網路共享基礎知識

⑴ [計算機網路之一] 網路基礎知識

  協議就是計算機與計算機之間通過網路實現通信時事先達成的一種 「約定」。這種 「約定」 使那些由不同的廠商、不同的 CPU 以及不同的操作系統組成的計算機之間，只要遵循相同的協議就能夠實現通信。

  TCP/IP、AppleTalk（僅限蘋果計算機使用）、SNA（IBM）、DECnet（DEC）、IPX/SPX（Novell）

  分組交換是指將大數據分割為一個個叫做包的較小單位進行傳輸的方法。

   ISO （International Organization for Stardards，國際標准化組織）制定了國際標准 OSI （Open System Interconnection，開放系統互聯參考模型），但是沒有得到普及，反而是隨 Apanet 而生的 TCP/IP 協議在大學研究機構和計算機行業的推動下成為實際的業界標准。

  每個分層都接收由它下一層所提供的特定服務，並且負責為自己的上一層提供特定服務。上下層之間進行交互所遵循的約定叫做 「介面」 ，同一層之間交互所遵循的約定叫做 「協議」 。

  協議分層參考了計算機軟體中的模塊化開發。

  單播、廣播、多播、任播。

  一個地址必須明確地表示一個主體對象，在同一個通信網路中不允許有兩個相同地址的通信主體存在。

  有層次性的地址方便高效地找到通訊目標（eg: 快遞地址國家、省市區）

  MAC地址有唯一性但沒有層次性。

  乙太網、無線、幀中繼、ATM、FDDI、ISDN。

  NIC（Network Interface Card，網路介面卡），計算機必須有網卡才能接入網路。

  物理層面上延長網路的設備。將電纜傳遞過來的光電信號經過波形調整和放大之後傳遞給另一個電纜。

集線器 ：提供多個埠的中繼器。

  數據鏈路層面連接兩個網路的設備。 不同網路可能採用了不同的數據鏈路，數據傳輸的速率可能完全不一樣 ，網橋會緩存一個網段傳輸到另一個網段的數據幀，再重新生成信號作為全新的幀轉發給另一個網段（這里我理解不同數據鏈路幀的格式不一樣，所以網橋需要緩存數據並轉換位另一個數據鏈路中的幀格式）。

  網橋的其他作用：

① 根據數據幀中的 FCS 檢查數據幀是否已損壞，是則不轉發；

② 自學習MAC設備來自哪些網路，並記錄在地址轉發表中（地址轉發表記錄硬體地址與網路的映射關系）；

③ 過濾功能控制網路流量。

交換集線器 ：每個埠都相當於一個網橋。

  網路層面上連接兩個網路、並對分組報文進行轉發的設備。

應用場景：廣域網加速器、特殊應用訪問加速、防火牆。

  將傳輸層到應用層的數據進行轉發和翻譯的設備。

代理伺服器 ：控制流量和出於安全考慮，客戶端和服務端無需在網路上直接通信，而是從傳輸層到應用層對數據和訪問進行各種控制和處理。

  研發基於分組交換技術的 ARPANET，取代容災性差的中央集中式網路。

  單個網路無法解決所有通信問題，開始研究網路互連技術，出現了 TCP/IP，並首先被 BSD UNIX 採用，隨之被廣泛使用變得流程，所有使用 TCP/IP 協議的計算機都能利用互連網相互通信。

  圍繞大型計算機中心建設計算機網路，即 NSFNET（國家科學基金網），它是一個三級網路，分為主幹網、地區網和校園網。這種三級計算機網路覆蓋了全美主要的大學和研究所，並成為互聯網中的主要組成部分。

  NSFNET 逐漸被商用的互聯網主幹網替代，政府機構不再負責互聯網的運營。用戶接入互聯網需要通過 ISP（Internet Service Provider：互聯網服務提供商）。

   IXP（Internet eXchange Point）互聯網交換點 的作用是允許兩個網路直接相連並交換分組，而不需要再通過第三個網路（如上圖中的主幹 ISP）來轉發分組。

  所有的互聯網標准都是以 RFC 的形式在互聯網上發表的，但並非所有的 RFC 文檔都是互聯網標准。

  制定互聯網的正式標准要經過以下三個階段

（1）互聯網草案

（2）建議標准

（3）互聯網標准

  由所有連接在互聯網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的額，用來進行通信和資源共享。

  由大量網路和連接這些網路的路由器組成。這部分視為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。

① 電路交換的起源

② 電路交換的特點

  在使用信道時，信道兩端的兩個用戶始終佔用端到端的通信資源，線路上真正傳送數據的時間比例很小，傳輸效率很低。

③ 電路交換的步驟

   建立連接 （佔用通信資源）→ 通話 （一直佔用通信資源）→ 釋放連接 （歸還通信資源）

  電報通信採用基於存儲轉發原理的報文交換，整個報文被發送到相鄰結點，存儲下來，再轉發到下一個結點。

① 分組交換的特點

  把一個完整的報文劃分為一個個分組，每個分組傳送到相鄰結點後，存在下來查找轉發表，在轉發到下一個結點。

② 分組交換的優缺點

優點：每個分組可以經過不同的路由，使得有更好的可靠性，也能充分利用網路性能。

缺點：分組控制信息有一定開銷，路由器存儲轉發時需要排隊導致產生時延，無法確保通信時端到端所需的寬頻。

① 廣域網 WAN（Wide Area Network） 廣域網的作用范圍通常為幾十到幾千公里，是互聯網的核心，其任務是通過長距離運送主機鎖發送的數據。連接廣域網各結點交換機的鏈路一般都是高速鏈路，具有較大的通信量。

