作者：许东明
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最近更新时间：2019/9/6
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1.1计算机网络的形成和发展

1.早期的计算机网络

2.现代计算机网络的发展

ARPAnet试验网开始
ARPAnet主要特点（现代计算机网络一般特征）
（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

3.计算机网络标准化阶段

SNA
DNA

4.微机局域网发展时代

5.国际因特网发展时期

1.2计算机网络 的分类和应用

1.2.1计算机网络的分类

1.“计算机网络” 这一术语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。
2.多终端分时系统
3.分布式系统（p4）
4.计算机网络的组成元素：（1）网络节点a.端节点：信源和信宿节点，例如用户主机和用户终端b.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、 接口信息处理机等。（2）通信链路：指传输信息 的信道，可以是电话线、 同轴电缆、 无线电线路、 卫星线路、 微波中继线路和光纤缆线等。

IMP：接口信息处理(InterfaceMessageProcessor, IMP)

可以按照不同的方法对计算机网络进行分类。 按照互连规模和通信方式， 可以把网络分为 局域网(LAN)、 城域网CM凡寸)和广域网(WAN)

1.按照使用方式可以把计算机网络分为:(1)校园网 (Campus Network) :用于学校内部的教学科研信息的交换和共享(2)企业网 (Enterprise Network):用于企业管理和办公自动化
2.校园网或企业网可以由内联网 (Intranet)和外联网 (Extranet) 组成
3.内联网是采用 Internet 技术 (TCP/IP 协议和 BIS 结构)建立的校园网或企业网,用防火墙限制与外部的信息交换，以确保内部的信息安全
4.外联网是校园网或企业网的一部分，通过Internet上的安全通道与内部网进行通信
5.按照网络服务的范围可以把网络分为公用网与专用网(1)公用网是通信公司建立和经营的网络，向社会提供有偿的通信和信息服务(2)专用网一般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，或者对一定范围的通信设备实施特殊的管理
6.网络按照提供的服务可以分为通信网和信息网(1)通信网提供远程连网服务，各种校园网和企业网通过远程连接形成Internet, 提供互连服务的供应商叫作ISP (Internet Service Provider)(2)信息网提供Web信息浏览、文件下载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)

1.2.2计算机网络应用1.办公自动化

2.电子数据交换(Electronic Data Interchange, EDI)
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 

1.3我国互联网的发展

中国互联网络信息中心(CNNIC)

1.4计算机网络体系结构

• 在分层的体系结构中，每一层都是一些明确定义的相互作用的集合，即对等协议;
• 层之间的界限是另外一些相互作用的集合，称为做接口协议 。

1.4.1计算机网络功能特性

1.计算机网络应该在源节点和目标节点之间提供传输线路
2.计算机通信有一个特点，即间歇性或突发性

• 计算机网络的功能之一是对传输的信息流进行分组，加入控制信息，并把分组正确地传送到目的地。

  3.加入分组的控制信息主要有两种 :
  (1)一种是接收端用于验证是否正确接收的差错控制信息;
  (2)另一种是指明数据包的发送端和接收端的地址信息。

• 网络必须具有差错控制功能和寻址功能

• 冲突仲裁过程

• 这些带有控制信息的数据包在网络中通过一个个节点正确地向前传送的功 能叫作数据链路控制 (Data Link Control, DLC) 功能。

• 寻址功能

• 流量控制和拥塞控制功能

1.用户输入的字符流按标准协议进行转换
2.加入各种控制位和顺序号用于进行会话管理
3.再进行分组，加入地址字段和校验字段
4.上述信息经过 Modem 的变换，送入公共载波线路传送

1.4.2开放系统互联参考模型的基本概念

  1979 年， ISO 公布了开放系统互连 参考模型 (Open System Interconnection/Reference Model, OSI/RM)

  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。
分层的另外 一个目的是保持层次之间的独立性，其方法就是用原语操作定义每一层为上层提供的服务

1.服务分为面向连接和无连接服务
2.对于面向连接的服务，有 4 种形式的服务原语，即请求原语、指示原语、响应原语和确认原语

下面说明几个与连接有关的概念

1. 连接的建立和释放

   • (N) 连接的建立和释放是在 (N-1) 连接之上动态地进行的。
   • (N) 连接的建立意味着两个 实体间的 (N-1) 连接可以利用，如果 (N-1) 连接不存在，则必须预先建立或同时建立 (N-1) 连接，而这又要求 (N-2) 连接可用。
   • 最底层的物理 线路连接必须存在，所有上层连接的建立才有物理基础。

2. 多路复用和分流

   • 在 (N-1) 连接之上可以构造出 3种具体的 (N) 连接
     • 一一对应式:每一个 (N) 连接建立在一个 CN-1) 连接之上。
     • 多路复用式:几个 (N) 连接多路访问同一个 (N-1) 连接。
     • 分流式: 一个 (N) 连接建立在几个 CN-D 连接之上。

3. 数据传输

   • 各个实体之间的信息传输是由各种数据单元实现的

   

