《現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程-自頂向下分析與設(shè)計(jì)》課件第1章

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)的產(chǎn)生與發(fā)展1.2現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三大趨勢(shì)1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)1.4網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念習(xí)題

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生

1．面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)

隨著遠(yuǎn)程終端數(shù)量的增多，為了避免一臺(tái)計(jì)算機(jī)使用多個(gè)線(xiàn)路控制器，在20世紀(jì)60年代初，出現(xiàn)了多重線(xiàn)路控制器(MultilineController)，它可和多個(gè)遠(yuǎn)程終端相連接(如圖1-1所示)，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，它是最原始的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(有人稱(chēng)其為第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))。圖1-1面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)還可用作數(shù)據(jù)處理時(shí)，計(jì)算機(jī)的用戶(hù)數(shù)量就迅速增長(zhǎng)。但是，每當(dāng)需要增加一個(gè)新的遠(yuǎn)程終端時(shí)，上述的這種線(xiàn)路控制器就要進(jìn)行許多硬件和軟件的改動(dòng)，以便和新加入的終端的字符集和傳輸速率等特性相適應(yīng)。通信處理機(jī)也稱(chēng)為前端處理機(jī)(FrontEndProcessor，F(xiàn)EP)或簡(jiǎn)稱(chēng)為前端機(jī)。前端處理機(jī)分工完成全部的通信任務(wù)，而讓主機(jī)專(zhuān)門(mén)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。這樣就大大地提高了主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的效率。圖1-2表示用一個(gè)前端處理機(jī)與多個(gè)遠(yuǎn)程終端相連的情況。由于可采用較便宜的小型計(jì)算機(jī)充當(dāng)大型計(jì)算機(jī)的前端處理機(jī)，因此這種面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)就獲得了很大的發(fā)展。一直到現(xiàn)在，大型計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)仍使用前端處理機(jī)，而對(duì)于目前接入局域網(wǎng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)，其使用的接口網(wǎng)卡在原理上就相當(dāng)于這種前端處理機(jī)。圖1-2用前端處理機(jī)實(shí)現(xiàn)的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

2．基于交換的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)

電路交換技術(shù)本來(lái)是為電話(huà)通信而設(shè)計(jì)的，對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，建立通路的呼叫過(guò)程太長(zhǎng)，必須尋找新的適合于計(jì)算機(jī)通信的交換技術(shù)。1964年8月，Baran(巴蘭)在美國(guó)Rand(蘭德)公司的《論分布式通信》的研究報(bào)告中提出了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)思想。1962～1965年，美國(guó)國(guó)防部的高級(jí)研究計(jì)劃ARPA(AdvancedResearchProjectsAgency)和英國(guó)的國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室NPL

(NationalPhysicsLaboratory)都對(duì)新型的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)進(jìn)行了研究。

ARPANET的成功運(yùn)行使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生了根本變化。早期的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單臺(tái)主機(jī)為中心的星形網(wǎng)(見(jiàn)圖1-3(a))，各終端通過(guò)電話(huà)網(wǎng)共享主機(jī)的硬件和軟件資源。而分組交換網(wǎng)則實(shí)際以網(wǎng)絡(luò)(通信子網(wǎng))為中心，主機(jī)和終端都處在網(wǎng)絡(luò)的邊緣(見(jiàn)圖1-3(b))。主機(jī)和終端構(gòu)成了用戶(hù)資源子網(wǎng)(以區(qū)別于通信子網(wǎng))，用戶(hù)不僅共享通信子網(wǎng)的資源，而且還可共享用戶(hù)資源子網(wǎng)豐富的硬件和軟件資源。這種以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)被稱(chēng)為第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它比第一代網(wǎng)絡(luò)在功能上擴(kuò)大了很多，成為20世紀(jì)七八十年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要形式。圖1-3從以單個(gè)主機(jī)為中心演變到以通信子網(wǎng)為中心在以分組交換為核心的第二代通信網(wǎng)絡(luò)中，多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，既分散又統(tǒng)一，從而使整個(gè)系統(tǒng)性能大大提高；原來(lái)單一主機(jī)的負(fù)載可以分散到全網(wǎng)的各個(gè)機(jī)器上，使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快；而且在這種系統(tǒng)中，單機(jī)故障也不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的全面癱瘓。

3．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成

有了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使得一個(gè)公司所生產(chǎn)的各種機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以非常容易地被連接起來(lái)，這種情況顯然有利于一個(gè)公司壟斷自己的產(chǎn)品。用戶(hù)一旦購(gòu)買(mǎi)了某個(gè)公司的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)需要擴(kuò)展時(shí)，就只能再購(gòu)買(mǎi)原公司的產(chǎn)品。由于各個(gè)公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各不相同，所以不同公司之間的網(wǎng)絡(luò)不能互聯(lián)互通。全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得不同網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的用戶(hù)迫切要求能夠互相交換信息。為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互聯(lián)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1977年成立了專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)研究該問(wèn)題。不久，他們就提出了一個(gè)使各種計(jì)算機(jī)能夠互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)，簡(jiǎn)稱(chēng)為OSI。它將網(wǎng)絡(luò)劃分為七層，并規(guī)定了每層的功能(詳見(jiàn)1.4節(jié))。OSI/RM參考模型的提出，意味著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到了第三代。

4．局域網(wǎng)的形成

由于微型計(jì)算機(jī)(微機(jī))的出現(xiàn)和應(yīng)用的普及，人們迫切需要將眾多的微機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)就是在一個(gè)有限區(qū)域范圍內(nèi)將眾多微機(jī)連接在一起實(shí)現(xiàn)信息交換和信息共享。作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支，局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單，只要在微機(jī)中插入一個(gè)接口板就能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。由于局域網(wǎng)價(jià)格便宜，傳輸速率高，使用方便，因此在20世紀(jì)80年代開(kāi)始得到了快速發(fā)展，特別是微機(jī)的大量推廣和普及，對(duì)局域網(wǎng)的應(yīng)用起到了極大的推動(dòng)作用，對(duì)當(dāng)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。

5．Internet時(shí)代的到來(lái)

Internet已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大和增長(zhǎng)速率最快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有人能夠準(zhǔn)確說(shuō)出Internet究竟有多大。特別是21世紀(jì)，Internet得到了迅猛發(fā)展，成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)。由于Internet存在著技術(shù)上和功能上的不足，加上用戶(hù)數(shù)量猛增，使得現(xiàn)有的Internet不堪重負(fù)。美國(guó)率先宣布實(shí)施“下一代Internet計(jì)劃”，即“NGI(NextGenerationInternet)”計(jì)劃。

