第三章網(wǎng)絡(luò)的基本概念

第5章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

主要內(nèi)容：

本章介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的的基本概念。內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、功能、組成、拓?fù)?/p>

結(jié)構(gòu)，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和目前流行的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技

術(shù)。最后介紹了Internet基礎(chǔ)知識。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)方面的相關(guān)概念以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念，學(xué)習(xí)

OSI/RM參考模型和TCP/IP參考模型的結(jié)構(gòu)和協(xié)議。

2.了解局域網(wǎng)的定義、特點(diǎn)和局域網(wǎng)的主要技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)和介

質(zhì)訪問控制方法。還要了解IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、交換式局域網(wǎng)、高速局域網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)操作

系統(tǒng)的基本概念。

3.了解Internet的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及其提供的服務(wù)，以及IP地址、域名、Internet接入技術(shù)

等概念。

5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)研究、教育、軍事等各個(gè)領(lǐng)域獲得越來越廣泛的

應(yīng)用。20世紀(jì)9()年代是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代，隨著因特網(wǎng)的普及，正在深刻地改變著人們

的工作方式與生活方式。面向21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在不斷促進(jìn)全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

了解和掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為社會關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。

5.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與展望

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的歷史不長，它的形成和發(fā)展大致可以分為4個(gè)階段：

1.第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

這一階段可以追溯到20世紀(jì)50年代。人們將多臺終端通過通信線路連接到一臺中央計(jì)

算機(jī)上而構(gòu)成“主機(jī)一終端”系統(tǒng)。這里的終端不具備自主處理數(shù)據(jù)的能力，僅僅完成簡單

的輸入輸出功能，所有數(shù)據(jù)處理和通信處理任務(wù)均由主機(jī)完成。例如60年代，美國航空公

司建成的全國性飛機(jī)訂票系統(tǒng)，該系統(tǒng)中心是一分大型計(jì)算機(jī)，通過通信線路連接遍布全美

范圍的2000多臺終端而構(gòu)成。用今天對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義來看，主機(jī)一終端系統(tǒng)只能稱得

上是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形，還算不上是真正的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但這一階段進(jìn)行的計(jì)算機(jī)技術(shù)與通

信技術(shù)相結(jié)合的研究，成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

2.第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)

20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)應(yīng)用日趨普及，許多部門，如工業(yè)、商業(yè)機(jī)構(gòu)都開始配置大、

中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些地理位置上分散的計(jì)算機(jī)之間很自然需要進(jìn)行信息交換。這種信息交

換的結(jié)果是多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接成為一個(gè)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，被稱之為第二代網(wǎng)絡(luò)。其重要特

征是通信在“計(jì)算機(jī)一計(jì)算機(jī)”之間進(jìn)行，各自具有獨(dú)立處理數(shù)據(jù)的能力，并且不存在主從

關(guān)系。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)主要用于傳輸和交換信息，而資源共享程度不高。美國的ARPANET

就是第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型代表。ARPANET為Internet的產(chǎn)生和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3.第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

20世紀(jì)70年代中期開始，許多計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商紛紛開發(fā)出自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并形成

各自不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。例如IBM公司的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA、DEC公司的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)

體系結(jié)構(gòu)DNA。這些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有很大的差異，無法實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連，因此網(wǎng)

絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)化成了迫切需要解決的問題。1977年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織

ISO(InternationalStandardsOrganization)提出了著名的開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM,形成

了一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的國際標(biāo)準(zhǔn)。盡管因特網(wǎng)上使用的是TCP/IP協(xié)議，但OSI/RM

對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了極其重要的影響。第三代計(jì)算機(jī)的特征是全網(wǎng)中所有的計(jì)算機(jī)遵守

同一種協(xié)議，強(qiáng)調(diào)以實(shí)現(xiàn)資源共享(硬件、軟件和數(shù)據(jù))為目的。

4.第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—高速化和綜合化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

從20世紀(jì)90年代開始，因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全球范圍的電子郵件、WWW、文件傳輸、圖像

通信等數(shù)據(jù)服務(wù)的普及，但電話和電視仍各自使用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行信息傳輸。人們希望

利用同一網(wǎng)絡(luò)來傳輸語音、數(shù)據(jù)和視頻圖像，因此提出了寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的概

念。這里寬帶的意思是指網(wǎng)絡(luò)具有極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以承載大數(shù)據(jù)量的傳輸；綜合是

指信息媒體，包括語音、數(shù)據(jù)和圖像可以在網(wǎng)絡(luò)中綜合采集、存儲、處理和傳輸，由此可見，

第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是綜合化和高速化。支持第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)有：異步傳輸模

式ATM(AsynchronousTransferMode)、光纖傳輸介質(zhì)、分布式網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)、高速網(wǎng)絡(luò)、

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。人們對這些新的技術(shù)注以極大的熱情和關(guān)注，正在不斷深入地研究和應(yīng)用。

因特網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展以及在企業(yè)、學(xué)校、政府、科研部門和千家萬戶的廣泛應(yīng)用，使

人們對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提出了越來越高的要求。未來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能提供目前電話網(wǎng)、電視網(wǎng)

和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的綜合服務(wù)；能支持多媒體信息通信，以提供多種形式的視頻服務(wù)；具有高度

安全的管理機(jī)制，以保證信息安全傳輸；具有開放統(tǒng)一的應(yīng)用環(huán)境，智能的系統(tǒng)自適應(yīng)性和

高可靠性，網(wǎng)絡(luò)的使用、管理和維護(hù)將更加方便?？傊?，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步朝著“開放、

綜合、智能”方向發(fā)展，必將對未來世界的經(jīng)濟(jì)、軍事、科技、教育與文化的發(fā)展產(chǎn)生重大

的影響。

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5.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段,人們對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理解和側(cè)重點(diǎn)不同而提出了不同的

定義。從目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀來看，以資源共享觀點(diǎn)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為：將相互獨(dú)立的計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)以通信線路相連接，按照全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)楣通信，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共

享的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。

下面對上述定義中的“關(guān)鍵詞”加以說明。

(1)相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：網(wǎng)中各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)?處理功能，它們既可

以連入網(wǎng)內(nèi)工作，也可以脫離網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立工作，而且，連網(wǎng)工作時(shí)，也沒有明確的主從關(guān)系，

即網(wǎng)內(nèi)的一臺計(jì)算機(jī)不能強(qiáng)制性地控制另一臺計(jì)算機(jī)。從分布的地理位置來看，它們既可以

相距很近，也可以相隔千里。

(2)通信線路：可以用多種傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的互連，如雙絞線、同軸電纜、光纖、

微波、無線電等。

(3)全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即全網(wǎng)中各計(jì)算機(jī)在通信過程中必需共同遵守

