網際網路基礎知識 在校總結版

2021-09-22 21:41:53 字數 4590 閱讀 2177

(最近翻看在學校時總結的東西,發現了這篇文章,與大家分享。)

本文首先介紹網際網路的標準化,接著介紹網際網路的分層模型,然後介紹了網際網路的分類,最後對網際網路的組成進行了詳細的說明。

「沒有規矩,不成方圓」,統一的標準對乙個行業的發展起著至關重要的作用。如果乙個行業缺乏標準,那麼技術的發展就會處於比較混亂的狀態,該行業的各大廠商就會盲目自由競爭,最終給使用者帶來很大的不便。標準的制定又是乙個很複雜的問題,標準制定得過早或過遲都會對技術的發展產生不良的影響。

乙個叫做網際網路協會(internetsociety,isoc)的國際性組織負責對網際網路進行全面管理,其下有乙個叫做網際網路體系結構委員會(internetarchitecture board,iab)的技術組織負責管理網際網路有關協議的開發。iab下面又設有兩個工程部:網際網路工程部ietf(internet engineering task force)和網際網路研究部irtf(internet research task force),其中,ietf主要的工作是協議的開發和標準化,irtf主要的工作是進行理論方面研究和開發一些需要長期考慮的問題。

制訂網際網路的正式標準要經過以下四個階段:

(1)網際網路草案(internet draft)。

(2)建議標準(proposed standard)。

(3)草案標準(draft standard)。

(4)網際網路標準(internet standard)。

網際網路草案的有效期只有六個月,只有到了建議標準階段才以rfc文件的形式發表。

作為乙個徹底改變人類生活的發明,網際網路必然存在特殊之處。為了讓網際網路能夠穩定且高效地工作,在設計它的時候,前輩們富有遠見地提出了「分層」的思想。「分層」即是要讓複雜的問題簡單化,大家各司其職,協同操作來完成一項任務。

在網際網路的發展史上,存在著兩種分層模型:國際標準化組織(iso)制定的開放系統互連參考模型(open system interconnection reference model,osi/rm)和tcp/ip參考模型。

(1)osi參考模型

osi參考模型是乙個開放式的計算機網路的層次結構模型,共分為七層。它是由iso在2023年提出的,並在2023年成為了正式的國際標準。該模型的具體層次結構如圖1所示。

圖1 osi參考模型

從圖1可以看出,osi參考模型從上到下包括了應用層、表示層、會話層、運輸層、網路層、資料鏈路層和物理層這七個層次。下面簡單地介紹一下各層的主要功能。

2) 表示層(presentation layer):在網路需要的格式和計算機可處理的格式之間進行資料翻譯。

3) 會話層(session layer):組織和同步不同主機上各種程序間的通訊,負責在兩個實體之間進行對話連線的建立和拆除。

4) 運輸層(transport layer):通過對資料單元錯誤、資料單元次序和流量控制等問題的處理為使用者提供可靠的服務。

5) 網路層(network layer):使用適當的方法為資料選路,建立邏輯鏈路進行分組傳輸,以實現網路互連。

6) 資料鏈路層(data link layer):實現相鄰節點間的可靠通訊。

7) 物理層(physical layer):定義了建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能和規程特性,以在物理介質上傳輸原始的資料位元流。

(2)tcp/ip參考模型

tcp/ip(transfer control protocol/internet protocol,傳輸控制協議/網際協議)參考模型共分為四層。該模型的具體層次結構如圖2所示。

圖2 tcp/ip參考模型

從圖2可以看出,tcp/ip參考模型從上到下包括了應用層、運輸層、網際層和網路介面層這四個層次。下面簡單地介紹一下各層的主要功能。

2) 運輸層(transport layer):負責傳輸資料,並且確定資料已被送達並接收。

3) 網際層(internet layer):負責資料的**和路由,保證資料報到達目的主機。

4) 網路介面層(network inte***ce layer):負責對實際的網路**進行管理。

(3)osi參考模型和tcp/ip參考模型的比較

從圖2.1和圖2.2的對比中可以看出,osi參考模型的層次結構比tcp/ip參考模型的層次結構更全面和複雜。osi試圖追求完美,只要全世界所有的計算機網路都遵循這個統一的標準,那麼所有的計算機都能夠很方便地進行資料的交換。但願望是美好的,現實是殘酷的,tcp/ip已經成為了事實上的國際標準,因為它是從實踐中逐漸發展起來的。現在,不僅在國際網際網路internet中,而且在區域網中也開始應用tcp/ip。

