第一章 计算机网络概论

文末有彩蛋

1.2 计算机网络的分类和应用

1.2.1 机网络的分类

计算机网络:概念是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的 合体。

计算机系统：

高级分布式系统（给用户提供透明的应用环境，简单讲用命令，远程进行处理）多机系统（同一机房许多大型机房互联组成的系统）

计算机组成元素（两大类）：

a 网络节点：分为端节点，和转发节点。

端节点：信源（如用户主机）和信宿节点（如用户终端）

转发节点：通讯中网络的通讯过程和信息转发，如交换机，集线器等。

b 通信链路：通讯过程中的信道，如电话线，同轴电缆等。

网络拓扑结构（6种）：

星型：计算机连接在一台设备上。

环型：计算机一台连接一台，如同圆圈。

树型：如同树杈。

全连接型：所有计算机相互连接。

总线型：一根线连接电脑。

不格则型：一台计算机可以连接1台，2台等。

网络分类（常规3大类）：

局域网（学校），城域网（城区），广域网（国内，国际）。

使用的方式：可分为校园网，企业网。

内网：使用防火墙同外部公网通讯，使用的技术：tcp/ip协议和b/s结构。

外网：公网通讯。

1.2.2 计算机网络的应用

(1) 办公自动化。(2) 电子数据交换。(3) 远程教育。

(4) 电子银行。（5）证券和期货交易。（6）娱乐和在线游戏。

1.4计算机网络体系结构

接口协议：层之间的界限是另外一些相互作用的集合。

OSI/RM模型：

a 应用层：协议直接为端用户服务。

b 表示层 ： 提供 一个可供应用层选择的服务的集合，使得应用层可以根据这些服务功能解释数据的含义。表示层关心的是所传输数据的表现方式、它的语法和语义。表示服务的例子有统一的数据编码、数据压缩格式和加密技术等。

c 会话层：支持两个表示层实体之间的交互作用。

(1) 把两个表示实体结合在一起，或者把它们分开，这叫会话管理。

2) 控制两个表示实体间的数据交换过程，例如分段、同步 ，这一类叫会话服务。

d 传输层：在低层服务的基础上提供一种通用的传输服务。

e 网络层：这一层的功能属千通信子网，它通过网络连接交换传输层实体发出的数据。

f 数据链路层：这一层的功能是建立、维持和释放网络实体之间的数据链路，这种数据链路对网络层表现为一条无差错的信道。

g 物理层：

这一层规定通信设备机械的、电气的、功能的和过程的特性，用千建立、维待和释放数据

链路实体间的连接。

x.25协议:包括了通信子网最下边的 个逻辑功能层，即物理层、链路层和网络层。

1.6 OSI 协议集

1 物理层协议

在物理层， OSI 采用了各种现成的协议，其中有 S-232 RS 449 X.21 V.35 ISDN,FDDI IEEE 802 IEEE 802.4 IEEE 802 的物理层协议，将在后面的有关 节介绍这些协议。

2. 数据链路层协议

在数据链路层， OSI 的协议集也是采用了当前流行的协议，其中包括 HDLC LAP-B 以及IEEE 802 的数据链路层协议 CISO 8802) 。数据链路层协议和服务与具体的物理传输技 有关。虽然上面的功能层一般是每层对应一个协议，而在数据链路层却不是这样，为了有效地利用各

种传输技术，数据链路层用不同的协议满足不同的技术要求。

3 网络层

网络层提供两种服务，即面向连接的服务和无连接的服务。 ISO 8348 文件定义了面向连接

的服务 (CONS), 与此对应的协议是 CCITT X.213, 这两个文件的规定与 X.25 分组级协议 (PLP)致。 ISO 8473 文件定义了无连接的网络服务 CLNS 。在 OSI 参考模型中，各个层次除了服务定义文件外，还有定义该功能的协议规范文件，但是在网络层没有相应的协议规范文件 。原因是通信网络一般是由 PTT (Post Telephone & Telegraph) 提供的，网络的提供者或者按照其原有的规定建网，或者按照 CCITT 的建议提供服务，因而对网络功能的标准化并不感兴趣.

