52Internet工作原理.pptVIP

5.2 Internet 的工作原理 5.2.1 分组交换原理 5.2.2 TCP/IP协议 5.2.3 Internet的工作模式 5.2.1 分组交换原理 1. 共享线路与延迟 在计算机网络中，系统中的计算机往往是通过共享的方式来共同使用底层的硬件设备，比如说通信线路等。这种方式的缺点是当一台计算机长时间占用共享设备时，就会产生延迟，解决的方法是将信息分解成数据包，每台机器每次只能传送一定数量的数据包，这称为轮流共享。 2. 分组交换 上文中提到的这种分割数据总量，轮流服务的方法称为分组交换，而计算机网络中用这种方式来共享网络资源的技术就称为分组交换技术。Internet上所有的数据都以分组的形式传送。这种方式可以有效地避开延迟，使网络中的计算机轮流、公平地享用网络资源。 5.2.2 TCP/IP 协议 1. TCP/IP 协议简介 TCP/IP 协议最早由斯坦福大学的两名研究人员于1973年提出。由于它的跨平台性，ARPAnet 规定：所有连入ARPAnet 的计算机都必须采用该协议，由此TCP/IP 协议就成为Internet 的标准协议。如图5.11所示，TCP/IP协议使Internet具有跨平台性。 5.2.2 TCP/IP 协议 TCP/IP协议套件实际上是一个协议族，包括TCP协议、IP协议以及其它一些协议。每种协议采用不同的格式和方式传送数据，它们都是Internet的基础，一个协议套件是相互补充、相互配合的多个协议的集合。其中TCP 协议用于在程序间传送数据，IP 协议则用于在主机之间传送数据。如下列出了TCP/IP协议套件中的成员。 应用层 SMTP DNS NSP FTP TELNET WWW HTTP 传输层 TCP UDP NVP 互联层 IP ICMP IGMP 网络接口层 ARP RARP 5.2.2 TCP/IP 协议 2. TCP/IP互联网的概念结构 从概念上讲，TCP/IP互联网Internet提供了3组服务，这三个概念层及其相互的依赖关系，如图5.12所示。 最底层的服务被定义不可靠的、尽最大努力传送的、无连接分组传送系统，这种机制称为Internet协议，即IP协议。 而Internet数据传输的可靠性就由第二层来保证，在这一层TCP协议给出了一种可靠的面向连接的传送机制。 5.2.2 TCP/IP 协议 3. IP工作原理 IP 协议详细规定了计算机在通信时应遵循的规则，它是最基本的软件，每台准备通信的计算机者必须有IP 软件驻留在其内存中。 IP的三个重要作用： （1）IP定义了在TCP/IP互联网上数据传送的基本单元，规定了互联网上传送的数据格式。这种统一的IP报文是实现异构网互联最关键的一步。 （2）IP软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。 （3）IP包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发生以及分组丢弃等的规则。但由于是无连接的点到点传输机制，IP协议不能保证报文传递的可靠性。 5.2.2 TCP/IP 协议 Internet上遵守IP 规范格式的分组称为IP数据报。格式如图5.13所示。 5.2.2 TCP/IP 协议 4. TCP工作原理 IP协议只管将数据包尽力传送到目的主机，无论传输正确与否，不做验证，不发确认，也不保证数据包的顺序，而这一问题就由传输层TCP协议来解决。TCP 协议为Internet 提供了可靠的无差错的通信服务。 当数据包到达目的地后，计算机首先去掉地址标志，利用TCP的装箱单检查数据在传输中是否有损失，如果接收方发现有损坏的数据包，就要求发送端重新发送被损坏的数据包，确认无误后再将各个数据包重新组合成原文件。 5.2.2 TCP/IP 协议 TCP的三个重要作用： TCP 提供计算机程序间的连接，是一种端到端的服务 恢复丢失的分组 TCP自动进行重传 TCP/IP的可靠传输服务有以下五个特征： 面向数据流 虚电路连接 有缓冲的传输 无结构的数据流 全双工连接 5.2.2 TCP/IP 协议 （3）TCP数据报 Internet中发送方和接收方的TCP软件都是以数据段（segment）的形式来交换数据的。TCP软件根据IP协议的载荷能力和物理网络的最大传输单元（Maximum Transfer Unit，MTU）来决定数据段的大小，这些数据段称为TCP数据报报文，其格式如图5.14所示。 5.2.3 Internet的工作模式 Internet采用客户与服务器的工作模式（简称C/S模式）。例如Internet的各种应用服务——E-ma