部，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组交给下一个路由器。这样一步一步地以存储转发的方式，把分组交付最终目的主机。各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息，以便创建和动态维护路由器中的转发表，使得转发表能够在整个网络拓扑发生变化时及时更新。

分组交换在传送数据之前不必先占用一条端到端的链路的通信tl资源。分组在哪段链路上传送才占用这段链路的通信资源。分组到达一个路由器后，先暂时存储下来，查找转发表，然后从一条合适的链路转发出去。分组在传输时就这样一段一段地断续占用通信资源，而且还省去了建立连接和释放连接的开销，因而数据的传输效率更高。

互联网采取了专门的措施，保证了数据的传送具有非常高的可靠性。当网络中的某些结点或者链路突然发生故障时，在各路由器中运行的路由选择协议能够自动找到转发分组最合适的路径。

为了提高分组交换网的可靠性，互联网的核心部分常采用网状拓扑结构，使得当发生网络拥塞或少量结点、链路出现故障时，路由器可灵活的改变转发路由而不致引起通信中断或者全网的瘫痪。此外，通信网络的主干线路往往由一些高速链路组成，这样就可以较高的数据率迅速地传送计算机数据。

分组交换的优点？

优点	所采用的手段
高效	在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用
灵活	为每一个分组独立地选择最合适的转发路由
迅速	以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其它主机发送分组
可靠	保证可靠性的网络协议，分布式多路由的分组交换网，使网络具有很好的生存性

分组交换的问题？

分组在各路由器存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。