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网络基础知识网络基础知识 目录目录 网络发展过程网络发展过程 OSI模型介绍模型介绍 网络产品原理分析网络产品原理分析 网络技术概述网络技术概述 网络发展展望网络发展展望网络发展过程网络发展过程 网络起源网络起源 网络（ Network）的雏形来源于冷战时期为了抵抗核攻击的美国军用网络 ARPANET,后来的ARPANET逐渐演变成 TCP/IP标准网络 。 另一个值得关注的就是 IBM公司的 SNA (Systems Network Architecture)网络， SNA网络是世界上第一个计算机互联系统。网络发展过程网络发展过程SNA 网络原理网络原理网络发展过程网络发展过程 1960S:Protocol and Standard 1963年， ASCII（美国信息交换标准码）的制定为计算机之间能够相互对话提供了技术依据。 1973年，施乐公司开发出以太网以及后来的 TCP/IP协议的初始设计的成功为以后网络的快速发展打下良好的基础。网络发展过程网络发展过程1970s and 1980s: Networks 个人电脑（ Personal Computer）的推出改变了传统的网络通讯方式， LAN（ Local Area Networks）实现了对诸如存储设备、打印机等硬件以及内部数据的共享，这种技术的进步给企业带来了生产力和竞争性的全面发展。 在 LAN中应用最为广泛的是 Novell公司开发的 IPX/SPX网络协议和各大公司提供的 Unix操作系统中普遍使用的 TCP/IP通讯协议 。 由于 PC已经具备了对处理器（ Processor）和内存（ Memory）的支持，小型机（ Minicomputer）也在此期间在分布式计算领域得到了应用， DEC公司的 VAX小型机和 DECnet是这个时期的代表。网络发展过程网络发展过程网络发展过程网络发展过程网络发展过程网络发展过程1980s1990s: Internetworks Internetworks能够将各种不同的 LAN,WAN(Wide Area Networks),服务器，应用软件系统以及其它设备组合到一起形成可以提供相互协同工作能力的网络通讯基础设施。 路由器是网络中进行网间连接的关键设备 。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络 Internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了 Internet 的骨架。 路由器的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此， 在园区网、城域网、乃至整个 Internet 研究领域中，路由技术始终处于核心地位 。 路由器之所以在互连网络中处于关键地位，是因为它处于网络层，一方面能够跨越不同的物理网络类型（ ISDN、 ATM、以太网等等），另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位，使网络具有一定的逻辑结构。网络发展过程网络发展过程OSI模型介绍模型介绍 ISO（国际标准化组织）将计算机之间的通信过程划分为 7个层次，通过不同层次间的分工与合作，来完成任意两台机器间的通信。在 OSI参考模型中每一层只与相邻的上下两层交换信息 。OSI模型模型 物理层物理层 物理层（ Physical Layer）关注的是数据流在物理信道上的传输。这一层用来确保数据发送出一个 “1”，在接收端收到的也是 “1”而不是 “0”。这一层详细规定了数据传输过程中的各种电气、机械特性，以及使用的物理传输媒介。OSI模型模型 数据链路层数据链路层 数据链路层将网络层送来的连续的数据流装配成一个个数据帧，然后按顺序发送这些数据帧，以及处理由接收端发送来的确认帧。数据链路层在信道上由于噪音而引起的传送错误，发送方要重新发送那些帧。