三、分组交换技术的基本概念
1.电路交换的基本概念
通信子网的交换方式中分为两类:电路交换和存储转发交换。其中存储转发交换分为报报文交换和报文分组交换。其中分组交换技术分为:数据报方式与虚电路方式
电路交换分为三个阶段:
(1)线路建立:两台主机要传输数据,首先通过子网建立两台主机之间的线路连接。
(2)数据传输:线路连接后,可以实现实时、双向的交换数据。
(3)线路释放:数据传输结束后,原点想目的主机发送释放请求,目的同意后逐步释放连接。
线路交换的优点:实时性强,适应于交互式会话通信。
线路交换的缺点:对突发性通信不适应,系统效率低,不具备存储数据能力,不具备差错控制能力。
2.存储转发交换的特点
与线路交换的特点区别: 来源:www.examda.com
(1)发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元(报文或报文分组)进入通信子网。
(2)通信子网的结点是通信控制处理机,它负责完成数据单元的接受、差错检验、存储、路径选择和转发功能。存储转发交换分为报文交换和报文分组交换。被传送的数据单元分为两种:报文和报文分组。
报文:数据长度不限,增加目的地址、源地址与控制信息组成一个逻辑单元。
分组:限制报文长度,源结点需要将报文分成多个分组,发送结束后,由目的结点按顺序重新组织成报文。
存储转发优点:共享信道,线路利用率高;路由选择功能,提高系统效率;每个路由可进行差错检查和纠错处理,提高系统可靠性;路由器实现不同通信速率的转换,也可对不同数据代码格式进行转换。
3.实际应用中,分组交换技术分为:数据报方式与虚电路方式
(1)数据报方式
分组传输前不需要预先在源与目的之间建立连接,源主机发送的每一个分组都可以独立选择一条传输路径,每个分组可以在通信子网中通过不同的路径传输到达目的地。
具体步骤:
源主机将报文分成若干个分组,发送给直接相连的处理机,收到的处理机存储分组;
每个收到分组的处理机都进行差错检验,然后收到分组的处理机向发送处理机返还确认信息。
如果分组发送正确,源处理机丢弃副本然后进行路径选择发送给下一个处理机。
如果分组发送错误,则要求重发;
直到到达目的地。
数据报的特点:各分组可按不同路径发送;到达目的地的分组可能有乱序、丢失等现象;每个分组要包含目的和源地址;传输延迟较大。
(2)虚电路方式
虚电路方式将数据报与电路交换结合起来,分组发送前需要在发送方和接收方建立逻辑连接。所以虚电路的工作过程分为三个阶段:虚电路建立、数据传输、虚电路拆除。
虚电路的特点:
每次分组传输前,需要在源和目的之间建立逻辑连接;
所有分组按统一建立的虚电路传输,不会出现乱序和丢失现象;
分组通过的每一个结点时,结点只要差错检查,不需要路径选择;
通信子网中的每一个结点可以与任何结点建立多条虚电路。
虚电路与线路交换的区别:虚电路在传输分组时建立虚连接,这种电路不是专用的;而电路交换的连接是物理连接,是独占的。
四、网络体系结构与网络协议的基本概念
1.网络体系结构的基本概念
网络协议:为网络数据交换而制定的规则,约定与标准。
主要有三要素:
语法:规定用户数据与控制信息的结构和格式;
语义:规定需要发出何种控制信息以及完成的动作与作出的响应;
时序:对事件实现顺序的详细说明。
计算机网络体系结构:计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。
体系结构是抽象的,而实现是具体的,是能够运行的一些硬件和软件。体系结构采用层次结构。
采用层次结构的好处:
a)各层之间相互独立
b)灵活性好
c)各层都可以采用最合适的技术实现,各层实现技术部影响其它层
d)易于实现和维护
e)有利于促进标准化
2.ISO/OSI参考模型
(1)OSI参考模型的概念
OSI中采用三级抽象:体系结构、服务定义和协议规格说明。
体系结构:定义了层次结构、层次之间的相互关系以及各层所包括的可能的服务,是对网络内部结构最精炼的概括与描述。
服务定义:详细说明了各层所提供的服务。通过接口提供给更高一层。同时还定义了层与层之间接口和各层所使用的原语,但不涉及接口的实现。
