中職網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)整套課件完整版ppt教學(xué)教程最全電子講義教案(最新)

1、中等職業(yè)教育“十二五”規(guī)劃課程改革創(chuàng)新教材中職中專計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)系列教材網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教程唐志根 謝淑明 主 編馮書剛 李 明 副主編 單元一 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 單元導(dǎo)讀計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)科學(xué)技術(shù)與通信技術(shù)逐步發(fā)展、緊密結(jié)合的產(chǎn)物，是信息社會的基礎(chǔ)設(shè)施，是信息交換、資源共享和分布式應(yīng)用的重要手段。隨著信息社會的蓬勃發(fā)展和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)，并且不斷改變著人們的思想觀念、工作模式和生活方式。學(xué)習(xí)要點(diǎn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和功能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 1.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 隨著計算機(jī)應(yīng)用的不斷深入，人們已經(jīng)不再滿足于單機(jī)系統(tǒng)獨(dú)自運(yùn)行，如何使不

2、同計算機(jī)連接起來，以實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞，成為一種客觀需求，通信技術(shù)的飛速發(fā)展使得這種需求有了實(shí)現(xiàn)的可能。通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的相互結(jié)合，產(chǎn)生了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從最早的簡單互連到現(xiàn)在無處不在的Internet，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多主機(jī)互聯(lián)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)全球化的Internet。如今網(wǎng)絡(luò)正不斷地影響著我們的工作和生活，也必將改變我們的未來。1.1.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 凡將地理位置不同，并具有獨(dú)立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路而連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)，可稱為

3、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。我們平時所接觸的辦公網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)，以及我們訪問的Internet，都屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?？纱罂尚?，最小的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是兩臺計算機(jī)的互聯(lián)，最大、最復(fù)雜的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是全球范圍的計算機(jī)互聯(lián)。 網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)的一個群體，是由多臺計算機(jī)組成的，這些計算機(jī)是通過一定的通信介質(zhì)互聯(lián)在一起的。計算機(jī)之間的互聯(lián)是指它們彼此之間能夠交換信息?；ヂ?lián)通常有兩種方式：一種是計算機(jī)間通過雙絞線、同軸電纜、電話線、光纖等有形通信介質(zhì)連接；另一種是通過紅外光、激光、微波、衛(wèi)星通信信道等無形介質(zhì)互聯(lián)。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義包括如下幾個基本要素。 1）至少存在兩個以上的具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的計算機(jī)，相互間需要共享資源

4、、信息交換與傳遞。2）兩個以上能獨(dú)立操作的計算機(jī)之間要擁有某種通信手段或方法進(jìn)行互聯(lián)。3）兩個以上的獨(dú)立實(shí)體之間要做到互相通信，就必須制定各方都認(rèn)可的通信規(guī)則，也就是所謂的通信協(xié)議。4）需要有對資源進(jìn)行集中管理或分散管理的軟件系統(tǒng)，即所謂的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。上述四個要素是充分必要的，缺一不可。 目前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，正在進(jìn)一步引起世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，促進(jìn)全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。計算機(jī)越普及、應(yīng)用范圍越廣，就越需要將計算機(jī)互聯(lián)起來構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，“計算機(jī)就是網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)”的概念越來越被人們所接受，計算機(jī)應(yīng)用正在進(jìn)入一個全新的網(wǎng)絡(luò)時代。1.1.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

5、 早在1952年，當(dāng)計算機(jī)還處于第一代的電子管時期，美國就建立了一套SAGE系統(tǒng)，即半自動地面防空系統(tǒng)。該系統(tǒng)將遠(yuǎn)距離的雷達(dá)和其他設(shè)備的信息，通過通信線路匯集到一臺旋風(fēng)型計算機(jī)，第一次實(shí)現(xiàn)了利用計算機(jī)遠(yuǎn)距離地集中控制和人-機(jī)對話。SAGE系統(tǒng)的誕生被譽(yù)為計算機(jī)通信發(fā)展史上的里程碑。從此，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開始逐步形成并發(fā)展。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成大致可分為三個階段：計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)又稱為分時多用戶聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1 多用戶聯(lián)機(jī)系統(tǒng) 早期的計算機(jī)系統(tǒng)規(guī)模龐大、價格昂貴，設(shè)置在專用機(jī)房，并利用通信設(shè)備和線路連接多個終端設(shè)備。在通信

6、軟件的控制下，各個用戶可以在自己的終端上分時輪流地使用中央計算機(jī)系統(tǒng)的資源，這樣既克服了到機(jī)房排隊等待的現(xiàn)象，又提高了計算機(jī)的效率和系統(tǒng)資源的利用率。 終端設(shè)備是用戶訪問中央計算機(jī)系統(tǒng)的窗口，它具有特殊的編輯和會話功能。一臺計算機(jī)所能連接的終端的數(shù)量隨其中央主計算機(jī)的性能而定，處理能力強(qiáng)且運(yùn)行速度快的計算機(jī)連接的終端設(shè)備就多些，而處理能力低且運(yùn)行速度稍慢的計算機(jī)，連接終端設(shè)備就相對要少一些。 面向終端的網(wǎng)絡(luò)存在以下兩個缺點(diǎn)：1）主計算機(jī)的負(fù)荷較重，它既要承擔(dān)多終端系統(tǒng)的通信控制和通信數(shù)據(jù)的處理工 作，同時還要執(zhí)行每個用戶的作業(yè)。2）由于終端設(shè)備的速率低，操作時間長，尤其是在遠(yuǎn)距離時，每個用戶獨(dú)

7、一條通信線路，因此花費(fèi)高。另外，這種操作方式需要頻繁地打擾主計算機(jī)，影響了其工作效率。2計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò) 20世紀(jì)60年代中期，計算機(jī)獲得日益廣泛的應(yīng)用。在一些大型公司、企事業(yè)部門和軍事部門中，往往擁有若干個分散的計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)之間迫切需要交換數(shù)據(jù)、進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)系。為了滿足應(yīng)用的需要，將多個計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)連接起來，就形成了以傳輸信息為主要目的的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。 計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)是以中央計算機(jī)為核心的集中式系統(tǒng)，只有“終端-計算機(jī)”之間的通信，而計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是含有前端處理器（CCP，又叫通信控制處理器）的多機(jī)系統(tǒng)，它不僅在系統(tǒng)內(nèi)部而且在互聯(lián)的系統(tǒng)間，實(shí)現(xiàn)了“計算機(jī)-計算機(jī)”之間通信，其結(jié)構(gòu)

