目錄

第一章 引言

1.1 基本概念

1.2 網路分類

1.2.1 依據傳輸模式劃分網路

1.2.2 依據網路尺度劃分網路

1.3 服務、介面與協議

1.3.1 協議層次結構

1.3.2 服務和協議的關系

1.3.3 面向連接與無連接的服務

1.3.4 可靠和不可靠的服務

1.4 參考模型

1.4.1 OSI模型

1.4.2 TCP/IP模型

1.4.3 OSI模型和TCP/IP模型的比較

第一章 引言

1.1 基本概念

1. 計算機網路（computer networks）：

表示一組通過單一技術相互連接起來的自主計算機集合，

2. 分布式系統（distributed system）：

分布式系統是建立在網路之上的軟體系統，有高度的內聚性和透明性，

內聚性：每一個資料庫分布節點高度自治，有本地資料庫管理系統

透明性：每個資料庫分布節點對用戶應用來說是透明的，用戶感覺不到資料是分布的

Internet是最著名的計算機網路，萬維網是最著名的分布式系統，萬維網（軟體）運行于Internet（硬體）上

3. 虛擬專用網路（VPN, virtual private networks）：

一種可以將不同地點的單個網路聯結成一個擴展網路的技術，

4. P2P 與 CS（client-server）：

P2P：對等模型（又稱作業組），各臺計算機具有相同功能，一臺計算機可作為服務器設定共享資源供網路中其他計算機使用，又可作為作業站，沒有專用的服務器或作業站，

CS：由高性能計算機服務器和普通計算機客戶機組成，服務器負責存盤資料并處理客戶請求，而客戶機可遠程訪問服務器，

1.2 網路分類

1.2.1 依據傳輸模式劃分網路

單播(unicasting)：只有一個發送方和一個接收方的點到點傳輸，也叫點到點鏈路(point-to-potint)

廣播(boradcasting)：任何一臺機器發出的資料包能被其他人任何機器收到，每個資料包的地址欄位指定了預期的接收方，只有預期的接收方會做出應答，其他的機器會忽略這個資料包，

多播/組播(mutilcasting)：將資料包發給一組機器，即所有機器的一個子集，廣播可以看成是一種特殊的組播形式，

1.2.2 依據網路尺度劃分網路

1. 個域網(PAN,Personal Area Network)：允許設備圍繞一個人進行通信，一個常見的例子是計算機通過無線網路與其外圍設備鏈接，突出的技術就是藍牙(bluetooth)，

2. 局域網(LAN,Local Area Network):一種區域地區的私有網路，一般在一座建筑物內或是建筑物附近，比如家庭、辦公室或工程，具體分為有線和無線兩種，

局域網特點：①距離短；②傳輸速率高；③錯誤率低，

1) 無線LAN：每臺計算機都有一個無線調制解調器和一個天線，用來和其他計算機通信，大多數情況下是和一個設備通信，這個設備稱為接入點(AP,Access Point)、無線路由器或者基站，這個設備主要負責中繼無線計算機之間的資料包，還負責中繼無線計算機和Internet之間的資料包，代表技術就是WIFI，

2) 有線LAN：大多使用銅線作為傳輸介質，也有一些使用光纖，

許多有線局域網的拓撲結構是以點到點鏈路為基礎的，俗稱以太網的IEEE802.3是迄今為止最常見的一種有線局域網，

每臺計算機按照以太網協議規定的方式運行，通過一條點到點鏈路鏈接到一個盒子，這個盒子稱為交換機(switch)，一臺交換機有多個埠，每個埠連接一臺計算機，交換機的作業是中繼與之連接的計算機之間的資料包，根據資料包中的地址來確定這個資料包要發送給哪臺計算機，

有線局域網在性能的所有方面都超過了無線局域網，因為通過電線或通過光纖發送信號比通過空氣發送信號更容易，

3. 城域網(MAN,Metropolitan Area Network)：范圍覆寫一個城市，最著名的城域網例子是許多城市都有的有線電視網，

4. 廣域網(WAN,Wide Area Network)：范圍很大，它跨越很大的地理區域，通常是一個國家、地區或者一個大陸，

通信子網(subnet):我們按照傳統的說法把機器叫做主機，把鏈接這些主機的網路其余部分稱為通信子網，或簡稱子網，

子網的作業是把資訊從一個主機攜帶到另一個主機

子網由兩個不同部分組成：傳輸線路和交換元素，

傳輸線路負責在機器之間移動位元，它們可以是銅線、光纖、甚至無線鏈路，

交換元素或簡稱交換機是專用的計算機，負責鏈接兩潭訓兩條以上的傳輸線路，現在一般稱為路由器(Router)