② 城域網 MAN（Metropolotan Area Network） 城域網的作用范圍一般是一個城市，作用距離約為 5 ~ 50 km。可以為一個或幾個單位所用歐，也可以是一種公用設置，用來將多個區域網進行互聯。目前很多城域網採用的是乙太網技術。

③ 區域網 LAN（Local Area Network） 區域網一般用微型計算機或工作站通過高速通信鏈路相連（速率通常在 10 Mbit/s 以上），但地理上則局限在較小的范圍（如 1 km 左右）。在區域網發展的初期，一個學校或工廠往往只擁有有個區域網，但現在區域網已非常廣泛地使用，學校或企業大都擁有多個互連的區域網（這樣的網路常稱為 校園網 或 企業網 ）。

④ 個人區域網 PAN（Personal Area Network） 個人區域網就是在個人工作的地方把屬於個人使用的電子設備用無線技術連接起來的網路，因此也常稱為 無線個人區域網 WPAN（Wireless PAN） ，其范圍很小，大約在 10 m 左右。

① 公用網（pulic network） 電信公司出資建造的大型網路。

② 專用網（private network） 某個部門為滿足本單位的特殊業務工作的需要而建造的網路。這種網路不向本單位以外的人提供服務，例如，軍隊、鐵路、銀行、電力等系統均有本系統的專用網。

   接入網（Access Network） ，又稱為本地接入網或居民接入網。

  數據的傳輸速率，也稱為數據率或比特率，單位為 bit/s（比特每秒）（或 b/s，有時也寫為 bps，即 bit per second）。

  1 kbit/s = 1 × 10³ bit/s，1 Mbit/s = 1 × 10^6 bit/s，1 Gbit/s = 1 × 10^9 bit/s，1 Tbit/s = 1 × 10^12 bit/s

  吞吐量表示在單位時間內通過某個網路的實際的數據量，單位同速率帶寬。

  時延是指數據從網路的一端傳送到另一端所需的時間，網路時延由幾個部分組成：

               網路總時延 = 發送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延

[誤區] 光纖的傳播速率實際上比銅線要慢，但是光纖的帶寬卻比普通的雙絞線要快，這是因為光信號的抗干擾性強，並且可以通過波分復用的信道復用技術，達到一路光纖傳輸多路信號的效果。

  時延帶寬積表示信道中可以容納多少比特。

  在計算機網路中，往返時間 RTT（Round-Trip Time）是一個重要的性能指標，因為在許多情況下，互聯網上的信息不僅僅單方向傳輸而是雙向交互的。

  使用衛星通信時，發送時延很短，主要消耗在來回傳播時延上，即往返時間相對較長。

  利用率有信道利用率和網路利用率兩種。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）。完全空閑的信道的利用率為零。網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值。

  D0 表示網路空閑時的時延，D 表示網路當前的時延，U 表示利用率，則

  U = 1 - D0/D，變形一下，有

  信道利用率不是越高越好，因為信道利用率增大時，網路時延也會增加，因為排隊時延增大。所以當 U 趨於 1 時，D 會趨於無限大，所以 信道或網路的利用率過高會產生非常大的時延 。

  費用、質量、標准化、可靠性、可擴展性和可升級性、易於管理和維護。

① 語法，即數據與控制信息的結構或格式；

② 語義，即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應；

③ 同步，即時間實現順序的詳細說明。

① 各層獨立；

② 靈活性好；

③ 結構上可分割開；

④ 易於實現和維護；

⑤ 能促進標准化工作。

   計算機網路的各層及其協議的集合就是網路的體系結構。

實體 ：表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。

協議 ：協議是水平的，控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。

服務 ：服務是垂直的，下層通過介面向上層提供服務。

服務訪問點 ：SAP（Service Access Point），同一系統中相鄰兩層的實體進行交互的地方。

⑵ 計算機網路基礎知識

計算機網路基礎知識

計算機網路它是這樣定義的：存在著一個能為用戶自動管理的網路操作系統。有它調用完成用戶所調用的資源，而整個網路像一個大的計算機系統一樣，對用戶是透明的。下面是我整理的計算機網路基礎知識，希望大家認真閱讀!

什麼是計算機網路

計算機網路，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網路操作系統，網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

簡單地說，計算機網路就是通過電纜、電話線或無線通訊將兩台以上的計算機互連起來的集合。

計算機網路的發展經歷了面向終端的單級計算機網路、計算機網路對計算機網路和開放式標准化計算機網路三個階段。

計算機網路通俗地講就是由多台計算機(或其它計算機網路設備)通過傳輸介質和軟體物理(或邏輯)連接在一起組成的。總的來說計算機網路的組成基本上包括：計算機、網路操作系統、傳輸介質(可以是有形的，也可以是無形的，如無線網路的傳輸介質就是看不見的電磁波)以及相應的應用軟體四部分。

計算機網路的主要功能

計算機網路的功能要目的是實現計算機之間的資源共享、網路通信和對計算機的集中管理。除此之外還有負荷均衡、分布處理和提高系統安全與可靠性等功能。

1、資源共享

(1)硬體資源:包括各種類型的計算機、大容量存儲設備、計算機外部設備，如彩色列印機、靜電繪圖儀等。

(2)軟體資源:包括各種應用軟體、工具軟體、系統開發所用的支撐軟體、語言處理程序、資料庫管理系統等。

(3)數據資源：包括資料庫文件、資料庫、辦公文檔資料、企業生產報表等。

(4)信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質。通信信道的共享是計算機網路中最重要的`共享資源之一。

