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[學(xué)習(xí)筆記](méi)第01章_計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述-打印版.pdf
教材：《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)·第7版》
作者：謝希仁
時(shí)間：2020.04.19
本章是全書(shū)的概要寓涨，最重要的內(nèi)容是：
（1）互聯(lián)網(wǎng)邊緣部分和核心部分的作用界牡，其中包含分組交換的概念儡毕。
（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)哄孤。
（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層次的體系結(jié)構(gòu)关贵，包含協(xié)議和服務(wù)的概念雕旨。
一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用
1吠架、21世紀(jì)的重要特征：就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化搂鲫，是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代傍药。
2、三大網(wǎng)絡(luò)
（1）電信網(wǎng)絡(luò)：向用戶提供電話魂仍、電報(bào)及傳真等服務(wù)怔檩。
（2）有線電視網(wǎng)絡(luò)：向用戶傳送各種電視節(jié)目。
（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：發(fā)展最快的并起到核心作用蓄诽，使用戶能夠在計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)文件薛训。
（4）“三網(wǎng)融合”：電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三大網(wǎng)絡(luò)融合成一種網(wǎng)絡(luò)仑氛。
3乙埃、Internet的中文譯名
（1）因特網(wǎng)，這個(gè)譯名是全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)推薦的锯岖。較為準(zhǔn)確介袜，但卻長(zhǎng)期未得到推廣。
（2）互聯(lián)網(wǎng)出吹，目前流行最廣的遇伞、事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)譯名。
4捶牢、互連網(wǎng)：在局部范圍互連起來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)鸠珠。
5、互聯(lián)網(wǎng)（Internet）：當(dāng)今世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
（1）互聯(lián)網(wǎng)具有兩個(gè)重要基本特點(diǎn)秋麸，即連通性和共享渐排。
① 連通性（connectivity）就是互聯(lián)網(wǎng)使上網(wǎng)用戶之間，不管相距多遠(yuǎn)都可以非常便捷經(jīng)濟(jì)地交換各種信息灸蟆，好像這些用戶終端都彼此直接連通一樣驯耻。
② 共享是指資源共享，可以是信息共享炒考、軟件共享可缚，也可以是硬件共享。
（2）“互聯(lián)網(wǎng)＋”：“互聯(lián)網(wǎng)＋各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”
“互聯(lián)網(wǎng)＋”特點(diǎn)就是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中斋枢，大大地提升實(shí)體經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力帘靡。
二、互聯(lián)網(wǎng)概述
2.1 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)
1杏慰、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)）：由若干結(jié)點(diǎn)（node）和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路（link）組成测柠。
（1）結(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī)、集線器缘滥、交換機(jī)或路由器等轰胁。
（2）主機(jī)（host）：與網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)。
2朝扼、互連網(wǎng)（internetwork或internet）：多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器相互連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)覆蓋范圍更大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)赃阀。因此互連網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)（network of networks）。
2.2 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個(gè)階段
1擎颖、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段
（1）第一階段：從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互連網(wǎng)發(fā)展榛斯。
（2）第二階段：建成三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)，即主干網(wǎng)搂捧、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）驮俗。
（3）第三階段：逐漸形成多層次ISP結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)。
2允跑、internet和Internet的區(qū)別：
（1）internet（互連網(wǎng)）是一個(gè)通用名詞王凑，泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以任意選擇聋丝，不一定非要使用TCP/IP協(xié)議索烹。
（2）Internet（互聯(lián)網(wǎng)，或因特網(wǎng)）是一個(gè)專(zhuān)用名詞弱睦，指當(dāng)前全球最大的百姓、開(kāi)放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定互連網(wǎng)况木，采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則垒拢，且其前身是美國(guó)的ARPANET。
3火惊、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者/商ISP
（1）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者/商ISP：Internet Service Provider子库，負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)。
（2）ISP可以從互聯(lián)網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)到很多IP地址矗晃，同時(shí)擁有通信線路以及路由器等連網(wǎng)設(shè)備仑嗅。
（3）任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人從ISP獲取所需IP地址的使用權(quán)，可通過(guò)該ISP接入到互聯(lián)網(wǎng)张症。
（4）上網(wǎng)就是指通過(guò)某ISP獲得的IP地址接入到互聯(lián)網(wǎng)仓技。
（5）互聯(lián)網(wǎng)是全世界無(wú)數(shù)大大小小的ISP共同擁有的，這就是互聯(lián)網(wǎng)也稱為“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”的原因俗他。
4脖捻、ISP的層次：根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數(shù)目的不同
（1）主干ISP：由幾個(gè)專(zhuān)門(mén)的公司創(chuàng)建和維持，服務(wù)面積最大可覆蓋國(guó)家范圍兆衅，并且還擁有高速主干網(wǎng)地沮。
（2）地區(qū)ISP：是一些較小的ISP嗜浮，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)主干ISP連接起來(lái)。
（3）本地ISP：給用戶提供直接的服務(wù)摩疑，可以連接到地區(qū)ISP危融，也可直接連接到主干ISP。
5雷袋、互聯(lián)網(wǎng)交換點(diǎn)IXP（Internet eXchange Point）
（1）IXP的主要作用就是允許兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)直接相連并交換分組吉殃，而不需要再通過(guò)第三個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。
（2）典型的IXP由一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成楷怒，許多ISP再連接到這些網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的相關(guān)端口上蛋勺。
（3）IXP常采用工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這些網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)都用局域網(wǎng)互連起來(lái)鸠删。
2.3 互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作
1抱完、互聯(lián)網(wǎng)制定標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)：面向公眾
（1）互聯(lián)網(wǎng)所有的RFC文檔都可從互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)下載。
（2）任何人都可以用電子郵件隨時(shí)發(fā)表對(duì)某個(gè)文檔的意見(jiàn)或建議刃泡。
2乾蛤、互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化組織
（1）互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)ISOC（Internet Society）：負(fù)責(zé)管理和促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和使用。
（2）互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)IAB（Internet Architecture Board）：負(fù)責(zé)管理互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開(kāi)發(fā)捅僵。
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① 互聯(lián)網(wǎng)工程部IETF（Internet Engineering Task Force）
? IETF是由許多工作組WG（Working Group）組成的論壇（forum）.