8、模型如圖1-2所示。圖1-2 具有前端處理機(jī)的多機(jī)系統(tǒng) 計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的工作過程是這樣的，終端設(shè)備先把信息送到集中器，并由集中器集中存儲、裝配成用戶的作業(yè)信息，然后再傳給前端處理器，前端處理器以中斷方式把收到的數(shù)據(jù)送給主計算機(jī)進(jìn)行處理。當(dāng)主計算機(jī)要向終端發(fā)送數(shù)據(jù)時，先送到前端處理器，然后由前端處理器傳給集中器，再由集中器按照信息中指定的終端設(shè)備地址分配給相應(yīng)的終端用戶。 在計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸都是通過各自的前端處理器實(shí)現(xiàn)的，由于全網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的軟件控制信息交換和資源共享因此它仍屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的低級形式，這一時期被視為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的第二個階段。3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 20世紀(jì)60年代末

9、期，美國國防部高級研究計劃局成功地開發(fā)了ARPA網(wǎng)絡(luò)（Advanced Research Project Agency Network），它是世界上第一個以資源共享為主要目的的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它的誕生標(biāo)志著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入到第三個階段。ARPA網(wǎng)絡(luò)在1969年建立時僅有4個節(jié)點(diǎn)，到1976年便發(fā)展為在全國有60個IMP（接口信息處理機(jī)）和100個主機(jī)系統(tǒng)，并在地理上從美國本土延伸到夏威夷和歐洲。到20世紀(jì)80年代，又發(fā)展成為具有100個IMP和300個主機(jī)系統(tǒng)的世界網(wǎng)絡(luò)。雖然ARPA網(wǎng)絡(luò)已于1990年退役，但它為今天的Internet的誕生與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的硬件組

10、成一樣，都是由主計算機(jī)系統(tǒng)、終端設(shè)備、通信設(shè)備和通信線路四大部分組成的。在結(jié)構(gòu)上都是將若干個多機(jī)系統(tǒng)用高速通信線路連接起來，使它們的主計算機(jī)之間能相互交換信息、調(diào)用軟件以及調(diào)用其中任一主計算機(jī)系統(tǒng)的任何資源。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的根本區(qū)別是，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)操作軟件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享和管理的；而計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中，用戶只能把網(wǎng)絡(luò)看成是若干功能不同的計算機(jī)系統(tǒng)之集合，為了訪問這些資源，用戶需要自行確定其所在的位置，然后才能調(diào)用。因此，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不只是計算機(jī)系統(tǒng)的簡單連接，還必須有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)應(yīng)用的高級形式，它充分體現(xiàn)了信息傳輸與分配手段和信息處理手段的有機(jī)聯(lián)

11、系。從功能角度出發(fā)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以看成是由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個部分構(gòu)成的，如圖1-3所示。從用戶角度來看，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則是一個透明的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上用戶不必考慮網(wǎng)絡(luò)的存在而訪問網(wǎng)絡(luò)中的任何資源。3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖1-3 通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) 需要說明的是，上述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三個階段的劃分并不是絕對的，各個階段之間也是不能迥然分得很清的。如第一階段以面向終端為主，而第二階段也屬面向終端的范疇，第二階段和第三階段也同樣存在交叉，甚至有的書刊并不把它們分開，而都視為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1數(shù)據(jù)通信 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為我們提供了最快捷、最經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換的手段。例如在一個企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部可以非常方便地將一個文件從一臺計算

12、機(jī)傳遞到另一臺計算機(jī)，而通過互聯(lián)網(wǎng)可以在幾秒內(nèi)將一封電子郵件由中國傳送到世界各地。另外，現(xiàn)在普遍使用的銀行系統(tǒng)通存通兌業(yè)務(wù)、民航及鐵路的自動售票系統(tǒng)都是依賴于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所提供的數(shù)據(jù)通信功能來實(shí)現(xiàn)的。1.1.3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和日益普及，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已滲透到社會各個領(lǐng)域，其功能也得到不斷擴(kuò)展。歸納起來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要有以下幾個方面。2資源共享 構(gòu)建計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)現(xiàn)資源共享。所謂資源共享是指所有網(wǎng)內(nèi)用戶均能使用網(wǎng)內(nèi)計算機(jī)系統(tǒng)中的全部或部分資源，使網(wǎng)絡(luò)中的各計算機(jī)能夠互通有無、分工協(xié)作，從而大大提高系統(tǒng)資源的利用率。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，可共享的資源包括

13、硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源。 1）硬件共享。硬件共享主要指共享網(wǎng)絡(luò)中的輸入/輸出設(shè)備、存儲設(shè)備和大型的計算機(jī)等資源，如打印機(jī)、光驅(qū)、硬盤、調(diào)制解調(diào)器等。通過硬件共享可以避免重復(fù)購買各種硬件設(shè)備，從而節(jié)省經(jīng)費(fèi)和便于管理。例如，將網(wǎng)絡(luò)中打印機(jī)共享后，整個網(wǎng)絡(luò)的所有計算機(jī)可以共同使用一臺打印機(jī)來打印文件，既方便又節(jié)省費(fèi)用。2資源共享2）軟件共享。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件共享功能可以使我們將軟件安裝在某一臺計算機(jī)上，讓其他計算機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)用并使用這個軟件，既降低了軟件安裝和維護(hù)的工作量，又方便了用戶的使用和管理。 3）數(shù)據(jù)共享。通過數(shù)據(jù)共享功能可以使網(wǎng)絡(luò)用戶使用其他計算機(jī)的數(shù)據(jù)。例如，在同一網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)可以讀

14、取和復(fù)制另一臺計算機(jī)的文件。通過互聯(lián)網(wǎng)，甚至可以共享世界各地的計算機(jī)中的文件資源。3提高計算機(jī)的可靠性和可用性 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，同一資源可以分布在系統(tǒng)中的多處，一旦系統(tǒng)某部分出現(xiàn)故障，即可從另一部分獲得同樣資源，從而避免因個別部件或局部故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效。這種可靠性對于軍事、電力、銀行等可靠性要求極高的領(lǐng)域尤為重要。例如，在美國“911”事件發(fā)生時，某家處于事件現(xiàn)場的銀行系統(tǒng)全部被毀，但這家銀行的業(yè)務(wù)并沒有停止，因為這家銀行在另一處的計算機(jī)系統(tǒng)自動接管了這家銀行的所有業(yè)務(wù)。4促進(jìn)分布式計算與協(xié)同工作 利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式計算和協(xié)同工作的特性，可以將一些大型且復(fù)雜的處理任務(wù)分散到不同的計算

15、機(jī)上，這樣既可以使一臺計算機(jī)負(fù)擔(dān)不會太重，又?jǐn)U大了單機(jī)的功能，從而實(shí)現(xiàn)分布式處理和均衡負(fù)荷的作用。例如，在開發(fā)大型軟件時，通常將軟件分成若干模塊，并由不同人開發(fā)各個模塊，最后再將不同模塊整合到一起來提高軟件開發(fā)的效率。1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和邏輯結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件系統(tǒng)一般指網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等。1）計算機(jī)。計算機(jī)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，主要完成數(shù)據(jù)信息的收集、存儲、處理和輸出等任務(wù)，是網(wǎng)絡(luò)信息的生產(chǎn)者和加工者。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)根據(jù)其功能分為服務(wù)器和工作站。服務(wù)器的主要功能是通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)控制和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中各工作站的運(yùn)行，處理和響應(yīng)各工作站同時發(fā)來的各種網(wǎng)絡(luò)操1硬件系統(tǒng)

