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當(dāng)X.25還在繼續(xù)發(fā)展時(shí),來(lái)自美國(guó)政府、企業(yè)和大學(xué)的工程師們就已經(jīng)開始設(shè)計(jì)他們自己的網(wǎng)絡(luò)了。最初這一網(wǎng)絡(luò)不是為日常事務(wù)而設(shè)計(jì)的,而只是作為網(wǎng)絡(luò)生存能力的實(shí)驗(yàn),以備核戰(zhàn)。由于美軍對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性不斷增加,軍方人上希望戰(zhàn)爭(zhēng)來(lái)臨時(shí)這不會(huì)成為其致命弱點(diǎn),因?yàn)檫@些用來(lái)連接計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程用戶的精細(xì)電路非常容易受攻擊。如果有誰(shuí)想用顆炸彈摧毀一個(gè)連接點(diǎn)或使其失效,而這里恰好連有許多重要電路,結(jié)果將使計(jì)算機(jī)間的通信受到嚴(yán)重破壞。
所要設(shè)計(jì)的軍用網(wǎng)絡(luò)需要采取完全不同于電路交換的方式進(jìn)行工作,甚至“沿著虛電路的包交換”這種思想也被拋棄,因?yàn)樵陔娐方粨Q和虛電路的包交換的情況下,如果某,路徑上的交換機(jī)出現(xiàn)故障(或成為核爆炸的目標(biāo)),重新調(diào)整電路路徑方向相當(dāng)困難。
按照這種思想,工程師們?cè)O(shè)計(jì)出ARPANet(美國(guó)高級(jí)研究計(jì)劃署計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)),后來(lái)發(fā)展為DARPANet(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署計(jì)算機(jī)網(wǎng)),它可算是今日Internet的鼻祖。在這種網(wǎng)絡(luò)里,信息可以沿著許多可能路徑中的任意一條到達(dá)目的地。發(fā)送器把每條報(bào)文分成許多小的數(shù)據(jù)報(bào),每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)1500字節(jié)或稍少一些(有時(shí)會(huì)少很多),然后把它們送往路由器,由它自己負(fù)責(zé)找出離目的地更近的路由器,最終把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的地。每臺(tái)路由器都知道所有的目的網(wǎng)絡(luò)地址,且明白周圍有哪些路由器,由它們提供通達(dá)這些目的地的路由。這樣,路由器把每個(gè)分組送往離目的地更近的路由器。以這種步步通近的方式,所有的數(shù)據(jù)分組最終可以到達(dá)日的地,接收器把它們重組起來(lái),閱讀其中內(nèi)容并按其執(zhí)行命令。如果所有載有特定報(bào)文的分組能走同樣的路徑,進(jìn)而按照其發(fā)送的先后順序到達(dá),當(dāng)然也有這種可能,實(shí)際上在電路交換網(wǎng)絡(luò)和X.25這樣的虛電路網(wǎng)絡(luò)中是這樣的,但在ARPANct中卻不能保證分組按這種方式傳輸。
在ARPANet網(wǎng)絡(luò)上的路由器中,為發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)而必需的選路信息最初都是由手工方式傳播的,管理人員要定期更新網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)路由器的路由表。每當(dāng)向系統(tǒng)中加入一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)時(shí),就得重新制作含有這一信息的路山表,并把它發(fā)送給每臺(tái)路由器的管理員,由他用這張新表替換原有的舊表。然而,當(dāng)ARPANet發(fā)展到一定的規(guī)模時(shí),這一相當(dāng)麻煩的過(guò)程就被選路協(xié)議取代了。當(dāng)有新網(wǎng)絡(luò)增加或有舊網(wǎng)絡(luò)刪除時(shí),這些協(xié)議就動(dòng)態(tài)地讓路由器共享網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性信息。
今天的電子郵件、Web頁(yè)面以及所有其他的Internet業(yè)務(wù)都按照互連網(wǎng)協(xié)議(IP)的數(shù)據(jù)報(bào)格式米傳遞。IP所規(guī)定的數(shù)據(jù)報(bào)大小在20至65000字節(jié)之間,不過(guò)大部分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)為1500字節(jié)或更少,因?yàn)槎鄶?shù)用戶的報(bào)文都比較短。加在報(bào)文數(shù)據(jù)開始處的是IP報(bào)頭,它含有路由器選路所需的地址及其他信息。
盡管路由表會(huì)自動(dòng)更新,IP報(bào)頭會(huì)自動(dòng)尋址,但當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)在從發(fā)送方到接收方的傳遞過(guò)程中仍有可能丟失??赡苁且?yàn)槁酚善骰蜴溌饭收?、路由表錯(cuò)誤、設(shè)備故障,配置不當(dāng),或是其他多種原因,都有可能會(huì)發(fā)生丟包情況。另外,IP分組在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)分組中的數(shù)據(jù)也可能被破壞。為了防止丟包或分組損壞帶來(lái)的不良后果,能確保數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)膮f(xié)議(如X.25)一般這樣處理:從所獲數(shù)據(jù)中最后一個(gè)完好的分組起,讓這些丟失或被破壞的分組重發(fā)。只要不是運(yùn)氣太壞,第二個(gè)或是以后緊隨的分組最終都會(huì)順利地把數(shù)據(jù)傳送到目的地。
在發(fā)生數(shù)據(jù)丟失或破壞的時(shí)候,IP協(xié)議與類似X.25這樣的可信賴協(xié)議的做法完全不同,其不同或許會(huì)讓習(xí)慣于X.25的人們大吃,驚。IP根本不重發(fā)或是用別的方法傳遞丟失的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)通信詞典中,IP是一個(gè)“不可靠”的協(xié)議,意思是說(shuō),對(duì)于發(fā)方交給它的數(shù)據(jù),它既不能保證一定傳遞給收方,也不能保證數(shù)據(jù)不被損壞。除了源站和目的地之間的連通性,根本不能指望IP提供Qos。實(shí)際上,IP忽略了(確切地說(shuō)是根本不知道)所有影響用戶數(shù)據(jù)的傳輸錯(cuò)誤,也就是說(shuō),IP的不可靠性甚至達(dá)到不能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)被破壞的程度。以這種方式工作的協(xié)議如何能讓連到Internet上的系統(tǒng)所收到的數(shù)據(jù)保持完整性呢?