内容正文:
第4课 数据分包灵活传
知识清单
网页文字、图片等数据在网络中传输时,可能经过多台设备。读完本清单,你应能解释设备怎样接力转发、为什么要分包,以及接收端怎样把各包还原成完整数据。
一 网络中的数据怎样接力传递
存储转发,是指网络设备接收数据后先暂时保存,再把数据转发给后续设备。数据可能经过多个中转设备,最终到达接收端。“存储”强调转发过程中的暂存,不是指把数据永久保存在每台设备中。
发送端 → 设备甲 → 设备乙 → 接收端
看懂这条过程线:发送端发出数据,设备甲接收、暂存并转发;设备乙也完成相应处理,再向接收端传送。每台中转设备完成的是传输过程中的一段工作。
设备的动作
含义
在示例中的表现
接收
从前面的设备取得数据
设备甲收到发送端的数据
暂存
把收到的数据暂时保留
数据暂时保存在设备甲中
转发
向后续设备继续发送
设备甲把数据发给设备乙
判断时要区分“已经收到”和“已经转发”:设备甲已收到并暂存某个包,并不表示设备乙也已经收到,更不表示接收端已经得到完整数据。
二 为什么把较大的数据分成小包
分包是按照一定规则,把一份较大的数据分成若干较小的包进行传输。它保留原数据内容,接收端仍要把这些内容重新组合。分包与删去内容、压缩数据不是同一件事。
整体传输可能遇到的问题
分包的作用
数据量太大,超过设备一次可暂存的量
每次处理较小的包,使数据更便于在设备间转发
只有一部分出错,却要把整体重新发送
在能识别错误并补传的规则下,可只补传出错的包
例如,用纸面模型表示一份含12格内容的数据,假设设备一次最多暂存4格。把它拆成每包4格,共3包,就可以逐包处理。12格原内容没有减少,只是被分开传送。实际网络还会携带必要的附加信息。
三 从分包到重组的完整过程
发送端分包并添加必要信息 → 网络设备存储转发 → 接收端收到并检查 → 根据序号按原顺序重组。
序号用来表示各包在原数据中的先后位置。到达次序用来记录接收端先收到哪个包、后收到哪个包;两者含义不同。各包经历的路径和转发情况可能不同,先发出的包不一定先到。
例1 到达顺序改变后怎样还原
原文“网络传递信息”按顺序分为①网络、②传递、③信息三个包。接收端的记录如下。
到达次序
包的序号
包的内容
第1个到达
3
信息
第2个到达
1
网络
第3个到达
2
传递
第1步,检查是否收到序号1、2、3的包;本例三个包均已收到。第2步,按序号重新排列为①网络、②传递、③信息。第3步,连接内容,恢复“网络传递信息”。若照到达次序直接拼接,会得到“信息网络传递”,与原文不同。
例2 局部出错后补传什么
原文分成①学会、②观察、③记录、④交流四个包。假设接收端已经确认第1、2、4包正确并予以保存,第3包出错;本例采用只补传出错包的规则。
处理方法是补传第3包“记录”,收到正确内容后,再按1—4的顺序重组。已有的三个正确包不用重新发送。若改为把整份数据再传一次,就会重复传送本来正确的内容。
缺包也要检查:若记录中只有1、2、4,且已知完整数据应有4包,就还缺第3包。不能用猜测代替缺少的原内容;应按共同规则补齐后再确认完整。
四 各个包可以怎样选择路径
假设发送端到接收端有两条可用路径:路径一经过设备甲,路径二经过设备乙。第1包可以经过甲,第2包可以经过乙;也可以有多个包经过甲。同一份数据的包不必始终捆在一起走同一条路。
接收端重组时依据的是序号,并不把经过哪台设备作为原文顺序。课堂纸面示例可以规定每个包的路径,帮助理解这一机制;真实网络中的转发还要依据具体的网络条件和通信规则。
五 接收者信息和序号各管什么
接收者信息用于区分包应交给谁。不同接收者的数据都可能从第1包开始编号,因此不能只看序号就把所有包混在一起。
例3 两个接收者同时接收数据
甲组接收“文明交流”,乙组接收“认真倾听”,各分2包,记录如下。
到达次序
接收者
序号
内容
1
乙组
2
倾听
2
甲组
1
文明
3
乙组
1
认真
4
甲组
2
交流
先按接收者分组:甲组收到“1 文明、2 交流”,乙组收到“2 倾听、1 认真”。再在各组内按序号排列,得到甲组的“文明交流”和乙组的“认真倾听”。接收者信息解决“交给谁”,序号解决“按什么顺序还原”。
六 为什么需要共同的通信规则
通信协议是通信各方共同遵守的规则或约定。各方要按约定生成、传送和接收数据,正确理解包中信息,并配合处理差错。若对序号含义理解不同,就可能重组错误。
七 易混点对照
容易混淆的说法
正确理解
最先到达的包就是第1包
到达次序可能改变,原顺序看序号
不同路径传来的包不能组合
同一份数据的包可按序号恢复原顺序
接收者信息可以代替序号
接收者信息区分对象,序号帮助排序
八 阅读后自查
1. 某设备暂存后再发送一个包,体现什么方式?
2. 原文分成①爱护、②校园、③环境,到达顺序是③②①,应恢复成什么?
3. 已知应有4包,记录只有1、3、4,能否确认完整?缺哪包?
自查答案:1. 存储转发。2. 爱护校园环境,依据序号1→2→3重组。3. 不能;缺第2包,应补齐后再确认完整。
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