? IETF的具體工作由互聯(lián)網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG管理家卖，主要是針對(duì)協(xié)議的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化。
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② 互聯(lián)網(wǎng)研究部IRTF（Internet Research Task Force）
? IRTF是由一些研究組RG（Research Group）組成的論壇庙楚。
? IRTF的具體工作由互聯(lián)網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG（Internet Research Steering Group）管理上荡。
? IRTF的任務(wù)是研究互聯(lián)網(wǎng)的一些協(xié)議、應(yīng)用馒闷、體系結(jié)構(gòu)等一些需要長(zhǎng)期考慮的問(wèn)題酪捡。
3、RFC（Request For Comments）：請(qǐng)求評(píng)論
（1）所有的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都是以RFC的形式在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表的纳账，但并非所有的RFC文檔都是互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)逛薇。
（2）所有的RFC文檔都可從互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)下載。
（3）RFC文檔按發(fā)表時(shí)間的先后編上序號(hào)（即RFC xx xx疏虫，這里的xxxx是阿拉伯?dāng)?shù)字）永罚。
（4）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以和多個(gè)RFC文檔關(guān)聯(lián)。
（5）制定互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程變?yōu)閮蓚€(gè)階段卧秘，即建議標(biāo)準(zhǔn)→互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)呢袱。
4、制定互聯(lián)網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)歷階段：
（1）互聯(lián)網(wǎng)草案（Internet Draft）：有效期只有六個(gè)月翅敌，還不能算是RFC文檔羞福。
（2）建議標(biāo)準(zhǔn)（Proposed Standard）：從這個(gè)階段開(kāi)始就成為RFC文檔。
（3）互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（Internet Standard）：每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就分配到一個(gè)編號(hào)STD x x蚯涮。
5治专、RFC文檔的種類(lèi)
（1）建議標(biāo)準(zhǔn)RFC文檔
（2）互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)RFC文檔
（3）歷史的RFC文檔：被后來(lái)的規(guī)約所取代或是從未到達(dá)必要的成熟等級(jí)因而未變成為互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)卖陵。
（4）實(shí)驗(yàn)的RFC文檔：表示其工作屬于正在實(shí)驗(yàn)的情況，而不能夠在任何實(shí)用的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)张峰。
（5）提供信息的RFC文檔：包括與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的一般的泪蔫、歷史的或指導(dǎo)的信息。
三挟炬、互聯(lián)網(wǎng)的組成
互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：從其工作方式上看
（1）邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成，是用戶直接使用的嗦哆，用來(lái)進(jìn)行通信和資源共享谤祖。
（2）核心部分：由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，是為邊緣部分提供連通性和交換服務(wù)的老速。
3.1 互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分
1粥喜、端系統(tǒng)
（1）處在互聯(lián)網(wǎng)邊緣的部分是連接在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的主機(jī)，又稱為端系統(tǒng)（end system）橘券。
（2）端系統(tǒng)的擁有者可以是個(gè)人额湘、單位、某個(gè)ISP旁舰。
（3）邊緣部分利用核心部分所提供的服務(wù)锋华，使眾多主機(jī)之間能夠互相通信并交換或共享信息。
（4）端系統(tǒng)之間的通信方式可分為兩類(lèi)：客戶-服務(wù)器方式（C/S方式）和對(duì)等方式（P2P方式）箭窜。
2毯焕、客戶-服務(wù)器方式
（1）客戶（client）和服務(wù)器（server）都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程。
（2）客戶-服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系磺樱。
（3）客戶-服務(wù)器方式最主要的特征就：客戶是服務(wù)請(qǐng)求方纳猫，服務(wù)器是服務(wù)提供方。
（4）服務(wù)請(qǐng)求方和服務(wù)提供方都要使用網(wǎng)絡(luò)核心部分所提供的服務(wù)竹捉。
（5）客戶程序的主要特點(diǎn)：
① 客戶程序被用戶調(diào)用后運(yùn)行芜辕，主動(dòng)向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信請(qǐng)求服務(wù)。
② 客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址块差。
③ 客戶程序不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)侵续。
（6）服務(wù)器程序的主要特點(diǎn)：
① 服務(wù)器程序是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)提供某種服務(wù)的程序，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶的請(qǐng)求憨闰。
② 系統(tǒng)啟動(dòng)后即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著询兴，被動(dòng)地等待并接受來(lái)自各地的客戶的通信請(qǐng)求。
③ 服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址起趾。
④ 服務(wù)器程序一般需要有強(qiáng)大的硬件和高級(jí)的操作系統(tǒng)支持诗舰。
3、對(duì)等連接方式