16、 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由硬件和軟件系統(tǒng)組成。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從邏輯上可劃分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個層次。1.2.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成和計算機(jī)系統(tǒng)一樣，一個完整的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。1硬件系統(tǒng)2）傳輸介質(zhì)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)主要負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來，并提供數(shù)據(jù)信息的傳輸通道。常用的傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、雙絞線、光纖和無線介質(zhì)。 3）網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中各計算機(jī)的互連、數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。常用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括網(wǎng)卡、集線器、中繼器、交換機(jī)和路由器等。作請求，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。服務(wù)器通常是網(wǎng)絡(luò)中配置較好、性能較高的計算機(jī)

17、。工作站又稱為客戶機(jī)，是網(wǎng)絡(luò)中各用戶的工作場所，通常是一臺微機(jī)或終端，其性能一般低于服務(wù)器。工作站通常要從服務(wù)器獲得各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并接受服務(wù)器的統(tǒng)一管理。2軟件系統(tǒng) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等。 1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的作用是管理網(wǎng)絡(luò)的軟/硬件資源，使網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)可以相互通信。常見的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX、NetWare、Windows NT/2000/2003和Linux等。 2）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是指網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)在互相通信時所遵循的規(guī)則，如TCP/IP、IPX/SPX等。詳細(xì)內(nèi)容我們會在后面的章節(jié)中進(jìn)一步介紹。 3）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

18、軟件是指為某一應(yīng)用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)軟件。如目前常用的辦公自動化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、Internet通信軟件等都屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。1.2.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳輸兩大基本功能，所以從邏輯上可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為兩個層次：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)。1資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)由主機(jī)、終端、通信子網(wǎng)接口設(shè)備和各種軟件與駐處資源組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的外層。2通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)通信控制處理機(jī)、通信設(shè)備和通信線路組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理工作，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層。 通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)是相輔相成的。通信子網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)

19、提供信息傳輸?shù)耐ǖ?，而資源子網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)提供資源和服務(wù)。沒有通信子網(wǎng)，資源子網(wǎng)的信息無法正常傳輸；沒有資源子網(wǎng)，通信子網(wǎng)的傳輸功能也就失去意義。 將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)兩層結(jié)構(gòu)后，便于研究和設(shè)計網(wǎng)絡(luò)。其中通信子網(wǎng)專門完成數(shù)據(jù)傳輸功能，可以單獨(dú)設(shè)計和建設(shè)，使網(wǎng)絡(luò)用戶可以集中精力進(jìn)行資源子網(wǎng)的建設(shè)，從而大大促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。2通信子網(wǎng)1.2.3 兩種類型的通信子網(wǎng) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)基本上取決于其通信子網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu)。通信子網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu)與其通信控制方式有著內(nèi)在的聯(lián)系。 按照通信控制方式的不同，通信子網(wǎng)有以下兩種基本類型。 1點(diǎn)對點(diǎn)通信子網(wǎng) 點(diǎn)對點(diǎn)通信子網(wǎng)中包含多條通信線路，每一條

20、通信線路連接兩個節(jié)點(diǎn)計算機(jī)。任意兩個非直接互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)之間通信必須通過一個以上的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)轉(zhuǎn)接，每個中間節(jié)點(diǎn)計算機(jī)首先將接收到的信息存儲起來，等到所要求的輸出線路空閑時再將信息轉(zhuǎn)發(fā)出去。因此，點(diǎn)對點(diǎn)通信子網(wǎng)又被稱為存儲-轉(zhuǎn)發(fā)式通信子網(wǎng)。2共享信道通信子網(wǎng) 在共享信道通信子網(wǎng)中，所有的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)共享一條通信線路或信道，任一時刻子網(wǎng)中最多只能有一個節(jié)點(diǎn)計算機(jī)在發(fā)送信息，即任一時刻最多只能有一個信息在網(wǎng)中傳送。傳送中的信息將被所有的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)接收，若信息的目的地址與接收的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)地址不符，則被丟棄。 通信子網(wǎng)的這兩種結(jié)構(gòu)，分別適用于不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一般來說，遠(yuǎn)程網(wǎng)一般是采用點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，而局

21、域網(wǎng)則大多為共享信道通信方式。由于通信控制方式的不同，使得它們在信號編碼、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、接口設(shè)備、連接方式等諸方面都表現(xiàn)出明顯的差異。1.3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以按不同角度進(jìn)行分類，如可以按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類、按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類、按網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所處的地位分類等。1按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍分類 按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍的不同，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）、城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）、廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）三種類型。 1）局域網(wǎng)：是指在較小的地理范圍內(nèi)由計算機(jī)、通信線路和網(wǎng)絡(luò)

22、連接設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)的分布范圍可以是一個辦公室、一幢大樓或一個園區(qū)。它的特點(diǎn)是分布距離近、傳輸速率高、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。1按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍分類 2）城域網(wǎng)：是指在一個城市范圍內(nèi)由計算機(jī)、通信線路和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)覆蓋范圍介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間，一般從數(shù)公里至數(shù)十公里，如一個城市的銀行系統(tǒng)全市聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全市的通存通兌，這樣的網(wǎng)絡(luò)屬于城域網(wǎng)。 3）廣域網(wǎng)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的地理范圍不斷擴(kuò)大，可以把不同城市、不同地區(qū)、不同國家的計算機(jī)連接起來的時候，也就形成了廣域網(wǎng)。在廣域網(wǎng)中，連接著數(shù)量眾多的計算機(jī)。我們經(jīng)常訪問的Internet就是一個典型的廣域網(wǎng)。2按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 所謂網(wǎng)絡(luò)

23、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是以拓?fù)湎到y(tǒng)的方法來研究計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。拓?fù)涞母拍钍菑膱D論中的相關(guān)概念演變而來，是一種研究與大小形狀無關(guān)的點(diǎn)、線、面特點(diǎn)的數(shù)學(xué)方法。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體抽象為“點(diǎn)”，把網(wǎng)絡(luò)中的通信介質(zhì)抽象為“線”。若從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)看網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，就形成了點(diǎn)和線組成的幾何圖形，形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概念。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有總線型、環(huán)型、星型、樹型和網(wǎng)狀?；揪W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕腥N模式：總線型、星型和環(huán)型。（1）總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一條單根的通信線路（總線）作為公共的傳輸通道，所有的節(jié)點(diǎn)都通過相應(yīng)的接口直接連接到