当接受方速度较慢时，发送方数据链路层还要进行流量控制，降低发送数据的速率。OSI模型模型 网络层网络层 网络层最重要的作用是将数据包从源主机发送到目的主机，网络层所说的两台主机不一定是相邻的，很可能不在一个局域网内，甚至要跨越几个网络。数据包在网上传送的过程中，网络层根据数据包中携带的目的主机地址的不同，为它们选择合适的路径，直到数据包到达目的主机。 当数据包在穿越不兼容的网络时，可能会产生许多问题，比如说地址格式不同，数据包限定的的大小不同，甚至使用的协议不同。这些问题都需要网络层来解决。当数据包要进入不兼容的网络时，对那些不兼容的信息，将进行必要的转换。OSI模型模型IP 分类分类IP地址分类IP地址分为网络地址和主机地址二个部分， A类地址前 8位为网络地址，后 24位为主机地址， B类地址 16位为网络地址，后 16位为主机地址， C类地址前 24位为网络地址，后 8位为主机地址，网络地址范围如下表所示：种类 网络地址范围 A 1.0.0.0 到 126.0.0.0有效 0.0.0.0 和 127.0.0.0保留 B 128.1.0.0到 191.254.0.0有效 128.0.0.0和 191.255.0.0保留 C 192.0.1.0 到 223.255.254.0有效 192.0.0.0和 223.255.255.0保留 D 224.0.0.0到 239.255.255.255用于多点广播 E 240.0.0.0到 255.255.255.254保留 255.255.255.255用于广播 注： 10.0.0.010.255.255.255;172.16.0.0172.31.255.255;192.168.0.0192.168.0.255等地址被 Internet管理组织用来作为内部网络地址分配使用OSI模型模型 传输层传输层 传输层的基本功能为从会话层接收数据，如果需要，将这些数据分成更小的数据单元，并将这些数据单元传送给网络层，确保数据能正确地到达接受信息的主机。OSI模型模型 会话层会话层 会话层，英文是 “Session Layer”，用来实现不同主机上用户间的一次会话。或者是一个用户远程登录进另一个系统，或者在两台主机之间传送一个文件。会话曾允许信息以双向或是单向的方式进行传送。OSI模型模型 表示层表示层 表示层关注着要传送信息的拼写和信息的内涵，一个典型的例子是将要传送的数据转化为一种标准的格式编码，即不同的主机对字符串实行不同的编码方式，如ASCII和 Unicode编码等。为了方便不同使用编码的主机之间的信息交流，必须要将传送的信息转换成双方主机都能理解的表示形式。OSI模型模型 应用层应用层 应用层包括了许多常用的协议，请参考下面的表格信息。应用层解决了两个类型的问题，一是解决不兼容的终端类型问题，另一个是文件传输问题。在不同文件系统上传输文件，必须解决文件名的转换，文本的换行等问题。 OSI七层参考模型仅仅是两台主机间通信行为的一个抽象，体现了一种分层的思想，现实中的网络都可以和 OSI模型中的某几层相对应，因此，理解七层的协议模型有着重要的意义。应用层包括了许多常用的协议，请参考下面的表格信息。应用层解决了两个类型的问题，一是解决不兼容的终端类型问题，另一个是文件传输问题。在不同文件系统上传输文件，必须解决文件名的转换，文本的换行等问题。 OSI七层参考模型仅仅是两台主机间通信行为的一个抽象，体现了一种分层的思想，现实中的网络都可以和OSI模型中的某几层相对应，因此，理解七层的协议模型有着重要的意义。网络产品在模型中的体现网络产品在模型中的体现 不同的连接设备在网络中有不同的作用，原因在于它们处于不同的功能层次。对于网络规划者来说，只有通过所处层次来正确区分网络连接设备，才能进行正确的设备选择。按照功能层次，网络连接设备可分为四类： 1. 物理层：物理层： 中继器（ Repeater）和集线器（ Hub） 。用于连接物理特性相 同的网段，这些网段，只是位置不同而已。 Hub 的端口没有物理和逻辑地址。 2. 逻辑链路层：逻辑链路层： 网桥（ Bridge）和交换机（ Switch） 。