NGI計(jì)劃要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)目標(biāo)是：開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以比現(xiàn)在的Internet高100倍的速率連接至少100個(gè)研究機(jī)構(gòu)，以比現(xiàn)在的Internet高1000倍的速率連接10個(gè)類(lèi)似的網(wǎng)點(diǎn)。其端到端的傳輸速率要超過(guò)100Mb/s至10Gb/s。另一個(gè)目標(biāo)是使用更加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)和開(kāi)發(fā)許多帶有革命性的應(yīng)用，如遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、有關(guān)能源和地球系統(tǒng)的研究、高性能的全球通信、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、緊急情況處理等。NGI計(jì)劃將使用超高速全光網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)更快速的交換和路由選擇，同時(shí)具有為一些實(shí)時(shí)應(yīng)用保留帶寬的能力。1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)發(fā)展階段的特點(diǎn)

第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與理論的準(zhǔn)備

第一階段可以追溯到20世紀(jì)50年代。這個(gè)階段的特點(diǎn)與標(biāo)志性成果主要表現(xiàn)在：

(1)數(shù)據(jù)通信的研究與技術(shù)的日趨成熟，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

(2)分組交換概念的提出為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成

(1)?ARPANET的成功運(yùn)行證明了分組交換理論的正確性。

(2)?TCP/IP協(xié)議的廣泛應(yīng)用為更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(3)?DNS、E-mail、FTP、TELNET、BBS等應(yīng)用展現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣闊的應(yīng)用前景。

第三階段：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究

(1)?OSI參考模型的研究對(duì)網(wǎng)絡(luò)理論體系的形成與發(fā)展以及在推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化方面起到了重要的推動(dòng)作用。

(2)?TCP/IP協(xié)議經(jīng)受了市場(chǎng)和用戶(hù)的檢驗(yàn)，吸引了大量的投資，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，成為業(yè)界事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

第四階段：互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究的發(fā)展

(1)?Internet作為全球性的網(wǎng)際網(wǎng)與信息系統(tǒng)，在當(dāng)今政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科研、教育與社會(huì)生活等方面發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。

(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)、有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)融合”，促進(jìn)了寬帶城域網(wǎng)概念、技術(shù)的演變。寬帶城域網(wǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。接入技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大了終端用戶(hù)設(shè)備的接入范圍，進(jìn)一步促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。

(3)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)技術(shù)日益成熟，已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段。無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用受到了高度重視。

(4)?對(duì)等(Peer-to-Peer，P2P)網(wǎng)絡(luò)的研究使新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，成為現(xiàn)代信息服務(wù)業(yè)新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)。

(5)隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，新的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題不斷出現(xiàn)，促使網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)入高速發(fā)展階段。網(wǎng)絡(luò)安全的研究成果為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了安全保障。1.1.3互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高速發(fā)展

1993年9月，美國(guó)公布了國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NationalInformationInfrastructure，NII)建設(shè)計(jì)劃，NII被形象地稱(chēng)為信息高速公路。美國(guó)建設(shè)信息高速公路的計(jì)劃觸動(dòng)了世界各國(guó)，各國(guó)認(rèn)識(shí)到信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，很多國(guó)家開(kāi)始制定自己的信息高速公路建設(shè)計(jì)劃。1995年2月，全球信息基礎(chǔ)設(shè)施委員會(huì)(GlobalInformationInfrastructureCommittee，GIIC)成立，目的是推動(dòng)與協(xié)調(diào)各國(guó)信息技術(shù)與信息服務(wù)的發(fā)展與應(yīng)用。

1.2現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三大趨勢(shì)

從技術(shù)角度來(lái)看，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正向著三個(gè)趨勢(shì)發(fā)展。第一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是從ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展；第二個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即從無(wú)線(xiàn)分組網(wǎng)向無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)和無(wú)

線(xiàn)傳感器網(wǎng)的方向發(fā)展；伴隨著前兩條主線(xiàn)發(fā)展的第三個(gè)發(fā)

展趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。圖1-4給出了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)示意圖。圖1-4現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1.2.1從ARPANET到互聯(lián)網(wǎng)

從ARPANET到互聯(lián)網(wǎng)這一發(fā)展趨勢(shì)中呈現(xiàn)出以下重要

特點(diǎn)：

(1)?ARPANET的研究奠定了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，而聯(lián)系二者的是TCP/IP協(xié)議。

(2)在從ARPANET演變到互聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中，強(qiáng)烈的社會(huì)需求促進(jìn)了廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用的發(fā)展，而廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)技術(shù)的成熟與標(biāo)準(zhǔn)化，又加速了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程。

(3)?TCP/IP協(xié)議的研究與設(shè)計(jì)的成功，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，今后除計(jì)算機(jī)和個(gè)人手持設(shè)備(PDA)之外，手機(jī)、固定電話(huà)、相機(jī)、攝像機(jī)以及各種家用電器都會(huì)連接到互聯(lián)網(wǎng)中。

(4)與傳統(tǒng)的客戶(hù)/服務(wù)器(Client/Server，C/S)工作模式不同，對(duì)等(P2P)工作模式淡化了服務(wù)提供者與服務(wù)使用者的界限，以“非中心化”的方式使更多的用戶(hù)身兼服務(wù)提供者與服務(wù)使用者的雙重身份，從而達(dá)到進(jìn)一步擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)資源共享范圍和深度，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，使信息共享最大化的目的，因此受到了學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的高度重視，被評(píng)價(jià)為“改變互聯(lián)網(wǎng)的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”。新的基于P2P的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷出現(xiàn)，成為21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用重要的研究方向之一。1.2.2從無(wú)線(xiàn)分組網(wǎng)到無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)

(1)從是否需要基礎(chǔ)設(shè)施的角度來(lái)看，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以分為需要基礎(chǔ)設(shè)施與不需要基礎(chǔ)設(shè)施兩類(lèi)。802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WirelessLAN，WLAN)與802.16無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)(WirelessMAN，WMAN)屬于需要基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)屬于不需要基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

(2)在無(wú)線(xiàn)分組網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)(Adhoc)是一種特殊的自組織、對(duì)等式、多跳、無(wú)線(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，它在軍事和特殊應(yīng)用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。

(3)當(dāng)無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)技術(shù)日趨成熟的時(shí)候，無(wú)線(xiàn)通信、微電子、傳感器技術(shù)得到快速發(fā)展。在軍事領(lǐng)域中，人們提出將無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)與傳感器技術(shù)相結(jié)合的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork，WSN)用于對(duì)敵方兵力和裝備的監(jiān)控、戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視與目標(biāo)的定位、戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估、對(duì)核攻擊和生化攻擊的監(jiān)測(cè)，并且在安全、應(yīng)急、醫(yī)療與環(huán)境保護(hù)等特殊領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。這項(xiàng)研究一出現(xiàn)，立即引起政府、軍隊(duì)和研究部門(mén)的高度關(guān)注，被評(píng)價(jià)為“21世紀(jì)最有影響的21項(xiàng)技術(shù)”之一和“改變世界的十大技術(shù)”