對(duì)等連接（peer-to-peer训裆，P2P）是指兩臺(tái)主機(jī)在通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方哪一個(gè)是服務(wù)提供方眶根。只要兩臺(tái)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件（P2P軟件）蜀铲，就可以進(jìn)行平等的、對(duì)等連接通信属百。這種工作方式也稱為P2P方式记劝。對(duì)等連接工作方式可支持大量對(duì)等用戶（如上百萬(wàn)個(gè)）同時(shí)工作。
3.2 互聯(lián)網(wǎng)的核心部分
1族扰、互聯(lián)網(wǎng)的核心部分
（1）網(wǎng)絡(luò)中的核心部分向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性厌丑，使邊緣部分中的主機(jī)能夠相互通信。
（2）位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)和位于網(wǎng)絡(luò)核心部分的路由器都是計(jì)算機(jī)渔呵。
（3）主機(jī)是為用戶進(jìn)行信息處理的怒竿，并且可以和其他主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換信息。
（4）路由器（router）是一種專(zhuān)用計(jì)算機(jī)扩氢，是實(shí)現(xiàn)分組交換（packet switching）的關(guān)鍵構(gòu)件耕驰。
（5）路由器的任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能录豺。
（6）互聯(lián)網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接朦肘。
（7）互聯(lián)網(wǎng)邊緣部分的主機(jī)接入到核心部分則通常以相對(duì)較低速率的鏈路相連接。
2双饥、電路交換的主要特點(diǎn)
（1）電路交換（circuit switching）是必須經(jīng)過(guò)“建立連接（占用通信資源）→通話（一直占用通信資源）→釋放連接（歸還通信資源）”三個(gè)步驟的交換方式媒抠。
（2）從通信資源的分配角度來(lái)看，交換（switching）就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源咏花。
（3）電路交換的過(guò)程
① 建立連接：通信一方向另一方發(fā)出建立連接請(qǐng)求领舰，另一方響應(yīng)請(qǐng)求，建立起一條專(zhuān)用的物理通路迟螺。
② 通話：在通話的全部時(shí)間內(nèi)冲秽，通信雙方始終占用端到端的通信資源，不會(huì)被其他用戶占用矩父。
③ 釋放連接：通信結(jié)束后锉桑，交換機(jī)釋放這條專(zhuān)用的物理通路，把占用的所有通信資源歸還給電信網(wǎng)窍株。
（4）電路交換的傳輸效率很低民轴，被用戶占用的通信線路資源在絕大部分時(shí)間里都是空閑的。
3球订、分組交換的主要特點(diǎn)
（1）分組
① 通常把要發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)稱為一個(gè)報(bào)文（message）后裸。
② 在發(fā)送報(bào)文之前，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成為一個(gè)個(gè)更小的等長(zhǎng)數(shù)據(jù)段冒滩。
③ 在每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面加上一些由必要的控制信息組成首部（header）微驶，就構(gòu)成了一個(gè)分組（packet）。
④ 分組是在互聯(lián)網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元又稱為“包”，而分組的首部稱為“包頭”因苹。
（2）路由器
① 路由器是用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組的苟耻，即進(jìn)行分組交換的。
② 路由器的工作原理：路由器收到一個(gè)分組扶檐，先將分組暫存在存儲(chǔ)器（即內(nèi)存）中凶杖，檢查其首部，查找轉(zhuǎn)發(fā)表款筑，按照首部中的目的地址智蝠，找到合適的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，把分組交給下一個(gè)路由器奈梳。這樣一步一步地以存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式杈湾，把分組交付最終的目的主機(jī)。各路由器之間必須經(jīng)常交換彼此掌握的路由信息颈嚼，以便創(chuàng)建和動(dòng)態(tài)維護(hù)路由器中的轉(zhuǎn)發(fā)表毛秘，使得轉(zhuǎn)發(fā)表能夠在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)及時(shí)更新饭寺。
③ 分組交換在傳送數(shù)據(jù)時(shí)阻课，分組在哪段鏈路上傳送才占用這段鏈路的通信資源。
④ 分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)艰匙，實(shí)質(zhì)上是采用了斷續(xù)（或動(dòng)態(tài)）分配傳輸帶寬的策略限煞。
⑤ 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某些結(jié)點(diǎn)或鏈路突然出現(xiàn)故障時(shí)，在各路由器中運(yùn)行的路由選擇協(xié)議（protocol）能夠自動(dòng)找到轉(zhuǎn)發(fā)分組最合適的路徑员凝。
（3）分組交換的優(yōu)點(diǎn)
① 高效：在分組傳輸?shù)倪^(guò)程中動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬署驻，對(duì)通信鏈路是逐段占用。
② 靈活：為每一個(gè)分組獨(dú)立地選擇最合適的轉(zhuǎn)發(fā)路由健霹。
③ 迅速：以分組為傳送單位旺上，可以不先建立連接就能向主機(jī)發(fā)送分組。
④ 可靠：保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議糖埋，分布式多路由的分組交換網(wǎng)宣吱，使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。
（4）分組交換的問(wèn)題
① 分組在各路由器存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)瞳别，這就會(huì)造成一定的時(shí)延征候。
② 分組交換無(wú)法確保通信時(shí)端到端所需的各種資源。
③ 分組交換過(guò)程中各分組必須攜帶的控制信息會(huì)造成了一定的開(kāi)銷(xiāo)（overhead）祟敛。
（5）三種交換方式在數(shù)據(jù)傳送階段的主要特點(diǎn)：
① 電路交換：整個(gè)報(bào)文的比特流連續(xù)地從源點(diǎn)直達(dá)終點(diǎn)疤坝，好像在一個(gè)管道中傳送。
② 報(bào)文交換：整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)馆铁，全部存儲(chǔ)下來(lái)后查找轉(zhuǎn)發(fā)表跑揉，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。
③ 分組交換：?jiǎn)蝹€(gè)分組傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)埠巨，存儲(chǔ)下來(lái)后查找轉(zhuǎn)發(fā)表畔裕，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)衣撬。
四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展
五扮饶、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)別
