電腦網路概論

標籤：電腦網路

一.電腦網路的產生與發展

1. 面向終端的電腦網路

第一代電腦網路的一個代表是 SABREI ， 它是 ２０ 世紀 ６０ 年代初期美國航空公司投
入使用的由一台中心電腦和全美範圍內 ２０００ 多個終端組成的飛機票預訂系統 。

2. 電腦通訊網路

這種由多個主機系統串連起來且以傳輸資訊為主要目的的電腦群稱為電腦通訊網路 稱為第二代電腦網路 ， 其典型代表是 ARPANET 。

3. 電腦網路

20世紀70年代後期，電腦網路由原來的資訊傳輸為主變為共用網路資源為主。在此背景下協議產生（protocol），在協議的控制下 ，以實現資源（硬體 、軟體和資料等）共用為主要目的 ，藉助於通訊系統串連的多個電腦的集合稱為電腦網路 ，或稱為第三代電腦網路 。

二. 電腦網路的定義與應用

1.定義：用通訊線路將分散在不同地點的具有獨立自主的電腦系統相互串連 ，並按網路通訊協定
進行資料通訊和實現資源共用的電腦集合，稱為電腦網路。

“通訊線路”可為雙絞線 、同軸電纜 （粗 、細） 、光纖 、微波 、通訊衛星 、紅外線和雷射等 。
“不同地點”給出了各電腦所在地理位置的差異 ， 將它們串連起來就形成了“網” ， 並且依據所覆蓋的範圍不同出現了局域性的（如一樓內 、校園   內等） 、廣域性的（如國家性 、國際性）計 算機網路 。 
“獨立自主”是說網上的電腦之間無明顯的主從關係 ， 即網上任何一台電腦不能強制性啟動 、停止和控制網上另一台電腦 ，因此 ， 面向終端的網路不是一個電腦網
絡 。

“相互串連”為的是能夠實現網上電腦之間交換資訊 ，並且按串連方式的不同產生了
結構上不同類型的電腦網路 。

“網路通訊協定”可以簡單地說成是“通訊過程中全網共同遵守
的規範準則” 。

“資料”可以包括文本 、圖形 、聲音 、映像等 。

“資源”指的是在有限時間內為使用者提供服務的裝置 ， 包括軟裝置（如各種語言處理常式 、服務程式和應用程式等）和硬裝置
（如大型電腦 CPU 的處理能力 、超大量存放區 、高速印表機等）以及資料（資料檔案 、公
共資料庫等） 。

“共用”指的是這些“資源”能被網上所有使用者使用 ， 而且使用者不必考慮自己在網中和資源在網中的位置 。

 2.應用

    網路功能：

• 提供資源共用 。

• 提供資訊的快捷交流。

• 提供分布處理功能 。

• 實現集中控制和管理 。

• 提高系統可靠性 。

• 提高系統的效能價格比 。

     網路應用：E-mail、遠程登入 （TELNET ） 、檔案傳輸 （FTP） 、網路新聞群組 （USENET ） 、
                   WWW 瀏覽 、電子公告欄（BBS ） 、虛擬現實 、VoIP 、IRC 與 ICQ 、電子商務和網路娛樂等。

三. 電腦網路的組成與分類

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為了降低組網的複雜程度 ， 減少工作量和方便異種機的互聯 ， 並且考慮到要充分利用通訊線路資源 ， 提高網路的完整性和可靠性 ， 簡化設計 ， 將“資料處理”與“通訊處理”任務分開 ，由此劃分出“資源子網”和“通訊子網”兩部分 。 １唱３ 框外部分為“資源子網” ，框內部分
為“通訊子網” ， 即電腦網路是由這兩個子網組成的 。 這種功能上的明確分工 ， 使二者既有聯絡 ， 需要配合 ， 又具有各自的獨立性 ， 有利於全網效率的發揮。

電腦網路的分類:

1. 根據網路拓撲結構的不同 ，可以分為星型網 、環型網 、匯流排網 、樹型網和網型網 。

• 星型網結構

        由專用小型交換器 PBX 組成的網路就是星型拓撲結構 。由集線器（hub）和雙絞線組成的區域網路也屬星型結構 。 星型網     

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• 匯流排網結構

                任一時刻只允許一個網站佔用匯流排 ， 即只能由該網站發送資訊 ，而其他網站處於封鎖發送狀態 ， 只允許接收資訊 。 匯流排網

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• 環形網結構

        環型網是各個主機經由各自的中繼器或轉寄站的點到點鏈路組成的閉合環 ，

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• 樹形網

        樹型網是各節點按層次進行串連 ， 處于越高層次的節點 ， 其可靠性要求越高 。

• 
  

  • 網型網

網型網一般又分有規則型和無規則型 ，這種結構的最大特點是可靠性高 。 因為節點間存在著冗餘鏈路 ， 即使某個鏈路出了故障 ， 還可選擇其他鏈 路 。 但顯然這種結構的缺點是通訊線路長 、成本高且路徑控制複雜 。

   2.   根據網路所覆蓋的地區的不同 ， 可分為區域網路和廣域網路 。

             區域網路（LAN）、廣域網路(WAN)