之首。

(4)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)(WirelessMeshNetwork，WMN)是無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)在接入領(lǐng)域的一種應(yīng)用。WMN又稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)。作為對(duì)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)技術(shù)的補(bǔ)充，WMN將成為解決無(wú)線(xiàn)接入“最后一公里”問(wèn)題的重要技術(shù)手段之一。

(5)如果說(shuō)廣域網(wǎng)的作用是擴(kuò)大信息社會(huì)中資源共享的范圍，局域網(wǎng)是進(jìn)一步增強(qiáng)信息社會(huì)中資源共享的深度，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是增強(qiáng)人類(lèi)共享信息資源的靈活性，那么無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)將會(huì)改變?nèi)祟?lèi)與自然界的交互方式，它將極大地?cái)U(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的能力。1.2.3網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

(1)人類(lèi)創(chuàng)造了網(wǎng)絡(luò)虛擬社會(huì)的繁榮，也制造了網(wǎng)絡(luò)虛擬社會(huì)的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)安全是現(xiàn)實(shí)社會(huì)的安全問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)虛擬社會(huì)中的反映?，F(xiàn)實(shí)世界中真善美的東西，網(wǎng)絡(luò)虛擬社會(huì)中都會(huì)有。同樣，現(xiàn)實(shí)世界中丑陋的東西，網(wǎng)絡(luò)虛擬社會(huì)中也會(huì)出現(xiàn)，只是在什么時(shí)間點(diǎn)，以什么形式表現(xiàn)的問(wèn)題，可能表現(xiàn)形式不一樣。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，永遠(yuǎn)不會(huì)停止。

(2)現(xiàn)實(shí)社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)依賴(lài)的程度越高，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)就越顯得重要。網(wǎng)絡(luò)安全是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中一個(gè)永恒的主題。

(3)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的發(fā)展驗(yàn)證著“魔高一尺，道高一丈”的古老哲理。在“攻擊—防御—新攻擊—新防御”的循環(huán)中，網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)反攻擊技術(shù)相互影響、相互制約，共同發(fā)展，這個(gè)過(guò)程將一直延續(xù)下去。目前，網(wǎng)絡(luò)攻擊已從當(dāng)初的顯示才能、玩世不恭，逐步發(fā)展到經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)的有組織犯罪，甚至是恐怖活動(dòng)。

(4)正如現(xiàn)實(shí)世界危害人類(lèi)健康的各種病毒(它只會(huì)隨著時(shí)間演變，不可能滅絕)一樣，計(jì)算機(jī)病毒也會(huì)伴隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而演變，不可能停止和消失。網(wǎng)絡(luò)是傳播計(jì)算機(jī)病毒的重要渠道，只要人類(lèi)存在，就一定存在危害人類(lèi)健康的病毒。只要計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)存在，計(jì)算機(jī)病毒就一定會(huì)存在。

(5)網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)系統(tǒng)的社會(huì)工程。網(wǎng)絡(luò)安全研究涉及技術(shù)、管理、道德與法制環(huán)境等多個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)的安全性是一個(gè)鏈條，它的可靠程度取決于鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)過(guò)程，而不是任何一個(gè)產(chǎn)品可以替代的。人們?cè)诩訌?qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究的同時(shí)，必須加快網(wǎng)絡(luò)法制建設(shè)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)法制觀(guān)念與道德的教育。

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和功能

1．建立數(shù)據(jù)通信

利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞是一種全新的電子傳遞方式，比現(xiàn)有的其他通信工具有更多的優(yōu)點(diǎn)，比如它不像電話(huà)需要通話(huà)者同時(shí)在場(chǎng)，也不像廣播系統(tǒng)只能是單方向傳遞信息。在速度上也比其他方式快得多，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)還可以傳遞聲音、圖像和視頻等多媒體信息。

2．實(shí)現(xiàn)資源共享

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，有許多昂貴的資源，例如大型數(shù)據(jù)庫(kù)、巨型計(jì)算機(jī)等，要使這些資源為每一用戶(hù)所擁有，即用戶(hù)可以共享使用這些資源。共享資源包括硬件資源的共享，如打印機(jī)、大容量磁盤(pán)等；也包括軟件資源的共享，如程序、數(shù)據(jù)等。資源共享的結(jié)果是避免重復(fù)投資和勞動(dòng)，從而提高資源的利用率，使系統(tǒng)的整體性?xún)r(jià)比得到改善。

3．增加可靠性

在單個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，某個(gè)資源或計(jì)算機(jī)的暫時(shí)失效將導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，或者通過(guò)替換資源的辦法來(lái)維持系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)行。但在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，每種資源(尤其是程序和數(shù)據(jù))可以存放在多個(gè)地點(diǎn)，而用戶(hù)可以通過(guò)多種途徑來(lái)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)內(nèi)的某個(gè)資源，從而避免了單點(diǎn)失效對(duì)用戶(hù)產(chǎn)生的影響。

4．提高系統(tǒng)處理能力

單機(jī)系統(tǒng)的處理能力是有限的，且由于種種原因，各計(jì)算機(jī)的忙閑程度也不均勻。從理論上講，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)協(xié)同操作和并行處理來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的處理能力，并使各計(jì)算機(jī)負(fù)載均衡。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具備上述功能，因此得到了廣泛的應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持下，銀行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)異地通存通兌，而且加快資金的流轉(zhuǎn)速度；醫(yī)療專(zhuān)家系統(tǒng)的各科醫(yī)生可以聯(lián)合為一個(gè)病人診斷、治療；由科學(xué)家們組成的各個(gè)領(lǐng)域的研究圈通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和研究，及時(shí)發(fā)表最新的思想和研究成果。1.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)的基本方法

1)按網(wǎng)絡(luò)采用的傳輸技術(shù)分類(lèi)

(1)廣播式網(wǎng)絡(luò)。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，所有聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)共享一個(gè)公共通信信道。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)利用共享通信信道發(fā)送分組時(shí)，其他計(jì)算機(jī)都會(huì)“收聽(tīng)”到這個(gè)分組。由于發(fā)送的分組中帶有目的地址與源地址，接收到分組的計(jì)算機(jī)將檢查目的地址是否與本結(jié)點(diǎn)地址相同。如果接收分組的目的地址與本結(jié)點(diǎn)地址相同，則接收該分組，否則丟棄該分組。

