数据通信快速入门 I、明白数据通信 用层 应用层 表示层 表示层 会话层了协会话层 层 控制层 网络层 数据链路层 数据链路凨 物理层 匚物理层 ISO/OSI网络分层模型 计算机与计算机之间要相互通信,必须“听”懂对方的“语言”,这种语言 就是网络协议,计算机必须运行相同的协议,才能相互通信。由于网络的种 类繁多,网络协议自然也各式各样,但是大多数网络协议的设计都有一个共 同的特点一协议分层。 协议分层大大简化了网络协议的复杂性,这是各种技术互通性的基础,这实 际也是自顶向下,逐步细化的程序设计方法的很好的应用。网络协议按功能 组织成一系列“层”,每一层建筑在它的下层之上。分成的层数,每一层的 名字、功能、都可以不一样但是每一层的目的都是为上层提供一定的服务, 屏蔽低层的细节。 在七十年代末,国际标准化组织ISO提出了开放系统互连参考模型 ( OSURM),将协议的分层从上到下划分为应用层、表示层、会话层、传输 层、网络层、链路层物理层七层。不过,当今世界上最流行的TCP/P协议 的层次却不是按OSI参考模型来划分的,只跟它有一种大致的对应关系。现 在OSI模型让位于TCPP分层模型,TCP/P分层模型成为事实上的标准 概念层次 层次传递的对象 应用层 报文流 传输层 传输协议分组 网间网层 数据报 网络接 件 TCP/P协议分层模型 在分层模型中,对等是一个很重要的概念,因为只有对等层才能相互通讯, 方在某层上的协议是什么,对方在同一层次上也必须是什么协议。理解了 对等的含义,则很容易把网络互连起来:
应用层 应用层 表示层 表示层 会话层 协 会话层 控制层 控制层 网络层 议 网络层 数据链路层 数据链路层 物理层 物理层 ISO/OSI 网络分层模型 计算机与计算机之间要相互通信 必须 听 懂对方的 语言 这种语言 就是网络协议 计算机必须运行相同的协议 才能相互通信 由于网络的种 类繁多 网络协议自然也各式各样 但是大多数网络协议的设计都有一个共 同的特点——协议分层 协议分层大大简化了网络协议的复杂性 这是各种技术互通性的基础 这实 际也是自顶向下 逐步细化的程序设计方法的很好的应用 网络协议按功能 组织成一系列 层 每一层建筑在它的下层之上 分成的层数 每一层的 名字 功能 都可以不一样 但是每一层的目的都是为上层提供一定的服务 屏蔽低层的细节 在七十年代末 国际标准化组织ISO提出了开放系统互连参考模型 OSI/RM 将协议的分层从上到下划分为应用层 表示层 会话层 传输 层 网络层 链路层 物理层七层 不过 当今世界上最流行的TCP/IP协议 的层次却不是按OSI参考模型来划分的 只跟它有一种大致的对应关系 现 在OSI模型让位于TCP/IP分层模型 TCP/IP分层模型成为事实上的标准 网 络 帧 IP 数 据 报 传输协议分组 报 文 流 硬 件 网 络 接 口 网 间 网 层 传 输 层 应 用 层 概 念 层 次 层次传递的对象 TCP/IP协议分层模型 在分层模型中 对等是一个很重要的概念 因为只有对等层才能相互通讯 一方在某层上的协议是什么 对方在同一层次上也必须是什么协议 理解了 对等的含义 则很容易把网络互连起来 数据通信快速入门 1 明白数据通信 5
数据通信快速入门 I、明白数据通信 ·如果两个网络在物理层就相同,使用中继器可以连起来 如果两个网络物理层不同,链路层相同,使用桥接器可以连起来 ·如果两个网络物理层、链路层都不同,而网络层相同,使用路由器可以 ·如果两个网络协议完全不同,使用协议转换器(网关)也可以互连 现实中的网络没有一种完全符合 ISO/OSI模型的网络,讲 ISO/OSI模型是为了 明晰数据网络设计的思想方法,搞明白了网络分层的概念就知道是在那个层 次谈网络的问题 通常所说的以太网络、令牌环网、FDDI等是从第二层的标准说的,TCP UDP是第四层,IP、IPX是第三层,X,25包含一到三层,DDN是第一层 FR是一到二层,PPP、SLIP则是第二层,搞明白了层次,对数据网络的认识 就入门了。