24、總線上，并通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如圖1-4所示。 總線型網(wǎng)絡(luò)使用廣播式傳輸技術(shù)，總線上的所有節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，數(shù)據(jù)沿總線傳播。但是，由于所有節(jié)點(diǎn)共享同一條公共通道，所以在任何時候只允許一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，并在總線上傳播時，數(shù)據(jù)可以被總線上的其他所有節(jié)點(diǎn)接收。各節(jié)點(diǎn)在接收數(shù)據(jù)后，分析目的物理地址再決定是否接收該數(shù)據(jù)。粗、細(xì)同軸電纜以太網(wǎng)就是這種結(jié)構(gòu)的典型代表?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)。1）結(jié)構(gòu)簡單靈活，易于擴(kuò)展。 2）共享能力強(qiáng)，便于廣播式傳輸。 3）網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快，但負(fù)荷重時則性能迅速下降。 4）局部站點(diǎn)故障不影響整體，可靠性較高。但是，總線出現(xiàn)故障，則將影響整個網(wǎng)

25、絡(luò)。 5）易于安裝，費(fèi)用低。 6）網(wǎng)絡(luò)效率和帶寬利用率低。 7）采用分布控制方式，各節(jié)點(diǎn)通過總線直接通信。 8）各工作站點(diǎn)平等，都有權(quán)爭用總線，不受某站點(diǎn)仲裁。（2）環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型結(jié)構(gòu)是各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過環(huán)型接口連在一條首尾相接的閉合環(huán)型通信線路中，如圖1-5所示。環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表。 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下。 1）在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，各工作站間無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單。 2）信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實(shí)時性較好。 3）兩個節(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的路徑，簡化了路徑選擇。 4）可靠性差，任何線路或

26、節(jié)點(diǎn)的故障，都有可能引起全網(wǎng)故障，且故障檢測困難。 5）可擴(kuò)充性差。 （3）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每個節(jié)點(diǎn)都由一條點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與中心節(jié)點(diǎn)（公用中心交換設(shè)備，如交換機(jī)、HUB等）相連，如圖1-6所示。信息的傳輸是通過中心節(jié)點(diǎn)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，并且只能通過中心站點(diǎn)與其他站點(diǎn)通信，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下。 圖1-5 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖1-6 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，便于管理和維護(hù)。2）易實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化布線。3）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易擴(kuò)充，易升級。 4）通信線路專用，電纜成本高。 5）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點(diǎn)控制與管理，中心節(jié)點(diǎn)的可靠性基本上決定了整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 6）中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)重，易

27、成為信息傳輸?shù)钠款i，且中心節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。 （3）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（4）樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是從總線型和星型結(jié)構(gòu)演變來的，它有兩種類型，一種是由總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)派生出來的，它由多條總線連接而成。另一種是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變種，各節(jié)點(diǎn)按一定的層次連接起來，形狀像一棵倒置的樹，故得名樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1-7所示。在樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頂端有一個根節(jié)點(diǎn)，它帶有分支，每個分支還可以再帶子分支。 圖1-7 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下。1）這種結(jié)構(gòu)是天然的分級結(jié)構(gòu)。 2）易于擴(kuò)展。 3）易故障隔離，可靠性高。 4）電纜成本高。 5）對根節(jié)點(diǎn)的依賴性大，一旦根節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不

28、能 工作。 （4）樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（5）網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與通信線路互聯(lián)成不規(guī)則的形狀，每個節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個節(jié)點(diǎn)相連，或者說每個節(jié)點(diǎn)至少有兩條鏈路與其他節(jié)點(diǎn)相連，如圖1-8所示。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如我國的教育和科研計算機(jī)網(wǎng)CERNET，如圖1-9所示，國際互聯(lián)網(wǎng)Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 圖1-8 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖1-9 CERNET主干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下。1）每個節(jié)點(diǎn)都有冗余鏈路，可靠性高。 2）因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能，但路徑選擇比較復(fù)雜。3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護(hù)。

29、4）適用于大型廣域網(wǎng)。5）線路成本高。（5）網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3按網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所處的地位分類 按照網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所處的地位不同，可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為對等網(wǎng)和基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)。（1）對等網(wǎng) 在對等網(wǎng)中，所有計算機(jī)的地位是平等的，沒有專用的服務(wù)器。每臺計算機(jī)既 作為服務(wù)器，又作為客戶機(jī)；既為其他計算機(jī)提供服務(wù)，也從其他計算機(jī)那里獲得服務(wù)。由于對等網(wǎng)沒有專用的服務(wù)器，所以在管理對等網(wǎng)時，只能分別管理，不能統(tǒng)一管理，管理起來很不方便。對等網(wǎng)一般應(yīng)用于計算機(jī)數(shù)量少，安全要求不高的小型局域網(wǎng)。（2）基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò) 在這種網(wǎng)絡(luò)中，有兩種角色的計算機(jī)，一種是服務(wù)器，一種是客戶機(jī)。 服務(wù)器一

30、方面負(fù)責(zé)保存網(wǎng)絡(luò)的配置信息，另一方面也負(fù)責(zé)為客戶機(jī)提供各種各樣的服務(wù)。因為整個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵配置都保存在服務(wù)器中，所以管理員在管理網(wǎng)絡(luò)時只需要修改服務(wù)器的配置，就可以管理整個網(wǎng)絡(luò)了。同時，客戶機(jī)需要獲得某種服務(wù)時，會向服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器接到請求后，向客戶機(jī)提供相應(yīng)的服務(wù)。服務(wù)器的種類很多，有郵件服務(wù)器、Web服務(wù)器、傳真服務(wù)器、目錄服務(wù)服務(wù)器等，不同的服務(wù)器可以為客戶機(jī)提供不同的服務(wù)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時，一般選擇配置較好的計算機(jī)，在其上安裝相關(guān)服務(wù)，它也就成了服務(wù)器。 客服機(jī)主要用于向服務(wù)器發(fā)請求，獲得相關(guān)服務(wù)，如客戶機(jī)向打印服務(wù)器請求打印服務(wù)，向Web服務(wù)器請求Web頁面等。 由于基于客戶機(jī)/服務(wù)

31、器模式的網(wǎng)絡(luò)有專用的服務(wù)器，所以在管理網(wǎng)絡(luò)時，可以統(tǒng)一管理，管理員可以在某一臺計算機(jī)（服務(wù)器）上管理整個網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)我們要構(gòu)建一個復(fù)雜的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)時，通?？梢耘渲脼榭蛻魴C(jī)/服務(wù)器模式。單元二 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與TCP/IP第二單元 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與TCP/IP單元導(dǎo)讀 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個涉及計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多個領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)?，F(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又滲透到工業(yè)、商業(yè)、政府、軍事等領(lǐng)域以及人們生活中的各個方面。如此龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)要高效而且可靠地運(yùn)行，就必須遵循一套合理而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)化管理規(guī)則。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所遵循的結(jié)構(gòu)化管理規(guī)則。本單元主要介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念、ISO/OSI參考模