协议规格说明:精确定义了应当发送什么控制信息,以及应当用什么样的过程解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。
OSI参考模型仅仅是抽象描述,或者说是一个制定标准时所使用的框架。
(2)OSI参考模型的结构以及各层的主要功能
OSI分7层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
物理层:利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明传输比特流。
数据链路层:在物理提供比特流传输服务的基础上,在通信的实体之间建立数据链路连接,传送以帧为单位的数据,并具有差错控制和流量控制功能。
网络层:通过路由选择算法,为分组的通过选择最适当路径。需要实现路径选择、拥塞控制与网络互联功能。
传输层:向用户提供可靠的端到端服务,透明传输报文,它向高层屏蔽了下层功能,是体系结构中最关键的一层。
会话层:组织两个会话进程之间的通信,并管理数据交换。
表示层:处理两个通信系统中交换信息的表示方式。包括格式转换、数据加密解密、数据压缩与数据恢复等功能。
应用层:确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。
3.TCP/IP参考模型与协议
TCP/IP的协议特点:
开放的协议标准,独立于特定的计算机硬件和操作系统
独立于特定的网络硬件,可以在局域网、广域网和互联网中
统一的地址分配方案,使得每台网络中计算机具有唯一的地址
标准化的高层协议,可提供多种可靠的用户服务。
TCP/IP参考模型与层次
主机-网络层、互联层(IP)、传输层(TCP/UDP)和应用层。
与OSI模型对应:
TCP/IP的主机-网络层实现了OSI模型中物理层和链路层的功能。
TCP/IP的互联层实现了OSI模型中网络层的功能。
TCP/IP的传输层实现了OSI模型中网传输层的功能。
TCP/IP的应用层实现了OSI模型中网应用层的功能。
TCP/IP的主机—网络层负责通过网络发送和接收IP数据报。
TCP/IP的互联层功能主要体现在3个方面:(1)处理来自传输层的分组发送请求(2)处理接收的数据报(3)处理互联的路径、流控与拥塞问题
TCP/IP的传输层实现应用进程间的端到端通信,具有两个协议:TCP和UDP协议。
TCP:是一种可靠面向连接的协议,允许将一台主机的字节流无差错地传送到目的主机。
UDP:不可靠的无连接协议。不要求分组顺序到达目的地。
TCP/IP的应用层的主要协议有:远程登录协议(Telnet),文件传输协议(FTP),简单邮件传输协议(SMTP),域名服务(DNS),路由信息协议(RIP),网络文件协议(NFS),超文本传输协议(HTTP)等。
五、互联网应用的发展
1.基于WEB应用的发展
WEB技术的出现使互联网从最初的主要由计算机专家和大学生使用,变为一种被广泛使用的信息交流工具;同时使得网站的数量和网路的通信量呈指数增长,已经广泛应用于电子政务、电子商务、远程教育与信息服务等领域,并有继续扩大的趋势。
2.搜索引擎技术的发展
搜索引擎是运行在WEB上的应用系统软件,是对网络上大量资源建立索引并提供检索服务的应用软件。
3.播技术的应用
播客(Podcast)是基于互联网的数字广播技术之一。
根据节日类型的不同分为:传统节目的播客、专业播客提供商与个人播客。
4.博客技术的应用
博客(blog)指以文章的形式在互联网上实现信息共享。在技术上属于网络共享空间,在形式上属于个人互联网出版类的应用。
5.网络电视的应用
网络电视(IPTV)通过宽带IP网络传输,可以实现与用户的互动点播,同时能够方便地将传统电视与WWW、E-MAIL等互联网结合起来。
6.P2P技术的应用
P2P网络中的每一台计算机既可以作为网络服务的使用者,又可以作为网络服务的提供者。
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