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第 1 章 计算机网络的基本概念

第 1 章 计算机网络的基本概念

一 计算机网络的基本概念

1. 计算机网络的定义

利用通信线路将具有独立功能的

计算机连接起来而形成的计算机

集合，计算机间可以借助通信线

路传递信息，共享软件、硬件和

数据等资源。

2. 计算机网络的特点

(1) 计算机网络建立在通信网络的基础之上

(2) 建立计算机网络的目的

资源共享

在线通信

3. 计算机网络应用举例

（ 1 ）共享打印机等各种硬件设备

（ 2 ）共享数据资源

（ 3 ）共享应用程序

4. 计算机网络分类

（ 1 ）广域网（ WAN ） 覆盖的地理范围：几十千米到几千千米，通常利用公

用网络进行组建。（ 2 ）城域网（ MAN ）

覆盖的地理范围：几十千米之内。（ 3 ）局域网（ LAN ）

覆盖的地理范围：有限范围（如实验室内、大楼内、校园内）；

分为共享式局域网与交换式局域网。

二 协议的基本概念

1. 计算机网络中存在有多种协议

2. 协议之间的相互作用

为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理

过的通信问题 ; 协议之间可以共享数据和信息 .

3. 协议的组成 网络协议为网络数据交换而制定的规则、约定与标准称为网络

协议。 通信协议代表着标准化，规定了计算机信息交换中消息格式和意

义的协定，是通信双方都必须遵循的一系列规则。 协议有三个要素，即：

（ 1 ）语义（ Semantics ）：“讲什么”；控制信息的内容，需要做出的动作及响应；

（ 2 ）语法（ Syntax ）： “怎么讲”；数据与控制信息的格式、数据编码等；

（ 3 ）时序（ Timing ）： “序速控”；事件先后顺序和速度匹配。

4. 常见的几种协议

（ 1 ） IPX/SPX 是基于施乐的 XEROX’S Network System （ XNS ）协议，而 SPX 是基于施乐的XEROX’S SPP （ Sequenced Packet Protocol ：顺序包协议）协议，它们都是由 novell 公司开发出来应用于局域网的一种高速协议。

它和 TCP/IP 的一个显著不同就是它不使用 ip 地址，而是使用网卡的物理地址即（ MAC ）地址。

在实际使用中，它基本不需要什么设置，装上就可以使用了。由于其在网络普及初期发挥了巨大的作用，所以得到了很多厂商的支持，包括 Microsoft 等，到现在很多软件和硬件也均支持这种协议。

（ 2 ） NetBEUI 即 NetBios Enhanced User Interface ，或 NetBios 增强用户接口。它是NetBIOS 协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如 Windows for Workgroup 、 Win 9x 系列、 Windows NT 等。

NETBEUI 协议在许多情形下很有用，是 WIN98 之前的操作系统的缺省协议。总之 NetBEUI 协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。

所以建议除了 TCP/IP 协议之外，局域网的计算机最好也安上 NetBEUI 协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了 TCP/IP 协议的 WIN98 机器要想加入到WINNT 域，也必须安装 NetBEUI 协议。

5. 网络的层次结构

（ 1 ）层次划分的目的

将网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。

（ 2 ）层次划分的原则

层内功能内聚

层间耦合松散

（ 3 ）层次结构的优越性① 各层之间相互独立② 灵活性好③ 每层都可以采用最合适的实现技术④ 易于实现和维护⑤ 有利于网络标准化

总结：为了简化网络设计的复杂性，通信协议采用分层的结构，各层协议之间既相互独立又相互高效的协调工作。

6. 网络分层实施 就是将网络节点所要完成的数据的发送或转发、打包或拆

包 ,控制信息的加载或拆出等工作，分别由不同的硬件和软件模块去完成。 这样可以将往来通信和网络互连这一复杂的问题变得较为简单。 OSI （ Open System Interconnection ）将网络分为七层，即物理层 ( Phisical ) 、数据链路层(Data Link) 、网络层 (Network) 、传送层(Transport) 、对话层 (Session) 、表示层(Presentation) 和应用层 (Application) 。