32、型、TCP/IP協(xié)議及其應(yīng)用技術(shù)。學(xué)習(xí)要點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ISO/OSI參考模型 TCP/IP體系結(jié)構(gòu) IP地址和子網(wǎng)掩碼 TCP/IP協(xié)議的安裝與配置 2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由多個互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)之間需要不斷地交換數(shù)據(jù)信息和控制信息。要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，每個節(jié)點(diǎn)都必須遵循一些事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確地規(guī)定了所交換數(shù)據(jù)的格式和時序。這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定和標(biāo)準(zhǔn)稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個要素組成。 1）語法：用于確定協(xié)議元素的格式，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)格式。 2）語義：用于確定協(xié)議元素的類型，即規(guī)定了通信雙方需

33、要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作，以及做出何種應(yīng)答。 3）定時：用于確定通信速度的匹配和時序，即對事實(shí)實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從語法和語義上定義了數(shù)據(jù)信息交換的規(guī)則和過程，從時序上定義為通信雙方通信速度的匹配?？傊W(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方共同遵守的通信語義、語法和時序的集合。圖2-1 郵政服務(wù)的層次模型2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念 在現(xiàn)實(shí)生活中處理一些復(fù)雜的問題時，人們通常采用層次化的解決方式。例如郵政服務(wù)的實(shí)現(xiàn)就是一種層次模型。當(dāng)一個發(fā)信人要把一封信寄給一個收信人時，發(fā)信人要完成寫信、裝信封、送郵局等三個環(huán)節(jié)，也就是三個層次：同樣，收信人在收信時也要經(jīng)過三個環(huán)節(jié)，即從郵局取信、拆信、讀信等三個環(huán)節(jié)

34、，即三個層次。整個過程如圖2-1所示。 層次化的優(yōu)勢在于可以將問題的解決分配到各層中去，每一層解決一個小問題，最終解決整個問題。如圖2-1中發(fā)信方通過寫信、包裝、送郵局三個層次完成發(fā)信的過程，而收信方通過從郵局取信、拆裝、讀信完成收信的過程。同時，層次之間又保持著密切的聯(lián)系，高層進(jìn)行操作時會使用低層的服務(wù)，但高層并不需要知道低層服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。分層模型體現(xiàn)了對復(fù)雜問題采取“分而治之”的處理方式，從而降低了處理復(fù)雜問題的難度。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程非常類似于郵政服務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程，只不過比這個過程要復(fù)雜得多。同樣,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也采用了層次化設(shè)計，即把通信過程劃分為多個層次，并為每個層次設(shè)計一個單獨(dú)

35、的協(xié)議，這些協(xié)議通過分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織。每層通過特定的協(xié)議完成一種功能，多層疊加完成整個信息的發(fā)送和接收過程。同時，層與層之間通過層間接口聯(lián)系起來，每一層可以從下層獲得服務(wù)，并為上層提供服務(wù)。各層又具有相對獨(dú)立性，各層只是簡單地使用其他層的服務(wù)，但不需要知道其他層是如何實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的。 我們將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的這種層次結(jié)構(gòu)模型和各層協(xié)議的集合稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系 結(jié)構(gòu)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了精確定義，而這些功能用什么硬件與軟件去完成是具體的實(shí)現(xiàn)問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)是具體的。有了完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，再去使用相應(yīng)的硬件與軟件來實(shí)現(xiàn)這些功能也就比較容易了。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)

36、構(gòu)采用分層模型的優(yōu)點(diǎn)如下。 1）高層不需要知道低層是如何實(shí)現(xiàn)的，只需要知道低層所提供的 服務(wù)，以及本層向上層提供的服務(wù)，各層獨(dú)立性強(qiáng)。2）當(dāng)任何一層發(fā)生變化時，只要層間接口不發(fā)生變化，那么這種變化就不會影響到其他層，適應(yīng)性強(qiáng)。3）整個系統(tǒng)已被分解為若干易于處理的部分，這種結(jié)構(gòu)使得一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和維護(hù)起來更容易。4）每層的功能與所提供的服務(wù)都有精神的定義和說明，有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。2.2 OSI參考模型2.2.1OSI參考模型簡介 在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的早期，世界各大型計算機(jī)廠商分別推出適應(yīng)于自身網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。由于它們沒有遵循通用的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致使用這些標(biāo)準(zhǔn)組建的不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)互

37、聯(lián)，這阻礙了網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，同時也給用戶帶來很多不便。為了協(xié)調(diào)各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電報電話咨詢委員會（CCITT）分別提出“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”，試圖推出一種全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 1974年，ISO發(fā)表了著名的ISO/IEC7498標(biāo)準(zhǔn)，也就是開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（ISOOSI RM，Open System Interconnect Reference Model）。該模型定義了不同計算機(jī)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，成為設(shè)計和描述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的基本框架。在OSI框架中，進(jìn)一步詳細(xì)規(guī)定了每一層功能，以實(shí)現(xiàn)開放系統(tǒng)環(huán)境中的互聯(lián)性、互操作性與應(yīng)用的可移植性。這使得OSI模型成

38、為真正“開放”的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互聯(lián)參考模型即只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間都可以輕松實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。CCITT的建議書X.4也定義了一些相似的內(nèi)容。有了國際統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化時代。 OSI參考模型是一種層次結(jié)構(gòu)，它將整個網(wǎng)絡(luò)的功能劃分為七層，從低層到高層 分別為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，如圖2-2所示。圖2-2 OSI參考模型的結(jié)構(gòu)2.2.2 OSI參考模型各層的功能1.物理層 物理層是OSI分層結(jié)構(gòu)體系中最重要、最基礎(chǔ)的一層，它建立在傳輸媒介基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的物理接口。物理層只是接收和發(fā)送一串比特流，不考慮信息的意義和

39、信息的結(jié)構(gòu)。它包括對連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備描述其各種機(jī)械的、電氣的和功能的規(guī)定，還定義電位的高低、變化的間隔、電纜的類型、連接器的特性等。物理層的數(shù)據(jù)單位是位。物理層的功能是實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的按位傳輸，保證按位傳輸?shù)恼_性，并向數(shù)據(jù)鏈路層提供一個透明的位流傳輸。在數(shù)據(jù)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)通信和交換設(shè)備等設(shè)備之間完成對數(shù)據(jù)鏈路的建立、保持和拆除操作。2數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)實(shí)體間數(shù)據(jù)的可靠性傳送。通過物理層建立起來的鏈路，將具有一定意義和結(jié)構(gòu)的信息正確地在實(shí)體之間進(jìn)行傳輸，同時為其上面的網(wǎng)絡(luò)層提供有效的服務(wù)。在數(shù)據(jù)鏈路層中對物理鏈路上產(chǎn)生的差錯進(jìn)行檢測和校正，采用差錯控制技術(shù)保證數(shù)據(jù)通信的正確性；數(shù)據(jù)鏈路