(2)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)中，每條物理線(xiàn)路連接一對(duì)計(jì)算機(jī)。假如兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間沒(méi)有直接連接的線(xiàn)路，那么它們之間的分組傳輸就要通過(guò)多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。由于連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能是復(fù)雜的，因此從源結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)可能存在多條路由。決定分組從通信子網(wǎng)的源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)的路由需要用路由選擇算法。因此，分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇機(jī)制是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng)絡(luò)最主要的區(qū)別。

2)按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍分類(lèi)

由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍不同，它們采用的傳輸技術(shù)也就不同，因而形成了不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照覆蓋的地理范圍進(jìn)行分類(lèi)，可以很好地反映不同網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的技術(shù)特征。按照覆蓋的地理范圍進(jìn)行分類(lèi)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。

2.局域網(wǎng)的基本特征

局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork，LAN)用于將有限范圍內(nèi)(例如一個(gè)實(shí)驗(yàn)室、一幢大樓、一個(gè)校園)的各種計(jì)算機(jī)、終端與外部設(shè)備互聯(lián)成網(wǎng)。按照采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不同，局域網(wǎng)又可以分為共享局域網(wǎng)與交換局域網(wǎng)。局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的領(lǐng)域

之一。

3.城域網(wǎng)的基本特征

城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork，MAN)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是滿(mǎn)足幾十千米范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個(gè)局域網(wǎng)互聯(lián)的需求，以實(shí)現(xiàn)大量用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖形與視頻等多種信息的傳輸。互聯(lián)網(wǎng)接入的需求使城域網(wǎng)在概念、涵蓋的技術(shù)類(lèi)型與網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)上都發(fā)生了重要變化，寬帶城域網(wǎng)的概念逐漸取代了傳統(tǒng)意義上的城域網(wǎng)。寬帶城域網(wǎng)已經(jīng)成為目前研究、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。

4.廣域網(wǎng)的基本特征

廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork，WAN)又稱(chēng)為遠(yuǎn)程網(wǎng)，它所覆蓋的地理范圍從幾十千米到幾千千米。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個(gè)國(guó)家、地區(qū)，或橫跨幾個(gè)洲。廣域網(wǎng)將分布在不同地區(qū)的寬帶城域網(wǎng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來(lái)，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

5.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特征

(1)從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展歷史的角度來(lái)看，最先出現(xiàn)的是廣域網(wǎng)，然后是局域網(wǎng)，有關(guān)城域網(wǎng)的研究最初融于局域網(wǎng)的研究范圍中。在互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模接入需求的推動(dòng)下，接入技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致寬帶城域網(wǎng)的概念、技術(shù)、結(jié)構(gòu)的演變與發(fā)展。

(2)廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)與局域網(wǎng)的區(qū)別主要表現(xiàn)在：設(shè)計(jì)的目標(biāo)不同，覆蓋的地理范圍不同，核心技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)不同，組建與管理方式不同。由于局域網(wǎng)、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)出現(xiàn)的年代、發(fā)展背景以及各自的設(shè)計(jì)目標(biāo)不同，因此它們形成了各自鮮明的技術(shù)特點(diǎn)。

(3)廣域網(wǎng)的作用是擴(kuò)大信息資源共享的范圍，局域網(wǎng)的作用是增加資源共享的深度，城域網(wǎng)的作用是方便地將大量用戶(hù)計(jì)算機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)。1.3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和組成

1.通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)

聯(lián)網(wǎng)主機(jī)主要有兩個(gè)功能：一是為本地的終端用戶(hù)提供服務(wù)，二是通過(guò)通信線(xiàn)路與路由器連接，完成網(wǎng)絡(luò)通信功能。由通信線(xiàn)路與路由器組成的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)完成廣域網(wǎng)中不同主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。從邏輯功能上來(lái)看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分成兩個(gè)部分：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)，如圖1-5所示。圖1-5通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)

2.互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與組成

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，簡(jiǎn)單的兩級(jí)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模型已很難描述現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個(gè)由大量的路由器將廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)互聯(lián)起來(lái)，形成層次復(fù)雜、結(jié)構(gòu)在不斷變化的網(wǎng)際網(wǎng)。圖1-6給出了簡(jiǎn)化的互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。國(guó)際或國(guó)家級(jí)主干網(wǎng)組成互聯(lián)網(wǎng)的主干網(wǎng)。圖1-6互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖大量的用戶(hù)計(jì)算機(jī)通過(guò)符合802.3標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)、802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、802.16標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)(Adhoc)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)、電話(huà)交換網(wǎng)(PSTN)或有線(xiàn)電視網(wǎng)(CATV)接入本地的企業(yè)網(wǎng)或校園網(wǎng)。企業(yè)網(wǎng)或校園網(wǎng)通過(guò)路由器與光纖匯聚到作為地區(qū)主干網(wǎng)的寬帶城域網(wǎng)。寬帶城域網(wǎng)通過(guò)城市寬帶出口連接到國(guó)際或國(guó)家級(jí)主干網(wǎng)。由國(guó)際或國(guó)家級(jí)主干網(wǎng)、地區(qū)主干網(wǎng)和大量的企業(yè)網(wǎng)或校園網(wǎng)就組成了互聯(lián)網(wǎng)。國(guó)際或國(guó)家級(jí)主干網(wǎng)與地區(qū)主干網(wǎng)連接有很多服務(wù)器集群(ServerFarm)，為接入的用戶(hù)提供各種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。1.3.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分組交換技術(shù)

計(jì)算機(jī)通信最簡(jiǎn)單的形式是在兩個(gè)用某種傳輸介質(zhì)直接連接的設(shè)備之間進(jìn)行通信，但這是不現(xiàn)實(shí)的，通常是要經(jīng)過(guò)有中間結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)把數(shù)據(jù)從源地發(fā)往目的地，以此實(shí)現(xiàn)通信。這些中間結(jié)點(diǎn)并不關(guān)心數(shù)據(jù)內(nèi)容，其目的是提供一個(gè)交換設(shè)備，用它把數(shù)據(jù)從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)直至到達(dá)目的地。如圖1-7所示為一個(gè)計(jì)算機(jī)通信的交換網(wǎng)絡(luò)。圖1-7計(jì)算機(jī)通信的交換網(wǎng)絡(luò)

