第2章 计算机网络与因特网体系结构 ;2.1 计算机网络概念 2.1.1 计算机网络的产生和发展 ;20世纪70年代，国际标准化组织ISO推出了网络体系结构的国际标准：开放系统互连参考模型OSI/RM。20世纪80年代，PC的发展和普及促进了局域网的发展与网络之间的互联。20世纪90年代，WWW的出现使得因特网得到广泛应用。 TCP/IP成为计算机网络互联的工业标准；同时，以太网技术统治了局域网领域。进入21世纪后，无线网络的发展非常迅速，下一代网络技术的研究火热。 ;2.1.2 计算机网络的分类 ;注意：网络的物理结构和逻辑结构可能是不同的。例如，一些在物理结构上采用星型结构的网络在逻辑结构上却是总线网。例如：使用集线器的传统以太网。;按照覆盖范围：广域网(Wide Area Network，WAN)城域网(Metropolitan Area Network，MAN)局域网(Local Area Network，LAN)个域网(Personal Area Network，PAN);网络分类;广域网(WAN);广域网(WAN);城域网(MAN);局域网(LAN);个域网(PAN);2.1.3 网络协议与网络体系结构 ;网络体系结构：指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。通常采用分层的思想，每层包含若干个网络协议。 分层的优点：有利于将复杂的问题分解成多个相对简单的问题，分而治之；可以向上层屏蔽下层的变化，新的技术的引入，不会对所有层次产生影响；有利于网络的互联，网络互联时只需考虑底层某一个或几个异构的层次，而不是所有层次。;网络协议的实现 网络协议由设备中的硬件模块和软件模块实现，这些模块称为实体(Entity)。两个设备之间的通信体现为若干对等层实体之间实现本层协议的通信。相邻层实体通过SAP(service access point)进行提供服务。;协议数据单元PDU的传递：在发送节点向下逐层封装后由底层发送，接收节点收到后向上逐层解封装。例如在发送节点：第N层通过SAP(服务访问点)得到N+1层实体要传送的PDU作为本层的SDU(服务数据单元)，加上本层的PCI(协议控制信息)形成本层实体的PDU，然后再通过SAP传给下一层协议实体。;计算机 1 向计算机 2 发送数据 ;计算机 1 向计算机 2 发送数据 ;H3;H4;H5;应 用 程 序 数 据;计算机 1 向计算机 2 发送数据 ;2．网络体系结构OSI/RM计算机网络的硬件组成通信子网：由通信设备和通信介质构成；资源子网：由计算机和其他终端系统构成。;计算机网络的软件组成：网络体系结构20世纪70年代多个网络设备厂商都开发了不同的网络体系结构。针对这一问题，国际标准化组织ISO在1978年提出了著名的开放系统互连参考模型OSI/RM，简称OSI。;1、物理层功能：定义网络接口和网络介质的机械、电气、功能和规程等方面的规定。具体包括定义接口和介质的物理特性、二进制位的编码解码、传输速率、位同步、线路连接、传输模式、物理拓扑等。例如：线路连接：点到点连接；多点连接，多个设备共享同一条链路。传输模式：单工(Simplex)、半双工(Half-duplex)和全双工(Full-duplex)。处理的数据单位是比特。
;2、数据链路层功能：将不可靠的物理层转变成一个无差错的点到点链路。具体包括数据成帧、介质访问控制、物理寻址、差错控制、流量控制等。数据单位是帧(Frame)。数据链路层又进一步分为介质访问控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。3、网络层功能：负责把分组从源主机通过网络传送到目的主机。具体包括跨网逻辑寻址、路由选择、流量控制、拥塞控制等。数据单位是分组(Packet) 。以上三层属于通信支持层。4、传输层功能：实现TCP段(Segment)或UDP数据报(Datagram)在不同主机进程之间的端到端的传输。具体功能包括连接控制、流量控制、差错控制、报文的分段和组装、主机进程寻址等。传输层属于高层与通信支持层之间的隔离层。 ;5、会话层功能：负责访问验证和会话管理，例如服务器验证用户登录。6、表示层功能：负责信息表示的转换。具体功能包括数据格式的转换、数据的加密/解密、压缩/解压缩等。7、应用层功能：为网络应用程序提供访问OSI网络服务的接口 。应用层提供的服务包括：电子邮件、文件传输、网络虚拟终端、WWW服务、目录服务等。上三层称为用户支持层。;2.1.4 局域网技术 ;以太网的分层：物理层、数据链路层(LLC+MAC)。以太网的地址：以太网为网络设备的每个网络接口指定一个全球惟一的4