40、層還提供流量控制服務(wù)，以保證發(fā)送方不致因為速度快而導(dǎo)致接收方來不及正確接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單位是幀。數(shù)據(jù)鏈路層的功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)體間二進(jìn)制信息塊的正確傳輸。為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠無錯誤的數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)鏈路中，需要解決的問題包括信息模式、操作模式、差錯控制、流量控制、信息交換過程控制和通信控制規(guī)程 3網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層也稱通信子網(wǎng)層，是高層協(xié)議與低層協(xié)議之間的界面層，用于控制通信子網(wǎng)的操作，是通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的接口。網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是提供路由，為信息包的傳送選擇一條最佳路徑。網(wǎng)絡(luò)層還具有擁塞控制、信息包順序控制等功能。在網(wǎng)絡(luò)層交換的數(shù)據(jù)單元是包。網(wǎng)絡(luò)層的功能是向傳輸層提供服務(wù)，同時接受來自數(shù)據(jù)鏈

41、路的服務(wù)。其主要功能是實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)連接，為傳輸層提供整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)兩個終端用戶之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。它涉及到整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)、通信雙方終端節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)幾方面的相互關(guān)系。所以網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是提供建立、保持和釋放通信連接手段，包括交換方式、路徑選擇、流量控制、阻塞與死鎖等。4傳輸層 傳輸建立在網(wǎng)絡(luò)層和會話層之間，實(shí)質(zhì)上它是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中高低層之間銜接的一個接口層。傳輸層不僅是一個單獨(dú)的結(jié)構(gòu)層，它還是整個分層體系協(xié)議的核心，沒有傳輸層，整個分層協(xié)議就沒有意義。 傳輸層獲得下層提供的服務(wù)包括：發(fā)送和接收順序正確的數(shù)據(jù)分組序列，并用其構(gòu)成傳輸層數(shù)據(jù)；獲得網(wǎng)絡(luò)地址，包括虛擬信道和邏輯信道。傳輸

42、層向上層提供的服務(wù)包括：無差錯的有序的報文收發(fā)，提供傳輸連接，進(jìn)行流量控制。傳輸層的功能是從會話層接受數(shù)據(jù)，根據(jù)需要把數(shù)據(jù)切成較小的數(shù)據(jù)片，并把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)層，確保數(shù)據(jù)片正確到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層，從而實(shí)現(xiàn)兩層間數(shù)據(jù)透明傳送。5會話層 會話層用于建立、管理以及終止兩個應(yīng)用系統(tǒng)之間的會話。它是用戶連接到網(wǎng)絡(luò)的接口。它的基本任務(wù)是負(fù)責(zé)兩主機(jī)間的原始報文的傳輸。會話層為表示層提供服務(wù)，同時接受傳輸層的服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)在表示層實(shí)體之間傳送數(shù)據(jù)，會話連接必須被映射到傳輸連接上。會話層的功能包括：會話層連接到傳輸層的映射；會話連接的流量控制；數(shù)據(jù)傳輸；會話連接恢復(fù)與釋放；會話連接管理、差錯控制。會話層提供給表示層的服務(wù)

43、包括：數(shù)據(jù)交換；隔離服務(wù)；交互管理；會話連接同步和異常報告。會話層最重要的特征是數(shù)據(jù)交換。與傳輸連接相似，一個會話分為建立鏈路、數(shù)據(jù)交換和釋放鏈路三個階段。6表示層 表示層向上對應(yīng)用層服務(wù)，向下接受來自會話層的服務(wù)。表示層是為在應(yīng)用過程之間的信息提供表示方法的服務(wù)，它關(guān)心的只是發(fā)出信息的語法與語義。表示層要完成某些特定的功能。主要有不同數(shù)據(jù)編碼格式的轉(zhuǎn)換，提供數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮服務(wù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密。 表示層為應(yīng)用層提供的服務(wù)包括：語法選擇、語法轉(zhuǎn)換等。語法選擇是提供一種初始語法和以后修改這種選擇的手段。語法轉(zhuǎn)換涉及代碼轉(zhuǎn)換和字符集的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式的修改以及對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作的適配。7應(yīng)用層 網(wǎng)

44、絡(luò)應(yīng)用層是通信用戶之間的窗口，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)管理、文傳輸、事務(wù)處理等服務(wù)。其中包含了若干個獨(dú)立的、用戶通用的服務(wù)協(xié)議模塊。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是OSI的最高層，為網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信提供專用的程序。應(yīng)用層的內(nèi)容主要取決于用戶的各自需要，這一層涉及的主要問題是：分布數(shù)據(jù)庫、分布計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布操作系統(tǒng)、遠(yuǎn)程文件傳輸、電子郵件、終端電話及遠(yuǎn)程作業(yè)登錄與控制等。目前應(yīng)用層在國際上幾乎沒有完整的標(biāo)準(zhǔn)，是一個范圍很廣的研究領(lǐng)域。在OSI的七個層次中，應(yīng)用層是最復(fù)雜的，所包含的應(yīng)用層協(xié)議也最多，有些還正在研究和開發(fā)之中。 在OSI參考模型的七層中，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層屬于通信子網(wǎng)，主要完成數(shù)據(jù)傳輸

45、的功能：傳輸層、會話層、 表示層、應(yīng)用層則屬于資源子網(wǎng)，主要完成數(shù)據(jù)處理的功能，并為用戶提供與網(wǎng)絡(luò)之間的接口。提 示 在具體的網(wǎng)絡(luò)通信過程中，源主機(jī)的程序首先試圖將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。這時源主機(jī)的每一層都會對數(shù)據(jù)添加相應(yīng)的控制信息并傳給下一層，數(shù)據(jù)經(jīng)過層層“包裝”最終到達(dá)物理層并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上；而在接收方，目的主機(jī)會將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行層層的“解包裝”，即去掉每層的控制信息，最終將“原始”的數(shù)據(jù)傳給目標(biāo)程序。在這個過程中，發(fā)送方和接收方所進(jìn)行的操作是互逆的，即發(fā)送方是“包裝” ，而接收方是“解包裝”。最后需要強(qiáng)調(diào)的是，OSI參考模型只是為研究、設(shè)計與實(shí)現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了概念和功能上的框架，但目前尚

46、未出臺嚴(yán)格按照OSI七層模型定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集和國際標(biāo)準(zhǔn)。但在制定具體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)時，都將其作為參考標(biāo)準(zhǔn)，這正是OSI模型的真正意義所在。2.3TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)2.3.1 TCP/IP協(xié)議概 TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）是指傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，是針對 Internet開發(fā)的一種體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)， 其目的在于解決異種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間的通信問題，使得網(wǎng)絡(luò)在互聯(lián)時把技術(shù)細(xì)節(jié)隱藏起來，為 用戶提供一種通用、一致的通信服務(wù)。TCP/IP起源于美國ARPANET，由它的兩個主要協(xié)議TCP協(xié)議和IP協(xié)議而得名。 通常所

