第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

21世紀(jì)高職高專新概念規(guī)劃教材數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（第二版）中國水利水電出版社主編季福坤第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與Internet1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與Internet1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.2Internet簡介1.1.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成硬件構(gòu)成：1．服務(wù)器2．主機(jī)或端系統(tǒng)設(shè)備3．通信鏈路軟件構(gòu)成：1．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)2．網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件1．資源共享2．?dāng)?shù)據(jù)通信3．分布式處理4．負(fù)載均衡5．提高系統(tǒng)的可靠性和可用性1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1．按覆蓋范圍分類：廣域網(wǎng)城域網(wǎng)局域網(wǎng)1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1．按傳輸技術(shù)分類：廣播式網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)—點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1．總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2．環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3．星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4．網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)5．混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

協(xié)議在社會生活中人們進(jìn)行交流時(shí)都要遵循一定的規(guī)則在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

協(xié)議1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

協(xié)議協(xié)議定義了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)或多個(gè)通信實(shí)體之間交換信息的格式和順序以及信息傳輸過程中所應(yīng)產(chǎn)生的各項(xiàng)行為的規(guī)則約定。協(xié)議有三個(gè)要素：（1）語法（Syntax）：數(shù)據(jù)與控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼等。（2）語義（Semantics）控制信息的內(nèi)容，需要做出的動(dòng)作及響應(yīng)。（3）時(shí)序（Timing）：事件先后順序和速度匹配。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

1協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的概念為了減少網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，協(xié)議的設(shè)計(jì)者并不是設(shè)計(jì)一個(gè)單一、巨大的協(xié)議來為所有形式的通信規(guī)定完整的細(xì)節(jié)，而是采用把復(fù)雜的通信問題按一定層次，劃分為許多相對獨(dú)立的子功能，然后為每一個(gè)子功能設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的協(xié)議，即每層對應(yīng)一個(gè)協(xié)議。

將網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型：應(yīng)用層表示層會話層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

實(shí)體與層間通信OSI參考模型中的層由實(shí)體（Entity）組成，這些實(shí)體執(zhí)行規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)，在許多特殊情況下，實(shí)體就是一個(gè)特定的軟件模塊。每一層可以包含一個(gè)或多個(gè)實(shí)體。在不同的開放系統(tǒng)中的對等實(shí)體之間，可以進(jìn)行通信?？刂苾蓚€(gè)對等實(shí)體間通信的規(guī)則的集合稱為協(xié)議，兩個(gè)實(shí)體間的通信使得N層能夠向上一層提供服務(wù)。

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

分層的好處：使網(wǎng)絡(luò)變得更簡單將網(wǎng)絡(luò)部件標(biāo)準(zhǔn)化有利于模塊化設(shè)計(jì)保證不同類型部件的互操作性加快了技術(shù)發(fā)展的速度簡化了教育和學(xué)習(xí)1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件一種通用的數(shù)據(jù)格式對話和交談流量控制和可靠性路徑選擇及邏輯尋址幀和介質(zhì)訪問控制信號和介質(zhì)關(guān)鍵詞1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層較高層：與應(yīng)用有關(guān)較低層：與數(shù)據(jù)傳輸有關(guān)1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

物理層：保證二進(jìn)制位流的透明傳送。涉及到如何連接雙方、如何用電信號表示數(shù)據(jù)、使用何種傳輸媒體等的機(jī)械的、電器的、功能的、規(guī)程的特性。

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

數(shù)據(jù)鏈路層：在網(wǎng)絡(luò)兩節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行無差錯(cuò)的幀傳送。涉及到成幀、可靠傳輸、流量調(diào)節(jié)與差錯(cuò)控制、媒體訪問與爭用等問題。

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

網(wǎng)絡(luò)層：在源和目的節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行路徑選擇和擁塞控制。在廣域網(wǎng)中是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，而不同的網(wǎng)絡(luò)可能規(guī)則不同（編址方案、分組大小、協(xié)議等），這也是網(wǎng)絡(luò)層要解決的問題。

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

傳輸層：端—端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送報(bào)文。將網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜的傳輸過程向上層隔離起來。甚至下層的技術(shù)變化上層也渾然不知。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

會話層：會話管理與數(shù)據(jù)傳送的同步。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

表示層：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加密、解密等。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

l

應(yīng)用層：為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供接口。在這一層上存在著多種協(xié)議，比如HTTP就是其中之一