2、網路通信

通信通道可以傳輸各種類型的信息,包括數據信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。

3、分布處理

把要處理的任務分散到各個計算機上運行，而不是集中在一台大型計算機上。這樣，不僅可以降低軟體設計的復雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。

4、集中管理

計算機在沒有聯網的條件下，每台計算機都是一個“信息孤島”。在管理這些計算機時，必須分別管理。而計算機聯網後，可以在某個中心位置實現對整個網路的管理。如資料庫情報檢索系統、交通運輸部門的定票系統、軍事指揮系統等。

5、均衡負荷

當網路中某台計算機的任務負荷太重時，通過網路和應用程序的控制和管理，將作業分散到網路中的其它計算機中，由多台計算機共同完成。

計算機網路的特點

1、可靠性

在一個網路系統中，當一台計算機出現故障時，可立即由系統中的另一台計算機來代替其完成所承擔的任務。同樣，當網路的一條鏈路出了故障時可選擇其它的通信鏈路進行連接。

2、高效性

計算機網路系統擺脫了中心計算機控制結構數據傳輸的局限性，並且信息傳遞迅速，系統實時性強。網路系統中各相連的計算機能夠相互傳送數據信息，使相距很遠的用戶之間能夠即時、快速、高效、直接地交換數據。

3、獨立性

網路系統中各相連的計算機是相對獨立的，它們之間的關系是既互相聯系，又相互獨立。

4、擴充性

在計算機網路系統中,人們能夠很方便、靈活地接入新的計算機，從而達到擴充網路系統功能的目的。

5、廉價性

計算機網路使微機用戶也能夠分享到大型機的功能特性,充分體現了網路系統的“群體”優勢，能節省投資和降低成本。

6、分布性

計算機網路能將分布在不同地理位置的計算機進行互連，可將大型、復雜的綜合性問題實行分布式處理。

7、易操作性

對計算機網路用戶而言,掌握網路使用技術比掌握大型機使用技術簡單，實用性也很強。

計算機網路的結構組成

一個完整的計算機網路系統是由網路硬體和網路軟體所組成的。網路硬體是計算機網路系統的物理實現,網路軟體是網路系統中的技術支持。兩者相互作用,共同完成網路功能。

網路硬體：一般指網路的計算機、傳輸介質和網路連接設備等。

網路軟體：一般指網路操作系統、網路通信協議等

網路硬體的組成

1、主計算機

在一般的區域網中，主機通常被稱為伺服器，是為客戶提供各種服務的計算機，因此對其有一定的技術指標要求，特別是主、輔存儲容量及其處理速度要求較高。根據伺服器在網路中所提供的服務不同,可將其劃分為文件伺服器、列印伺服器、通信伺服器、域名伺服器、資料庫伺服器等。

2、網路工作站

除伺服器外，網路上的其餘計算機主要是通過執行應用程序來完成工作任務的，我們把這種計算機稱為網路工作站或網路客戶機，它是網路數據主要的發生場所和使用場所，用戶主要是通過使用工作站來利用網路資源並完成自己作業的。

3、網路終端

是用戶訪問網路的界面，它可以通過主機聯入網內，也可以通過通信控制處理機聯入網內。

4、通信處理機

一方面作為資源子網的主機、終端連接的介面，將主機和終端連入網內;另一方面它又作為通信子網中分組存儲轉發結點，完成分組的接收、校驗、存儲和轉發等功能。

5、通信線路

通信線路(鏈路)是為通信處理機與通信處理機、通信處理機與主機之間提供通信信道。

6、信息變換設備

對信號進行變換，包括：數據機、無線通信接收和發送器、用於光纖通信的編碼解碼器等。

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⑶ 關於網路的基礎知識

網路基礎知識

一.網路的定義及特點
計算機網路，就是把分布在不同地理區域的計算機與專門的外部設備用通信線路互連成一個規模大、功能強的網路系統，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享信息資源。
一般來說，計算機網路可以提供以下一些主要功能：
* 資源共享 網路的出現使資源共享變得很簡單，交流的雙方可以跨越時空的障礙，隨時隨地傳遞信息。

* 信息傳輸與集中處理 數據是通過網路傳遞到伺服器中，由伺服器集中處理後再回送到終端。

* 負載均衡與分布處理 負載均衡同樣是網路的一大特長。舉個典型的例子：一個大型ICP（Internet內容提供商）為了支持更多的用戶訪問他的網站，在全世界多個地方放置了相同內容的WWW伺服器；通過一定技巧使不同地域的用戶看到放置在離他最近的伺服器上的相同頁面，這樣來實現各伺服器的負荷均衡，同時用戶也省了不少冤枉路。

* 綜合信息服務 網路的一大發展趨勢是多維化，即在一套系統上提供集成的信息服務，包括來自政治、經濟、等各方面資源，甚至同時還提供多媒體信息，如圖象、語音、動畫等。在多維化發展的趨勢下，許多網路應用的新形式不斷涌現，如：
① 電子郵件——這應該是大家都得心應手的網路交流方式之一。發郵件時收件人不一定要在網上，但他只要在以後任意時候打開郵箱，都能看到屬於自己的來信。

② 網上交易——就是通過網路做生意。其中有一些是要通過網路直接結算，這就要求網路的安全性要比較高。

③ 視頻點播——這是一項新興的娛樂或學習項目，在智能小區、酒店或學校應用較多。它的形式跟電視選台有些相似，不同的是節目內容是通過網路傳遞的。

④ 聯機會議——也稱視頻會議，顧名思義就是通過網路開會。它與視頻點播的不同在於所有參與者都需主動向外發送圖像，為實現數據、圖像、聲音實時同傳，它對網路的處理速度提出了最高的要求。