4. 传输层协议

传输层和网络层之间的界面是用户和通信子网的界面。传输层的任务是在子网服务的基础

上提供完整的数据传送，因而在原来的 OSI 协议集中，传输层的功能是提供面向连接的服务，无连接的服务是后来增加的。 OSI 传输服务定义文件是 ISO 8072, 传输层协议规范文件是 ISO8073 (连接模式）和 ISO 8602 (无连接模式）。无连接传输远没有面向连接的传输应用得广泛。由千各种通信子网在服务模式、残留错误率以及是否发生网络复位等方面有很大差别，所以要实现面向连接的传输服务，对不同的子网所需完成的传输功能也不同。因而，面向连接的传输协议分为 类，即 TPO TPl TP2 TP3TP4 。这 类传输协议在不同的通信子网服务的基础上都能提供完整的数据传送，组网时可根据子网的情况选用。

5. 会话层协议

通常把第 层以上的各层协议叫作高层协议，这些协议都是 ISO 制定的，目的是为应用程

序提供各种不同的服务。 OSI 高层协议一般都有对应的 CCITT 建议。会话层在传输层提供的完整的数据传送平台上提供应用 进程之间组织和构造交互作用的机制，这种机制表现在会话层服务定义文件 ISO 8326 (CCITT 215) 和协议规范文件 ISO 8327 (CCITT 225) 中。OSI 会话层协议是在 ECMA (European Computer Manufacturers Association) 提供的会话协议和 CCITT T.62 (Teletex) 建议的基础上制定的，它既包含了面向计算机应用的功能，也包含了与智能用户电报 (Teletex) 兼容的功能。这个协议集像个大工具箱，每种工具叫作一个功能单元。在一次会话中要使用哪些功能单元，在建立会话连接时要进行协商。由千有些功能单元可直接作用千应用程序，因而使人们怀疑是否有必要保留会话层。不过会话 协议毕竟作为

标准公布了，组网中是否实现会话层可由用户决定。

6. 表示层协议：

表示层协议也是 OSI 制定的，但它出现得很晚，以至千在早期的 OSI 实现中完全没有这

层。表示层原来的用途是规定用户信息的表现方式，例如与显示屏幕有关的字符 、行的长

和行结束符等。后来把这些与终端和文件传输有关的功能划分到了应用层，所以 的功能

就只剩下了关千数据表示的约定

各种计算机内部的数据表示可能不同，例如，整数可能是 的补码或者是 的补 浮点数的格式可能不同，字节的顺序可能不一样（高位字节在前，或低位字节在前 ）等 ，这些方面

的差别在网络传输时需要统一。 OSI 处理这个问题的方法类似千在程序设计语 （例如 PASCALC) 中用基本数据类型构造复杂数据结构的方法，其主要思想是用一种抽象语法表示

数据 应用层的协议数据单元 (APDU) 向下送到表示层时，表示层用抽象语法 示它的结构，

传送到对方表示层时，也应用同样的抽象语法解释它 OSI 的第一个抽象语法是 ASN.l (Abstract Syntax Notation 1), 它记录在 ISO 8824 (CCITT X.208) 文件中 文件 ISO 8825 (CCITT X.209 ) 描述了一种具体的编码规则，叫作传送语法。 OSI 表示层服务定义文件是 ISO 8822 C CCITT X.216 ), 协议规范文件是 ISO 8823 CCCITI X.226) 表示层过程用千建立连接、控制 据的发送和同步。它只是个很简单的相邻层之间的“过路”协议。

7. 应用层协议

应用层是 OSI 的最高层，这一层的协议都与应用进程间的通信有关。现在，针对各种

已经定义了大 的协议，还有很多应用协议正在制定之中分布式应用是多种多样的，所以 OSI 提出了应用服务元素 (Application Service Element, ASE) 的概念。 ASE 是建立应用程序和通信网络联系的构件，这些构件对大部分应用程序是用的最主要的 ASE 种，即联系控制服务元素 (Association Control Service Element, ACSE传输服务元素 (Reliable Transfer Service Element, RTSE) 、远程操作服务元 (RemoteOperations Service Element, ROSE) 以及提交、并发和恢复 (Commitment Concurrency and Recovery, CCR) 服务元素。BCAST (Broadcast) 是广播协议，用于向用户广播消息。WDOG (Watchdog) 协议监视工作站的活动，当连接断开时向服务器发出通知。

后面是文中出现的名词简称总结：

DIAG (Diagnostic) 是诊断协议，在局域网中用千连接测试和配 信息的收集。

SAP：服务访问点。

OSI/RM模型：

IMP：接口信息处理机 (Interface Message Processor, IMP)：专用于通信的计算机。

DLC：数据链路控制 (Data Link Control, DLC)：带有控制信息的数据包在网络中通过个个节点正确地向前送的功能。