的規(guī)則。這里強(qiáng)調(diào)的是“全網(wǎng)統(tǒng)一”。

(4)數(shù)據(jù)：可以是文本、圖形、聲音、圖象等多媒體信息。

(5)資源：可以是網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)的硬件、軟件和信息。

根據(jù)資源共享觀點(diǎn)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義，可以理解為什么說“主機(jī)一終端”系統(tǒng)不是一

個(gè)真正意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榻K端沒有獨(dú)立處理數(shù)據(jù)的能力。

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能

(1)資源共享

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最主要的功能是實(shí)現(xiàn)了資源共享。這里說的資源包括網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)的硬件、軟

件和信息。從用戶的角度來看，網(wǎng)中用戶既可以使用本地的資源，又可以使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上

的資源，如通過遠(yuǎn)程作業(yè)提交的方式，可以共享大型機(jī)的CPU和存貯器資源。至于在網(wǎng)絡(luò)

中設(shè)置共享的外部設(shè)備，如打印機(jī)、繪圖儀等，更是常見的硬件資源共享的例子。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)在

某臺大型機(jī)上安裝有大型軟件包，如專用繪圖軟件，用戶可以通過遠(yuǎn)程登錄的方式，登錄到

該大型機(jī)上去使用該軟件。也可以在一臺計(jì)算機(jī)上安裝數(shù)據(jù)庫供全網(wǎng)信息共享。

(2)數(shù)據(jù)通信

網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間交換各種數(shù)據(jù)和信息。這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的最基本的功

能。

(3)分布式處理

利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，將一個(gè)大型復(fù)雜的計(jì)算問題分配給網(wǎng)絡(luò)中的多臺計(jì)算機(jī)，在網(wǎng)

絡(luò)操作系統(tǒng)的調(diào)度和管理下，由這些計(jì)算機(jī)分工協(xié)作來完成。此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)就像是一個(gè)具有高

性能的大中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能很好地完成復(fù)雜的處理，但費(fèi)用卻比大中型計(jì)算機(jī)低得多。

(4)提高了計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

在網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障無法繼續(xù)工作時(shí)，可以調(diào)度另一臺計(jì)算機(jī)來接替完成

計(jì)算任務(wù)，很顯然，比起單機(jī)系統(tǒng)來，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大為提高。當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)的工作任

務(wù)過重時(shí)，可以將部分任務(wù)轉(zhuǎn)交給其地計(jì)算機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)比較均衡，

從而提高了每臺計(jì)算機(jī)的可用性。

5.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)如前所述的功能，必須具有數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信兩種能力。從這個(gè)前

提出發(fā)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以從邏輯上被劃分成兩個(gè)子網(wǎng)：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)，如圖5」所示。

圖5.1資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)

1.資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)完成網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理功能。從上圖中可以看出，它包括主機(jī)和終端，另外還包

括各種連網(wǎng)的共享外部設(shè)備、軟件和數(shù)據(jù)庫資源。這里的主機(jī)是指大型、中型、小型以及微

型計(jì)算機(jī)。

2.通訊子網(wǎng)

通信子網(wǎng)完成網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸功能。從上圖可以看出，通訊子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通

信鏈路及相關(guān)軟件組成。通信控制處理機(jī)又被稱為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，具體來說可以是集線器、路由

器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器等。它完成數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的逐點(diǎn)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從源結(jié)點(diǎn)

正確傳輸?shù)侥康慕Y(jié)點(diǎn)。同時(shí)，它還起著將主機(jī)和終端連接到網(wǎng)絡(luò)上的功能。

-162-

5.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

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，它是把實(shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)，將點(diǎn)一點(diǎn)之

間的連接抽象成線段，進(jìn)而研究它們之間的關(guān)系。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也借用這種方法，將網(wǎng)絡(luò)中

的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備抽象成結(jié)點(diǎn)，將結(jié)點(diǎn)一結(jié)點(diǎn)之間的通信線路抽象成鏈路。這樣一來，計(jì)

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以抽象成由一組結(jié)點(diǎn)和若干鏈路組成，這種由結(jié)點(diǎn)和鏈路組成的幾何圖形稱之為

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，或稱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是組建各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)涉及不同的網(wǎng)絡(luò)技

術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費(fèi)用都有重要的影響，所以建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)首先要設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)結(jié)點(diǎn)之間鏈路的連接方式不同可分為點(diǎn)一點(diǎn)鏈路和共享鏈路，因而網(wǎng)

絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以根據(jù)鏈路類型的不同而分為兩類：

（1）點(diǎn)一點(diǎn)鏈路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在采用點(diǎn)一點(diǎn)鏈路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每條物理線路連接對結(jié)點(diǎn)。沒有直接鏈路的兩結(jié)點(diǎn)

之間不能直接通信，而必須經(jīng)其他結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。點(diǎn)一點(diǎn)鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有3種基本結(jié)構(gòu)：星型、

樹型、網(wǎng)狀型，如圖5.2所示。

圖5.2星型、樹型、網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

①星型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的各結(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)一點(diǎn)通信線路與中心結(jié)點(diǎn)連接。除中心結(jié)點(diǎn)外，任何兩

結(jié)點(diǎn)之間沒有宜接鏈路，所有數(shù)據(jù)傳輸都要經(jīng)過中心結(jié)點(diǎn)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。中心結(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)

的通信。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單”易于組建和管理。如以集線器為中心的局域網(wǎng)是一種最常見的

星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但中心結(jié)點(diǎn)的高可靠性是至關(guān)重要的，中心結(jié)點(diǎn)的故障可能造成整個(gè)網(wǎng)

絡(luò)癱瘓。

②樹型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以看成是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)具有層次。全網(wǎng)中有

一個(gè)頂層的結(jié)點(diǎn)，其余結(jié)點(diǎn)按上、下層次進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)傳輸主要在上、下層結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行,

同層結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)要經(jīng)上層轉(zhuǎn)發(fā)。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適合于一個(gè)單位的局域網(wǎng)組建，以實(shí)

現(xiàn)信息的匯集、轉(zhuǎn)發(fā)和管理的要求。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

③網(wǎng)狀型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中兩兩結(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的。網(wǎng)狀拓?fù)涞闹饕獌?yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)可靠性高,

數(shù)據(jù)傳輸快，特別是任意兩結(jié)點(diǎn)之間都連接專用鏈路的情況。但是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建網(wǎng)費(fèi)用高

昂，控制復(fù)雜，目前常用于廣域網(wǎng)中。

(2)共享鏈路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在采用共享鏈路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，一個(gè)公共的鏈路被多個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)所共享，結(jié)點(diǎn)往往采用

廣播的方法來傳輸信息，因而這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又被稱為廣播網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。共享鏈路拓?fù)錁?gòu)主