47、說的TCP/IP協(xié)議實(shí)際上包含了大量的協(xié)議和應(yīng)用，并且由多個獨(dú)立定義的協(xié)議組合在一起， 因此更確切地說，TCP/IP是一個協(xié)議族而不是一種協(xié)議。 由于Internet在全世界的飛速發(fā)展，使得TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的應(yīng)用，雖然TCP/IP不是ISO標(biāo)準(zhǔn)，但廣泛的應(yīng)用使TCP/IP成為一種“事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)”，并形成了TCP/IP參考模型。TCP/IP協(xié)議具有以下特點(diǎn)。1）TCP/IP是開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，任何廠商和個人都可以直接使用，而不用征得誰的許可。2）TCP/IP獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。3）TCP/IP使用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個TCP/IP設(shè)備在

48、網(wǎng)絡(luò)中具有唯一的地址。4）TCP/IP是標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。 2.3.2 TCP/IP協(xié)議的結(jié)構(gòu) TCP/IP協(xié)議和OSI模型一樣，也采用分層體系結(jié)構(gòu)。協(xié)議的分層使得各層的任務(wù)和目的十分明確，這樣有利于軟件編寫和通信控制。TCP/IP協(xié)議分為四層，由下至上分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，如圖2-3所示。圖2-3 TCP/IP協(xié)議分層結(jié)構(gòu)1網(wǎng)絡(luò)接口層 TCP/IP模型的最底層是網(wǎng)絡(luò)接口層，它包括了能使TCP/IP與物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的協(xié)議，對應(yīng)著OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。其功能是接收和發(fā)送IP數(shù)據(jù)包，負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)中的傳 輸媒介打交道。 TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)并沒有

49、定義具體的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議，目的是能夠適應(yīng)各類型的網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)、 令牌網(wǎng)、幀中繼、ATM等，這也說明了TCP/IP協(xié)議可以運(yùn)行在各種網(wǎng)絡(luò)之上。2網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層又稱網(wǎng)際層， 負(fù)責(zé)相鄰計算機(jī)之間的通信，它主要包括三個方面的功能。1）處理來自傳輸層的請求，收到請求后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，填充報頭， 選擇去往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑， 然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。2）處理輸入的數(shù)據(jù)報,首先檢查其合法性，然后進(jìn)行路由選擇。假如該數(shù)據(jù)報已經(jīng)到達(dá)信宿本地機(jī)，則去掉報頭 ，將剩下部分（TCP分組） 交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù)報尚未到達(dá)信宿，即轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報。3）處理路徑、流量控制、擁塞等問題。另外，網(wǎng)絡(luò)層還提供差

50、錯報告功能3傳輸層 TCP/IP的傳輸層與OSI的傳輸類似，它的根本任務(wù)是提供端到端的通信。傳輸層對信息流具有調(diào)節(jié)作用，提供可靠性傳輸，確保數(shù)據(jù)能夠正確到達(dá)。為此， 在接收方安排了下一種發(fā)“確定” 和要求重發(fā)丟失報文分組的機(jī)制。 傳輸層軟件把要發(fā)送的數(shù)據(jù)流分成若干個報文分組 ，在每個報文分組上加一些輔助信息 ， 包括用來標(biāo)示是哪個應(yīng)用程序發(fā)送這個報文分組的標(biāo)識符（即源端口）、哪個應(yīng)用程序應(yīng)接收這個報文分組的標(biāo)識 （即目標(biāo)端口） 以及給每個報文分組附帶校驗碼，接收方即可使用這個校驗碼驗證收到的報文分組的正確性。在一臺計算機(jī)中,同時可以有多個應(yīng)用程序訪問網(wǎng)絡(luò) 。傳輸層同時從幾個用戶接收數(shù)據(jù)，然后把

51、數(shù)據(jù)發(fā)送給下一個較低的層。4應(yīng)用層 在TCP/IP模型中，應(yīng)用層是最高層，它對應(yīng)OSI參考模型中的會話層、表示層和應(yīng)用層。它使用戶的程序訪問網(wǎng)絡(luò)，并獲得各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如Web瀏覽、電子郵件等。嚴(yán)格來說，應(yīng)用程序不屬于TCP/IP，但就上面提到的幾個常用應(yīng)用程序而言，TCP/IP制定了相應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，所以，把它們也作為TCP/IP的內(nèi)容。當(dāng)然用戶完全可以根據(jù)自己的需要在傳輸層之上建立自己的專用程序，這些專用程序要用到TCP/IP，但卻不屬于TCP/IP。在應(yīng)用層，用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序與傳輸層協(xié)議相配合，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。每個應(yīng)用程序都應(yīng)選用自己的數(shù)據(jù)形式，它可以是一系列報文或字節(jié)符，

52、不管采用哪種形式，都要將數(shù)據(jù)傳送給傳輸層以便交換信息。 應(yīng)用層的協(xié)議很多，依賴關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，這種現(xiàn)象與具體應(yīng)用的種類繁多現(xiàn)象密切相關(guān)。應(yīng)當(dāng)提出，在應(yīng)用層中，有些協(xié)議不能直接為一般用戶所使用，那些能直接被用戶所使用的應(yīng)用層協(xié)議往往是一些通用的、容易標(biāo)準(zhǔn)化的東西，例如，F(xiàn)TP、Telnet等。在應(yīng)用層中還包含很多用戶的應(yīng)用程序，它們是建立在TCP/IP協(xié)議族基礎(chǔ)上的專用程序，無法標(biāo)準(zhǔn)化。2.3.3 TCP/IP各層的協(xié)議1網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議主要有IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP等幾種協(xié)議。（1）IP（Internet Protocol）協(xié)議 IP協(xié)議是Internet上最重要的協(xié)議

53、 ,也是TCP/IP協(xié)議中兩個最重要的核心協(xié)議之一,它的主要任務(wù)是提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸及路由選擇的功能。 如前所述，TCP/IP 協(xié)議是為了包容各種物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而設(shè)計的 ，而這種包容性主要體現(xiàn)在IP層 。IP協(xié)議是無連接的所謂“無連接”,是指雙方在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信之前,不需要先建立好連接即可通信。IP協(xié)議向傳輸層提供統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)報 ，這是TCP/IP協(xié)議可應(yīng)用于異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的最重要的一步。 在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)單元是“幀”，因物理網(wǎng)絡(luò)的不同，幀的格式和地址格式各異 。IP協(xié)議不但把不同格式的物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址，而且把各種不同的幀統(tǒng)一為IP數(shù)據(jù)報。這樣 ，幀的差異性對上層協(xié)議便不復(fù)存在。這