以上對網路的功能只是略舉一二，我們將在以後的篇幅中用更詳盡的案例去充實大家對網路的理解。

網路的分類及組成

網路依據什麼劃分，又是如何組成的呢？

計算機網路的類型有很多，而且有不同的分類依據。網路按交換技術可分為：線路交換網、分組交換網；按傳輸技術可分為：廣播網、非廣播多路訪問網、點到點網；按拓樸結構可分為匯流排型、星型、環形、樹形、全網狀和部分網狀網路；按傳輸介質又可分為同軸電纜、雙紐線、光纖或衛星等所連成的網路。這里我們主要講述的是根據網路分布規模來劃分的網路：區域網、城域網、廣域網和網間網。

1． 區域網-LAN(Local Area Network)

將小區域內的各種通信設備互連在一起所形成的網路，覆蓋范圍一般局限在房間、大樓或園區內。區域網的特點是：距離短、延遲小、數據速率高、傳輸可靠。

目前常見的區域網類型包括：乙太網（Ethernet）、令牌環網 （Token Ring）、光纖分布式數據介面（FDDI）、非同步傳輸模式（ATM）等，它們在拓樸結構、傳輸介質、傳輸速率、數據格式等多方面都有許多不同。其中應用最廣泛的當屬乙太網—— 一種匯流排結構的LAN，是目前發展最迅速、也最經濟的區域網。

區域網的常用設備有：

* 網卡（NIC） 插在計算機主板插槽中，負責將用戶要傳遞的數據轉換為網路上其它設備能夠識別的格式，通過網路介質傳輸。它的主要技術參數為帶寬、匯流排方式、電氣介面方式等。

* 集線器（Hub） 是單一匯流排共享式設備，提供很多網路介面，負責將網路中多個計算機連在一起。所謂共享是指集線器所有埠共用一條數據匯流排，因此平均每用戶（埠）傳遞的數據量、速率等受活動用戶（埠）總數量的限制。它的主要性能參數有總帶寬、埠數、智能程度（是否支持網路管理）、擴展性（可否級聯和堆疊）等。

* 交換機（Switch） 也稱交換式集線器。它同樣具備許多介面，提供多個網路節點互連。但它的性能卻較共享集線器大為提高：相當於擁有多條匯流排，使各埠設備能獨立地作數據傳遞而不受其它設備影響，表現在用戶面前即是各埠有獨立、固定的帶寬。此外，交換機還具備集線器欠缺的功能，如數據過濾、網路分段、廣播控制等。

* 線纜 區域網的距離擴展需要通過線纜來實現，不同的區域網有不同連接線纜，如光纖、雙絞線、同軸電纜等。

2． 城域網- MAN(Metropolitan Area Network)

MAN的覆蓋范圍限於一個城市，目前對於市域網少有針對性的技術，一般根據實際情況通過區域網或廣域網來實現。

3． 廣域網-WAN(Wide Area Network)

WAN連接地理范圍較大，常常是一個國家或是一個洲。其目的是為了讓分布較遠的各區域網互連，所以它的結構又分為末端系統（兩端的用戶集合）和通信系統（中間鏈路）兩部分。通信系統是廣域網的關鍵，它主要有以下幾種：

* 公共電話網 即PSTN（Public Swithed Telephone Network），速度9600bps～28.8kbps，經壓縮後最高可達115.2kbps，傳輸介質是普通電話線。它的特點是費用低，易於建立，且分布廣泛。

* 綜合業務數字網 即ISDN（Integrated Service Digital Network），也是一種撥號連接方式。低速介面為128kbps（高速可達2M），它使用ISDN線路或通過電信局在普通電話線上加裝ISDN業務。ISDN為數字傳輸方式，具有連接迅速、傳輸可靠等特點，並支持對方號碼識別。ISDN話費較普通電話略高，但它的雙通道使其能同時支持兩路獨立的應用，是一項對個人或小型辦公室較適合的網路接入方式。

* 專線 即Leased Line，在中國稱為DDN，是一種點到點的連接方式，速度一般選擇64kbps～2.048Mbps。專線的好處是數據傳遞有較好的保障，帶寬恆定；但價格昂貴，而且點到點的結構不夠靈活。

* X.25網 是一種出現較早且依然應用廣泛的廣域網方式，速度為9600bps～64kbps；有 冗餘糾錯功能，可 靠性高，但由此帶來的副效應是速度慢,延遲大；

* 幀中繼 即Frame Relay，是在X.25基礎上發展起來的較新技術，速度一般選擇為64kbps～2.048Mbps。幀中繼的特點是靈活、彈性：可實現一點對 多點的連接，並且在數據量大時可超越約定速率傳送數據，是一種較好的商業用戶連接選擇。

*非同步傳輸模式 即ATM（Asynchronous Transfer Mode），是一種信元交換網路，最大特點的速率高、延遲小、傳輸質量有保障。ATM大多採用光纖作為連接介質，速率可高達上千兆（109bps），但成本也很高。

廣域網與區域網的區別在於：線路通常需要付費。多數企業不可能自己架設線路，而需要租用已有鏈路，故廣域網的大部分花費用在了這里。人們常常考慮如何優化使用帶寬，將「好刀用在刀刃上」。

廣域網常用設備有：
* 路由器（Router） 廣域網通信過程根據地址來尋找到達目的地的路徑，這個過程在廣域網中稱為"路由（Routing）"。路由器負責在各段廣域網和區域網間根據地址建立路由，將數據送到最終目的地。
* 數據機（Modem） 作為末端系統和通信系統之間信號轉換的設備，是廣域網中必不可少的設備之一。分為同步和非同步兩種，分別用來與路由器的同步和非同步串口相連接，同步可用於專線、幀中繼、X.25等，非同步用於PSTN的連接。

