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1、本章要点： 计算机网络的功能计算机网络的体系结构OSI参考模型TCP/IP协议模型网络协议和IP地址,第2章 网 络 基 础,2.1 计算机网络概述,可以把计算机网络定义为：把物理上分布并且自主的计算机和其他设备的集合，通过通信线路和互联设备连接起来，在功能完善的网络软件的管理下，以实现资源共享为目的的系统。,2.1.1.计算机网络的定义,实时集中管理：把地理上分散的各个计算机系统相互连接起来，实现实时集中管理。共享资源：由多个用户共享资源，提高系统的经济性。可共享的资源包括硬件、软件和数据。同时访问多个系统的功能：在计算机网络中，可提供一点到多点的通信，即一个计算机系统(或终端)可同时访问多
2、个其他的计算机系统；同样，一个计算机系统也可以同时被其他的多个计算机系统(或终端)访问。提高系统的可靠性：当某个计算机系统出现故障时，可由别的计算机系统来代替。,2.1.2.网络的功能与服务,2.1 计算机网络概述,均衡负荷：当某个计算机系统的负荷过重时，可通过网络把某些作业传送到其他系统进行处理，从而充分地利用网上各计算机的资源进行协同工作。综合信息服务：计算机网络提供远程通信、电子邮件、电子会议等功能，它与多媒体技术相结合，还可提供数字、声音、图像等多种信息的传输，成为信息社会中传送与处理信息的基本手段。,2.1 计算机网络概述,2.1.2.网络的功能与服务,2.1.3 网络的分类,1.
3、按网络覆盖范围分 局域网城域网广域网2. 按数据交换方式分 电路交换网络报文交换网络分组交换网络,2.1 计算机网络概述,2.1.3 网络的分类,1. 按网络覆盖范围分 局域网城域网广域网其区别如下表所示：,2.1 计算机网络概述,基于地理覆盖范围的网络分类,3. 按网络服务性质分公用计算机网络 专有计算机网络,2.1 计算机网络概述,2.1.3 网络的分类,2.1.4 网络发展阶段和前景,计算机网络自诞生以来，经历了不断的发展和变化。从历史上看，计算机网络的形成和发展大致可以划分为4个阶段：第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏形。第二阶段：在计算机通信网络的基础上，进行网
4、络体系结构与协议的研究，形成了计算机网络。第三阶段：在解决计算机联网与网络互联标准化问题的背景下，提出开放系统互联参考模型与协议，促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展。第四阶段：计算机网络向互联、高速、智能化的方向发展，并获得广泛的应用。,2.1 计算机网络概述,计算机网络发展的基本方向是开放、集成、高速、移动、智能以及分布式多媒体应用。开放指的是网络体系结构的开放和操作系统调用界面与用户操作界面的开放。开放的核心问题是标准问题，即不同厂家的计算机或网络产品能够按照统一的标准向高层提供相应的服务和对低层进行服务调用，而不管这些产品在软硬件上的实现细节，使得各种异构系统和产品能够进行相连和互
5、操作。集成则是在开放的基础上，各种异构系统和产品能够融于一个像Internet这样的全球性网络中，并能够根据用户的需要，提供各种满足用户服务质量(QoS)需求的分布式多媒体应用。集成包括两个方面：各种产品的集成和各种应用与服务的集成，例如电信网的话音传输服务、广播电视的电视与广播的各种节目服务、计算机网络的数据传输服务等正在被集成到一个网络中，目前三网合一的技术已经实现。,2.1 计算机网络概述,2.1.4 网络发展阶段和前景,2.2 计算机网络体系结构,网络协议主要由3个部分组成： 语义：对协议元素的含义进行解释，不同类型的协议元素所规定的语义也不同。例如需要发出何种控制信息、完成何种动作以
6、及得到的响应等。语法：将若干个协议元素和数据组合在一起用于表达一个完整的内容所应遵循的格式，也就是对信息的数据结构做一种规定。例如用户数据与控制信息的结构与格式等。时序：对事件实现顺序的详细说明。例如在双方进行通信时，发送点发出一个数据报文，如果目标点收到正确的信息，则回答源点接收正确；若接收到错误的信息，则要求源点重发。,2.2.1 协议和层次结构,1. 协议分层模型分层模型描述了把通信问题分为几个子问题(称为层，layer)的方法，一个协议系列可以通过对每一层规定一个协议来设计。计算机网络的通信协议就是采用了这样的分层模型概念，进行分层结构设计。例如，国际标准化组织(Internation
