计算机网络与因特网体系结构研讨.pptx

本资料来源;第2章 计算机网络与因特网体系结构 ;2.1 计算机网络概念 2.1.1 计算机网络的产生和发展 ; 20世纪70年代，计算机网络体系结构得到了逐步完善和规范化。国际标准化组织ISO推出了开放系统互连的7层参考模型。 20世纪80年代，微型计算机系统的发展和普及促进了局域网的迅速崛起，形成了网络互联的格局。 20世纪90年代，.的出现和因特网的商业化使得因特网以极其迅猛的速度向全球蔓延。局域网逐渐成了以太网的一统天下。TCP/IP也成为了进行网络互联的必选协议。 进入21世纪后，无线网络的发展非常迅速，下一代网络技术的研究如火如荼。 ;2.1.2 计算机网络的分类 ;按照网络的拓扑结构，网络可以划分为如图所示的总线型网、环型网、星型网、格状网。;2.1.3 网络协议与体系结构 ;协议分层的好处： 网络协议的分层有利于将复杂的问题分解成多个简单的问题，从而分而治之； 分层有利于网络的互联，进行协议转换时可能只涉及某一个或几个层次而不是所有层次； 分层可以屏蔽下层的变化，新的底层技术的引入，不会对上层的应用协议产生影响。 协议的实现要落实到一个个具体的硬件模块和软件模块上，在网络中将这些实现特定功能的模块称为实体（Entity）。 如图2-2所示，两个结点之间的通信体现为两个结点对等层（结点A的N+1层与结点B的N+1层）之间遵从本层协议的通信。;;对等实体之间数据单元在发送方逐层封装，在接收方的逐层解封装。 发送方N层实体从N+1层实体得到的数据包称为服务数据单元（Service Data Unit，SDU）。 N层实体只将其视为需要本实体提供服务的数据，将服务数据单元进行封装，使其成为一个对方能够理解的协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU），封装过程实际上是为SDU增加对等实体间约定的协议控制信息（Protocol Control Information，PCI）的过程。;2．OSI体系结构 网络划分为资源子网和通信子网，如图2-3所示。 通信子网由通信设备和线路构成，资源子网由主机和其他末端系统构成。交换结点属于通信子网，访问结点属于资源子网。 因为主机也具有通信功能，所以严格地讲，主机中负责底层通信的部分也应该属于通信子网。 ;20世纪70年代出现了多种网络体系结构。针对这一问题，国际标准化组织ISO提出了著名的开放系统互连参考模型ISO/OSI-RM。 OSI采用了如图2-4所示的七层参考模型。 ;2.1.4 局域网技术 ;以太网最初的设计采用总线结构，用同轴电缆作为传输介质。每根以太网电缆直径约为0.5英寸，长度约为500米。以太网的传输介质经历了由粗同轴电缆到细同轴电缆，再到双绞线 (Twisted pair) 的发展过程。 到了20世纪90年代中期时，计算机的能力迅速增强，10Mbps的以太网就难以继续胜任主干的角色了。 快速以太网（100Base-T） 10/100以太网 千兆（吉比特）以太网 数据帧的格式都是一样的;以太网为每个硬件网络接口指定一个惟一的48位二进制数作为以太网地址，该地址又称为硬件地址、物理地址、MAC地址或第二层地址。 保证以太网地址全球惟一的方法是由IEEE负责分配48位地址中的前24位，生产以太网网卡和设备的厂商向IEEE购买三字节的号码，作为厂商的地址块，地址的后三个字节再由厂商进行分配。 以太网目的地址可以有三种形式：单播地址、广播地址和组播地址。 以太网帧大小不小于64字节，不大于1518字节。;2.1.5 广域网技术 ;1．X.25 X.25是CCITT于1976年给出的建议书。是网络与网络外部的数据终端设备DTE的接口标准。 X.25自底向上由物理层、数据链路层和分组层构成。 X.25的物理层直接采用CCITT的X.21建议作为接口标准。 X.25在数据链路层使用了高级数据链路控制规程HDLC的子集：平衡型链路接入规程LAPB。 X.25的分组层在数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE之间建立逻辑信道。X.25支持呼叫虚电路和永久虚电路。;2．帧中继FR 帧中继是在X.25的基础上发展起来的，随着通信线路的逐步数字化和光纤化，传输过程中的误码率大大降低。为了降低信息的传输延迟，帧中继技术简化了中间结点在数据链路层对数据帧的差错处理，并省略了分组层的处理。帧中继的交换结点一旦识别出目的地址就立刻进行帧的转发。如果检测出差错，则将该帧丢弃。错误由两端高层协议进行恢复。;3．异步传输模式ATM 异步传输模式是一种信元中继协议，采用面向连接的连网技术，ATM结合了电路交换的实时性和分组交换的灵活性。 ATM的传输介质可以是双绞线、光纤甚至可以是无线信道，ATM交换机之间的连接通常采用光纤作为传输介质。ATM既可以构成局域网