要有4種基本結(jié)構(gòu)：總線型、環(huán)形、無線通信與衛(wèi)星通信型，如圖5.3所示。

圖5.3總線型、環(huán)形、無線通信與衛(wèi)星通信型

①總線型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)連接到一條共享的傳輸介質(zhì)上，通過一種控制方法，使得任一時(shí)刻只允

許一個(gè)結(jié)點(diǎn)使用鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)，而其余的結(jié)點(diǎn)都能“收聽”到該數(shù)據(jù)。采用CSMA/CD控制

機(jī)制的以太網(wǎng)即是一個(gè)典型的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的例子。

②環(huán)型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)一點(diǎn)通信線路，首尾連接構(gòu)成閉合環(huán)路。從點(diǎn)一點(diǎn)相連的

構(gòu)造方式，有時(shí)也被劃分入點(diǎn)一點(diǎn)鏈路拓?fù)浞懂牎－h(huán)中數(shù)據(jù)將沿一個(gè)方向逐結(jié)點(diǎn)傳送，當(dāng)」

個(gè)結(jié)點(diǎn)使用鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí).，而其余的結(jié)點(diǎn)也能先后“收聽”到該數(shù)據(jù)。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單,

傳輸延時(shí)確定，但環(huán)路的維護(hù)復(fù)雜。IBM令牌環(huán)網(wǎng)是典型的環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

③無線型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

采用同一頻率的無線電波作為公用鏈路，網(wǎng)絡(luò)中的各結(jié)點(diǎn)均通過“廣播”的方式發(fā)送數(shù)

據(jù)。

④衛(wèi)星通信型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)中的衛(wèi)星是所有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)中心。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)需要給另一結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí).，發(fā)送結(jié)

點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送給衛(wèi)星，由衛(wèi)星再中轉(zhuǎn)給接收結(jié)點(diǎn)。

5.1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

根據(jù)強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的某一特性來對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類時(shí).，其分類方法是多種多樣的，下面

對其中主要的方法加以介紹。

-164-

1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸技術(shù)

如前所述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)結(jié)點(diǎn)之間鏈路的連接方式不同可分為點(diǎn)一點(diǎn)鏈路和共享鏈

路，兩種不同的鏈路即對應(yīng)著兩種不同的通信信道：廣播通信信道和點(diǎn)一點(diǎn)通信信道。在廣

播通信信道中，多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一個(gè)公用通信信道，即所有結(jié)點(diǎn)均利用公用信道來發(fā)送(廣播)

數(shù)據(jù)，并從公用信道上接收數(shù)據(jù)。而在點(diǎn)一點(diǎn)通信信道中，一條鏈路只能連接一對結(jié)點(diǎn)，對

于沒有直接鏈路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，那么需要通過中間結(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)發(fā)。很顯然，對于兩種不同的通信

信道，網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，需要采用不同的傳輸技術(shù)，即廣播(Broadcas。方式與點(diǎn)一點(diǎn)

(Point-to-Point)方式。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也就可以分為：廣播式網(wǎng)絡(luò)

(BroadcastNetworks)和點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)(Point-to-PointNetworks)兩類。

①廣播式網(wǎng)絡(luò)

廣播式網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)都利用一個(gè)公共通信信道來“廣播”和“收聽”數(shù)據(jù)。

但到底應(yīng)該由誰來接收數(shù)據(jù)呢？辦法是通過在發(fā)送的數(shù)據(jù)分組中附帶上發(fā)送結(jié)點(diǎn)的地址(源

地址)和接收結(jié)點(diǎn)的地址(目的地址)，“收聽”到該分組的結(jié)點(diǎn)都進(jìn)行將目的地址與本結(jié)點(diǎn)

地址相比較的操作。如果數(shù)據(jù)分組的目的地址與本結(jié)點(diǎn)地址相同，則表示是發(fā)給本站的數(shù)據(jù)

而接收，其它所有“收聽”的結(jié)點(diǎn)將丟棄該數(shù)據(jù)分組。

②點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)

點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)中，每條鏈路連接一對結(jié)點(diǎn)。如果兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有直接鏈路，則可以直接

發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間沒有直接鏈路，則它們之間就要通過中間結(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)

據(jù)，傳輸過程中，由于網(wǎng)絡(luò)鏈路結(jié)構(gòu)可能是復(fù)雜的，因此中間結(jié)點(diǎn)上的接收、存儲、路由、

轉(zhuǎn)發(fā)操作是必不可少的。

點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)叮廣播式網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一是前者采用數(shù)據(jù)分組存儲、轉(zhuǎn)發(fā).與路由選擇

技術(shù)，而后者不需要。

2.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

如前所述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、環(huán)型、星型、網(wǎng)狀型等，據(jù)此

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)其采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以分為總線型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀型網(wǎng)

絡(luò)等。有關(guān)總線型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)可參看局域網(wǎng)部分的講解。

3.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍與規(guī)模

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按覆蓋的地域范圍與規(guī)?？梢员环譃槿悾壕钟蚓W(wǎng)(LANLocalArea

Network)>城域網(wǎng)(MANMetropolitanAreaNetwork)與廣域網(wǎng)(WANWideAreaNetwork)?

①局域網(wǎng)

局域網(wǎng)覆蓋有限的地域范圍，其地域范圍一般不超過幾十公里。局域網(wǎng)的規(guī)模相對于城

域網(wǎng)和廣域網(wǎng)而言為小。常在公司、機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等有限范圍內(nèi)，將本單位的計(jì)算機(jī)、

終端以及其他的信息處理設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)辦公自動化、信息匯集與發(fā)布等功能。

②廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)。它可以覆蓋一個(gè)地區(qū)、國家、甚至橫跨幾個(gè)洲而形成國際性的廣

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

域網(wǎng)絡(luò)。目前大家熟知的因特網(wǎng)就是一個(gè)橫跨全球，可公共商用的廣域網(wǎng)絡(luò)。除此之外，許

多大型企業(yè)以及跨國公司和組織也建立了屬于內(nèi)部使用的廣域網(wǎng)絡(luò)。

③城域網(wǎng)

城域網(wǎng)所覆蓋的地域范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般從幾十公里到幾百公里的范

圍。城域網(wǎng)是隨著各單位大量局域網(wǎng)的建立而出現(xiàn)的。同一個(gè)城市內(nèi)各個(gè)局域網(wǎng)之間需要交

換的信息量越來越大，為了解決它們之間信息高速傳輸問題,提出了城域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念，

并為此制定了城域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

值得注意的是，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)因其覆蓋地域范圍的不同，它們所采用的傳輸技術(shù)也是不同

的，因而形成了各自不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)。

4.根據(jù)鏈路采用的傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接發(fā)送結(jié)點(diǎn)和接收結(jié)點(diǎn)之間鏈路的物理通路。目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常