1．電話(huà)交換

電話(huà)交換的通信包括三個(gè)階段，結(jié)合圖1-7解釋如下：

(1)線(xiàn)路建立：通過(guò)源站點(diǎn)連接請(qǐng)求完成交換網(wǎng)中對(duì)應(yīng)的所需逐個(gè)結(jié)點(diǎn)的接續(xù)(連接)過(guò)程，以建立起一條由源站到目的站的傳輸鏈路。例如，A、D間要完成通信，其過(guò)程為A向結(jié)點(diǎn)4申請(qǐng)，通常從A到4的鏈路是專(zhuān)用線(xiàn)，結(jié)點(diǎn)4在4—1、4—5、4—7三條傳輸路徑中選擇一條作為通路，如選擇4—5，并在結(jié)點(diǎn)4內(nèi)部建立A—4路徑與4—5路徑間的連接，依次類(lèi)推，之后結(jié)點(diǎn)5內(nèi)部建立4—5和5—3路徑之間的連接，最后結(jié)點(diǎn)3內(nèi)部建立5—3路徑和3—D路徑之間的連接，最終完成A—D之間的傳輸鏈路為A—4—5—3—D。

(2)數(shù)據(jù)傳輸：信號(hào)可以從A經(jīng)建立的鏈路傳送到D，通常為全雙工傳輸。

(3)電路拆除：在完成數(shù)據(jù)傳輸后，由源站或目的站提出終止通信，各結(jié)點(diǎn)相應(yīng)拆除該電路的對(duì)應(yīng)連接，釋放由該電路占用的結(jié)點(diǎn)和信道資源。電路交換具有下列特點(diǎn)：

(1)呼叫建立時(shí)間長(zhǎng)且存在呼損。在電路建立階段，在兩站間建立一條專(zhuān)用鏈路需要花費(fèi)一段時(shí)間，這段時(shí)間稱(chēng)為呼叫建立時(shí)間。在電路建立過(guò)程中由于交換網(wǎng)繁忙等原因而使建立失敗，對(duì)于交換網(wǎng)則要拆除已建立的部分電路，用戶(hù)需要掛斷重?fù)?，這稱(chēng)為呼損。

(2)電路連通后提供給用戶(hù)的是“透明通路”，即交換網(wǎng)對(duì)用戶(hù)信息的編碼方法、信息格式以及傳輸控制程序等都不加以限制，但對(duì)通信雙方而言，必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式、傳輸控制等一致才能完成通信。

(3)一旦電路建立后，數(shù)據(jù)以固定的數(shù)據(jù)率傳輸，除通過(guò)傳輸鏈路的傳播延遲以外，沒(méi)有別的延遲，在每個(gè)結(jié)點(diǎn)的延遲是可以忽略的，適用于實(shí)時(shí)大批量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。

(4)線(xiàn)路利用率低。電路建立、數(shù)據(jù)傳輸，直至通信鏈路拆除為止，鏈路是專(zhuān)用的，再加上通信建立時(shí)間、拆除時(shí)間和呼損，其利用率較低。

2．報(bào)文交換

在報(bào)文交換網(wǎng)中，交換結(jié)點(diǎn)通常為一臺(tái)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，它有足夠的存儲(chǔ)，以便在報(bào)文進(jìn)入時(shí)進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)。結(jié)點(diǎn)接收一個(gè)報(bào)文之后，報(bào)文暫時(shí)存放在結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)設(shè)備之中，等輸出線(xiàn)路空閑時(shí)，再根據(jù)報(bào)文中所附的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)合適的結(jié)點(diǎn)，如此往復(fù)，直到報(bào)文到達(dá)目的站。所以報(bào)文交換也稱(chēng)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(StoreandForward)。在報(bào)文交換中，每一個(gè)報(bào)文由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和報(bào)頭組成，報(bào)頭中有源地址和目標(biāo)地址。結(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)頭中的目標(biāo)地址為報(bào)文進(jìn)行路徑選擇。并且對(duì)收發(fā)的報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的處理，如差錯(cuò)檢查和糾錯(cuò)、調(diào)節(jié)輸入/輸出速度進(jìn)行數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換、進(jìn)行流量控制，甚至可以進(jìn)行編碼方式的轉(zhuǎn)換等，所以報(bào)文交換是在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間的一段鏈路上逐段傳輸，不需要在兩個(gè)主機(jī)間建立多個(gè)結(jié)點(diǎn)組成的電路通道。與電話(huà)交換相比，報(bào)文交換方式不要求交換網(wǎng)為通信雙方預(yù)先建立一條專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通路，因此就不存在建立電路和拆除電路的過(guò)程，如圖l-7所示。如果主機(jī)A要求發(fā)送一個(gè)報(bào)文給主機(jī)E，主機(jī)A首先將報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)4；結(jié)點(diǎn)4根據(jù)報(bào)文附加的目標(biāo)地址選擇結(jié)點(diǎn)5(或7)為轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)報(bào)文的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)；結(jié)點(diǎn)5(或7)接收并存儲(chǔ)所收到的報(bào)文，當(dāng)輸出線(xiàn)路有空時(shí)，把該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到它所選擇的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)6；結(jié)點(diǎn)6收到報(bào)文后交給主機(jī)E，完成報(bào)文傳輸。報(bào)文交換具有下列特點(diǎn)：

(1)源站A和目標(biāo)站E在通信時(shí)不需要建立一條專(zhuān)用的通路，因此就不需要結(jié)點(diǎn)4、5、6或4、7、6同時(shí)空閑。

(2)與電話(huà)交換相比，報(bào)文交換沒(méi)有建立線(xiàn)路和拆除線(xiàn)路所需的等待和時(shí)延。

(3)線(xiàn)路利用率高，結(jié)點(diǎn)間可根據(jù)線(xiàn)路情況選擇不同的速度傳輸，能高效地傳輸數(shù)據(jù)。

(4)要求結(jié)點(diǎn)具備足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存放能力，一般結(jié)點(diǎn)由微機(jī)或小型機(jī)擔(dān)當(dāng)。

(5)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，每個(gè)結(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)中，都進(jìn)行檢錯(cuò)、糾錯(cuò)等差錯(cuò)控制。

(6)由于采用了對(duì)完整報(bào)文的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)，結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)延較大，不適用于交互式通信(如電話(huà)通信)。由于每個(gè)結(jié)點(diǎn)都要把報(bào)文完整地接收、存儲(chǔ)、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)、轉(zhuǎn)發(fā)，因此產(chǎn)生了結(jié)點(diǎn)延遲，并且報(bào)文交換對(duì)報(bào)文長(zhǎng)度沒(méi)有限制，報(bào)文內(nèi)容過(guò)長(zhǎng)就有可能使報(bào)文長(zhǎng)時(shí)間占用某兩結(jié)點(diǎn)之間的鏈路，不利于實(shí)時(shí)交互通信。