计算机网络的协议非常多,以上列举的是主要的协议,有些协议 要知道是干什么用的即可以,并不在于强调其层次。 下图是TCPP协议簇中最常见的协议,处于最上面的是应用层,通过 SOCKET接口和低层打交道,TCP和UDP位于第四层,用于传输控制,IP是 网络层,它通过ARP(地址解析协议)和RARP(反向地址解析协议)和链 路层的硬件地址建立映射关系 SNMP TELNET FTP S夏TP SOCKET TCP UDP ICMP ARP 网络访问层 TCP/P协议族 分层和协议是数据网络中最重要的概念,分层是一种研究和设计方法,协议 满足了网络互通性的要求,协议的发展也是网络满足新型业务的基础。 13数据网络类型 从传统意义上,数据网络可以划分为局域网(LAN)和广域网(wAN)两个 大的部分,这两个部分的根本区别在于采用了不同的技术,覆盖地域的范围
ü 如果两个网络在物理层就相同 使用中继器可以连起来 ü 如果两个网络物理层不同 链路层相同 使用桥接器可以连起来 ü 如果两个网络物理层 链路层都不同 而网络层相同 使用路由器可以 互连 ü 如果两个网络协议完全不同 使用协议转换器 网关 也可以互连 现实中的网络没有一种完全符合ISO/OSI模型的网络 讲ISO/OSI模型是为了 明晰数据网络设计的思想方法 搞明白了网络分层的概念就知道是在那个层 次谈网络的问题 通常所说的以太网络 令牌环网 FDDI等是从第二层的标准说的 TCP UDP是第四层 IP IPX是第三层 X.25包含一到三层 DDN是第一层 FR是一到二层 PPP SLIP则是第二层 搞明白了层次 对数据网络的认识 就入门了 计算机网络的协议非常多 以上列举的是主要的协议 有些协议 要知道是干什么用的即可以 并不在于强调其层次 下图是TCP/IP协议簇中最常见的协议 处于最上面的是应用层 通过 SOCKET接口和低层打交道 TCP和UDP 位于第四层 用于传输控制 IP是 网络层 它通过ARP 地址解析协议 和RARP 反向地址解析协议 和链 路层的硬件地址建立映射关系 TCP/IP协议族 分层和协议是数据网络中最重要的概念 分层是一种研究和设计方法 协议 满足了网络互通性的要求 协议的发展也是网络满足新型业务的基础 1.3 数据网络类型 从传统意义上 数据网络可以划分为局域网 LAN 和广域网 WAN 两个 大的部分 这两个部分的根本区别在于采用了不同的技术 覆盖地域的范围 数据通信快速入门 1 明白数据通信 6
数据通信快速入门 I、明白数据通信 也不同,局域网可以在一个办公室,一个园区;而广域网则用于远程连接, 华为公司的办事处和总部之间的连网就是一个广域网 目前的情况是局域网具有比较高的速度,通常都是10M、100M甚至1000M等 等;广域网速度相对较低,通常都是64K,128K,384K,最高速率一般都 是2M,这其中有许多历史和技术的原因。早期的局域网是一种共享公共信道 的通讯方式,广域网则被设计成包交换的结构 1.31局域网 在局域网中有多种类型,以太网、交换以太网、令牌环网、FDDI网等等,现 在以太网成为局域网的主流,其它的局域网正在逐渐消失。按速度的不同 以太网有10M,100M,1000M等 在以上的几种网络中,传统的网络采用的都是共享公共传输信道的设计思想, 在一个网络中每个时刻只有一对机器通讯。以太网采用的技术叫做载波侦听 冲突检测( CSMA/CD),每台机器在进行通讯时要发出广播,如果通讯介质 被占用,则延时重发。令牌环网是在网络上具有一个令牌,得到令牌者通讯 通讯完了释放令牌,不管那种方式,都具有共享媒体的特征。 为了规划网络通讯的基本标准,80年2月份IEE召开会议,制定了一系列的 标准,被称为802X标准,其中以太网的标准称为8023后来出现的网络, 包括交换以太网络,快速以太网,以及网络上的特有的技术都称为802X协 议,802X协议簇规定的是网络访问的方式,属于如何建立裢路和进行传输 方面的问题 89年, Kalpana公司公司发明了交换以太网,给局域网带来了革命性的变化, 在这种被称为 Switch的设备上,多个端口可以同时通讯,就象电话交换机 样。