用的傳輸介質(zhì)可以分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩類。有線介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖電

纜；無線介質(zhì)包括無線電、紅外線、激光、地面微波、衛(wèi)星微波等。

根據(jù)采用的傳輸介質(zhì)不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)兩類。有線網(wǎng)絡(luò)包括

雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)；無線網(wǎng)絡(luò)包括和分組無線網(wǎng)、地面微波網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等。

5.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信信道的數(shù)據(jù)傳輸速率

數(shù)據(jù)傳輸速率是描述網(wǎng)絡(luò)通信信道的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸速率定義為每秒鐘傳

輸?shù)亩M(jìn)制代碼位數(shù)，即比特?cái)?shù)，故又稱之為比特率。單位為比特/秒(bit/second),t酢bps。

在實(shí)際的通信信道中，常采用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位還有：Kbps、Mbps和Gbps。

其中：1Kbps=10，bps,1Mbps=106bps,1Gbps=109bps.,

根據(jù)通信信道的數(shù)據(jù)傳輸速率高低不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為低速網(wǎng)絡(luò)、中速網(wǎng)絡(luò)和高速

網(wǎng)絡(luò)。有時(shí)也直接利用數(shù)據(jù)傳輸速率的值來劃分，例如10Mbps網(wǎng)絡(luò)、100Mbps網(wǎng)絡(luò)、

1000Mbps(1Gbps)網(wǎng)絡(luò)、10000Mbps(lOGbps)網(wǎng)絡(luò)。

6.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的信道帶寬

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，信道帶寬常簡稱為“帶寬”，帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率是緊密相關(guān)的

兩個(gè)概念。在實(shí)際應(yīng)用中，帶寬總是直接用來描述通信信道的數(shù)據(jù)傳輸速率，因?yàn)閹捄蛿?shù)

據(jù)傳輸速率之間存在著明確的對應(yīng)關(guān)系，有時(shí)幾乎成了同義詞。具有高數(shù)據(jù)傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)

常稱之為寬帶網(wǎng)絡(luò)。這樣一來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的信道帶寬分為：窄帶網(wǎng)、寬帶

網(wǎng)和超寬帶網(wǎng)。

有關(guān)信道帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率之間的定量關(guān)系描述，可以參閱相關(guān)的奈奎斯特(Nyquist)

準(zhǔn)則和香農(nóng)(Shanon)定律。

除了上述常見的網(wǎng)絡(luò)劃分外，還有以下一些常見的分類方法：

?根據(jù)工作原理分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)、ATM網(wǎng)。

?根據(jù)控制方式分為集中式網(wǎng)和分布式網(wǎng)。

?根據(jù)使用范圍分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

-166-

?根據(jù)交換技術(shù)分為共享式網(wǎng)和交換式網(wǎng)。交換式網(wǎng)絡(luò)又可分為線路交換網(wǎng)、分組交換

網(wǎng)、信元交換網(wǎng)等。

顯然，根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同特征就出現(xiàn)了不同的分類方法，因此，一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

分類名稱往往表現(xiàn)出它的若干特征。例如“10Mbps共享式以太局域網(wǎng)”描述了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的

數(shù)據(jù)傳輸率、交換方式、工作原理和覆蓋地域范圍兒個(gè)特征。

5.1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

隨著因特網(wǎng)的日益普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研、文化教育以及日

常生活等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電子郵件、WWW服務(wù)、文件傳輸、遠(yuǎn)程登陸、1P電話、

網(wǎng)絡(luò)娛樂、ICQ等都是人們熟悉的例子。另外虛擬現(xiàn)實(shí)、電子商務(wù)也正在迅速發(fā)展和成熟。

下面對幾個(gè)應(yīng)用加以簡單介紹。

1.WWW服務(wù)

WWW是WorldWideWeb的簡稱，又稱之為萬維網(wǎng)。WWW服務(wù)，也簡稱為Web服務(wù)，

是目前因特網(wǎng)匕最受歡迎的服務(wù)。WWW中創(chuàng)造性地使用超文本(Hypertext)方式組織、查找

和表示信息。這是一種完全不同于傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，利用從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)

的鏈接，WWW中的站點(diǎn)的連接關(guān)系是相互交叉的。WWW服務(wù)友好的用戶查詢界面，強(qiáng)

有力的搜索引擎，使得它在信息服務(wù)、廣告、新聞、銷售與電子商務(wù)等諸多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)

用。WWW服務(wù)的出現(xiàn)是因特網(wǎng)發(fā)展中的一個(gè)革命性的里程碑。

WWW服務(wù)采用客戶機(jī)/服務(wù)器工作模式，客戶端通過瀏覽器軟件來訪問服務(wù)器，目前

有許多種瀏覽器軟件，常用的有InternetExplorer、NetscapeNavigator等。

2.IP電話

IP電話是利用因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通話的一種先進(jìn)通信方式。它使得以市話價(jià)格打國際長

途成為可能。IP電話與傳統(tǒng)電話在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上有很大的不同，前者的傳輸網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)，

后者則是公用電話交換網(wǎng)。它們的交換方式也是完全不同的，前者采用分組交換技術(shù)，語音

信息按IP協(xié)議被分割成若干個(gè)分組，各個(gè)分組獨(dú)立地在網(wǎng)中傳送，因此通信信道占用時(shí)間

短，而后者采用電路交換技術(shù)，通話時(shí)間內(nèi)獨(dú)占通信信道，因此占用時(shí)間長。正因?yàn)榻粨Q方

式的特點(diǎn)，決定了IP電話的費(fèi)用可以遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電話。

IP電話可以在PC機(jī)和PC機(jī)，PC機(jī)和普通電話，普通電話和普通電話之間進(jìn)行通話。

目前普通電話和普通電話之間的通話方式最受歡迎，它使得用戶可以像操作傳統(tǒng)電話一樣操

作IP電話。

3.電子商務(wù)

電子商務(wù)起始于上個(gè)世紀(jì)九十年代中期。雖然它出現(xiàn)的時(shí)間短，但卻是一個(gè)發(fā)展極其迅

速的領(lǐng)域。目前，對電子商務(wù)的理解和定義尚未統(tǒng)一，因此對“電子商務(wù)”有著不同的定義。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

一種流行的看法是：電子商務(wù)是以計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)平臺，實(shí)現(xiàn)在線商業(yè)交易活動的

全過程。所謂通信網(wǎng)絡(luò)包括因特網(wǎng)和企業(yè)專用網(wǎng)；所謂在線商業(yè)交易活動的全過程是指商務(wù)

活動的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括商務(wù)談判、商品交易、資金支付等都在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。