3．分組交換

分組交換屬于“存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)”交換方式，但它不像報(bào)文交換那樣以報(bào)文為單位進(jìn)行交換、傳輸，而是以更短的、標(biāo)準(zhǔn)的“報(bào)文分組”(Packet)為單位進(jìn)行交換傳輸。每個(gè)分組包含數(shù)據(jù)和呼叫控制信號(hào)，把它作為一個(gè)整體加以轉(zhuǎn)接。這些數(shù)據(jù)、呼叫控制信號(hào)以及可能附加的差錯(cuò)控制信息是按規(guī)定的格式排列的分組格式。圖1-8給出了報(bào)文與分組的結(jié)構(gòu)關(guān)系。圖1-8報(bào)文與分組的結(jié)構(gòu)關(guān)系

1)數(shù)據(jù)報(bào)傳輸分組交換

交換網(wǎng)把進(jìn)網(wǎng)的任一個(gè)分組都當(dāng)作單獨(dú)的“小報(bào)文”來(lái)處理，而不管它屬于哪個(gè)報(bào)文的分組，就像報(bào)文交換中把一份報(bào)文進(jìn)行單獨(dú)處理一樣。如A站將報(bào)文分成3個(gè)分組(P1，P2，P3)，按序連串地發(fā)送給結(jié)點(diǎn)4，結(jié)點(diǎn)4每接收一個(gè)分組都先存儲(chǔ)下來(lái)，并分別對(duì)它們進(jìn)行單獨(dú)的路徑選擇和其他處理過(guò)程。例如，它可能將P1報(bào)文發(fā)送給結(jié)點(diǎn)5，P2發(fā)送給結(jié)點(diǎn)1，P3發(fā)往結(jié)點(diǎn)7，這種選擇主要取決于結(jié)點(diǎn)4在處理每一個(gè)分組時(shí)各鏈路的負(fù)荷情況以及路徑選擇的原則和策略。由于每個(gè)分組都帶有地址和分組序列，雖然它們不一定經(jīng)過(guò)同一條路徑，但最終都能到達(dá)同一目的結(jié)點(diǎn)2。這些分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)2的順序也可能被打亂，目的結(jié)點(diǎn)2可以負(fù)責(zé)對(duì)分組進(jìn)行排序和重裝，目的站C也可以完成這些排序和組裝工作。

2)虛電路傳輸分組交換

虛電路傳輸分組交換的主要特點(diǎn)是：所有分組都必須沿著事先建立的虛電路傳輸，存在一個(gè)虛呼叫建立階段和拆除階段。與電路交換相比，分組交換并不意味著實(shí)體間存在像電路交換方式那樣的專(zhuān)用線(xiàn)路，而是選定了特定路徑進(jìn)行傳輸，分組所途經(jīng)的所有結(jié)點(diǎn)都對(duì)這些分組進(jìn)行存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)，這是與電路交換的實(shí)質(zhì)上的區(qū)別。分組交換方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的通信傳輸率高，分組傳輸時(shí)延短，且不容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組丟失；缺點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)性大。數(shù)據(jù)報(bào)方式是將一個(gè)數(shù)據(jù)分組當(dāng)作一份獨(dú)立的報(bào)文看待，每一個(gè)數(shù)據(jù)分組都含有源地址和目標(biāo)地址信息，交換結(jié)點(diǎn)須為每一個(gè)數(shù)據(jù)分組獨(dú)立地尋找路徑，因此一份報(bào)文包含的不同分組可能沿著不同的路徑到達(dá)終點(diǎn)，而在網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)需要重新排序。數(shù)據(jù)報(bào)分組交換的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于短報(bào)文數(shù)據(jù)通信傳輸效率比較高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障的適應(yīng)能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是時(shí)延大。

圖1-9對(duì)電話(huà)交換、報(bào)文交換、分組交換的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了比較。圖1-9三種交換方式的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程比較1.3.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

1．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x

拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)分支，它是從圖論演變過(guò)來(lái)的。拓?fù)鋵W(xué)是將實(shí)體抽象成與其大小、形狀無(wú)關(guān)的“點(diǎn)”，將連接實(shí)體的線(xiàn)路抽象成“線(xiàn)”，進(jìn)而研究“點(diǎn)”、“線(xiàn)”、“面”之間的關(guān)系。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫峭ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)與通信線(xiàn)路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)各實(shí)體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。拓?fù)湓O(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的第一步，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費(fèi)用都有重大影響。

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆诸?lèi)與特點(diǎn)

基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆形宸N：星型、環(huán)型、總線(xiàn)型、樹(shù)型與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。圖1-10給出了基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-10基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)型的結(jié)構(gòu)示意圖

1)星型拓?fù)?/p>

圖1-10(a)給出了星型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖。在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線(xiàn)路與中心結(jié)點(diǎn)連接。中心結(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的通信都要通過(guò)中心結(jié)點(diǎn)。星型拓?fù)錁?gòu)型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、便于管理；缺點(diǎn)是，由于網(wǎng)絡(luò)的中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)性能與可靠性的瓶頸，因此中心結(jié)點(diǎn)的故障可能造成全網(wǎng)癱瘓。

2)環(huán)型拓?fù)?/p>

圖1-10(b)給出了環(huán)型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖。在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)—點(diǎn)通信線(xiàn)路連接成閉合環(huán)路，環(huán)中的數(shù)據(jù)將沿一個(gè)方向逐站傳送。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳輸延時(shí)確定，但是環(huán)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)與連接結(jié)點(diǎn)之間的通信線(xiàn)路都會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸。環(huán)中的任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)線(xiàn)路故障，都可能造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。為了方便結(jié)點(diǎn)加入和撤出環(huán)，控制結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸順序，保證環(huán)的正常工作，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的環(huán)維護(hù)協(xié)議。

3)總線(xiàn)型拓?fù)?/p>

圖1-10(c)給出了總線(xiàn)型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖。在總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有結(jié)點(diǎn)連接在一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線(xiàn)上，通過(guò)總線(xiàn)以廣播方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)利用總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他結(jié)點(diǎn)只能接收數(shù)據(jù)。如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)同時(shí)利用公共總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)沖突，造成傳輸失敗?？偩€(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是必須解決多結(jié)點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)的介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制策略問(wèn)題。

4)樹(shù)型拓?fù)?/p>

圖1-10(d)給出了樹(shù)型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖。在樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰及同層結(jié)點(diǎn)之間通常不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，或數(shù)據(jù)交換量比較小。樹(shù)型拓?fù)淇梢钥闯墒切切屯負(fù)涞囊环N擴(kuò)展，樹(shù)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)適用于匯集信息的應(yīng)用要求。