OSI/RM 的网络体系结构

1. 应用层
   • 这是 OSI 的最高层
   • 这一层的协议直接为端用户服务，提供分布式处理环境
   • 应用层管理 开放系统的互连，包括系统的启动、维待和终止，并保待应用进程间建立连接所需的数据记录，其他层都是为支持这一层的功能而存在的
2. 表示层
   • 表示层的用途是 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
3. 会话层
   • 会话层支持两个表示层实体之间的交互作用
   • 它提供的会话服务可分为以下两类：
     • (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、同步等，这一类叫会话服务。
4. 传输层
   • 这一层在低层服务的基础上提供一种通用的传输服务
   • 会话实体利用这种透明的数据传输服务而不必考虑下层通信网络的工作细节，并使数据传输能高效地进行
   • 传输层用多路复用或 分流的方式优化网络的传输效率
   • 当会话实体要求建立一条传输连接时，传输层要求建立 一个 对应的网络连接
   • 传输层的服务可以提供一条无差错按顺序的端到端连接，也可能提供不保证顺序的独立报 文传输，或多目标报文广播
5. 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
   • 网络层把上层 传来的数据组织成分组在通信子网的节点之间交换传送
   • 防止网络中出现局部的拥挤或全面的阻塞
6. 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
   • 相邻节点之间的数据交换是分帧进行的，各帧按顺序传送，并通过接收 端的校验检查和应答保证可靠的传输
   • 数据链路层对损坏、丢失和重复的帧应能进行处理，这 种处理过程对网络层是透明的
   • 相邻节点之间的数据传输也有流量控制的问题，数据链路层把流量控制和差错控制合在一起进行
7. 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，用于建立、维待和释放数据 链路实体间的连接

1.5几种商用网络的体系结构

1.5.1 SNA

1974年， IBM 公司推出了系统网络体系结构，这是一种以大型主机为中心的集中式网络。 在 SNA 中 ，主机运行 ACFNTAM (Advanced Communication FacilityNirtual Telecommunication Access Method) 服务，所有的系统资源都是由 ACFNTAM 定义的。 SNA 协议分为 7 层

(1) 物理层
(2) 数据链路控制层
(3) 路径控制层 (PC)
(4) 传输控制层 (TC)
(5) 数据流控制层 (DFC)
(6) 表示服务层 (PS)
(7)事务处理服务层 (TS)

随着微型计算机局域网的广泛使用， IBM 推出了第二代的高级点对点网络 (Advanced Peer-to-Peer Networking, APPN), 使得 SNA 由集中式网络演变成点对点的网络环境 。 在 APPN 网络环境中有下面 3 类节点 。1.低级入口节点 (Low-Entry Node, LEN)。这种节点只能利用与其相连的网络节点提供 的服务进行会话 。2.端节点 CEnd Node, EN)。这种节点包含 APPN 的部分功能，还具有路由能力，能够 通过网络节点与其他端节点建立会话 。
3.网络节点 (NetworkNode, NN)这种节点包含 APPN 的全部功能，其中的控制点(Control Point, CP) 功能管理着 NN 的全部资源，能够建立 CP-to-CP 会话，维护网络的拓扑结构，并提供目录服务。

1.5.2 X.25

1. X.25 包括了通信子网最下边的 3 个逻辑功能层，即物理层、链路层和网络层，与 SNA 下面的 3 层是对应的。
2.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。
3.虚电路连接 (VC) 的建立和释放既关系到端对端的功能特性，也关系到端节点对网络的 功能特性。

1.5.3 Novell NetWare

1.NetWare 核心协议 (NetWare Core Protocol, NCP) 管理服务器资源，它向服务器发出过程 调用来使用文件和打印资源。
2.突发模式协议 (BurstModeProtocol, BMP) 是为提高文件传输的 效率而设计的。
3.NetWare 目录服务 (NetWare Directory Services, NDS) 是一个分布式网络数据库。

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 RS-232、 RS-449、 X.21、 V.35、 ISDN, 以 及 FDDI、 IEEE802.3、 IEEE802.4和 IEEE802.5 的物理层协议，将在后面的有关章节介绍这些协议。
2. 数据链路层协议
   • HDLC、 LAP-B 以及 IEEE 802 的数据链路层协议 CISO 8802)
3. 网络层协议
   • 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
   • ISO 8473 文件定义了无连接的网络服务 CLNS
4. 传输层协议
   • OSI 传输服务定义文件是 ISO 8072, 传输层协议规范文件是 ISO 8073 (连接模式)和 ISO 8602 (无连接模式)
5. 会话层协议
6. 表示层协议
7. 应用层协议
   • OSI 提出了应用服务元素 (Application Service Element, ASE) 的概念。
   • 联系控制服务元素(AssociationControlServiceElement,ACSE)
   • 可靠传输服务元素 (Reliable Transfer Service Element, RTSE)
   • 远程操作服务元素 (Remote Operations Service Element, ROSE)
   • 提交、并发和恢复 (Commitment Concurrency and Recovery, CCR) 服务元素