4． 網間網

即Internetwork，是一系列區域網和廣域網的組合，因此包含的技術也是現有的區域網和廣域網技術的綜合。Internet便是一個當前最大也最為典型的網間網。

二.協議的定義及意義

如何定義網路協議，它有哪些意義？

協議是對網路中設備以何種方式交換信息的一系列規定的組合，它對信息交換的速率、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等許多參數作出定義。

網路是一個相互聯結的大群體，因此要想加入到這個群體中來，就不能隨心所欲，任由興之所發。就好象一個國家或一個種族擁有自己的語言，大家都必須通曉並憑借這種語言來對話一樣，相互聯結的網路中各個節點也需要擁有共同的「語言」，依據它所定義的規則來控制數據的傳遞，這種語言便是大家經常聽說的 「協議」。協議是對網路中設備以何種方式交換信息的一系列規定的組合，它對信息交換的速率、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等許多參數作出定義。

對網路始入門者來說，紛繁復雜的協議常常讓人頭痛不已—這些協議各起什麼作用？它們之間又有什麼聯系？為什麼有了A協議還需要補充B協議？這些問題搞不清楚，往往成為進一步學習的障礙。其實這個問題應該這樣理解：是先有了各種不同語言的民族，後來隨著社會的發展，才有了不同民族間交流的需求。網路也是這樣，最初人們在小范圍內建立網路，只需要自己作一些簡單的約定，保證這一有限范圍內的用戶遵守就可以了；到後來網路規模越來越大，才考慮到制定更嚴格的規章制度即協議；而為了實現多個不同網路的互聯，又會增加不少新協議作為補充，或成長為統一的新標准。

數據在網路中由源傳輸到目的地，需要一系列的加工處理，為了便於理解，我們這里不妨打個比喻。如果我們把數據比做巧克力：我們可以把加工巧克力的設備作為源，而把消費者的手作為目的來看看會有什麼樣的傳輸過程。巧克力廠通常會為每塊巧克力外邊加上一層包裝，然後還會將若干巧克力裝入一個巧克力盒，再把幾個巧克力盒一起裝入一個外包裝，運輸公司還會把許多箱巧克力裝入一個集裝箱，到達消費者所在的城市後，又會由運輸商、批發商、零售商、消費者打開不同的包裝層。不同層次的包裝、解包裝需要不同的規范和設備，計算機網路也同樣有不同的封裝、傳輸層面，為此國際標准化組織ISO於1978 年提出「開放系統互連參考模型」，即著名的OSI(Open System Interconnection)七層模型，它將是我們後續篇幅中要介紹的內容，這里先不展開論述。 網路的協議就是用作這些不同的網路層的行為規范的。網路在發展過程中形成了很多不同的協議族，每一協議族都在網路的各層對應有相應的協議，其中作為Internet規范的是ICP/IP協議族，這也是我們今天要講的。

TCP/IP協議的定義以及層次、功能
什麼是TCP/IP協議，劃為幾層，各有什麼功能？

TCP/IP協議族包含了很多功能各異的子協議。為此我們也利用上文所述的分層的方式來剖析它的結構。TCP/IP層次模型共分為四層：應用層、傳輸層、網路層、數據鏈路層。

TCP/IP網路協議

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協議/網間網協議)是目前世界上應用最為廣泛的協議，它的流行與Internet的迅猛發展密切相關—TCP/IP最初是為互聯網的原型ARPANET所設計的，目的是提供一整套方便實用、能應用於多種網路上的協議，事實證明TCP/IP做到了這一點，它使網路互聯變得容易起來，並且使越來越多的網路加入其中，成為Internet的事實標准。

* 應用層—應用層是所有用戶所面向的應用程序的統稱。ICP/IP協議族在這一層面有著很多協議來支持不同的應用，許多大家所熟悉的基於Internet的應用的實現就離不開這些協議。如我們進行萬維網（WWW）訪問用到了HTTP協議、文件傳輸用FTP協議、電子郵件發送用SMTP、域名的解析用DNS協議、 遠程登錄用Telnet協議等等，都是屬於TCP/IP應用層的；就用戶而言，看到的是由一個個軟體所構築的大多為圖形化的操作界面，而實際後台運行的便是上述協議。

* 傳輸層—這一層的的功能主要是提供應用程序間的通信，TCP/IP協議族在這一層的協議有TCP和UDP。

* 網路層—是TCP/IP協議族中非常關鍵的一層，主要定義了IP地址格式，從而能夠使得不同應用類型的數據在Internet上通暢地傳輸，IP協議就是一個網路層協議。

* 網路介面層—這是TCP/IP軟體的最低層，負責接收IP數據包並通過網路發送之，或者從網路上接收物理幀，抽出IP數據報，交給IP層。

1．TCP/UDP協議

TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協議屬於傳輸層協議。其中TCP提供IP環境下的數據可靠傳輸，它提供的服務包括數據流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復用。通過面向連接、端到端和可靠的數據包發送。通俗說，它是事先為所發送的數據開辟出連接好的通道，然後再進行數據發送；而UDP則不為IP提供可靠性、流控或差錯恢復功能。一般來說，TCP對應的是可靠性要求高的應用，而UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。TCP支持的應用協議主要有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的應用層協議主要有：NFS（網路文件系統）、SNMP（簡單網路管理協議）、DNS（主域名稱系統）、TFTP（通用文件傳輸協議）等。

IP協議的定義、IP地址的分類及特點

什麼是IP協議，IP地址如何表示，分為幾類，各有什麼特點？

為了便於定址和層次化地構造網路，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業應用中只用到A、B、C三類。