和傳統(tǒng)商務(wù)相比，電子商務(wù)使得商務(wù)活動中信息處理和傳遞的速度明顯加快，傳播范圍

更寬，甚至可到達(dá)世界的任何地方，而商業(yè)成本卻可以大大降低。

電子商務(wù)的影響是多方面的。作為一種新型的商務(wù)模式，電子商務(wù)改變了商務(wù)活動和企

業(yè)生產(chǎn)的方式，影響了人們的消費(fèi)行為和觀念?？傊?，電子商務(wù)對個(gè)人、企業(yè)、政府乃至整

個(gè)社會都產(chǎn)生了重大的影響。

5.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

5.2.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)定義

1.網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議(Protocol)

(1)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的定義

網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議也簡稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)互連的結(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，使

得結(jié)點(diǎn)之間將不斷地交換數(shù)據(jù)，也包括控制信息。為了做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)

都必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。規(guī)則精確地規(guī)定了所交換數(shù)據(jù)的內(nèi)容、格式和時(shí)序。這

些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信而制定的規(guī)則(約定或標(biāo)準(zhǔn))被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從本質(zhì)上來看是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信時(shí)使用的一種語言，它是組成計(jì)

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不可缺少的一部分。

(2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的3個(gè)要素

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)包含以下3個(gè)要素：即語法、語義和時(shí)序。

?語法：即交換數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)和格式。例如，一個(gè)協(xié)議可以定義數(shù)據(jù)中的若干

個(gè)字節(jié)為目的地址，其后又是若干個(gè)字節(jié)為源地址，緊接著才是實(shí)際要傳輸?shù)男畔⒈旧怼?/p>

?語義：即控制信息的含義。例如何種控制信息需要發(fā)出、其動作及應(yīng)有的響應(yīng)。

?時(shí)序，即通信中事件的實(shí)現(xiàn)順序。

也許上面的描述比較抽象，可以將3個(gè)要素分別理解為通信雙方“如何講”、“講什么”

和“說話順序

(3)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)

一個(gè)功能完備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要完成的通信任務(wù)是十分復(fù)雜的，所以相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也

必然會是十分復(fù)雜。為了很好的制定和實(shí)現(xiàn)協(xié)議，人們采用層次結(jié)構(gòu)模型來描述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

為了更好地理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的作用，下面以日常生活中的郵政通信為例，引出層次結(jié)構(gòu)模

型概念。

當(dāng)甲、乙兩人通過郵政進(jìn)行通信時(shí)，完成整個(gè)通信過程至少應(yīng)涉及三個(gè)層次，如圖5.4

所示。

-168-

閱設(shè)信函

信函的分揀.投遞

接收郵包

圖5.4一個(gè)具有三個(gè)層次的郵政投遞系統(tǒng)模型

圖中最高層為通信者層，中間為郵局層，下面為運(yùn)輸層。甲、乙雙方的信息交換必須

經(jīng)由三層合作才能完成。其中甲、乙雙方按事先約定的格式來書寫、閱讀信函內(nèi)容；郵局

層完成對信函的分揀、包裝、發(fā)送、投遞；運(yùn)輸層則負(fù)責(zé)運(yùn)輸管理，將信函實(shí)際從一地運(yùn)

輸?shù)搅硪坏亍＿@種將一個(gè)任務(wù)分解成若干層而分別實(shí)施的方法，使得每一層只需要關(guān)心自

己所需要作的工作，其余的由下層提供的“服務(wù)”來完成。例如通信者層只關(guān)心信函如何

表述，至于信函如何投遞則由郵局提供的服務(wù)去完成。同樣，郵包在運(yùn)輸中可能經(jīng)過多個(gè)

車站轉(zhuǎn)接，也可能使用不同的交通工具，但這些郵局均無需考慮，而交給運(yùn)輸部門去負(fù)責(zé)

操作。另外，對于每一層來說，通信時(shí)總是存在著收發(fā)雙方，例如通信的甲和乙、收發(fā)方

的兩個(gè)郵局、收發(fā)方的兩個(gè)運(yùn)輸部門，并且，每?層的收發(fā)雙方都將按照一定的規(guī)則進(jìn)行

信息交換——通信。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的概念和上述郵政系統(tǒng)分層的概念很類似。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信操作分解到若

干層次中，下層向上層提供“服務(wù)”，上層使用下層的“服務(wù)”，同時(shí)又為更高一層提供自

己的“服務(wù)每一層次中包括兩個(gè)實(shí)體，稱之為對等實(shí)體(peerentity)。郵政系統(tǒng)中的兩個(gè)

通信者、兩個(gè)郵局、兩個(gè)運(yùn)輸部門可以比喻為對等實(shí)體。網(wǎng)絡(luò)中各層的對等實(shí)體之間都將

進(jìn)行通信，既然有通信，各層都需要有一套雙方都遵守的通信規(guī)則——通信協(xié)議。通常將

第n層的對等實(shí)體之間進(jìn)行通信時(shí)所遵守的協(xié)議稱之為第n層協(xié)議，所以通信協(xié)議也是具

有層次結(jié)構(gòu)的。

目前，各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都采用層次結(jié)構(gòu)，如OSI/RM、TCP/IP、SNA等等。不過不同網(wǎng)

絡(luò)協(xié)議的分層方法會有很大差異。

(4)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采取了層次結(jié)構(gòu)具有如下一些優(yōu)點(diǎn)：

①各層相互獨(dú)立?上面一層只要知道下一層通過層間接口所能提供的服務(wù)，而不需了

解其實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié).

②靈活性好。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷變化，每一層的實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)也會發(fā)生變化，當(dāng)

某一層發(fā)生變化時(shí)，只要層間接口不變，則上、下層均不受影響。這種靈活性為協(xié)議的修

改提供了很大的方便。

③實(shí)現(xiàn)技術(shù)最優(yōu)化。分層結(jié)構(gòu)使得各層都可以選擇最優(yōu)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并能不斷更新。

④易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。系統(tǒng)被分解為若干部分，分別在較小范圍內(nèi)來實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù),

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

顯然比將系統(tǒng)當(dāng)成一個(gè)整體來操作要簡便。

⑤促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。每一層的功能和所提供的服務(wù)都可以進(jìn)行精確地說明，這有助于促進(jìn)

標(biāo)準(zhǔn)化。

2.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(architecture)

(1)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義：

從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次模型可以看出，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信功能被分解到若干層次中分別定義，

并且各層對等實(shí)體之間存在著通信和通信協(xié)議，下層通過層間“接口”向上層提供“服務(wù)”。

一個(gè)功能完備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要一套復(fù)雜的協(xié)議集。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)定義為：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的所有功能層次，各層次的通信協(xié)議以及相鄰層間

接口的集合。

需要指出的是，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)說明了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)應(yīng)如何設(shè)置，并且應(yīng)該如何