用于连接同一逻辑网络中、物理层规范不同的网段，这些网段的拓扑结构和其上的数据帧格式，都可以不同。 Bridge 和 Switch 的端口具有物理地址，但没有逻辑地址。 3. 网络层：网络层： 路由器（ Router） 。用于连接不同的逻辑网络。 Router 的每一个端口都有唯一的物理地址和逻辑地址。 4. 应用层：应用层： 网关（ Gateway） 。用于互连网络上，使用不同协议的应用程序之间的数据通信，目前尚无硬件产品。如 SMTP/X.400 电子邮件网关。 物理层产品物理层产品 中继器中继器链路层产品 交换机网络层产品 路由器上四层 应用网关产品网络连接技术 DDN即数字数据网（ Digital Data Network） ，是由光纤等组成的传输数据的网络，用于满足用户实现计算机局域网的远程互联和 Internet接入等需求。 它的特点是传输质量高、应用灵活多样。 DDN的主要业务是 向用户提供中高速率、高质量、高可靠性的点到点和点到多点数字专用电路 。 在专用电路的基础上在专用电路的基础上 ， DDN通过引入帧中继服务模块，还 可以提供帧中继业务 ，通过引入话音服务模块提供压缩 话音及传真业务 。网络连接技术 DSL即数字用户环路（ Digital Subscriber Loop） 。它通过两对双绞线实现端到端的全数字化传输。 DSL利用两个信道传输信息利用两个信道传输信息 。一个是 上行信道 ，把数据从用户端传输到电信运营商；另一个是 下行信道 ，把数据从电信运营商传输到用户。 DSL服务有许多形式，目前常见的有服务有许多形式，目前常见的有 ADSL和和 HDSL。非对称数字用户环路 ADSL的上行信道的带宽为1.5Mbps，下行信道的带宽为 8Mbps。 高速数字用户环路 HDSL的上行信道和下行信道的带宽一样，均为2Mbps。网络连接技术 帧中继（帧中继（ Frame Relay,FR） 是在分组交换网（ x.25）的基础上发展起来的 。它也是一个公共分组交换网的协议，通过帧中继网络，可以实现计算机局域网的远程互联。 由于网络的线路质量有很大的提高，所以帧中继只进行非常少的差错检测工作，因此和 X.25比较， 帧中继网络的数据传输速率帧中继网络的数据传输速率 和其他性能都有 明显提高 。 用户在向网络服务提供商 申请帧中继服务时，有一个非常重要的申请帧中继服务时，有一个非常重要的指标是指标是 约定信息速率（ Committed Information Rate， CIR） 。 CIR是指在一段时间内，如一天 24小时或一星期 7天内，网络服务提供商可以保证用户从帧中继网络所获得的最低带宽。 约定信息速率将不会以任何方式来约束用户的物理连接速度。因此，一个用户也许有 1.544Mbps的物理连接带宽，但是只有64Kbps的 CIR。用户通过估计正常的网络通信量选定适当的 CIR值。帧中继服务的带宽范围为 56Kbps1.544MbPS。广域网连接技术广域网连接技术 Cable Modem即电缆调制解调器即电缆调制解调器 ， 是基于有限电视网（ CATV）的混合光缆 /同轴电缆（ HFC）基础设施的网络接入技术 。 HFC将数字信号调制为正交调幅调相信号，以频分复用方式将话音、数据和 CATV模拟信号复接后以模拟方式在光缆和同轴电缆系统中传输，在接收端解调还原为数字信号。 Cable Modem也分为上行信道和下行信道也分为上行信道和下行信道 ， 上行信道的带宽为2Mbps，下行信道的带宽为 40Mbps。 在 Cable Modem解决方案中，用户共享下行信道。因此当用户数量较多时，每个用户得到的带宽就会降低。广域网连接技术 ISDN即综合业务数字网（即综合业务数字网（ Integrated Service Digital Network)。 ISDN最主要的特点就是最主要的特点就是 ，从一个用户终端到另一个用户终端之间的 传输全部实现数字化，包括用户线路部分在内 。由于 ISDN以数字形式统一处理各种通信业务，包括语音、数据和视频，使用户可以获得数字化的优异性能。 ISDN使用两个信道使用两个信道 ，一