7、al Standardization Organization，ISO)定义的7层参考模型(7-layer Reference Model) 。,2.2 计算机网络体系结构,2.2.1 协议和层次结构,2. 协议栈当根据分层模型设计协议时，目标协议软件按层次进行组织，每层协议软件负责解决一部分通信问题。每台计算机上的协议软件被分成许多模块，每个模块对应一个层。更重要的是，分层决定了模块间的相互作用：从理论上讲，当协议软件发送或接收数据时，每个模块只和它紧相邻的上层模块和下层模块进行通信，发送出的数据向下通过每一层，接收到的数据向上通过每一层。发送计算机的特定层的软件在需要传送的数据上附加一些信
8、息，接收计算机的相应层的软件则使用这些附加信息来处理收到的数据。通常将实现整套协议的软件称为协议栈(Stack)。,2.2 计算机网络体系结构,2.2.1 协议和层次结构,3. 数据的多层嵌套 通常情况下，每一层在把数据传送到低一层之前都在头部加入一些附加信息。因此，在网络中传输的帧包含一系列嵌套的头部 。,2.2 计算机网络体系结构,2.2.1 协议和层次结构,2.2 计算机网络体系结构,OSI参考模型定义了两个通信者之间的7层通信 : 物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层,2.2.2 OSI参考模型,1. TCP/IP分层模型TCP/IP分层模型，主要由构筑在硬件层上的4个概念性
9、层次构成，即应用层、传输层、网络层和数据链路层，TCP/IP参考模型中的4层分别对应于OSI参考模型中的一层或多层。2. TCP/IP的特征TCP/IP作为一个发展较为成熟的互联网协议簇，包含许多重要的基本特性，主要表现在以下几个方面：逻辑编址、路由选择、域名解析、错误检测和流量控制以及对应用程序的支持等。,2.2.3 TCP/IP参考模型,2.2 计算机网络体系结构,IEEE 802标准的局域网参考模型与OSI/RM的对应关系如图2-8所示，该模型包括了OSI/RM最低两层(物理层和数据链路层)的功能，也包括网络间互联的高层功能和管理功能。从图2-8中可以看出，OSI/RM的数据链路层功能，
10、在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC(Medium Access Control)和逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)两个子层。,2.2 计算机网络体系结构,2.2.4 IEEE 802参考模型,2.3 网络协议和IP地址,NetBEUI协议是由IBM开发的非路由协议，用于携带NetBIOS通信。这里就涉及到了两个基本概念，第一个是NetBIOS，第二个就是非路由协议。,2.3.1 Net BEUI协议,所谓的IPX协议，是用来负责数据包的传送。而SPX协议则是负责数据包传输的完整性。它是NOVELL公司为了适应网络的发展而开发的通信协议，具有很强的适应性，安
11、装方便。与上一节介绍的NetBEUI协议相比，IPX/SPX协议具有路由功能，是可路由的协议，也就是说可以实现多网段之间的通信。IPX/SPX协议一般可以应用于大型网络和局域网游戏环境中（比如反恐精英、星际争霸）。有一点需要为读者强调的，就是如果是在Novell网络环境中，就使用这个协议，如果不是在Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX协议，而是使用IPX/SPX兼容协议，尤其是在Windows 9x/2000组成的对等网中。,2.3 网络协议和IP地址,2.3.2 IPX/SPX兼容协议,TCP/IP是一个协议簇，其中文名称为传输控制/网际协议，其实它包括了两个部分，一个是TCP协议，一个是IP协议。TCP协议主要是负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头，包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式，IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方。,2.3.3 TCP/IP网络协议,2.3 网络协议和IP地址,1. IP地址结构 2. IP地址分类 3. 其他特殊的IP地址 (1) 广播地址 (2) 有限广播 (3) 本机地址 (4) 本网地址 (5) 环回地址 4. IP地址的点分十进制表示法 5. 子网和掩码,2.3.4 IP地址,2.3 网络协议和IP地址,