ISO/OSI 参考模型以及 TCP/IP 体系结构

三 计算机网络的体系结构

（一） ISO/OSI 参考模型

1.OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型

2.OSI参考模型定义的主要内容：

（ 1 ）信息在网络中的传输过程

（ 2 ）各层的功能和架构

3.OSI参考模型是网络设计的蓝图，并非指一个现实的网络

4.ISO/OSI 的 7 层参考模型

5. OSI 参考模型的基本思想

网络中各节点具有相同的层次不同节点的同等层具有相同的功能同一节点内相邻层之间通过接口通信每一层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信

（二） OSI 各层的主要功能

物理层（ physical layer ）数据链路层（ data link layer ）网络层（ network layer ）传输层（ transport layer ）会话层（ session layer ）表示层（ presentation layer ）应用层（ application layer ）

1. 直接通信与虚通信

2. 网络中数据的封装与解封

生活中信件的封装、传递与解封

3. 完整的 OSI 数据传递与流动过程

（三） TCP/IP 体系结构

1.TCP/IP 协议是工业标准或“事实标准”

2.TCP/IP 协议的主要特点

开放的协议标准，可以免费使用

可运行于局域网、广域网和互联网中

统一的网络地址分配方案

标准化的高层协议

3. TCP/IP 分层体系结构

4. TCP/IP 体系结构与 OSI 参考模型的对应关系

5. TCP/IP 体系结构中各层的功能

网络接口层（ network interface layer ）

互联层（ internet layer ）

传输层（ transport layer ）

应用层（ application layer ）

6. TCP/IP 协议栈

7. OSI 与 TCP 的简单比较

1. 共同点层次化的结构

2.OSI 的主要问题定义复杂实现困难有些功能在每一层重复出现效率低下

3.TCP/IP 的主要问题网络接口层并不是实际的一层各层的功能定义与实现方法没能区分开来等

OSI 与 TCP模型对比（一）层数不一样？

显而易见的差异是两种模型的层数不一样， OSI模型有七 层，而 TCP/IP模型只有四层。两者都有网络层、传输层和应用层，但其它层是不同的。在 OSI 的七层中，数据链路层不是 TCP/IP 协议的一部分，但它是 TCP/IP赖以生存的各种通信网络和 TCP/IP 之间接口。这些通信网包括各种局域网，如以太网、令牌网等，以及多种广域网，如 ARPAnet 、MILNET 和 X.25 公用数据网等。而 IP层内里提供了专门的功能，解决了与各种物理地址的转换。

OSI 与 TCP 模型对比（二）服务、接口区分？

TCP/IP参考模型并不十分清晰的区分服务、接口这些概念。想比 TCP/IP参考模型， OSI模型中

的协议具有更好的隐蔽性并更容易被替换。

OSI 与 TCP 模型对比（三）协议、模型的先后顺序？

OSI 参考模型是先于其协议设计的。这意味着OSI 参考模型不是基于某个特定的协议集而设计的，因而它更具有通用性。但另一方面，也意味着OSI 模型的协议实现方面存在某些不足。而 TCP/IP参考模型恰好相反。先有协议，模型只是现有协议的描述，因而协议与模型非常吻合。但 TCP/IP 参考模型缺乏通用性，不适合描述其它协议栈。

OSI 与 TCP 模型对比（四）服务类型？

在服务类型方面， OSI参考模型的网络层提供面向连接与无连接两种服务，而传输层只提供面向连接服务。 TCP/IP参考模型在网络层只提供无连接服务，但在传输层提供两种服务。

OSI 与 TCP 模型对比（五）流行程度？

使用 OSI模型（去掉会话层和表示层）可以很好

的讨论计算机网络，但是由于各种原因， OSI 协议并未流行。 TCP/IP模型正好相反，其模型本身并

不存在，只是对现存协议的一个归纳和总结，但TCP/IP 协议却被广泛应用。

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