對各層的功能進(jìn)行精確的定義。它是抽象的，而不是具體的。至于用何種硬件和軟件來實(shí)

現(xiàn)定義的功能，則不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的范疇。可見，對同樣的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，可采用不

同的方法，設(shè)計(jì)完全不同的硬件和軟件來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)層次的功能。

(2)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實(shí)例

①網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA(SystemNetworkArchitecture)

美國IBM公司于1974年提出的世界上第一個(gè)以分層方法設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，凡是

遵循SNA的設(shè)備可以進(jìn)行互連。

②數(shù)字網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)DNA(DigitalNetworkArchitecture)

DEC公司于1975年提出的一個(gè)以分層方法設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，適用于該公司的計(jì)

算機(jī)連網(wǎng)。

③開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM(ReferenceModelofOpenSystemInterconnection)

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOT-1978年提出的最著名的網(wǎng)絡(luò)互連國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。該體系結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)定義了網(wǎng)絡(luò)互連的七層框架。

④傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)

TCP/IP形成于1977至1979年間，其最早起源于1969年美國國防部贊助研究的

ARPANET參考模型。雖然TCP/IP協(xié)議不符合OSI/RM標(biāo)準(zhǔn)，但由于它是因特網(wǎng)上采用的

協(xié)議，所以已經(jīng)成為目前最流行的商業(yè)化的協(xié)議，并被公認(rèn)為當(dāng)前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或“事實(shí)上

的標(biāo)準(zhǔn)”。

⑤寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN(Broad-IntegratedServicesDigitalNetwork)

寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN可以將各種業(yè)務(wù)，包括話音、數(shù)據(jù)、圖像、活動圖像等

等業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中傳送。為了支持如此眾多而且特性各異的業(yè)務(wù)，除以光纜作為其

傳輸介質(zhì)外，還采用了一種稱之為異步轉(zhuǎn)移模式ATM(AsynchronousTransferMode)的網(wǎng)絡(luò)

傳輸技術(shù)，因此，B-ISDN提出了一種全新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

-170-

5.2.2OSI/RM參考模型

有網(wǎng)絡(luò)就有網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。在OSI/RM公布以前.，許多大的計(jì)算機(jī)公司在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)臼

己網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的同時(shí)，都定義了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，例如IBM公司的SNA、DEC公司的

DNA等。雖然這些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)都采用了分層的思想，但層次的劃分、功能的分配與采用

的技術(shù)術(shù)語差異極大。采用同一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的計(jì)算機(jī)可以互連以進(jìn)行通信，而不同的協(xié)議之

間卻無法直接相連，因此形成許多“封閉”系統(tǒng)。顯然，這種不能互連的封閉系統(tǒng)已不能滿

足人們對信息傳輸?shù)囊?。各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連網(wǎng)和各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互連已成為必需解決的

問題。為此，制定一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)也就勢在必行了。

1.OSI參考模型的層次

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO從1978年開始，經(jīng)過幾年的工作，于1983年正式發(fā)布了最著名

的ISO7498標(biāo)準(zhǔn)。它就是“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型"OSI/RM。如圖5.5所示。

-—A

應(yīng)用層

表示層-—A表示層

—

會話層―?會話層

—

運(yùn)輸層<A運(yùn)輸層

網(wǎng)絡(luò)層?—?網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層.A網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層-A數(shù)據(jù)鏈路層——?數(shù)據(jù)鏈路層-A數(shù)據(jù)鏈路層

物理層-?物理層V?物理層-A物理層

物理布質(zhì)]j~物理介質(zhì)I[物而流

圖5.5開放系統(tǒng)參考模型OSI/RM結(jié)構(gòu)

開放系統(tǒng)互連參考模型中的“開放”是指一個(gè)系統(tǒng)只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，就可以和位于

世界上任何地方的、也遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的其它任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。強(qiáng)調(diào)“開放”也就是說系統(tǒng)

可以實(shí)現(xiàn)“互連”。這里的系統(tǒng)可以是計(jì)算機(jī)、和這些計(jì)算機(jī)相關(guān)的軟件以及其他外部設(shè)備

等的集合.

OSI/RM采用的是分層的體系結(jié)構(gòu)。它定義了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的7層框架，最下層為第1

層，依次向上，最高層為第7層。從第1層到第7層的命名為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)

層、運(yùn)輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，分別用英文字母PH、DL、N、T、S、P和A來表

ZjSO

2.OSI/RM各層的主要功能和協(xié)議

OSI/RM定義了每一層的功能以及各層通過“接口”為其上層所能提供的“服務(wù)”。

(1)物理層(Physicallayer)

物理層實(shí)現(xiàn)透明地傳送比特流，為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接“服務(wù)”。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層(Datalinklayer)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)鏈路層在通信的實(shí)體之間負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接。在相鄰兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間

采用差錯控制、流量控制方法，為網(wǎng)絡(luò)層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸“服務(wù)”。

(3)網(wǎng)絡(luò)層(Networklayer)

網(wǎng)絡(luò)層通過路由算法，為分組選擇最適當(dāng)?shù)穆窂剑?shí)現(xiàn)差錯檢測、流量控制與網(wǎng)絡(luò)互

連等功能。

(4)運(yùn)輸層(Transportlayer)

運(yùn)輸層完成端到端(End-to-End)的差錯控制、流量控制等。這里“端”指的是進(jìn)程，和

數(shù)據(jù)鏈路層的“點(diǎn)一點(diǎn)”概念不同。運(yùn)輸層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的一層，它為高層

提供端到端可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸“服務(wù)”。

(5)會話層(Sessionlayer)

會話層組織兩個(gè)會話進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)傳輸同步，并管理數(shù)據(jù)的交換。

(6)表示層(Presentationlayer)

表示層處理不同語法表示的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)加密與解密，數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。

(7)應(yīng)用層(Applicationlayer)

應(yīng)用層是開放系統(tǒng)與用戶應(yīng)用進(jìn)程，如文件傳送和電子郵件等的接口，為OSI用戶提

供管理和分配網(wǎng)絡(luò)資源的“服務(wù)”。

也許上面的講述太專業(yè)化，初學(xué)者不易理解，那么可以借用下面的比喻來描述OSI/RM

中幾個(gè)主要層次的功能，以便建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信分層模型的直觀印象。