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

OSI參考模型還不是一個(gè)體系結(jié)構(gòu)，它并沒有定義每一層上的服務(wù)和協(xié)議，只是指明了每一層應(yīng)該做什么事情。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介3TCP/IP參考模型

TCP/IP參考模型的具體協(xié)議情況

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介3TCP/IP參考模型

工作原理1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化組織1．國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardOrganization）2．國際電報(bào)電話咨詢委員會CCITT（ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone）3．國際電信聯(lián)盟ITU（InternationalTelecommunicationsUnion）4．電氣和電子工程師協(xié)會IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineers）5．美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ANSI）1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

2Internet管理機(jī)構(gòu)1．Internet協(xié)會（InternetSociety，ISOC）

2．Internet體系結(jié)構(gòu)委員會（InternetArchitectureBoard，IAB）

3．Internet工程任務(wù)組和Internet工程指導(dǎo)組4．Internet研究任務(wù)組（InternetResearchTaskForce，IRTF）

5．IANA與ICANN(InternetAssignedNumbersAuthority/InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)6．WWW聯(lián)盟1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

3RFC文檔、Internet草案與Internet協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)RFC文檔（requestforcomments，RFC）

/因特網(wǎng)草案homework1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

ISO(InternationalOrganizationforStandard)

成立于1947年,是世界上最大的國際標(biāo)準(zhǔn)化專門機(jī)構(gòu)，是聯(lián)合國甲級咨詢機(jī)構(gòu)。它的成員是89個(gè)成員國的國家標(biāo)準(zhǔn)化組織。美國在ISO中的代表是ANSI，大家所熟悉的ASCII和C語言的工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，就是由ANSI所制定的。

ISO在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的最突出貢獻(xiàn)就是提出OSI參考模型，該模型是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。Back1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

IETF（InternetEngineeringTaskForce）是一個(gè)國際性團(tuán)體。它主要的工作是制定關(guān)于因特網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)。其成員包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者、制造商、研究人員以及所有對因特網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和持續(xù)發(fā)展感興趣的個(gè)人或組織。因?yàn)橐蛱鼐W(wǎng)覆蓋范圍大，連接的成員很多，所以很多組織都希望通過加入IETF使技術(shù)向有利于自己的方向發(fā)展。

back1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineers）電氣和電子工程師協(xié)會IEEE是世界上最大的專業(yè)技術(shù)團(tuán)體，由計(jì)算機(jī)和工程學(xué)專業(yè)人士組成。它創(chuàng)辦了許多刊物，定期舉行研討會，還有一個(gè)專門負(fù)責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)的下屬機(jī)構(gòu)。IEEE在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)界的最大貢獻(xiàn)就是制定了802標(biāo)準(zhǔn)系列，802標(biāo)準(zhǔn)將局域網(wǎng)的各種技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。back1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織國際電報(bào)電話咨詢委員會CCITT實(shí)際上是國際電信聯(lián)盟ITU的部門之一：ITU-T1953-1993ITU-T被稱為CCITT,1993年后重組成為ITU-T主要在電話和通信領(lǐng)域提出建議。如X.25等建議是一種禮貌用語，實(shí)際上是標(biāo)準(zhǔn)Back1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

ICANN的成立背景：Internet起源于美國，在90年代之前一直是一個(gè)為軍事、科研服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。在90年代初，由美國國家科學(xué)基金會為Internet提供資金并代表美國政府與NSI公司（NetworkSolutions）簽定了協(xié)議，將Internet頂級域名系統(tǒng)的注冊、協(xié)調(diào)與維護(hù)的職責(zé)都交給了NSI。而Internet的地址資源分配則交由IANA來分配，由IANA將地址分配到ARIN（北美地區(qū)）、RIPE（歐洲地區(qū)）和APNIC（亞太地區(qū)），然后在由這些地區(qū)性組織將地址分配給各個(gè)ISP。但是，隨著近年來Internet的全球性發(fā)展，越來越多的國家對由美國獨(dú)自對Internet進(jìn)行管理的方式表示不滿，強(qiáng)烈呼吁對Internet的管理進(jìn)行改革。美國商業(yè)部在98年初發(fā)布了Internet域名和地址管理的綠皮書，認(rèn)為美國政府有對Internet的直接管理權(quán)，因此在它發(fā)布后遭到了除美國外幾乎所有國家及機(jī)構(gòu)的反對。美國政府在征求了大量意見后，于6月5日發(fā)布了“綠皮書”的修改稿“白皮書”。白皮書提議在保證穩(wěn)定性、競