IP協議(Internet Protocol)又稱互聯網協議，是支持網間互連的數據報協議，它與TCP協議（傳輸控制協議）一起構成了TCP/IP協議族的核心。它提供網間連接的完善功能， 包括IP數據報規定互連網路范圍內的IP地址格式。
Internet 上，為了實現連接到互聯網上的結點之間的通信，必須為每個結點（入網的計算機）分配一個地址，並且應當保證這個地址是全網唯一的，這便是IP地址。
目前的IP地址（IPv4：IP第4版本）由32個二進制位表示，每8位二進制數為一個整數，中間由小數點間隔，如159.226.41.98，整個IP地址空間有4組8位二進制數，由表示主機所在的網路的地址（類似部隊的編號）以及主機在該網路中的標識（如同士兵在該部隊的編號）共同組成。

為了便於定址和層次化的構造網路，IP地址被分為A、B、C、D、E五類，商業應用中只用到A、B、C三類。

* A類地址：A類地址的網路標識由第一組8位二進制數表示，網路中的主機標識佔3組8位二進制數，A類地址的特點是網路標識的第一位二進制數取值必須為「0」。不難算出，A類地址允許有126個網段，每個網路大約允許有1670萬台主機，通常分配給擁有大量主機的網路（如主幹網）。

* B類地址：B類地址的網路標識由前兩組8位二進制數表示，網路中的主機標識占兩組8位二進制數，B類地址的特點是網路標識的前兩位二進制數取值必須為「10」。B類地址允許有16384個網段，每個網路允許有65533台主機，適用於結點比較多的網路（如區域網）。

* C類地址：C類地址的網路標識由前3組8位二進制數表示，網路中主機標識佔1組8位二進制數，C類地址的特點是網路標識的前3位二進制數取值必須為「110」。具有C類地址的網路允許有254台主機，適用於結點比較少的網路（如校園網）。

為了便於記憶，通常習慣採用4個十進制數來表示一個IP地址，十進制數之間採用句點「.」予以分隔。這種IP地址的表示方法也被稱為點分十進製法。如以這種方式表示，A類網路的IP地址范圍為1.0.0.1－127.255.255.254；B類網路的IP地址范圍為：128.1.0.1－191.255.255.254；C類網路的IP地址范圍為：192.0.1.1－223.255.255.254。
由於網路地址緊張、主機地址相對過剩，採取子網掩碼的方式來指定網段號。
TCP/IP協議與低層的數據鏈路層和物理層無關，這也是TCP/IP的重要特點。正因為如此 ，它能廣泛地支持由低兩層協議構成的物理網路結構。目前已使用TCP/IP連接成洲際網、全國網與跨地區網。
三.網路發展簡史

是什麼促進了網路的發展？

縱觀近幾十年信息時代的風雲變換，人們可以了解網路的發展是與計算機、尤其是個人電腦（PC）的發展密切相關的。

第一台計算機誕生於1945年，標志著人類自學會使用工具的漫長歲月中，終於擁有了可以替代人類腦力勞動的「工具」；到六、七十年代，進而衍生出計算機互連系統—嚴格說來還算不上真正的網路—它是IBM和Digital的中央處理系統，網路主體是一台或多台大型主機，被隔離在一個相對封閉的機房（那時人們通常稱這種機房為「玻璃屋」），然後由一群身穿白大褂的工作人員小心維護；大多數網路用戶面對的是一台台非智能化的終端，所有對終端的操作都將通過低速鏈路傳遞到主機去進行處理，網路的效率主要由鏈路的速率和主機的性能決定。這樣的網路不是面向大眾的，僅局限於一些專業領域，如：金融行業、研究機構等。對大多數人而言，網路是陌生的、神秘的甚至是虛無縹緲的東西。
直到八十年代PC的出現，才給網路吹來一股清新之風—相對終端而言，PC具備自己的處理引擎（CPU）和文件存貯區域（硬碟），能夠裝載多種應用程序，獨立地完成許多工作，從而將強大的計算能力交到個人手裡；相對大型主機而言，這種輕便的機器內部結構大大簡化，其價格遠低於大型機，並且隨著批量生產和技術的迅速成熟還在不斷下降，使越來越多的用戶能享受到這種智能設備帶來的迅速、方便、功能強大的服務。因此可以說PC的出現首先是滿足了個人用戶信息處理的需要。但與個人信息處理緊密相聯的便是信息的交換，於是聯網的需求應運而生—人們購買網路設備和連線，在自己的辦公室內搭建起區域網，實現本地通訊；為了擴展網路距離，又向提供服務的電話公司租用電話線或其它線路，在城市的各個角落甚至城市之間建立起廣域網；再進一步發展下去，又出現了一類專門的服務行業，可以通過主幹連接將原本隔離的多個網路互聯起來，構成跨越國度的網際網。在這一過程中，Internet（國際互聯網）的蓬勃興起毫無疑問地成為網路技術成長的催化劑。

Internet發展簡史
Internet是如何演變的？

Internet的應用范圍由最早的軍事、國防，擴展到美國國內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。

在科學研究中，經常碰到「種瓜得豆」的事情，Internet的出現也正是如此：它的原型是1969年美國國防部遠景研究規劃局（Advanced Research Projects Agency）為軍事實驗用而建立的網路，名為ARPANET，初期只有四台主機，其設計目標是當網路中的一部分因戰爭原因遭到破 壞時，其餘部分仍能正常運行；80年代初期ARPA和美國國防部通信局研製成功用於異構網路的 TCP/IP協議並投入使用；1986年在美國國會科學基金會（National Science Foundation)的支持下，用高速通信線路把 分布在各地的一些超級計算機連接起來，以NFSNET接替ARPANET；進而又經過十幾年的發展形成Internet。其應用范圍也由最早的軍事、國防，擴展到美國國內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。