5.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由一些通用的具练、可編程的硬件互連而成的，而這些硬件并非專(zhuān)門(mén)用來(lái)實(shí)現(xiàn)某一特定目的甜无。這些可編程的硬件能夠用來(lái)傳送多種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)扛点，并能支持廣泛的和日益增長(zhǎng)的應(yīng)用。
（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所連接的硬件岂丘，并不限于一般的計(jì)算機(jī)陵究，而是包括了智能手機(jī)。
（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并非專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳送數(shù)據(jù)奥帘，而是能夠支持很多種的應(yīng)用铜邮。
（3）“可編程的硬件”表明這種硬件一定包含有中央處理機(jī)CPU。
5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)
1寨蹋、按照網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類(lèi)
（1）廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Network）
① 廣域網(wǎng)的作用范圍通常為幾十到幾千公里松蒜，也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)（long haul network）。
② 廣域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的核心部分已旧，其任務(wù)是通過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)送主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)秸苗。
③ 連接廣域網(wǎng)各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的鏈路一般都是高速鏈路，具有較大的通信容量运褪。
（2）城域網(wǎng)MAN（Metropolitan Area Network）
① 城域網(wǎng)的作用范圍一般是一個(gè)城市惊楼，可跨越幾個(gè)街區(qū)甚至整個(gè)城市，其作用距離約為5-50km秸讹。
② 城域網(wǎng)可以為一個(gè)或幾個(gè)單位所擁有檀咙，也可以是一種公用設(shè)施，用來(lái)將多個(gè)局域網(wǎng)進(jìn)行互連璃诀。
（3）局域網(wǎng)LAN（Local Area Network）
局域網(wǎng)的作用范圍通常為1km左右弧可，一般用微型計(jì)算機(jī)或工作站通過(guò)高速通信線路相連。
（4）個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN（Personal Area Network）
個(gè)人區(qū)域網(wǎng)就是在個(gè)人工作的地方把屬于個(gè)人使用的電子設(shè)備用無(wú)線技術(shù)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)文虏，因此也常稱為無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN（Wireless PAN）侣诺，其范圍很小，大約在10m左右氧秘。
2年鸳、按照網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類(lèi)
（1）公用網(wǎng)（public network）
公用網(wǎng)是指電信公司（國(guó)有或私有）出資建造的大型網(wǎng)絡(luò)，也可稱為公眾網(wǎng)丸相。
（2）專(zhuān)用網(wǎng)（private network）
專(zhuān)用網(wǎng)是某個(gè)部門(mén)為滿足本單位的特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)搔确，不向本單位以外的人提供服務(wù)。
3、用來(lái)把用戶接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)
（1）接入網(wǎng)AN（Access Network）是用來(lái)把用戶接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)膳算，又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)座硕。
（2）接入網(wǎng)本身既不屬于互聯(lián)網(wǎng)的核心部分，也不屬于互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分涕蜂。
（3）接入網(wǎng)是從某個(gè)用戶端系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)中的第一個(gè)路由器（邊緣路由器）之間的一種網(wǎng)絡(luò)华匾。
（4）從作用上看，接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與互聯(lián)網(wǎng)連接的“橋梁”作用机隙。
六蜘拉、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能
6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)
1、速率
（1）比特（bit）是一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”有鹿，一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)1或0旭旭。
（2）速率指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，也稱為數(shù)據(jù)率（data rate）或比特率（bit rate）葱跋。
（3）速率的單位是bit/s（比特每秒）（或b/s持寄，有時(shí)也寫(xiě)為bps，即bit per second）娱俺。
（4）比特的換算：
| k（kilo）＝103＝千 | M（Mega）＝106＝兆 | G（Giga）＝109＝吉 |
|---|---|---|
| T（Tera）＝1012＝太 | P（Peta）＝1015＝拍 | E（Exa）＝1018＝艾 |
| Z（Zetta）＝1021＝澤 | Y（Yotta）＝1024＝堯 |
2稍味、帶寬
“帶寬”（bandwidth）有以下兩種不同的意義：
（1）信道帶寬
① 信道帶寬（或通頻帶）是指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度，即信道允許通過(guò)的信號(hào)頻帶范圍矢否。
② 信道帶寬的單位是赫（或千赫仲闽、兆赫脑溢、吉赫等）僵朗。
（2）網(wǎng)絡(luò)帶寬
① 網(wǎng)絡(luò)帶寬用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力，即單位時(shí)間內(nèi)信道所能通過(guò)的“最高數(shù)據(jù)率”屑彻。
② 網(wǎng)絡(luò)帶寬的單位就是數(shù)據(jù)率的單位bit/s验庙，是“比特每秒”。
3社牲、吞吐量
（1）吞吐量（throughput）表示在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道粪薛、接口）的實(shí)際的數(shù)據(jù)量。
（2）吞吐量的單位是bit/s（比特每秒）或bps搏恤。