5)網(wǎng)狀拓?fù)?/p>

圖1-10(e)給出了網(wǎng)狀拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖。網(wǎng)狀拓?fù)溆址Q(chēng)為無(wú)規(guī)則型拓?fù)?。在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的，沒(méi)有規(guī)律。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)可靠性高。但是，網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須采用路由選擇算法、流量控制與擁塞控制方法。廣域網(wǎng)一般都采用網(wǎng)狀拓?fù)洹?/p>

1.4網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

1.4.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個(gè)要素組成：

語(yǔ)法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)、格式和編碼。

語(yǔ)義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種應(yīng)答。

同步，即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。

由此可見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不可缺少的組成部分。

2．協(xié)議分層

狹義地說(shuō)，協(xié)議分層就是按照信息的流動(dòng)過(guò)程將網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解為一個(gè)個(gè)的功能層，每個(gè)功能層用對(duì)應(yīng)的協(xié)議規(guī)定其功能，不同機(jī)器上的同等功能層之間采用相同的協(xié)議，同一機(jī)器上的相鄰功能層之間通過(guò)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。為了便于理解協(xié)議分層的概念，在現(xiàn)實(shí)生活中可以找到許多協(xié)議分層的思想，這里以郵政送遞系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。人們平常寫(xiě)信時(shí)，實(shí)際上都有信件的格式和內(nèi)容約定。首先，寫(xiě)信時(shí)必須采用雙方都懂的語(yǔ)言文字和文體，開(kāi)頭是對(duì)方稱(chēng)謂，最后是落款等。這樣，對(duì)方收到信后，才可以看懂信中的內(nèi)容，知道是誰(shuí)寫(xiě)的，什么時(shí)候?qū)懙牡?。?dāng)然還可以有其他的一些特殊約定，如書(shū)信的編號(hào)、密寫(xiě)手段等。信寫(xiě)好之后，必須用信封將信件進(jìn)行封裝并交由郵局寄發(fā)。寄信人和郵局之間也要有約定，即規(guī)定信封寫(xiě)法并貼上郵票。在中國(guó)寄信必須先寫(xiě)收信人的地址、姓名和郵編，然后才寫(xiě)寄信人的地址、姓名和郵編。郵局收到信后，要按郵寄地點(diǎn)和信件種類(lèi)進(jìn)行分揀和分類(lèi)，打包并附上標(biāo)簽后，交付有關(guān)運(yùn)輸部門(mén)進(jìn)行運(yùn)輸，如航空信交民航，平信交鐵路、公路或水路等運(yùn)輸部門(mén)。同樣，郵局和運(yùn)輸部門(mén)之間也有約定，要規(guī)定打包標(biāo)簽上的格式，如到站地點(diǎn)、時(shí)間、包裹形式等。信件運(yùn)送到目的地后進(jìn)行相反的過(guò)程，最終將信件送到收信人手中，收信人依照約定的格式才能讀懂信件。如圖1-11所示，整個(gè)過(guò)程被劃分成三個(gè)子系統(tǒng)，即用戶(hù)子系統(tǒng)、郵政子系統(tǒng)和運(yùn)輸子系統(tǒng)。圖1-11郵政系統(tǒng)分層模型為了減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，人們往往按功能將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)不同的功能層。網(wǎng)絡(luò)中同等層之間的通信規(guī)則就是該層使用的協(xié)議，如有關(guān)第N層的通信規(guī)則的集合，就是第N層的協(xié)議。而同一計(jì)算機(jī)的不同功能層之間的通信規(guī)則稱(chēng)為接口，在第N層和第N?+

l層之間的接口稱(chēng)為N/(N?+?l)層接口。協(xié)議分層方法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信功能劃分為垂直的層次后，在通信過(guò)程中下層將向上層隱蔽其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。層次的劃分應(yīng)首先確定分層數(shù)以及每層應(yīng)完成的任務(wù)，原則上劃分時(shí)應(yīng)按邏輯組合功能，既要有足夠的層次，以使每層易于處理，但層次也不能過(guò)多，以免產(chǎn)生難以負(fù)擔(dān)的處理開(kāi)銷(xiāo)。

3．網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

為了加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概念的理解，暫時(shí)回避OSI/RM和TCP/IP這些具體協(xié)議體系，這里先構(gòu)造一個(gè)原理性的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(如圖1-12所示)，雖然是原理性的(只有5層)，但它綜合了OSI和TCP/IP協(xié)議分層的優(yōu)點(diǎn)，既簡(jiǎn)明又能將概念闡述清楚。各層的主要功能簡(jiǎn)述如下。圖1-12一個(gè)原理性的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1)物理層

物理層的任務(wù)就是透明地傳送比特流。在物理層上所傳數(shù)據(jù)的單位是比特，它關(guān)心的問(wèn)題是：使用什么樣的物理信號(hào)來(lái)表示數(shù)據(jù)“0”和“1”；“0”和“1”持續(xù)的時(shí)間為多長(zhǎng)；數(shù)據(jù)傳輸是否可同時(shí)在兩個(gè)方向上進(jìn)行；最初的連接如何建立和完成通信后連接如何終止；物理接口(插頭和插座)有多少針以及各針的功能。

該層還規(guī)定設(shè)計(jì)物理層接口的機(jī)械、電氣、功能和過(guò)程特性等通信工程領(lǐng)域的一些問(wèn)題。

2)數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的線(xiàn)路上無(wú)差錯(cuò)地傳送以幀(Frame)為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，若接收結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到所收到的數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)方重發(fā)這一幀，直到這一幀正確無(wú)誤地到達(dá)接收結(jié)點(diǎn)為止。在每一幀所包括的控制信息中，有同步信息、地址信息、差錯(cuò)控制以及流量控制信息等。

這樣，數(shù)據(jù)鏈路層就把一條有可能出差錯(cuò)的實(shí)際鏈路轉(zhuǎn)變成為讓網(wǎng)絡(luò)層向下看起來(lái)好像是一條可靠的鏈路。

3)網(wǎng)絡(luò)層

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間可能要經(jīng)過(guò)許多個(gè)結(jié)點(diǎn)和鏈路，也可能還要經(jīng)過(guò)好幾個(gè)不同的通過(guò)路由器互聯(lián)的通信子網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)的傳送單位是分組(或包)，因此要將發(fā)送方主機(jī)送來(lái)的報(bào)文分割成若干個(gè)分組。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是完成主機(jī)間的報(bào)文傳輸；選擇合適的路由，使發(fā)送方報(bào)文能夠正確無(wú)誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站。這就是網(wǎng)絡(luò)層的尋址功能。如果在子網(wǎng)中出現(xiàn)過(guò)多的報(bào)文，子網(wǎng)可能形成擁塞，因此網(wǎng)絡(luò)層還要避免擁塞。