随后出现了交换令牌环、交换FDD等,由于交换以太网的迅速发展,其 它的技术还没有来得及向人们展示其面目,就被淹没了,目前,清华大学的 校园网骨干采用的是交换FDDl,这可能是鲜为人知的。 局域网另外一次革命来源于 Grand Junction公司对以太网速度的提高。在 Grand junction公司92年发明100M以太网络之前,10M共享的速率已经应用 了12年,对于迅速发展的IT界来说,这是相当漫长的。对 Cisco产品有所了 解的人都知道 Catalyst品牌,它是 Cisco从 Grand Junction收购来的; Kalpana公 司也被 Cisco收购。 Cisco公司通过这样的收购,从传统的路由器厂商迅速发 展了全系列产品,并迅速扩张。 在这里我们明确一下“交换”的内涵,数据网络中经常用到这个词,交换由 英文“ Switch”翻译过来。 Switch具有交换和开关的意思,并且和开关的意 思比较接近,译成交换似乎和汉语字面意思差别比较大。它在通讯点之间通 过开关接通的一种方式,在一个网络中可以有多对通讯同时进行。 局域网常用的设备有HUB、 Switch双绞线、光纤、网卡、路由器等 7
也不同 局域网可以在一个办公室 一个园区 而广域网则用于远程连接 华为公司的办事处和总部之间的连网就是一个广域网 目前的情况是局域网具有比较高的速度 通常都是10M 100M甚至1000M等 等 广域网速度相对较低 通常都是64K 128K 384K 最高速率一般都 是2M 这其中有许多历史和技术的原因 早期的局域网是一种共享公共信道 的通讯方式 广域网则被设计成包交换的结构 1.3.1 局域网 在局域网中有多种类型 以太网 交换以太网 令牌环网 FDDI网等等 现 在以太网成为局域网的主流 其它的局域网正在逐渐消失 按速度的不同 以太网有10M 100M 1000M等 在以上的几种网络中 传统的网络采用的都是共享公共传输信道的设计思想 在一个网络中每个时刻只有一对机器通讯 以太网采用的技术叫做载波侦听 冲突检测 CSMA/CD 每台机器在进行通讯时要发出广播 如果通讯介质 被占用 则延时重发 令牌环网是在网络上具有一个令牌 得到令牌者通讯 通讯完了释放令牌 不管那种方式 都具有共享媒体的特征 为了规划网络通讯的基本标准 80年2月份IEEE召开会议 制定了一系列的 标准 被称为802.X 标准 其中以太网的标准称为802.3 后来出现的网络 包括交换以太网络 快速以太网 以及网络上的特有的技术都称为802.X协 议 802.X 协议簇规定的是网络访问的方式 属于如何建立裢路和进行传输 方面的问题 89年 Kalpana 公司公司发明了交换以太网 给局域网带来了革命性的变化 在这种被称为Switch 的设备上 多个端口可以同时通讯 就象电话交换机一 样 随后出现了交换令牌环 交换FDDI等 由于交换以太网的迅速发展 其 它的技术还没有来得及向人们展示其面目 就被淹没了 目前 清华大学的 校园网骨干采用的是交换FDDI 这可能是鲜为人知的 局域网另外一次革命来源于Grand Junction 公司对以太网速度的提高 在 Grand Junction 公司92年发明100M 以太网络之前 10M共享的速率已经应用 了12年 对于迅速发展的IT界来说 这是相当漫长的 对Cisco 产品有所了 解的人都知道Catalyst 品牌 它是Cisco从Grand Junction收购来的 Kalpana 公 司也被Cisco 收购 Cisco 公司通过这样的收购 从传统的路由器厂商迅速发 展了全系列产品 并迅速扩张 在这里我们明确一下 交换 的内涵 数据网络中经常用到这个词 交换由 英文 Switch 翻译过来 Switch 具有交换和开关的意思 并且和开关的意 思比较接近 译成交换似乎和汉语字面意思差别比较大 它在通讯点之间通 过开关接通的一种方式 在一个网络中可以有多对通讯同时进行 局域网常用的设备有HUB Switch 双绞线 光纤 网卡 路由器等 数据通信快速入门 1 明白数据通信 7