（3）吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制违寿。
（4）吞吐量也可用每秒傳送的字節(jié)數(shù)或幀數(shù)來(lái)表示。
4熟空、時(shí)延
（1）時(shí)延（delay/latency）指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間藤巢，也稱延遲或遲延。
（2）時(shí)延的組成：總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延
（3）發(fā)送時(shí)延:
① 發(fā)送時(shí)延（transmission delay）是主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時(shí)間息罗，即從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起掂咒，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間，也叫做傳輸時(shí)延
② 發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式：發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度（bit）/發(fā)送速率（bit/s）
③ 對(duì)于一定的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送時(shí)延并非固定不變绍刮，與發(fā)送的幀長(zhǎng)成正比温圆，與發(fā)送速率成反比。
④ 發(fā)送時(shí)延發(fā)生在機(jī)器內(nèi)部的發(fā)送器中孩革，與傳輸信道的長(zhǎng)度（或信號(hào)傳送的距離）沒(méi)有任何關(guān)系岁歉。
（4）傳播時(shí)延
① 傳播時(shí)延（propagation delay）是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。
② 傳播時(shí)延的計(jì)算公式：傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度（m）/電磁波在信道上的傳播速率（m/s）
③ 電磁波在自由空間的傳播速率是光速膝蜈，即3.0×105km/s刨裆。
④ 電磁波在在銅線電纜中的傳播速率約為2.3×105km/s。
⑤ 電磁波在在光纖中的傳播速率約為2.0×105km/s彬檀。
⑥ 信號(hào)傳送的距離越遠(yuǎn)帆啃，傳播時(shí)延就越大。
⑦ 傳播時(shí)延則發(fā)生在機(jī)器外部的傳輸信道媒體上窍帝，而與信號(hào)的發(fā)送速率無(wú)關(guān)努潘。
（5）處理時(shí)延
處理時(shí)延是主機(jī)或路由器在收到分組時(shí)花費(fèi)的一定數(shù)據(jù)處理時(shí)間，如分析分組的首部坤学、從分組中提取數(shù)據(jù)部分疯坤、進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)或查找適當(dāng)?shù)穆酚傻龋@就產(chǎn)生了處理時(shí)延深浮。
（6）排隊(duì)時(shí)延
① 分組在經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)压怠，要經(jīng)過(guò)許多路由器。分組在每進(jìn)入一個(gè)路由器后飞苇，要先在輸入隊(duì)列中排隊(duì)等待處理讽营。在路由器確定了轉(zhuǎn)發(fā)接口后，還要在輸出隊(duì)列中排隊(duì)等待轉(zhuǎn)發(fā)验懊。這就產(chǎn)生了排隊(duì)時(shí)延卧惜。
② 排隊(duì)時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)的通信量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的通信量很大時(shí)會(huì)發(fā)生隊(duì)列溢出忿等，使分組丟失栖忠，這相當(dāng)于排隊(duì)時(shí)延為無(wú)窮大。
5贸街、時(shí)延帶寬積
（1）時(shí)延帶寬積是鏈路傳播時(shí)延和鏈路帶寬的乘積庵寞。
（2）時(shí)延帶寬積是一個(gè)代表鏈路的圓柱形管道的體積，管道長(zhǎng)度是傳播時(shí)延薛匪，截面積是帶寬捐川。
（3）鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長(zhǎng)度，表示鏈路可容納多少個(gè)比特蛋辈。
（4）對(duì)于一條正在傳送數(shù)據(jù)的鏈路属拾，只有在代表鏈路的管道都充滿比特時(shí)将谊，鏈路才得到充分的利用。
6渐白、往返時(shí)間RTT
（1）往返時(shí)間RTT（Round-Trip Time）：通信信息雙向交互一次所需的時(shí)間尊浓。
（2）發(fā)送時(shí)間=數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（bit）/發(fā)送速率（bit/s）
（3）有效數(shù)據(jù)率=數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（bit）/(發(fā)送時(shí)間+RTT)
（4）在互聯(lián)網(wǎng)中，往返時(shí)間還包括各中間結(jié)點(diǎn)的處理時(shí)延纯衍、排隊(duì)時(shí)延以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)的發(fā)送時(shí)延栋齿。
7、利用率
利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種襟诸。
（1）信道利用率指出某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過(guò)）瓦堵。完全空閑的信道的利用率是零。
（2）網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值歌亲。
（3）信道利用率并非越高越好菇用，信道或網(wǎng)絡(luò)的利用率過(guò)高會(huì)產(chǎn)生非常大的時(shí)延。
（4）時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)利用率的關(guān)系：D=D0/(1-U)
① D0表示網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)的時(shí)延陷揪；D表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的時(shí)延惋鸥； U是網(wǎng)絡(luò)的利用率，在0到1之間悍缠。
② 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的利用率達(dá)到其容量的1/2時(shí)卦绣，時(shí)延就要加倍。
③ 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的利用率接近最大值1時(shí)飞蚓，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延就趨于無(wú)窮大滤港。
6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征
1、費(fèi)用
網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格（包括設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的費(fèi)用）與網(wǎng)絡(luò)的性能密切相關(guān)趴拧。網(wǎng)絡(luò)的速率越高溅漾，其價(jià)格也越高。