4)傳輸層

傳輸層的任務(wù)是根據(jù)下面通信子網(wǎng)的特性最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式在兩端主機(jī)(也就是源站和目的站)的進(jìn)程之間建立一條傳輸連接，以透明地傳送報(bào)文?；蛘哒f(shuō)，傳輸層為進(jìn)行通信的兩個(gè)進(jìn)程之間提供一個(gè)可靠的端到端的服務(wù)，使它們看不見(jiàn)傳輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)。

在通信子網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)交換結(jié)點(diǎn)以及連接各通信子網(wǎng)的路由器都沒(méi)有傳輸層。傳輸層只能存在于通信子網(wǎng)外面的主機(jī)之中。

5)應(yīng)用層

應(yīng)用層在體系結(jié)構(gòu)中是最高層。它的任務(wù)是確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進(jìn)程的用戶(hù)代理，來(lái)完成一些為進(jìn)行語(yǔ)義上有意義的信息交換所必需的功能。應(yīng)用層直接為用戶(hù)的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。需要注意的是，應(yīng)用層協(xié)議并不是解決用戶(hù)各種具體應(yīng)用的協(xié)議。

圖1-13說(shuō)明了一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過(guò)程中所經(jīng)歷的變化。圖1-13數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過(guò)程

假定計(jì)算機(jī)A的應(yīng)用進(jìn)程AP1向計(jì)算機(jī)B的應(yīng)用進(jìn)程AP2傳送數(shù)據(jù)。AP1先將其數(shù)據(jù)交給第5層，第5層加上必要的控制信息H5就變成了下一層的數(shù)據(jù)單元。第4層收到這個(gè)數(shù)據(jù)單元后，加上本層的控制信息H4，再交給第3層，成為第3層的數(shù)據(jù)單元。依次類(lèi)推，不過(guò)到了第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)后，控制信息分成兩部分，分別加到本層數(shù)據(jù)單元的首部(H2)和尾部(T2)，而第1層(物理層)由于是比特流的傳送，所以不再加控制信息。在OSI參考模型中，在對(duì)等層次上傳送的數(shù)據(jù)，其單位都稱(chēng)為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(ProtocolDataUnit，PDU)。這個(gè)名詞現(xiàn)已被許多非OSI標(biāo)準(zhǔn)采用。

當(dāng)這一串的比特流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物理媒體傳送到目的站時(shí)，就從第1層依次上升到第5層。每一層根據(jù)控制信息進(jìn)行必要的操作，然后將控制信息剝?nèi)?，將該層剩下的?shù)據(jù)單元上交給更高的一層。最后，把應(yīng)用進(jìn)程AP1發(fā)送的數(shù)據(jù)交給目的站的應(yīng)用進(jìn)程AP2?？梢杂靡粋€(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)比喻上述過(guò)程。有一封信從最高層向下傳。每經(jīng)過(guò)一層就包上一個(gè)新的信封。包有多個(gè)信封的信傳送到目的站后，從第1層起，每層拆開(kāi)一個(gè)信封后就交給它的上一層。傳到最高層后，取出發(fā)信人所發(fā)的信交給收信

用戶(hù)。

雖然應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)圖1-13所示的復(fù)雜過(guò)程才能送到對(duì)方的應(yīng)用進(jìn)程，但這些復(fù)雜過(guò)程對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，卻都被屏蔽掉了，以致應(yīng)用進(jìn)程AP1覺(jué)得好像是直接把數(shù)據(jù)交給了應(yīng)用進(jìn)程AP2。同理，任何兩個(gè)同樣的層次(例如在兩個(gè)系統(tǒng)的第4層)之間，也好像如同圖中的水平虛線(xiàn)所示的那樣，將數(shù)據(jù)(即數(shù)據(jù)單元加上控制信息)通過(guò)水平虛線(xiàn)直接傳遞給對(duì)方。這就是所謂的“對(duì)等層”(PeerLayers)之間的通信。我們以前經(jīng)常提到的各層協(xié)議，實(shí)際上就是在各個(gè)對(duì)等層之間傳遞數(shù)據(jù)時(shí)的各項(xiàng)

規(guī)定。

人們將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所需的一組協(xié)議稱(chēng)為協(xié)議棧(ProtocolStack)或協(xié)議族(ProtocolSuite)。這是因?yàn)閹讉€(gè)層次畫(huà)在一起與堆棧的形式非常相似。1.4.2ISO-OSI參考模型

許多標(biāo)準(zhǔn)化組織積極開(kāi)展了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，其中最有權(quán)威的就是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM。它的目標(biāo)是將各種開(kāi)放式系統(tǒng)連接在一起。

OSI參考模型中采用了七個(gè)層次的體系結(jié)構(gòu)(如圖1-14所示)，也就是將前面所講的原理性體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層再劃分為三個(gè)層次。這三個(gè)層次從上到下的名稱(chēng)是：應(yīng)用層、表示層和會(huì)話(huà)層。圖1-14TCP/IP與ISO-OSI體系結(jié)構(gòu)的對(duì)比

會(huì)話(huà)層不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，但它卻對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理。它在兩個(gè)互相通信的進(jìn)程之間建立、組織和協(xié)調(diào)其交互，例如確定是雙工工作(每一方同時(shí)發(fā)送和接收)還是半雙工工作(每一方交替發(fā)送和接收)。

表示層主要解決用戶(hù)信息的語(yǔ)法表示。表示層將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶(hù)的抽象語(yǔ)法(AbstractSyntax)變換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語(yǔ)法(TransferSyntax)。應(yīng)用層對(duì)應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行了抽象，它只保留應(yīng)用進(jìn)程中與進(jìn)程間交互有關(guān)的那些部分。1.4.3

TCP/IP參考模型

TCP/IP協(xié)議體系分為四個(gè)層次(如圖1-14所示)。由于TCP/IP協(xié)議集中沒(méi)有考慮具體的物理傳輸介質(zhì)，因此在TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層做出規(guī)定，而只是將最低的一層取名為網(wǎng)絡(luò)接口層，規(guī)定了與物理網(wǎng)絡(luò)的接口。這樣，如果不考慮網(wǎng)絡(luò)接口層，那么TCP/IP體系實(shí)際上就只有三個(gè)層次：應(yīng)用層、傳輸控制層和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層。

TCP/IP的最高層是應(yīng)用層。在這層中有許多著名協(xié)議，如遠(yuǎn)程登錄協(xié)議TELNET、文件傳送協(xié)議FTP、簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP等。

再往下的一層是TCP/IP的傳輸層，也叫做主機(jī)到主機(jī)層。這一層可使用兩種不同的協(xié)議：一種是面向連接的傳輸控制協(xié)