四. 電腦網路體繫結構及協議

•     國際標準組織 ISO

OSI／RM 中採用了七個層次的體繫結構 ，最下面的是第一層 ， 最上層是第七層 ， 從下而上依次稱為 ：物理層 、資料連結層 、網路層 、傳輸層、

會話層 、展示層和應用程式層 ，並分別用各層名稱英文首字母縮寫 PH 、DL 、N 、T 、S 、P 和 A 來代表 ，

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各層主要功能如下 ：

• 物理層 它是 OSI 模型的最低一層 ， 直接與傳輸介質相連 ，是惟一在對等層之間交換資訊的一層 。 其上傳輸的是未經處理資料 ——— 位元流 ，而不管位元流的含義和結構 。物理層要為在傳輸介質上建立 、維持和終止傳輸資料位元流的物理串連定義機械 、電氣 、功能和過程四個介面特性 。

• 資料連結層 它要對來自物理層的未經加工的原始位流進行處理 ， 按規定的格式構成本層的資料傳送單元 ——— 幀（frame） ，並在相鄰兩個節點間的鏈路上進行無差錯的傳送 ， 即通過校正 、確認和重發等手段將原始的不可靠的物理串連改為無差錯的資料鏈路 。 本層要完成鏈路的建立 、維護和釋放 ， 資料的封裝與拆裝 ，幀同步 ，差錯控制和資料流控制 。 對共用通道網路 ， 本層還應具有解決爭用通道的機制。

• 網路層 本層的資料傳送單位是分組或包（packet ） 。 通過對通訊子網的運行實施控制 ， 依靠直接選取演算法 ， 以使分組從源端選擇一條最佳的路徑傳到目的端 。 本層要解決分組在傳輸中可能遇到的擁塞 ，當需要跨越多個通訊子網時 ，還要解決網際互聯的問題 。

• 傳輸層 也稱為傳送層 、運輸層或轉送層等 。 本層資訊的傳送單位是報文（message） ， 本層及以上高層的各對等層協議是端到端（end-to-end）的 ，也就是主機到主機的 ， 不涉及通訊子網內部的通訊細節 。 它是面向通訊處理的低層與面向資料處理的高層間的軟體介面 。 主要功能有本次串連的建立 、維護和釋放 ， 端 － 端順序 、流量和差錯控制 ， 多工（multiplexing ）與分流（splitting ）以及端 － 端的可靠 、透明資料轉送 。

• 會話層 也稱為會晤層或對話層 。 本層及以上的高層中 ， 資料傳送的單位都沒有額外取名字 ， 一般都稱為報文 。 本層的目的是為表示／應用實體組織合作和同步它們間的對話 ， 以及為管理它們間的資料交換提供必要的手段 ，如允許對話是全雙工系統的或半雙工的 。 當允許對話為半雙工時 ， 本層通過提供一種資料權標來控制哪一方有權發送資料 。

• 展示層 本層處理兩個應用實體 AE（application entity ）之間進行資料交換的文法（syntax）變換 ， 涉及抽象文法 、傳送文法等概念 ， 解決資料交換中存在的資料結構不一致問題以及對資料的不同編碼進行轉換 。 同時為節省經費 ， 常常要儘可能減少實際傳輸的位元數 ， 故本層提供了資料壓縮的功能 。 為防止惡意的竊聽和篡改 ，本層又提供了資料加密功能 。

• 應用程式層 它是 OSI／RM 中的最高層 ， 為使用者進程提供了訪問 OSI 環境的手段 ， 負責應用管理 、使用者資訊的語義表示和執行應用程式等 。

TCP/IP體繫結構

Internet 是基於 TCP／IP 協議的。TCP／IP 是一組協議 ，因為 TCP 和 IP 是眾所周知的兩個協議 ，所以整個協議族就叫 TCP／IP ，下面就整個 TCP／IP 的體繫結構做簡單介紹 。

TCP／IP 的體繫結構模型 ， 是一個四層模型 ， 具體分為應用程式層 、傳輸層（TCP） 、網路互聯層（IP）及網路介面層 。

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• 應用程式層 ——— 此層為最高層 ， 提供了若干應用程式供使用者調用 。 應用程式利用傳輸層服務 ， 發送或接收資料 。 資料形式可以是一串報文 ， 也可看成是一種位元組流 。

• 傳輸層 ——— 該層的根本任務是提供可靠的端到端通訊。該層保證傳輸可靠 、不亂序 ，並進行流控 。為此，接收就具有確認和請求重發功能 。 傳輸層把資料分成報文分組 ， 傳給下一層 。

• 網路互聯層 ——— 本層把 TCP 交來的報文分組封裝成 IP 資料報 ， 加上 IP 前序 ，使用路由演算法 ， 確定是把此資料報直接送交到主機還是發給下一個網關 。 該層把資料報交給網路介面層發送出去 。

• 網路介面層 ——— 該層是互連網絡軟體的最低層 。 它負責接收從 IP 發來的資料報 ，
  並把這資料報送到指定的網路上 。

還有很多相關知識就不一一列舉了，電腦網路是實際就是電腦網路+協議+服務+思想。

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