90年代初，中國作為第71個國家級網加入Internet，目前，Internet已經在我國開放，通過中國公用互連網路(CHINANET)或中國教育科研計算機網(CERNET)都可與Internet聯通。只要有一台微機，一部數據機和一部國內直撥電話就能夠很方便地享受到Internet的資源；這是Internet逐步"爬"入普通人家的原因之一；原因之二，友好的用戶界面、豐富的信息資源、貼近生活的人情化感受使非專業的家庭用戶既做到應用自如，又能大飽眼福，甚至利用它為自己的工作、學習、生活錦上添花，真正做到"足不出戶，可成就天下事，瀟灑作當代人"。

網路的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中，正因如此，網路的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗—從硬體上、軟體上、所用標准上......，各項技術都需要適時應勢，對應發展，這正是網路迅速走向進步的催化劑。到了今天，Internet能夠負擔如此眾多用戶的參與，說明我們的網路技術已經成長到了相當成熟的地步，用戶自己也能耳聞目睹不斷涌現的新名詞、新概念。但這還不是終結，僅僅是歷史長河的一段新紀元的開始而已。

Internet的應用集錦
Internet可為我們做哪些事？

Internet如此美妙，初入門者不免好奇：它究竟可以為我們做哪些事？總的說來，Internet是一套通過網路來完成有用的通訊任務的應用程序，下面的篇幅將從應用入手，展示Internet的幾項最廣為流行的功能，它包括：電子郵件、WWW、文件傳輸、遠程登 錄、新聞組、信息查詢等。

1．電子郵件(Email)

有了通達全球的Internet後，人們首先想到的是可以利用它來提供個人之間的通信，而且這種通信應能兼具電話的速度和郵政的可靠性等優點。這種思路生根發芽成長起來，最終得到的果實便是Email。通過它，每人都可以有自己的私有信箱，用以儲存已收到但還未來得及閱讀的信件，Email地址包括用戶名加上主機名,並在中間用@符號隔開,如 [email protected] 。
從最初的兩人之間的通信，如今的電子郵件軟體能夠實現更為復雜、多樣的服務,包括：一對多的發信，信件的轉發和回復，在信件中包含聲音、圖像等多媒體信息等；甚至可以做到只要有你的郵件到達，掛在你身上的BP機就嘀嘀作響發出提示；人們還可以象訂購報刊雜志一樣在網上訂購所需的信息，通過電子郵件定期送到自己面前。

2．WWW
World Wide Web(通常被稱為WWW)在中文裡常被譯作「萬維網」，除發音相近外，也體現了其變化萬千的內涵。用戶藉助於一個瀏覽器軟體，在地址欄里輸入所要查看的頁面地址（或域名），就可以連接到該地址所指向的WWW伺服器，從中查找所需的圖文信息。WWW訪問的感覺有些象逛大商場，既可以漫無邊際地徜徉，也可以奔著一個目標前進；但不論如何，當用戶最終獲得想要的內容時，也許已經跨越了千山萬水，故有時我們也稱之為「Web沖浪」。

WWW伺服器所存貯的頁面內容是用HTML語言(Hyper Text Mark-up Language)書寫的，它通過HTTP協議(Hyper Text Transfering Protocol)傳送到用戶處。
3．文件傳輸(FTP)

盡管電子郵件也能傳送文件,但它一般用於簡訊息傳遞。Internet提供了稱作FTP（File Transfer Protocol）的文件傳輸應用程序，使用戶能發送或接收非常大的數據文件：當用戶發出FTP命令，連接到FTP伺服器後，可以輸入命令顯示伺服器存貯的文件目錄，或從某個目錄拷貝文件，通過網路傳遞到自己的計算機中。
FTP伺服器提供了一種驗證用戶許可權的方法（用到用戶名、密碼），限制非授權用戶的訪問。不過,很多系統管理員為了擴大影響,打開了匿名ftp服務設置——匿名ftp允許沒有注冊名或口令的用戶在機器上存取指定的文件，它用到的特殊用戶名為「anonymous」。

4．遠程登錄(Remote Login)

遠程登錄允許用戶從一台機器連接到遠程的另一台機器上,並建立一個交互的登錄連接。登錄後，用戶的每次擊鍵都傳遞到遠程主機，由遠程主機處理後將字元回送到本地的機器中, 看起來彷彿用戶直接在對這台遠程主機操作一樣。遠程登錄通常也要有效的登錄帳號來接受對方主機的認證。常用的登錄程序有TELNET、RLOGIN等。

5．Usenet新聞組

Usenet新聞是Internet上的討論小組或公告牌系統(BBS)。Usenet在一套名為"新聞組"的標題下組織討論，用戶可以閱讀別人發送的新聞或發表自己的文章。新聞組包括數十大類、數千組"新聞"，平均每一組每天都有成百上千條"新聞"公布出來。新聞組的介入方式也非常隨便,你可以在上面高談闊論、問問題，或者只看別人的談論。

上面所列舉的僅是Internet文化長廊中的主要內容，但絕不是全部。Internet永遠是在不斷發展、推陳出新的，這將是我們下一篇的內容——Internet的發展趨勢。

