2018版 网络工程师_第1章 计算机网络概论（学习笔记）

1.1 计算机网络的形成和发展

　　2. 现代计算机网络的发展

　　现代意义上的计算机网络是从1969年 美国国防部高级研究计划局（DAPPA）建成的APPAnet实验网开始的。

　　

　　APPAnet 的主要特点如下：

　　（1）资源共享；

　　（2）分散控制；

　　（3）分组交换；

　　（4）采用专门的通信控制处理机；

　　（5）分层的网络协议。

　　这些特点被认为是现代计算机网络的一般特征。

 

　　3. 计算机网络标准化阶段

　　为了解决网络通信市场各厂商独立建立的自有标准，不利于发挥网络的通用特性，1977年，国际标准化组织（ISO）制定了 开放系统互连参考模型OSI/RM。使得互联的计算机系统之间得以遵循统一的网络互连标准，促进了网络技术的发展。

 

　　4. 微型机局域网的发展时间

　　1972年，Xerox公司发明了以太网，1980年2月，IEEE组织了一个802委员会，制定局域网标准。

 

　　5. 国际因特网的发展时期

　　1985年，美国国家科学基金会（National Science Foundation,NFS）利用APPAent协议建立了用于科学研究和教育的骨干网络NSFnet。后逐步发展成为今天的Internet网络。

 

1.2 计算机网络的分类和应用

　　1.2.1 计算机网络的分类

　　计算机网络 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集合体。

　　计算机网络的组成元素可以分为两大类，即网络节点和通信链路。 网络节点又分为端节点和转发节点。端节点指信源和信宿节点，例如用户主机和用户终端；转发节点指网络通信过程中控制和转发信息的节点，例如交换机、集线器等。通信链路是指传输信息的信通，可以是电缆、无线电线路、光纤缆线等。网络节点通过通信链路连接成的计算机网络如图1-1所示。

　　在图1-1中，虚线框外的部分称为资源子网。资源子网中包括拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端，它们都是端节点。虚线框内的部分叫作通信子网，其任务是在端节点之间传送由信息组成的报文，主要由转发节点和通信链路组成。在广域网中通信的方式一般采用存储转发方式，而在局域网中一般采用广播通信方式。

　　通信子网中转发节点的互连模式叫作子网的拓扑结构。图1-2中列出了常用的几种拓扑线路构。在广域网中常见的互连拓扑是树型和不规划型，而在局域网中则常用星型、环型、总线型等。

　　可以按照不同的方法对计算机网络进行分类。1.按互连规模和通信方式，如要把网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。2.按使用方式可以分为校园网（Campus Network）和企业网（Enterprise Netwok）。3.按服务范围可以分为公用网与专用网，公用网为通信公司建立的网络，专用网是建立在公用网上的虚拟网络，仅限于一定范围的用户之间的通信。4.按照提供的服务可以分为通信网和信息网，通信网提供远程连网服务，提从互连服务的供应商叫作ISP（Internet Service Provider），信息网提供Web信息浏览和电子邮件传送等信息服务，提供网络信息服务的供应商叫作ICP（Internet Content Provider）。　　　

 

1.4 计算机网络体系结构

　　计算机网络发展到今天，已演变成一种复杂而宠大的系统。为了方便实现复杂的系统功能通常的方法就是把系统组成分层的体系结构，即把很多相关的功能分解开发，逐个实现。把实现复杂的网络通信过程的各种功能划分成相应的层次结构，就是网络的分层体系结构。

　　1.4.2 开放系统互连参考模型的基本概念

　　OSI/RM 是一种分层的体系结构。从逻辑功能看，每一个开放系统都是由一些连续的子系统组成，这些子系统处于各个开放系统和分层交叉点上，一个层次由所有互连系统的同一行上的子系统组成。

　　为了叙述上的方便，任何层都可以称为（N）层，它的上下邻居层分别称为（N+1）层和（N-1）层，分层的基本想法是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，而最高层提供能运行分布式应用程序的服务。通过1-5 可以很容易看清实体、服务访问点之间的关系。

　　开放系统的每一个层次由一些实体组成，实体是软件元素或硬件元素的抽象，处于同一层中的实体叫对等实体，一个层次由多个实体组成。

　　（N）实体之间的合作关系由（N）协议来规范。（N）协议是公式和规则的集合，它精确地定义了（N）实体如何协同工作，利用（N-1）服务去完成（N）功能，以便向（N+1）实体提供服务。

　　（N+1）实体从（N）服务访问点（Service Access Point，SAP）获得（N）服务。（N）SAP表示（N）实体与（N+1）实体之间的逻辑接口。OSI/RM 用抽象的服务原语说明一个功能层提供的服务，这些服务原语采用了过程调用的形式。

　　

　　OSI/RM 七层协议的主要功能

　　7）应用层，是OSI的最高层，直接为端用户提供服务。

　　6）表示层，表示层关心的是传输数据的表现方式、它的语法和语义。即数据编码、数据压缩和加密技术。

　　5）层说层，支持表示层之间的交互，提供会话服务 1. 会话管理 2. 会话服务。

　　4）传输层，可以提供无差错按顺序的端到端的连接，也可能提供不保证顺序的独立报文件传输，或多目标报文广播。传输层下面的功能协议都是通信子网中的协议。

　　3）网络层，解决的关键问题是路由选择，另外解决的问题是防止网络中出现局部的拥挤或阻塞。

　　2）数据链路层，建立数据链接，把数据封装成帧。分为两个子层：逻辑链路控制（logic link control，LLC）和介质链路访问控制（media access control，MAC）子层。

　　1）物理层，它负责管理计算机通信设备和网络设备之间的互通，在网络上传比特流数据。

　　

 1.5 几种商用网络的体系结构

　　1.5.1 SNA

　　1974年，IBM公司推出的网络体系结构，是以大型主机为中心的集中式网络。

　　1.5.2 X.25

　　X.25 协议如图 1-11，它是CCITT在1976年公布的公用数据网（Public Data Network，PDN）标准，经两次修订。X.25 包括了通信子网最下边的3个逻辑功能层，即物理局、链路层和网络层。最低层用X.21作为用户节点（DTE）和通信子网之间建立电气连接的对等协议。链路层协议使用HDLC的全双工异步平衡方式进行通信，管理分组序列的无差错传输。

　　　　1.5.3 Novell NetWare

　　NetWare是Novell公司的产品。

 

1.6 OSI 协议集

　　国际标准化组组织除定义OSI参考模型之外，还开发了7个功能层次的协议和服务标准，这些协议和服务统称为 OSI协议。OSI协议是一些已有协议和ISO新开发的协议的混合体，大部分物理层和数据链路层协议采用了现有的协议，而数据链路层以上的协议是 ISO 自行起草。