54、種轉(zhuǎn)換意義非常重要 ，通過這一轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了在互聯(lián)網(wǎng)中達(dá)到屏蔽底層細(xì)節(jié) ，提供一致的數(shù)據(jù)包傳輸。 當(dāng)一個分組在Internet中被傳送時，它從一臺計算機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址出去，到達(dá)另一臺計算機(jī)時，該計算機(jī)便取出其中的IP數(shù)據(jù)報，檢查該分組的目的地址并決定如何處理。如果網(wǎng)絡(luò)分組到達(dá)一個路由器，而路由器認(rèn)為該數(shù)據(jù)報必須送往另一個網(wǎng)絡(luò)時，它會產(chǎn)生一個新的分組，并將數(shù)據(jù)報裝在其中，再發(fā)送出去，直到到達(dá)目的地。 IP協(xié)議的另一個重要任務(wù)是數(shù)據(jù)報的路由器選擇。一般來說，數(shù)據(jù)報沿著從源地址到目的地址的一條路徑通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，中間要通過若干路線器。路由器收到該數(shù)據(jù)報時，首先從數(shù)據(jù)報中取出目的地址，根據(jù)該地址來決定數(shù)據(jù)

55、報應(yīng)該發(fā)往哪一個地址。 （2）ICMP（Internet Control Message Protocol）協(xié)議 ICMP協(xié)議即網(wǎng)際控制報文協(xié)議，它為IP協(xié)議提供差錯報告。數(shù)據(jù)在Internet中傳輸時，發(fā)生錯誤的機(jī)會是比較多的。例如 。通信線路的故障、主機(jī)系統(tǒng)或路由器出錯、網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞等 。IP協(xié)議無法檢測錯誤。為了能夠處理這些錯誤，專門設(shè)計了ICMP協(xié)議。在IP數(shù)據(jù)報的傳輸過程中，如果某個路由器發(fā)現(xiàn)了傳輸錯誤 ，則立即向各源主機(jī)發(fā)送ICMP報文，報告出錯情況，以便源主機(jī)采取措施加以糾正。（3）IGMP（Internet Group Management Protocol）協(xié)議 IP協(xié)議只是

56、負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)報傳輸，而單點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)報傳輸要依靠IGMP（網(wǎng)際主機(jī)組管理協(xié)議）來完成。它主要負(fù)責(zé)報告主機(jī)組之間的關(guān)系 ，以便相關(guān)的設(shè)備（路由器）可支持多播發(fā)送。（4）ARP（Address Resolution Protocol）和RARP協(xié)議 在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中，任何一次從IP層（即網(wǎng)絡(luò)層）以及上層次發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸都是用IP地址進(jìn)行標(biāo)識的。由于物理網(wǎng)絡(luò)本身不認(rèn)識地址，因此必須將IP地址映射成物理地址 ，才能把數(shù)據(jù)發(fā)往目的地。ARP協(xié)議和RARP協(xié)議，它們的作用就是將源主機(jī)和目的主機(jī)的IP地址轉(zhuǎn)化為物理地址，或?qū)⑽锢淼刂忿D(zhuǎn)化為IP地址。2傳輸層協(xié)議 傳輸層的協(xié)議主要有兩個：TCP和UD

57、P。（1）TCP（Transmission Control Protocol）協(xié)議 盡管IP協(xié)議提供了一種使計算機(jī)能夠發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的方法，也就是將分組從源地址傳送目的地址。但是，IP協(xié)議并沒有解決諸如數(shù)據(jù)報丟失或順序傳遞等問題。TCP協(xié)議位于傳輸層，它解決的IP協(xié)議不能解決的這個問題。TCP協(xié)議是面向連接的，所謂“面向連接”即在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信之前，通信雙方必須先建立連接，然后才能進(jìn)行通信 。顯然 ，面向連接的服務(wù)具有高可靠性 ，這正是 TCP協(xié)議的特點(diǎn)。因此，IP協(xié)議與TCP協(xié)議結(jié)合在一起，提供了一種在Internet上傳輸數(shù)據(jù)的可靠方法。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，TCP協(xié)議解決了以下幾個問

58、題。 1）如果路由器由于過多的數(shù)據(jù)報而超載，則必須將一些數(shù)據(jù)報丟失，結(jié)果造成數(shù)據(jù)報在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸時可能丟失。TCP將自動檢測丟失的數(shù)據(jù)報，并將丟失的數(shù)據(jù)報重發(fā)。 2）互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜的，一個數(shù)據(jù)報在傳遞的過程中，可以通過多條路徑到達(dá)目的地。而往往又由于路徑不同，一些數(shù)據(jù)報會以一種不同的順序到達(dá)目的地，TCP便負(fù)責(zé)自動檢測到達(dá)的數(shù)據(jù)報，并將它們按原來的順序加以排列。 3）由于網(wǎng)絡(luò)硬件的故障而導(dǎo)致數(shù)據(jù)報重復(fù)出現(xiàn)，這樣一來，一個數(shù)據(jù)報就可能有多個副本到達(dá)目的地。TCP便自動檢測重復(fù)的數(shù)據(jù)報，并且只接收最先到達(dá)的數(shù) 據(jù)報。（2）UDP（User Datagram Protocol）協(xié)議 UD

59、P協(xié)議是一個無法連接的協(xié)議，但是，它增加了提供協(xié)議端口的能力，以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用層的服務(wù)。由于UDP協(xié)議是無連接的，因此它不可靠，也不提供錯誤恢復(fù) 能力。但是UDP協(xié)議的特點(diǎn)是效率高，并且比TCP協(xié)議要簡單得多，在實(shí)際應(yīng)用中，在一些特定 的環(huán)境還是非常有優(yōu)勢的。例如，要發(fā)送的信息較短，不值得在主機(jī)之 間建立一次連接，另外，面向連接的通信通常只能在兩個主機(jī)之間進(jìn)行。如果需要 實(shí)現(xiàn)多個主機(jī)之間的一對多或多對多的數(shù)據(jù)傳輸，即廣播或多播，就需要使用UDP協(xié)議。3應(yīng)用層協(xié)議 在TCP/IP模型中，應(yīng)用層包括了所有的高層協(xié)議，而且不斷有新的協(xié)議加入，應(yīng)用層協(xié)議主要有以下幾種。 1）TELNET（遠(yuǎn)程終端協(xié)議）：

60、TELNET允許本地主機(jī)為仿真終端登錄到遠(yuǎn)程主機(jī)并運(yùn)行應(yīng)用程序。 2）FTP（文件傳輸協(xié)議）：用于實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的文件傳輸。 3）SMTP（簡單郵件傳輸協(xié)議）：實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間電子郵件的傳送。 4）DNS（域名系統(tǒng)）：實(shí)現(xiàn)主機(jī)名與IP地址之間的轉(zhuǎn)換。 5）DHCP（動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）：實(shí)現(xiàn)IP地址的自動分配。 6）RIP（路由信息協(xié)議）：用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間交換路由信息。 7）HTTP（超文本傳輸協(xié)議）：用于Internet中的客戶機(jī)與WWW服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。 8）NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）：實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的文件系統(tǒng)的共享。 9）ANMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。2.3.4 TCP/