四.Internet發展面臨的問題

Internet的發展正面臨哪些困境？

在上篇中我們講述了Internet的發展簡史和它的方方面面的應用。正是由於Internet的豐富多彩，才會吸引越來越多的人加入其中：對用戶而言，Internet正一步步滲透到我們工作、生活的各個方面，極大地改變了長久以來形成的傳統思維和生活方式；而對Internet而言，用戶的積極參與使得這一全球通行的網路迅速膨脹起來，用戶對它的需求也不斷升級，使Internet的耐受力面臨帶寬的短缺、IP地址資源匱乏等嚴峻考驗。

1．帶寬的短缺

據1995年年中的估計, 有150多個國家和地區的6萬多個網路同Internet聯結, 入網計算機約450萬台, 直接使用Internet的用戶達4000萬人。而到今天，Internet已經開通到全世界大多數國家和地區，幾乎每隔三十分鍾就有一個新的網路連入，主機數量每年翻兩番，用戶數量每月增長百分之十，預計到本世紀末和下世紀初, Internet將連接近億台計算機, 達到以十億計的用戶。而對更遠的將來，人們很難精確估計。不管怎麼說，這些數字已足以說明Internet的危機所在：就好象一根懸掛了很多重物的鋼絲繩，重量增加了，繩子就有斷裂的危險；而用戶在Internet上的游歷實際上要走過很多根這樣的「鋼絲繩」，用戶越多，繩子的負載越重，其中任一根不結實，都會成為瓶頸，導致網路訪問的失敗。因此，「鋼絲繩」的加固—帶寬容量的增加勢在必行，從Internet主幹到分支，直至最終用戶的接入，都出現了許多成熟的或正在發展的鏈路技術來實現這項需求，我們將在後文著重介紹其中用戶最為關心的幾種接入技術。

2． IP地址資源的匱乏

我們曾介紹了IP地址的格式和分類，這里所指的都是現行的IPv4—它是一個32位二進制數，因此總地址容量為232，也即有數億個左右。而按照TCP/IP協議（同很多其它協議一樣）的規定，相互聯接的網路中每一個節點都必須有自己獨一無二的地址來作為標識，那麼很顯然，相對前文日益增長的用戶數，現有IP地址資源已不堪重負，很快將被用光—有預測表明，以目前Internet發展速度計算，所有IPv4地址將在2005～2010年間分配完畢。
解決IP地址缺乏的辦法之一是想辦法延緩資源耗盡

⑷ 計算機網路技術的基礎知識

計算機網路技術的基礎知識

什麼是網路技術?我們將地理位置不同，具有獨立功能的多個計算機系統，通過通信設備和線路互相連接起來，使用功能完整的網路軟體來實現網路資源共享的大系統，稱為計算機網路。下面跟我一起學習了解一些計算機網路技術的基礎知識。

計算機網路是什麼?

這是首先必須解決的一個問題,絕對是核心概念.我們講的計算機網路,其實就是利用通訊設備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統互連起來,以功能完善的網路軟體(即網路通信協議、信息交換方式及網路操作系統等)實現網路中資源共享和信息傳遞的系統。它的功能最主要的表現在兩個方面:一是實現資源共享(包括硬體資源和軟體資源的共享);二是在用戶之間交換信息。計算機網路的作用是:不僅使分散在網路各處的計算機能共享網上的所有資源,並且為用戶提供強有力的通信手段和盡可能完善的服務,從而極大的方便用戶。從網管的角度來講,說白了就是運用技術手段實現網路間的信息傳遞,同時為用戶提供服務。

★計算機網路由哪幾個部分組成?

計算機網路通常由三個部分組成,它們是資源子網、通信子網和通信協議.所謂通信子網就是計算機網路中負責數據通信的部分;資源子網是計算機網路中面向用戶的部分,負責全網路面向應用的數據處理工作;而通信雙方必須共同遵守的規則和約定就稱為通信協議,它的存在與否是計算機網路與一般計算機互連系統的根本區別。所以從這一點上來說,我們應該更能明白計算機網路為什麼是計算機技術和通信技術發展的產物了。

★計算機網路的種類怎麼劃分?

現在最常見的劃分方法是:按計算機網路覆蓋的地理范圍的大小,一般分為廣域網(WAN)和區域網(LAN)(也有的劃分再增加一個城域網(MAN))。顧名思義，所謂廣域網無非就是地理上距離較遠的網路連接形式,例如聞名的Internet網,Chinanet網就是典型的廣域網。而一個區域網的范圍通常不超過10公里,並且經常限於一個單一的建築物或一組相距很近的建築物.Novell網是目前最流行的.計算機區域網。

★計算機網路的體系結構是什麼?

在計算機網路技術中,網路的體系結構指的是通信系統的整體設計,它的目的是為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准.現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(Open SystemInterconnection)的參考模型,它是用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構.你應該注重的是,網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能.而網路體系結構的要害要素恰恰就是協議和拓撲。目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。

★計算機網路的協議是什麼?

剛才說過網路體系結構的要害要素之一就是網路協議。而所謂協議(Protocol)就是對數據格式和計算機之間交換數據時必須遵守的規則的正式描述，它的作用和普通話的作用如出一轍。依據網路的不同通常使用Ethernet(乙太網)、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP協議。Ethernet是匯流排型協議中最常見的網路低層協議,安裝輕易且造價便宜;而NetBEUI可以說是專為小型區域網設計的網路協議。對那些無需跨經路由器與大型主機通信的小型區域網,安裝NetBEUI協議就足夠了,但假如需要路由到另外的區域網,就必須安裝IPX/SPX或TCP/IP協議.前者幾乎成了Novell網的代名詞,而後者就被聞名的Internet網所採用.非凡是TCP/IP(傳輸控制協議/網間協議)就是開放系統互連協議中最早的協議之一,也是目前最完全和應用最廣的協議,能實現各種不同計算機平台之間的連接、交流和通信。

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