2八堡、質(zhì)量
網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量取決于網(wǎng)絡(luò)中所有構(gòu)件的質(zhì)量樟凄，以及這些構(gòu)件的組網(wǎng)方式聘芜。
3兄渺、標(biāo)準(zhǔn)化
網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)既可以按照通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也可以遵循特定的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)汰现。最好采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)挂谍，這樣可以得到更好的互操作性，更易于升級(jí)換代和維修瞎饲，也更容易得到技術(shù)上的支持口叙。
4、可靠性
可靠性與網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和性能都有密切關(guān)系嗅战。高速網(wǎng)絡(luò)的可靠性不一定很差妄田。但高速網(wǎng)絡(luò)要可靠地運(yùn)行俺亮，則往往更加困難，同時(shí)所需的費(fèi)用也會(huì)較高疟呐。
5脚曾、可擴(kuò)展性和可升級(jí)性
在構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮到今后可能會(huì)需要擴(kuò)展（即規(guī)模擴(kuò)大）和升級(jí)（即性能和版本的提高）。網(wǎng)絡(luò)的性能越高启具，其擴(kuò)展費(fèi)用往往也越高本讥，難度也會(huì)相應(yīng)增加。
6鲁冯、易于管理和維護(hù)
網(wǎng)絡(luò)如果沒(méi)有良好的管理和維護(hù)拷沸，就很難達(dá)到和保持所設(shè)計(jì)的性能。
七薯演、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
7.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成
1撞芍、分層思想：將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的跨扮、易于研究和處理的局部問(wèn)題勤庐。
2、OSI參考模型
開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM（Open Systems Interconnection Reference Model）好港，簡(jiǎn)稱：是一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架愉镰，具有七層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
3钧汹、OSI失敗的原因：
（1）OSI的專(zhuān)家們?nèi)狈?shí)際經(jīng)驗(yàn)丈探，在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)缺乏商業(yè)驅(qū)動(dòng)力；
（2）OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)分復(fù)雜拔莱，而且運(yùn)行效率很低碗降；
（3）OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長(zhǎng)，使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)塘秦；
（4）OSI的層次劃分不太合理讼渊，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。
4尊剔、TCP/IP就常被稱為是事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)爪幻。
7.2 協(xié)議與劃分層次
1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（network protocol）
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則须误、標(biāo)準(zhǔn)或約定挨稿，也可簡(jiǎn)稱為協(xié)議。
2京痢、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成三要素：
（1）語(yǔ)法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式奶甘；
（2）語(yǔ)義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)祭椰；
（3）同步：事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明臭家。
3疲陕、協(xié)議的形式
協(xié)議有兩種形式，一種是使用便于人來(lái)閱讀和理解的文字描述钉赁。另一種是使用讓計(jì)算機(jī)能夠理解的程序代碼鸭轮。這兩種不同形式的協(xié)議都必須能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)上的信息交換過(guò)程做出精確的解釋。
4橄霉、分層的好處：
（1）各層之間是獨(dú)立的窃爷。每一層只實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能，不需要知道下一層是如何實(shí)現(xiàn)的姓蜂。
（2）靈活性好按厘。當(dāng)任何一層發(fā)生變化時(shí)，只要層間接口關(guān)系保持不變钱慢，則以上下各層均不受影響逮京。
（3）結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)。各層都可以采用最合適的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)束莫。
（4）易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)懒棉。整個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)。
（5）能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作览绿。每一層的功能及其所提供的服務(wù)都有精確的說(shuō)明策严。
5、分層時(shí)各層的主要功能：
（1）差錯(cuò)控制：使相應(yīng)層次對(duì)等方的通信更加可靠饿敲。
（2）流量控制：發(fā)送端的發(fā)送速率必須使接收端來(lái)得及接收妻导，不要太快。
（3）分段和重裝：發(fā)送端將要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊劃分為更小的單位怀各，在接收端將其還原倔韭。
（4）復(fù)用和分用：發(fā)送端幾個(gè)高層會(huì)話復(fù)用一條低層的連接，在接收端再進(jìn)行分用瓢对。
（5）連接建立和釋放：交換數(shù)據(jù)前先建立一條邏輯連接寿酌，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后釋放連接。
6硕蛹、分層的缺點(diǎn)：有些功能會(huì)在不同的層次中重復(fù)出現(xiàn)醇疼，因而產(chǎn)生了額外開(kāi)銷(xiāo)。
7妓美、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（architecture）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)件所應(yīng)完成的功能的精確定義僵腺，即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。
