第1章 计算机网络技术

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1、第1章计算机网络技术1.1OSI参考模型和TCP/IP协议1.2计算机网络分类1.3局域网技术1.4广域网技术1.5无线局域网技术1.6虚拟专用网技术小结习题与思考1.1OSI参考模型和TCP/IP协议1.1.1OSI参考模型ISO提出OSI参考模型的目的，就是要使在各种终端设备之间、计算机之间、网络之间、操作系统进程之间以及用户之间互相交换信息的过程中，能够逐步实现标准化。采用这种分层的模型能够将复杂的网络划分成简单的独立组成部分，这样便能够定义标准的接口。OSI参考模型由七层组成，从最底层到最高层依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层

2、，如图1.1所示。图1.1OSI/RM和对应的数据流层关系物理层的协议可以分为LAN和WAN两种，常见的LAN物理层协议有IEEE802.3、令牌环、FDDI等；而WAN协议主要有EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、V.35等。2．数据链路层(DataLinkLayer)数据链路层负责在两个相邻节点间的链路上无差错地传送数据(传输单位为帧)，并提供有关目的地址和如何处理的信息。该层的主要网络设备为网桥和第二层交换机。IEEE将数据链路层分为两个子层：(1)介质访问控制(MAC)子层(IEEE802.3)：该子层负责指定如何通过物理线路进行传输，并定义与物

3、理层通信。它定义了诸如物理编址、网络拓扑、线路规范、错误通知、流量控制等功能。(2)逻辑链路控制(LLC)子层(IEEE802.2)：该子层负责识别协议类型，并对数据进行封装以便通过网络进行传输，具有帧发送及接收、帧序列控制和流量控制等功能。3．网络层(NetworkLayer)网络层独立于数据链路层，可用于连接位于不同物理介质上的设备，这是通过网络的逻辑编址来完成的。这种逻辑编址诸如IP、IPX等。网络层可完成异种网络之间的互联，实现路径选择功能，支持LAN和WAN组建的各种物理标准。4．传输层(TransportLayer)传输层是通信子网和高层之间的接口层，其

4、任务是根据通信子网的特性，最佳地利用网络资源，并以可靠而经济的方式，为两个端系统(也就是源终端和目的终端的传输层之间)的会话层之间提供建立、维护和取消传输连接的功能，传输层协议负责可靠或不可靠地传输数据。在这一层，信息的传送单位是报文。该层主要采用TCP、UDP和SPX等传输协议。5．会话层(SessionLayer)会话层也可以称为会晤层。会话层不参与具体的传输，但是它提供包括访问验证和会话管理在内的建立、组织和协调实体之间通信的机制。比如，数据库服务器和用户登录之间形成的会话。6．表示层(PresentationLayer)表示层主要提供具体的数据格式编码和转换

5、问题，可完成视频、图像的公用压缩编码格式转换以及对应用层数据的公用加密、公用解密等任务。7．应用层(ApplicationLayer)应用层是OSI/RM的最高层，是用户和应用程序与网络访问协议之间的接口。该层可完成HTTP、POP和SMTP等服务。从图1.1中可以得到，下四层形成了数据流层，并规定为终端之间如何建立连接以及交换数据；上三层负责规定如何通过物理线路传输，经由网络互联设备到达目的终端，并最终到达应用程序。1.1.2TCP/IP体系结构TCP/IP体系已成为Internet的主流，局域网、城域网几乎都采用了兼容性强的TCP/IP体系。与OSI/RM不同，

6、OSI/RM在解释互联网络通信机制上有更强的能力，TCP/IP模型更侧重于互联设备间的数据传送，而不是严格的功能层次划分，但是现今TCP/IP已经在互联网络中担当了一个重要的角色，成为了市场的标准。TCP/IP协议是一个总称，它代表了一个协议集，其中典型的协议就是TCP和IP协议。TCP/IP协议体系结构与OSI/RM之间的对比如图1.2所示。图1.2TCP/IP与OSI/RM对比图由图1.2可知TCP/IP体系结构共有四个层次，每层具体任务和功能描述如下。1．应用层(ApplicationLayer)应用层对应OSI/RM中的上三层，负责处理用户界面、数据格式化和

7、应用程序访问。当前应用层的Web应用服务的应用最为广泛，主要采用HTTP协议完成应用层之间的通信。2．传输层(TransportLayer)传输层与OSI/RM中的传输层实现的功能相似，负责上层的数据封装，实现数据传递。该层的主要协议有传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。TCP协议是一种面向连接的可靠传输协议，实现了三次握手机制；而UDP协议是一种无连接的不可靠传输协议。TCP和UDP协议与上层进行数据交换的时候，需要借助服务端口来判别与应用层中的哪种服务进行通信。3．网络互联层(NetworkLayer)网络互联层与OSI/RM中的网络层具有相似