應(yīng)用層：這次通信要做什么？

傳輸層：對方的位置在哪里？

網(wǎng)絡(luò)層：到達(dá)對方位置走哪條路？

數(shù)據(jù)鏈路層：沿途中的每一步怎樣走？

物理層：每一步怎樣實(shí)際使用物理介質(zhì)？

OSI/RM中每一層次中包括兩個(gè)實(shí)體，稱之為對等實(shí)體(peerentity)。每層對等實(shí)體之間

都存在著通信，即信息交換，因此定義了7層協(xié)議，分別以層的名稱來命名。各層協(xié)議定義

了該層的協(xié)議控制信息的規(guī)則和格式，如圖5.6所示。

-應(yīng)用層協(xié)議A

應(yīng)用層應(yīng)用層

表示層協(xié)議A

表示層―表示層

________會_________A

會話層-會話層

________譽(yù)蒯動鉆__________A

運(yùn)輸層V運(yùn)輸層

網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)層.>網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

數(shù)據(jù)鏈路層-A數(shù)據(jù)鏈路層

物理層協(xié)議

物理層-A物理層

物理介質(zhì)

圖5.6OSI/RM中定義的7層協(xié)議

3.OSI/RM中的虛擬通信和實(shí)際數(shù)據(jù)流向

從圖5.6來看，在水平方向上，似乎每層的對等實(shí)體之間都在遵循本層的通信協(xié)議而進(jìn)

-172-

行通信。但實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸卻并非如此，下面以圖5.7為例加以說明。

下例中假定主機(jī)A為發(fā)送方，主機(jī)B為接收方。帶箭粗線表示實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸。

P

主H機(jī)A主機(jī)B

虛通信?

應(yīng)用層應(yīng)用層

虛通信_

表示層表示層

__________________虛溜京_____________?

會話層會話層

-___________________虛加值____________________?

運(yùn)輸層運(yùn)輸層

虛通信

網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層

虛通信蜉

數(shù)據(jù)鏈路后數(shù)據(jù)鏈路層

虛通信

物理層物理層

介質(zhì)

?

實(shí)際信息流

圖5.7OSI/RM中的虛擬通信和實(shí)際數(shù)據(jù)流向

實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸過程在發(fā)送方和接收方都是沿垂直方向進(jìn)行的，僅在物理介質(zhì)中沿水平

方向傳送。在發(fā)送方，上層數(shù)據(jù)逐層傳送給下層，并逐層增加協(xié)議控制信息進(jìn)行“封裝”，

在接收方，下層數(shù)據(jù)逐層上傳，并逐層剝?nèi)f(xié)議控制信息。為了區(qū)別起見，將同層對等實(shí)體

之間不存在實(shí)際數(shù)據(jù)傳送的通信稱之為虛擬通信，或虛通信。正如郵政系統(tǒng)中一樣，通信者

甲、乙雙方存在著信息交換，但信函卻要經(jīng)發(fā)方郵局、發(fā)方運(yùn)輸部門、運(yùn)輸線路、收方運(yùn)輸

部門、收方郵局依次傳遞。

在OSI/RM中，各層的數(shù)據(jù)單位使用了各自的名稱：

物理層傳送的是“比特流”，即0、1代碼串，數(shù)據(jù)單位為比特。

數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單位為幀。

網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)單位為分組。

運(yùn)輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層的數(shù)據(jù)單位為報(bào)文。

從發(fā)送方而言，數(shù)據(jù)從上層流動到下層。一個(gè)“報(bào)文”可能被分割成多個(gè)小的數(shù)據(jù)片段,

每個(gè)數(shù)據(jù)片段加上相應(yīng)的協(xié)議控制信息，即報(bào)頭，而封裝形成“分組”，每個(gè)分組加上必要

的協(xié)議控制信息而形成“幀”。這就是“封裝”的過程。在接收方，則正好是一個(gè)反向的過

程，即逐層剝?nèi)f(xié)議控制信息，并進(jìn)行重新組裝，以還原數(shù)據(jù)。從這里，也可以看出報(bào)文、

分組、幀之間的關(guān)系。

4.OSI/RM中的中繼開放系統(tǒng)

?般來說，從發(fā)送方到接收方的數(shù)據(jù)傳輸往往需要經(jīng)過中間結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。OSI/RM對這些

轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的中間結(jié)點(diǎn)，只定義了低三層的協(xié)議，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，并稱之為

中繼開放系統(tǒng)。

實(shí)際的數(shù)據(jù)傳送過程中，中繼開放系統(tǒng)也要進(jìn)行相應(yīng)協(xié)議層的處理，數(shù)據(jù)在每個(gè)結(jié)點(diǎn)中

經(jīng)歷了接收和發(fā)送兩個(gè)過程，其實(shí)際數(shù)據(jù)傳送流程如圖5.8所示。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

應(yīng)用層應(yīng)用層

表示層表示層

會話層會話層

運(yùn)輸層運(yùn)輸層

網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層

物理層物理層物理層物理層

物理介質(zhì)物理介質(zhì)

中繼開放系統(tǒng)

圖5.8中繼開放系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)流動

上面列舉了OSI/RM中的兒個(gè)概念。OSI/RM只是描述了一些網(wǎng)絡(luò)概念，并不提供可以

實(shí)現(xiàn)的方法，所以說它只是一個(gè)技術(shù)規(guī)范，而不是工程規(guī)范。

OSI/RM是在市場己有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，博采眾長，兼顧各方而形成的。

這樣的一個(gè)模型龐大而全面，但其復(fù)雜性影響了其效率，以至于至今OSI/RM并沒有真正流

行而成為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的國際標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，OSI/RM中提出的思想和概念，指導(dǎo)人們開

發(fā)出許多有用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并在理論探索和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中起到了重要的作用。

5.2.3TCP/IP參考模型

OSI/RM的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議沒有能發(fā)展成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)世界中，

由于Internet在全世界的飛速發(fā)展，Internet上采用的TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，

TCP/IP協(xié)議的廣泛應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。

TCP/IP協(xié)議起源于ARPANET?ARPANET是美國國防部于1969年贊助研究的世界上

第一個(gè)采用分組交換技術(shù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)使用點(diǎn)到點(diǎn)的租用線路，逐步地將數(shù)百所大

學(xué)、政府部門的計(jì)算機(jī)連接起來，這也就是Internet的前身。隨著衛(wèi)星通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)的

發(fā)展，從1982年開始，ARPANET上采用了一簇以TCP和1P協(xié)議為主的新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不

久,又由此定義了TCP/IP參考模型(TCP/IPReferenceModel)。

1.TCP/IP參考模型與層次

在如何用分層模型來描述TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的問題上，目前并沒有完全統(tǒng)一。一般認(rèn)為，

TCP/IP參考模型應(yīng)包括4個(gè)層次，從上往下依次為：應(yīng)用層、傳輸層、互連層、主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)

