2.1　传输网的基本概念

2.1.1　用户面对的网络环境

作者在30多年的计算机网络课程教学中深刻地认识到：对于初学者来说，仅靠凭空想象，只能肤浅地了解互联网中的概念与理论，很难深入理解互联网的工作原理。如果有一张与实际使用的互联网结构接近的网络拓扑图，就可以大大降低理解的难度。

科研工作者与远在异地的合作者通过互联网联系、交换信息是我们身边很常见的场景，那么支撑他们工作的计算机网络环境究竟是什么样的？他们在发送一个文件时，这个文件是通过怎样的路径传送到远程合作者的计算机上的？我们可以通过一张支持我国大学研究工作的教育科研网（CERNET）的网络结构图来回答上述问题。

假设位于天津的南开大学（以下简称大学A）的网络实验室（以下简称实验室A）与位于成都的某大学（以下简称大学B）的人工智能实验室（以下简称实验室B）开展物联网智能医疗课题合作，这两个实验室通过支撑我国大学教学科研工作的CERNET网络进行联系（网络结构如图2-1所示）。

从图2-1可以看出，天津的大学A的实验室A的研究生A与成都的大学B的实验室B的研究生B通过计算机网络合作开展智能医疗项目的研究。他们在相隔千里的实验室A与B分别搭建了无线人体区域网WBSN_A与WBSN_B。研究生A与B通过网络相互交流实验数据、讨论用哪种数据挖掘算法来分析数据时，好像就在一个实验室里“面对面交谈”一样。

图2-1　支持大学合作研究的CERNET网络结构图

他们不需要知道：

·连接两台计算机的网络拓扑是什么样的。

·两台计算机之间使用什么协议交换数据。

·两台计算机之间通过什么样的路径传输数据。

·两台计算机进程之间交换数据的过程。

·两台计算机的操作系统是如何协同工作实现分布式计算的。

他们只需要知道：

·计算机之间交换的数据是正确的。

·网络环境对于用户是“透明”的。

·进程之间的“会话”过程是流畅的。

对于所有在网络环境中工作的科研人员来说，上面这些结论一直被看作理所当然的；而对于从事网络技术研究的技术人员来说，这是他们希望看到的实现效果。当然，实际的网络工作过程是相当复杂的。

从图2-1中可以看出，天津的大学A的网络连接的层次是：

·智能医疗项目的研究节点A_m连接了多种可穿戴医疗设备与医用传感器，这些物联网感知或执行设备通过WBSN_A互联起来。

·WBSN_A通过网关节点接入实验室的无线局域网（Wi-Fi）。

·研究生A使用的计算机通过Wi-Fi接入实验室A的局域网。

·实验室A的局域网通过路由器接入大学A的校园网。

·大学A的校园网通过交换机与路由器将学校的各个实验室、教室、图书馆、学生宿舍、办公室的成百上千个局域网互联起来，构成校园网，然后通过校园网主干路由器接入天津CERNET网络。

·天津CERNET网络将天津几百所大学、中学、小学通过路由器互联起来，构成覆盖天津地区的教育、科研单位的CERNET城域网。

·天津CERNET城域网通过主干路由器接入覆盖全国的广域CERNET主干网。

·中国CERNET主干网通过国际出口接入互联网。

同样，成都B大学实验室B的无线人体区域网WBSN_B以及计算机也会按照类似的层次结构接入我国CERNET主干网中。这样就构成了一个层次化的覆盖全国并接入互联网的大型教育科研网系统。