（2）體系結(jié)構(gòu)是抽象的壶栋，而實(shí)現(xiàn)（implementation）則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件普监。
7.3 具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
1贵试、五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
（1）OSI：七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)琉兜，包含應(yīng)用層、表示層毙玻、會(huì)話層豌蟋、運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層桑滩、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層梧疲。
（2）TCP/IP：四層的體系結(jié)構(gòu)，包含應(yīng)用層运准、運(yùn)輸層幌氮、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。
（3）五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)：綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)胁澳，便于學(xué)習(xí)使用该互，現(xiàn)實(shí)中不存在。
2韭畸、應(yīng)用層（application layer）
（1）應(yīng)用層是體系結(jié)構(gòu)中的最高層宇智，任務(wù)是通過(guò)應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
（2）應(yīng)用層協(xié)議定義了應(yīng)用進(jìn)程間通信和交互的規(guī)則胰丁。對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要有不同的應(yīng)用層協(xié)議随橘。
（3）應(yīng)用層交互的數(shù)據(jù)單元稱為報(bào)文（message）。
3锦庸、運(yùn)輸層（transport layer）
（1）運(yùn)輸層的任務(wù)是負(fù)責(zé)向兩臺(tái)主機(jī)中進(jìn)程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)太防。
（2）應(yīng)用進(jìn)程利用運(yùn)輸層的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)來(lái)傳送應(yīng)用層報(bào)文。
（3）“通用的”酸员，是指不針對(duì)某個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用蜒车，而是多種應(yīng)用可以使用同一個(gè)運(yùn)輸層服務(wù)。
（4）運(yùn)輸層有復(fù)用和分用的功能幔嗦。
① 復(fù)用就是多個(gè)應(yīng)用層進(jìn)程可同時(shí)使用下面運(yùn)輸層的服務(wù)酿愧。
② 分用是運(yùn)輸層把收到的信息分別交付上面應(yīng)用層中的相應(yīng)進(jìn)程。
（5）運(yùn)輸層主要使用的兩種協(xié)議：
① 傳輸控制協(xié)議TCP（ Transmission Control Protocol）：提供面向連接的邀泉、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)嬉挡，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆?bào)文段（segment）。
② 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（ User Datagram Protocol）：提供無(wú)連接的汇恤、盡最大努力（best-effort）的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)庞钢，不保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕鋽?shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇怯脩魯?shù)據(jù)報(bào)因谎。
4基括、網(wǎng)絡(luò)層（network layer）
（1）網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。
（2）在TCP/IP體系中财岔，由于網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議风皿，分組也叫做IP數(shù)據(jù)報(bào)河爹，或簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)報(bào)。
（3）網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)
① 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)桐款，網(wǎng)絡(luò)層把運(yùn)輸層產(chǎn)生的報(bào)文段或用戶數(shù)據(jù)報(bào)封裝成分組或包進(jìn)行傳送咸这。
② 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，要選擇合適的路由魔眨，使分組能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的路由器找到目的主機(jī)媳维。
（4）互聯(lián)網(wǎng)是由大量的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（heterogeneous）通過(guò)路由器（router）相互連接起來(lái)的。
（5）互聯(lián)網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是無(wú)連接的網(wǎng)際協(xié)議IP（Internet Protocol）和許多種路由選擇協(xié)議遏暴，因此互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層也叫做網(wǎng)際層或IP層侄刽。
5、數(shù)據(jù)鏈路層（data link layer）
（1）數(shù)據(jù)鏈路層簡(jiǎn)稱為鏈路層拓挥。鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸總是一段一段唠梨，需要使用專(zhuān)門(mén)的鏈路層的協(xié)議。
（2）數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交下來(lái)的IP數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀侥啤，在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的鏈路上傳送幀（frame）当叭。
（3）每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息（如同步信息、地址信息盖灸、差錯(cuò)控制等）蚁鳖。
（4）在接收數(shù)據(jù)時(shí)，控制信息使接收端能夠知道一個(gè)幀的開(kāi)始和結(jié)束赁炎。
（5）控制信息還使接收端能夠檢測(cè)到所收到的幀中有無(wú)差錯(cuò)醉箕。
（6）如果需要改正數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)鏈路層傳輸時(shí)出現(xiàn)的差錯(cuò)，那么就要采用可靠傳輸協(xié)議來(lái)糾正出現(xiàn)的差錯(cuò)徙垫。
