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计算机网络第一章概述主要内容什么是计算机网络计算机网络的分类广播网与点到点网局域网、城域网和广域网计算机网络体系结构计算机网络参考模型OSI参考模型TCP/IP参考模型计算机网络的发展1969年，第一个真正意义上的计算机网络―ARPANET诞生，它使用56Kbps链路连接了4个节点。1974年，TCP/IP协议问世，其核心技术随Unix操作系统免费发布。20世纪70年代末至80年代初，各种各样的网络应运而生。1986年，美国国家科学基金会（NSF）开始筹建面向全美大学的NSFNET，NSFNET的正式营运以及实现与其它已有和新建网络的连接开始真正成为因特网的基础。1990年至1995年，因特网完成商业化过程。1991年，万维网（WorldWideWeb）问世。20世纪90年代后期开始，因特网进入爆炸式发展时期。未来的网络将朝着更快、更好、更灵活和更安全的方向发展。1.什么是计算机网络简单地说，计算机网络是指由单一技术连接起来的一群计算机。计算机网络的组成：计算机：称主机或端系统，运行应用程序，是信息的源头和终点。通信链路：提供端系统之间的连通性。端系统之间可以通过通信链路直接相连，也可以通过交换设备间接相连。通信协议：通信双方必须共同遵守的约定和通信规则，协议实现通常由硬件和软件配合完成。网络软件：包括网络操作系统和应用软件。端系统之间的连接…a)点到点b)多路访问图1-1直连链路图1-2交换网网络的互连何谓不同的网络？采用不同的技术位于不同的管理域内不同的独立网络通过交换设备形成互连网络（internet）。图1-3网络的互连2.计算机网络的分类按照网络传输技术分类：广播网点对点网按照网络规模分类：局域网城域网广域网注：网络规模通常以网上相距最远的两台计算机之间的距离来衡量。广播网与点到点网广播网：所有计算机共享一条通信信道。每个节点发送的数据包可被所有其它节点接收到，但只有接收者处理数据包，其它节点将数据包丢弃。需要解决共享信道的分配问题。点到点网：一条通信信道只连接一对设备。源和目的节点之间通常不存在直接的数据通路。需要解决路由选择问题。局域网、城域网和广域网局域网LAN：将小范围内的计算机及外设互联起来用于资源共享和信息交换的私有网络，范围在几公里以内。特点：传输距离短：意味着传输延迟小且有界；数据速率高：运行在10Mbps至10Gbps，甚至更高；误码率低传统局域网通常采用广播技术，使用双绞线及同轴电缆按总线或环形拓扑进行组网；目前主流的交换式以太网采用点到点传输技术，使用双绞线或光纤按星形拓扑进行组网。局域网、城域网和广域网（续）城域网MAN：覆盖一个城市的范围（约几十公里），其目标是在较大的地理区域内提供数据、声音和图像的集成服务。有线电视网是城域网的例子；重点要解决服务质量与网络安全的问题。局域网、城域网和广域网（续）广域网WAN：通常覆盖一个国家或一个洲（一百公里以上）；由端系统和通信子网两部分组成：端系统：归用户所有，负责数据处理；通信子网：归通信公司所有，负责数据传输，典型地由传输线路和交换单元两部分组成：大多数广域网（卫星网除外）的通信子网采用点到点传输技术。早期的广域网普遍存在传输时延长、数据速率低及误码率高的缺点；现在的广域网主干已达到10Gbps及以上速率，且误码率非常非常低。3.计算机网络体系结构计算机网络的分层设计方法将网络按照功能划分成一系列层次，每一层都为上层提供某些特定的服务，并向上层屏蔽实现这些服务的细节；分层设计的好处：简化网络系统的设计与实现易于系统维护和升级计算机网络的分层模型第第N+1第第第第第N第第第第第N-1第第第第第第第第第第第第第第第第A第第第B第1-4第第第第第第第第第第N/N+1第第第第N+1NN-1N+1NN-1第第第N第第第一些概念实体：每一层上的活动元素，可以为硬件或软件。对等实体：不同系统中位于同一层上的实体；不同系统之间的通信实际上就是各对等实体之间的通信。协议：对等实体之间通信应当遵循的规则的集合。服务接口：位于相邻层之间，定义了上层调用下层服务的原语操作。对等接口：位于对等实体之间，定义了对等实体间交换的消息格式和含义。网络体系结构：网络的层次划分及协议统称为网络体系结构。协议图第第第第Web第第第第第第TCPUDPRTPIP第第第第Web第第第第第第TCPUDPRTPIP第1-5第第第第第封装和多路复用封装：下层实体将欲传输的上层数据单元加上头部或尾部形成本层的协议数据单元，这称为封装。封装过程在协议图的每一层被不断重复，接收端则按相反顺序进行解封装（即去掉头部或尾部）。多路复用：多个高层实体调用同一个低层服务的方式称为多路复用；接收端的低层协议实体通过检查消息头部的解多路复用关键字，将消息发送到正确的高层实体。4.计算机网络参考模型OSI参考模型TCP/IP参考模型4.1OSI参考模型第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第7654321第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第OSI参考模型（续）物理层：在物理媒体上传输原始的数据比特流。数据链路层：检测和纠正物理链路上的传输错误，流量控制。网络层：将分组从源节点传送到目的节点，主要功能包括路由选择、拥塞控制、网络互联和记帐。传输层：为上层用户提供不依赖于具体网络的端到端数据传输服务，这是第一个端到端的层次。会话层：为端到端进程间的会话提供各种服务，如对话控制、令牌管理、同步等。表示层：为上层用户提供数据或信息语法的表示变换。应用层：为用户提供各种应用服务，如文件传输、电子邮件等。4.2TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型将网络划分成四个层次：应用层：包含了所有的高层协议。传输层：负责在源主机和目的主机的应用程序间提供端到端的数据传输服务，功能上相当于OSI的传输层。这一层上定义了TCP和UDP两个协议。网际层：负责将分组独立地从源节点传送到目的节点，功能上相当于OSI的网络层。这一层上的主要协议为IP。主机-网络层：负责在具体的物理网络上传送IP分组，TCP/IP没有为这一层定义专门的协议（PPP除外）。TCP/IP协议图FTPHTTPDNSTFTPTCPUDPIPNET1NET2NETn………………第第第第第第第第第第第-第第第第1-7TCP/IP第第第第第因特网体系结构的另一种表示TCPIPUDPNetworkApplication第1-8第第第第第第第第第第第第第