2018版 網絡工程師_第1章 計算機網絡概論（學習筆記）

1.1 計算機網絡的造成和發展

　　2. 現代計算機網絡的發展

　　現代意義上的計算機網絡是從1969年 美國國防部高級研究計劃局（DAPPA）建成的APPAnet實驗網開始的。

　　

　　APPAnet 的主要特色以下：

　　（1）資源共享；

　　（2）分散控制；

　　（3）分組交換；

　　（4）採用專門的通訊控制處理機；

　　（5）分層的網絡協議。

　　這些特色被認爲是現代計算機網絡的通常特徵。

 

　　3. 計算機網絡標準化階段

　　爲了解決網絡通訊市場各廠商獨立創建的自有標準，不利於發揮網絡的通用特性，1977年，國際標準化組織（ISO）制定了 開放系統互連參考模型OSI/RM。使得互聯的計算機系統之間得以遵循統一的網絡互連標準，促進了網絡技術的發展。

 

　　4. 微型機局域網的發展時間

　　1972年，Xerox公司發明了以太網，1980年2月，IEEE組織了一個802委員會，制定局域網標準。

 

　　5. 國際因特網的發展時期

　　1985年，美國國家科學基金會（National Science Foundation,NFS）利用APPAent協議創建了用於科學研究和教育的骨幹網絡NSFnet。後逐步發展成爲今天的Internet網絡。

 

1.2 計算機網絡的分類和應用

　　1.2.1 計算機網絡的分類

　　計算機網絡 是指由通訊線路互相鏈接的許多自主工做的計算機構成的集合體。

　　計算機網絡的組成元素能夠分爲兩大類，即網絡節點和通訊鏈路。 網絡節點又分爲端節點和轉發節點。端節點指信源和信宿節點，例如用戶主機和用戶終端；轉發節點指網絡通訊過程當中控制和轉發信息的節點，例如交換機、集線器等。通訊鏈路是指傳輸信息的信通，能夠是電纜、無線電線路、光纖纜線等。網絡節點經過通訊鏈路鏈接成的計算機網絡如圖1-1所示。

　　在圖1-1中，虛線框外的部分稱爲資源子網。資源子網中包括擁有資源的用戶主機和請求資源的用戶終端，它們都是端節點。虛線框內的部分叫做通訊子網，其任務是在端節點之間傳送由信息組成的報文，主要由轉發節點和通訊鏈路組成。在廣域網中通訊的方式通常採用存儲轉發方式，而在局域網中通常採用廣播通訊方式。

　　通訊子網中轉發節點的互連模式叫做子網的拓撲結構。圖1-2中列出了經常使用的幾種拓撲線路構。在廣域網中常見的互連拓撲是樹型和不規劃型，而在局域網中則經常使用星型、環型、總線型等。

　　能夠按照不一樣的方法對計算機網絡進行分類。1.按互連規模和通訊方式，如要把網絡分爲局域網（LAN）、城域網（MAN）和廣域網（WAN）。2.按使用方式能夠分爲校園網（Campus Network）和企業網（Enterprise Netwok）。3.按服務範圍能夠分爲公用網與專用網，公用網爲通訊公司創建的網絡，專用網是創建在公用網上的虛擬網絡，僅限於必定範圍的用戶之間的通訊。4.按照提供的服務能夠分爲通訊網和信息網，通訊網提供遠程連網服務，提從互連服務的供應商叫做ISP（Internet Service Provider），信息網提供Web信息瀏覽和電子郵件傳送等信息服務，提供網絡信息服務的供應商叫做ICP（Internet Content Provider）。　　　

 

1.4 計算機網絡體系結構

　　計算機網絡發展到今天，已演變成一種複雜而寵大的系統。爲了方便實現複雜的系統功能一般的方法就是把系統組成分層的體系結構，即把不少相關的功能分解開發，逐個實現。把實現複雜的網絡通訊過程的各類功能劃分紅相應的層次結構，就是網絡的分層體系結構。

　　1.4.2 開放系統互連參考模型的基本概念

　　OSI/RM 是一種分層的體系結構。從邏輯功能看，每個開放系統都是由一些連續的子系統組成，這些子系統處於各個開放系統和分層交叉點上，一個層次由全部互連繫統的同一行上的子系統組成。

　　爲了敘述上的方便，任何層均可以稱爲（N）層，它的上下鄰居層分別稱爲（N+1）層和（N-1）層，分層的基本想法是每一層都在它的下層提供的服務基礎上提供更高級的增值服務，而最高層提供能運行分佈式應用程序的服務。經過1-5 能夠很容易看清實體、服務訪問點之間的關係。

　　開放系統的每個層次由一些實體組成，實體是軟件元素或硬件元素的抽象，處於同一層中的實體叫對等實體，一個層次由多個實體組成。

　　（N）實體之間的合做關係由（N）協議來規範。（N）協議是公式和規則的集合，它精確地定義了（N）實體如何協同工做，利用（N-1）服務去完成（N）功能，以便向（N+1）實體提供服務。

　　（N+1）實體從（N）服務訪問點（Service Access Point，SAP）得到（N）服務。（N）SAP表示（N）實體與（N+1）實體之間的邏輯接口。OSI/RM 用抽象的服務原語說明一個功能層提供的服務，這些服務原語採用了過程調用的形式。

　　

　　OSI/RM 七層協議的主要功能

　　7）應用層，是OSI的最高層，直接爲端用戶提供服務。

　　6）表示層，表示層關心的是傳輸數據的表現方式、它的語法和語義。即數據編碼、數據壓縮和加密技術。

　　5）層說層，支持表示層之間的交互，提供會話服務 1. 會話管理 2. 會話服務。

　　4）傳輸層，能夠提供無差錯按順序的端到端的鏈接，也可能提供不保證順序的獨立報文件傳輸，或多目標報文廣播。傳輸層下面的功能協議都是通訊子網中的協議。

　　3）網絡層，解決的關鍵問題是路由選擇，另外解決的問題是防止網絡中出現局部的擁擠或阻塞。

　　2）數據鏈路層，創建數據連接，把數據封裝成幀。分爲兩個子層：邏輯鏈路控制（logic link control，LLC）和介質鏈路訪問控制（media access control，MAC）子層。

　　1）物理層，它負責管理計算機通訊設備和網絡設備之間的互通，在網絡上傳比特流數據。

　　

 1.5 幾種商用網絡的體系結構

　　1.5.1 SNA

　　1974年，IBM公司推出的網絡體系結構，是以大型主機爲中心的集中式網絡。

　　1.5.2 X.25

　　X.25 協議如圖 1-11，它是CCITT在1976年公佈的公用數據網（Public Data Network，PDN）標準，經兩次修訂。X.25 包括了通訊子網最下邊的3個邏輯功能層，即物理局、鏈路層和網絡層。最低層用X.21做爲用戶節點（DTE）和通訊子網之間創建電氣鏈接的對等協議。鏈路層協議使用HDLC的全雙工異步平衡方式進行通訊，管理分組序列的無差錯傳輸。

　　　　1.5.3 Novell NetWare

　　NetWare是Novell公司的產品。

 

1.6 OSI 協議集

　　國際標準化組組織除定義OSI參考模型以外，還開發了7個功能層次的協議和服務標準，這些協議和服務統稱爲 OSI協議。OSI協議是一些已有協議和ISO新開發的協議的混合體，大部分物理層和數據鏈路層協議採用了現有的協議，而數據鏈路層以上的協議是 ISO 自行起草。