6讥裤、物理層（physical layer）
（1）在物理層上所傳數(shù)據(jù)的單位是比特。
（2）物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”姻报，以及接收方如何識(shí)別出發(fā)送方所發(fā)送的比特己英。
（3）物理層要確定連接電纜的插頭應(yīng)當(dāng)有多少根引腳以及各引腳應(yīng)如何連接。
（4）解釋比特代表的意思吴旋，就不是物理層的任務(wù)损肛。
（5）傳遞信息利用的如雙絞線、同軸電纜荣瑟、光纜治拿、無(wú)線信道等物理媒體，并不在物理層而是在物理層下面笆焰。
7劫谅、數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過(guò)程
假定主機(jī)1的應(yīng)用進(jìn)程AP1向主機(jī)2的應(yīng)用進(jìn)程AP2傳送數(shù)據(jù)。
（1）AP1先將其數(shù)據(jù)交給本主機(jī)的第5層（應(yīng)用層）。
（2）第5層（應(yīng)用層）加上必要的控制信息H5就變成了下一層的數(shù)據(jù)單元（報(bào)文）同波。
（3）第4層（運(yùn)輸層）將收到的數(shù)據(jù)單元加上本層的控制信息H4（報(bào)文段）鳄梅，再交給第3層（網(wǎng)絡(luò)層）叠国。
（4）第3層（網(wǎng)絡(luò)層）將收到的數(shù)據(jù)單元加上本層的控制信息H3（數(shù)據(jù)包）未檩，再交給第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）。
（5）第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）的控制信息被分成兩部分粟焊，分別加到本層數(shù)據(jù)單元的首部H2和尾部T2（幀）冤狡。
（6）第1層（物理層）負(fù)責(zé)比特流的傳送，不再加上控制信息项棠，傳送比特流時(shí)應(yīng)從首部開(kāi)始傳送悲雳。
（7）物理層傳送比特流離開(kāi)主機(jī)1，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物理媒體傳送到路由器香追。
（8）比特流從路由器的第1層依次上升到第3層合瓢。每一層都根據(jù)控制信息進(jìn)行必要的操作，然后將控制信息剝?nèi)ネ傅洌瑢⒃搶邮Ｏ碌臄?shù)據(jù)單元上交給更高的一層晴楔。
（9）當(dāng)分組上升到了第3層時(shí)，就根據(jù)首部中的目的地址查找路由器中的轉(zhuǎn)發(fā)表峭咒，找出轉(zhuǎn)發(fā)分組的接口税弃，然后往下傳送到第2層，加上新的首部和尾部后凑队，再到最下面的第1層则果，然后在物理媒體上把每一個(gè)比特發(fā)送出去。
（10）當(dāng)這一串的比特流離開(kāi)路由器到達(dá)目的站主機(jī)2時(shí)漩氨，就從主機(jī)2的第1層依次上升到第5層西壮。最后，把應(yīng)用進(jìn)程AP1發(fā)送的數(shù)據(jù)交給目的站的應(yīng)用進(jìn)程AP2叫惊。
8款青、對(duì)等層
（1）對(duì)等層（peer layers）之間的通信是指任何兩個(gè)同樣的層次之間，把數(shù)據(jù)（即數(shù)據(jù)單元加上控制信息）通過(guò)水平虛線直接傳遞給對(duì)方的過(guò)程赋访。
（2）各層協(xié)議實(shí)際上就是在各個(gè)對(duì)等層之間傳遞數(shù)據(jù)時(shí)的各項(xiàng)規(guī)定可都。
（3）OSI參考模型把對(duì)等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol Data Unit）。
（4）TCP/IP不一定是單指TCP和IP協(xié)議蚓耽，而往往是表示整個(gè)TCP/IP協(xié)議族（protocol suite）渠牲。
7.4 實(shí)體、協(xié)議步悠、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)
1签杈、實(shí)體
實(shí)體（entity）表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程，就是一個(gè)特定的軟件模塊。
2答姥、協(xié)議
（1）協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體（或多個(gè)實(shí)體）進(jìn)行通信的規(guī)則的集合铣除。
（2）協(xié)議的語(yǔ)法方面的規(guī)則定義了所交換的信息的格式。
（3）協(xié)議的語(yǔ)義方面的規(guī)則就定義了發(fā)送者或接收者所要完成的操作鹦付。
（4）在協(xié)議的控制下尚粘，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。
（5）要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議的功能敲长，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)郎嫁。
3、協(xié)議和服務(wù)的區(qū)別
（1）首先祈噪，協(xié)議對(duì)上面的實(shí)體是透明的泽铛。
① 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)。
② 使用本層服務(wù)的實(shí)體只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面的協(xié)議辑鲤。
（2）其次盔腔，協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則月褥。
① 服務(wù)是“垂直的”弛随，即服務(wù)由下層通過(guò)層間接口向上層提供。
② 只有能夠被高一層實(shí)體“看得見(jiàn)”的功能才能稱之為“服務(wù)”吓坚。
③ 上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過(guò)與下層交換一些命令撵幽，在OSI中稱為服務(wù)原語(yǔ)。
4礁击、服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP（Service Access Point）
（1）服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)是指在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互（即交換信息）的地方盐杂，實(shí)際是一個(gè)邏輯接口。
（2）OSI把層與層之間交換的數(shù)據(jù)的單位稱為服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU（Service Data Unit）哆窿。
7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)接口層有時(shí)也稱為子網(wǎng)層链烈，用于解決不同網(wǎng)絡(luò)的互連問(wèn)題。
TCP/IP協(xié)議族的特點(diǎn)是上下兩頭大而中間小挚躯。應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)接口層都有多種協(xié)議强衡，而中間的IP層很小，上層的各種協(xié)議都向下匯聚到一個(gè)IP協(xié)議中码荔。
TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應(yīng)用提供服務(wù)（everything over IP）漩勤。
TCP/IP協(xié)議允許IP協(xié)議在各式各樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行（IP over everything）。
