互联网基础：网络互连与ISP详解

"计算机网络 - 概述知识点总结" 计算机网络是指通过通信设备和线路将地理位置分散的、具有独立功能的计算机系统互相连接，实现数据传输、资源共享和信息交流的系统。这一领域的学习涵盖了许多基本概念和技术，以下是相关知识点的详细说明： ### 计算机网络的层次结构 计算机网络通常按照功能划分为多个层次，以便于管理和设计。常见的有五层协议模型和OSI七层模型。 #### 1. 五层协议模型 五层协议模型包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。它简化了OSI模型，更适用于现代互联网的实践： - **物理层**：负责数据的物理传输，如电信号、光信号的发送和接收。 - **数据链路层**：处理相邻节点间的通信，提供错误检测和纠正，如以太网、PPP协议。 - **网络层**：负责数据包在不同网络间的路由选择，如IP协议。 - **传输层**：确保数据在两个端系统间的可靠传输，如TCP和UDP协议。 - **应用层**：为用户提供直接的服务，如HTTP、FTP、SMTP等协议。 #### 2. OSI七层模型 开放系统互连（OSI）模型是一个理论框架，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。虽然实际网络并不完全遵循这一模型，但它有助于理解网络通信的完整过程。 ### 主机之间的通信方式 主机之间的通信方式主要有两种：电路交换和分组交换。 #### 1. 电路交换 电路交换类似于电话系统，预先建立一条从源到目的地的专用通信路径。通话期间，这条路径一直被占用，直到通话结束。 #### 2. 分组交换 分组交换是互联网的主要通信方式，数据被分割成多个小的数据包，每个包独立地在网络中寻找最佳路径，到达目的地后重新组合。这种方式提高了网络效率，能有效利用带宽。 ### 时延 网络通信中，数据传输涉及到几种不同类型的时延： - **排队时延**：数据包等待在路由器或交换机队列中的时间。 - **处理时延**：设备处理数据包所需的时间。 - **传输时延**：数据包通过通信介质传输的时间，取决于数据量和传输速率。 - **传播时延**：电磁波在媒介中传播的距离与速度之比，取决于媒介的物理特性。 ### 计算机网络体系结构 #### 1. TCP/IP协议族 TCP/IP模型是实际互联网的基础，包含四层：网络接口层（对应OSI的物理层和数据链路层）、网络层（对应OSI的网络层）、传输层（对应OSI的传输层）和应用层（对应OSI的应用层、表示层和会话层）。 #### 2. 数据在各层之间的传递 数据在各层间传递时，每层都会添加相应的头部信息，用于处理和控制数据传输。例如，网络层的IP头部，传输层的TCP或UDP头部，以及应用层的各种协议头部。 ### Internet结构 #### 互联网服务提供商ISP ISP是连接用户和个人网络到Internet的关键。它们提供IP地址、通信线路和路由器等基础设施，用户通过付费订阅获得接入服务。 #### 互联网交换点IXP IXP是ISP之间直接连接的设施，允许它们之间直接交换流量，减少对第三方ISP的依赖，提高网络性能。 计算机网络涉及众多概念和技术，从基本的通信方式到复杂的网络架构，每一个环节都至关重要，构成了我们今天依赖的全球互联网基础。