層。為了便于理解模型中各層的含義，圖5.9給出了TCP/IP參考模型與OSI參考模型的層

次對應(yīng)關(guān)系。

-174-

TCP/IP參考模型OSI參考模型

應(yīng)用層

應(yīng)用層表示層

會話層

傳輸層傳輸層

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層

主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層

物理層

圖5-9TCP/IP參考模型和OSI參考模型

在TCP/IP參考模型中，沒有專門設(shè)計(jì)對應(yīng)于OSI/RM表示層、會話層的分層。各層的

功能簡述如下：

(1)應(yīng)用層:對應(yīng)于OSI/RM模型中的會話層、表示層和應(yīng)用層。它不僅包括了OSI/RM

會話層以上三層的所有功能，還包括了應(yīng)用程序，所以TCP/IP模型比OSI/RM更簡潔和更

實(shí)用。它能為用戶提供若干

應(yīng)用程序調(diào)用。

(2)傳輸層：對應(yīng)于OSI/RM的傳輸層。它實(shí)現(xiàn)端一端(進(jìn)程一進(jìn)程)無差錯通信。

由于該層中使用的主要協(xié)議是TCP協(xié)議，因此又稱為TCP層。

(3)互連層：對應(yīng)于OS1/RM的網(wǎng)絡(luò)層。負(fù)責(zé)對獨(dú)立傳送的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行路由選擇，

以保證可以發(fā)送到目的主機(jī)。由于該層中使用的是IP協(xié)議，因此又稱為IP層。

(4)主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層：對應(yīng)于OS1/RM的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及一部分的網(wǎng)絡(luò)層功能。負(fù)

責(zé)將數(shù)據(jù)送到指定的網(wǎng)絡(luò)上。主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層直接面向各種不同的通信子網(wǎng)。日前常用的以太

網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等局域網(wǎng)和X.25分組交換網(wǎng)等廣域網(wǎng)都可以通過本層接口接入。

2.TCP/IP協(xié)議簇

在TCP/IP參考模型中定義了一組協(xié)議，其中最重要的兩個(gè)協(xié)議是傳輸控制協(xié)議

TCP(TransportControlProtocol)和互連協(xié)議(InternetProtocol),因匕用TCP/IP來為協(xié)議簇名。

TCP/IP協(xié)議簇中一些主要協(xié)議及其相互關(guān)系如圖5.10所示。

應(yīng)用層HTTPTELNETFTPSMTPDNS???

傳愉層TCPUDP

IP

互聯(lián)層

ARPRARP

主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層以太網(wǎng)令牌環(huán)X.25網(wǎng)FDDI

圖5.10TCP/IP協(xié)議簇

下面對各層協(xié)議的功能作一個(gè)簡要的描述。

(1)應(yīng)用層

應(yīng)用層包括了許多的高層協(xié)議，隨著因特網(wǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,總會不斷有新的協(xié)議加入。

目前主要使用的協(xié)議有：

①HTTP,超文本傳輸協(xié)議，用于因特網(wǎng)上的WWW服務(wù)。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

②TELNET,網(wǎng)絡(luò)終端仿真協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)登錄功能，以使用遠(yuǎn)程主機(jī)的資源。

③FTP,文件傳輸協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)交互式文件傳輸和文件管理功能。

④SMTP,簡單電子郵件協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)電子郵件傳送功能。通常，電子郵件應(yīng)用程序

向郵件服務(wù)器傳送郵件時(shí)使用SMTP協(xié)議；而從郵件服務(wù)器的郵箱中讀取時(shí)使用POP3或

IMAP協(xié)議。

⑤DNS,域名服務(wù)，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備域名到IP地址的映射。

(2)傳輸層

傳輸層定義了兩種協(xié)議：即傳輸控制協(xié)議TCP(TransportControlProtocol)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)

協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)?

①TCP協(xié)議，?種可靠的面向連接的協(xié)議，可以將源主機(jī)的字節(jié)流無差錯的傳送到目的

主機(jī)。在多數(shù)情況下，傳輸層使用TCP協(xié)議，以保證將通訊子網(wǎng)中的傳輸錯誤全部處理完

畢。

②UDP協(xié)議，一種不可靠的無連接協(xié)議，分組傳輸中的差錯控制由應(yīng)用層完成。

應(yīng)用層協(xié)議在傳輸層協(xié)議之上，其中一些使用面向連接的TCP協(xié)議，如網(wǎng)絡(luò)終端仿真

協(xié)議TELNET、電子郵件協(xié)議SMTP、文件傳送協(xié)議FTP：另一些使用面向無連接的UDP

協(xié)議，如簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP、簡單文件傳輸協(xié)議TFTP。

這里需要解釋一下在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中常遇到的“連接”和“無連接”的概念。

所謂“連接”，是指在數(shù)據(jù)交換前通過收發(fā)雙方的呼叫與應(yīng)答，在發(fā)方和收方之間建立

一條專用通信線路，然后數(shù)據(jù)沿著這條專用線路被傳輸?shù)侥康牡??？梢越栌萌粘Ｉ钪须娫?/p>

系統(tǒng)的實(shí)例來比喻這種‘'連接"關(guān)系，當(dāng)需要打電話時(shí)，先要撥號，若線路空閑，即在通話

雙方之間建立并維持一條通話電路，直到通話結(jié)束。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的“連接”和電話

系統(tǒng)中的“連接”是有區(qū)別的。以“連接”方式來傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可靠性高，適合于同一時(shí)間

內(nèi)向同一目的地發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，但線路利用率較低。

和“連接”相反，所謂“無連接”，是指在數(shù)據(jù)交換前，無需在發(fā)方和收方之間建立一

條專用通信線路，發(fā)送方只需將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)接口傳送到網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中逐站被傳送

時(shí)，途中站點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況來決定下一站點(diǎn)的選擇，即路徑選擇，因此無法預(yù)先

確定數(shù)據(jù)將沿著哪條線路到達(dá)目的地?？梢越栌萌粘Ｉ钪朽]政系統(tǒng)的實(shí)例來比喻這種“無

連接”關(guān)系。以“無連接”方式來傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、重復(fù)等現(xiàn)象，其可靠

性不高，但優(yōu)點(diǎn)是靈活方便，線路利用率高。

(3)互連層(IP層)

互連層定義了IP協(xié)議。IP協(xié)議是一種面向無連接的協(xié)議。它負(fù)責(zé)將發(fā)送主機(jī)的數(shù)據(jù)分

組以“無連接”的方式發(fā)送到目的主機(jī)。由于是“無連接”方式，各數(shù)據(jù)分組在因特網(wǎng)中是

獨(dú)立傳輸?shù)?，所以IP層必須負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分組傳送過程中的路由選擇和差錯控制。同時(shí)，“無連

接”方式也決定了構(gòu)成一個(gè)傳輸層報(bào)文的各個(gè)分組的發(fā)送順序和接收順序可能不同，甚至有

丟失現(xiàn)象，這些問題則提交給傳輸層去解決。

從圖5.10可以看出，I