第1章 計算機網(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)通信與計算機網(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章計算機網(wǎng)絡(luò)概論1.1計算機網(wǎng)絡(luò)與Internet1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的功能1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)1.6計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.7計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織1.1計算機網(wǎng)絡(luò)與Internet1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.2Internet簡介1.1.3計算機局域網(wǎng)1.1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的定義1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成硬件構(gòu)成：1．服務(wù)器2．主機或端系統(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．負載均衡5．提高系統(tǒng)的可靠性和可用性1.3計算機網(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計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1．按傳輸技術(shù)分類：廣播式網(wǎng)絡(luò)點—點式網(wǎng)絡(luò)1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1．總線型拓撲結(jié)構(gòu)1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)2．環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)3．星型拓撲結(jié)構(gòu)1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)4．網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)5．混合拓撲結(jié)構(gòu)1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)1.6計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

協(xié)議在社會生活中人們進行交流時都要遵循一定的規(guī)則在計算機網(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計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

協(xié)議1.6計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介

協(xié)議協(xié)議定義了計算機網(wǎng)絡(luò)中兩個或多個通信實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)生的各項行為的規(guī)則約定。協(xié)議有三個要素：（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，需要做出的動作及響應(yīng)。（3）時序（Timing）：事件先后順序和速度匹配。1.6計算機網(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)計的復(fù)雜性，協(xié)議的設(shè)計者并不是設(shè)計一個單一、巨大的協(xié)議來為所有形式的通信規(guī)定完整的細節(jié)，而是采用把復(fù)雜的通信問題按一定層次，劃分為許多相對獨立的子功能，然后為每一個子功能設(shè)計一個單獨的協(xié)議，即每層對應(yīng)一個協(xié)議。

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

1.6計算機網(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計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介2ISO/OSI參考模型

實體與層間通信OSI參考模型中的層由實體（Entity）組成，這些實體執(zhí)行規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)，在許多特殊情況下，實體就是一個特定的軟件模塊。每一層可以包含一個或多個實體。在不同的開放系統(tǒng)中的對等實體之間，可以進行通信。控制兩個對等實體間通信的規(guī)則的集合稱為協(xié)議，兩個實體間的通信使得N層能夠向上一層提供服務(wù)。

1.6計算機網(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計算機網(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計算機網(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計算機網(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

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物理層：保證二進制位流的透明傳送。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械的、電器的、功能的、規(guī)程的特性。

1.6計算機網(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

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

1.6計算機網(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

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網(wǎng)絡(luò)層：在源和目的節(jié)點間進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計算機網(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

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傳輸層：端—端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送報文。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計算機網(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

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會話層：會話管理與數(shù)據(jù)傳送的同步。1.6計算機網(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

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表示層：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加密、解密等。1.6計算機網(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

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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計算機網(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計算機網(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計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介3TCP/IP參考模型

工作原理1.7計算機網(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計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

2Internet管理機構(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計算機網(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計算機網(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)化專門機構(gòu)，是聯(lián)合國甲級咨詢機構(gòu)。它的成員是89個成員國的國家標(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)展史上的一個重要里程碑。Back1.7計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

IETF（InternetEngineeringTaskForce）是一個國際性團體。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)計者、制造商、研究人員以及所有對因特網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)和持續(xù)發(fā)展感興趣的個人或組織。因為因特網(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計算機網(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)團體，由計算機和工程學(xué)專業(yè)人士組成。它創(chuàng)辦了許多刊物，定期舉行研討會，還有一個專門負責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)的下屬機構(gòu)。IEEE在計算機網(wǎng)絡(luò)界的最大貢獻就是制定了802標(biāo)準(zhǔn)系列，802標(biāo)準(zhǔn)將局域網(wǎng)的各種技術(shù)進行了標(biāo)準(zhǔn)化。back1.7計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織國際電報電話咨詢委員會CCITT實際上是國際電信聯(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，實際上是標(biāo)準(zhǔn)Back1.7計算機網(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自對Internet進行管理的方式表示不滿，強烈呼吁對Internet的管理進行改革。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