從osi和tcp/ip的發展歷程和結果可以看出,乙個標準要想被世人所接受,僅僅依靠在技術水平上的先進性是遠遠不夠的,還必須要考慮市場背景。

網際網路的分類方式有很多種,我們可以根據網路的覆蓋範圍、交換方式、網路拓撲結構、不同使用者等進行分類。

(1)不同覆蓋範圍的網路

根據覆蓋範圍的大小,我們可以將網際網路分為三類:區域網lan(local area network)、都會網路man(metropolitan area network)和廣域網wan(wide area network)。

1)區域網

區域網用於將有限範圍內(如1km左右)的各種計算機、終端與外部裝置連線成網。區域網按照採用的技術、應用範圍和協議標準的不同可以分為共享區域網與交換區域網。現在區域網已經被廣泛地使用,乙個學校或企業大都擁有許多個互連的區域網。

2)都會網路

都會網路地理範圍可從幾十公里到上百公里,可覆蓋乙個城市或地區。它主要分布在乙個城市內,是一種中等形式的網路。目前許多都會網路採用的是乙太網技術。

3)廣域網

廣域網也稱為遠端網,其所覆蓋的地理範圍從幾十公里到幾千公里。廣域網覆蓋乙個國家、地區,或橫跨幾個洲,形成國際性的遠端網路。它將分布在不同地區的計算機系統互連起來,達到資源共享的目的。

(2)不同交換方式的網路

根據交換方式的不同,我們可以將網際網路分為三類:電路交換網、報文交換網和分組交換網。

1)電路交換網

2)報文交換網

這是一種數位化網路。當通訊開始時,源端發出的乙個資料報文被儲存在交換器裡,交換器根據資料報文的目的位址選擇合適的路徑來傳送此報文。

3)分組交換網

該網路採用報文傳輸資料,它將乙個長的報文劃分為許多定長的報文分組,以分組作為資料傳輸的基本單位。此種方式靈活性好且傳輸效率高,因此分組交換網已成為網際網路的主流。

(3)不同拓撲結構的網路

根據拓撲結構的不同,我們可以將網際網路分為五類:星型網、匯流排型網、樹型網、環型網和網狀網。

1)星型網

該類網路是以**結點為中心與各結點連線而組成的,各個結點間不能直接通訊,而是需要經過**結點來進行資料的交換。

2)匯流排型網

該類網路用一條稱為匯流排的**主電纜,將各結點之間以線性方式連線起來。它的特點是安裝比較容易,擴充或刪除乙個結點時不需要讓網路停止工作。

3)樹型網

該類網路是匯流排型結構的擴充套件,它是在匯流排網上加上分支形成的。其傳輸介質可有多條分支,但不形成閉合迴路。它的優點是容易擴充套件,出現的故障也容易分離處理。

4)環型網

該類網路中各結點通過環路介面連在一條首尾相連的閉合環形通訊線路中,環路上任何結點均可以請求傳送資訊。它特別適用於實時控制的區域網系統中。

5)網狀網

該類網路是將多個子網或多個網路連線起來構成的。在乙個子網中,集線器、中繼器將多個裝置連線起來,而橋接器、路由器及閘道器則將各個子網連線起來。

這五類網路的拓撲結構如圖3所示。

圖3 五種不同拓撲結構的網路

(4)不同使用者的網路

根據使用者的不同,我們可以將網際網路分為兩類:公用網(publicnetwork)和專用網(private network)。

1)公用網

該類網路是由電信公司出資建造的大型網路,也可被稱作公眾網。

2)專用網

該類網路是由某個單位為了自己的特殊業務工作的需要而建造的網路,它不向本單位以外的人提供服務。

網際網路在地理上覆蓋了全球,其結構是非常複雜的。但是,從其工作方式上來看,網際網路由兩大部分組成:核心部分和邊緣部分。

(1)核心部分

該部分由大量的網路和連線這些網路的路由器組成,負責網路資料傳輸和**等通訊處理任務。

路由器是網際網路核心部分的乙個重要組成部分,它是一種專用計算機,負責**收到的資料分組包,這也是網路核心部分的最重要的功能。

(2)邊緣部分

該部分由所有連線在網際網路上的主機和終端組成。使用者直接使用這些主機和終端進行通訊和資源共享。

在該部分中使用者之間的通訊分為兩大類:客戶/伺服器(c/s)方式和對等(p2p)方式。

c/s方式描述的是使用者之間服務和被服務的關係,其中,客戶是服務請求方,伺服器是服務提供方。

p2p方式描述的是兩個使用者在通訊時並不區分哪乙個是服務請求方或服務提供方。只要在兩個使用者的主機上都執行了對等連線的軟體,那麼它們就可以進行平等的連線通訊。

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