5. 互聯網：一組相互連接起來的網路，

1.3 服務、介面與協議

1.3.1 協議層次結構

協議(protocol)：是指通信雙方就如何進行通信的一種約定，

介面(interface)：定義了下層向上層提供哪些原語操作和服務，（它告訴上面的行程如何訪問本層，規定了有哪些引數以及結果是什么，但并未說明作業程序和服務方式，）

服務是由一組原語(primitive)正式說明，用戶可以通過這些原語來訪問該服務，

協議堆疊：一個特定的系統所使用的一組協議，

對等體(peer)：不同機器上構成相應層次的物體稱為對等體，

網路體系機構(networkarchitecture)：層和協議的集合，

1.3.2 服務和協議的關系

一個水平和一個豎直

1．服務是指某一層向它上一層提供的一組原語操作，服務定義了該層打算代表其用戶執行哪些操作，但是他不涉及如何實作這些操作，服務也會涉及到兩層之間的介面，其中底層是服務提供者，而上層是服務的用戶，(上下層之間的聯系)

2．協議是一組規則，用來規定同一層上的對等體之間所交換的訊息或者分組的格式和含義，這些物體利用協議來實作他們的服務定義，他們可以自由的改變協議而不影響它提供給上層的服務(對等體之間的規范)，

1.3.3 面向連接與無連接的服務

面向物件的連接的服務(connection-oriented service)：是按照電話系統建模的，服務用戶首先必須建立一個連接，然后使用連接傳輸資料，最后釋放連接，本質上像一個管道，

無連接的服務(connectionless service)：是按照郵政系統建模的，每一個報文都攜帶者完整的目的地址，每個報文都由系統中的中間節點路由，并且獨立于后續的報文，

區別：

a．面向連接的要求建立連接，因而沒有傳輸的資料沒有必要再標明傳輸的目的地址；而無連接的則對每個報文都由獨立的目標地址，

b．一般來說，面向連接的可靠性較高，協議相對復雜，傳輸的資料按照發送順序到達；而無連接的可靠性較差，協議相對簡單，常出現亂序，重復和丟失現象，

1.3.4 可靠和不可靠的服務

1. 可靠服務：即從來不丟失資料的一種服務，一般情況下，可靠服務都要求接收方向發送方確認收到的每個報文，

2. 不可靠的服務：不會給發送方反饋任何確認訊息，不保證資料不丟失，

3. 可靠與不可靠服務同時存在的原因：

在給定的層次可靠通信并不總是可以使用的，

為了提高可靠服務而導致的固有延遲可能是不可接受的，

4. 例題：面向連接的服務是可靠的嗎？

面向連接的服務只是在發送發和接收方之間建立連接，它并不能保證發送的資料流能準確無誤的按序到達接收方，面向連接的服務同樣分為可靠的面向連接服務和不可靠的面向連接服務，其中，前者主要包括報文序列、位元組流，后者如數字化語音，

1.4 參考模型

1.4.1 OSI模型

具體分為七層，由低到高分別為：物理層，資料鏈路層，網路層，傳輸層，會話層，表示層，應用層，

可以看到：第n層的問題若第n層無法完全解決，那么需要依靠其上一層，如物理層實作了點到點的傳輸，而鏈路層使此傳輸變得可靠；網路層確定了傳輸路徑，而傳輸層使此傳輸變得可靠，

1.4.2 TCP/IP模型

由低到高具體包括：鏈路層，互聯網層，傳輸層，應用層，

本書使用的模型：使用了混合模型，包括五層：物理層，資料鏈路層，網路層，傳輸層，應用層，

1.4.3 OSI模型和TCP/IP模型的比較

相同點：兩者都是建立在協議堆疊概念上的，并且協議堆疊中的協議彼此相互獨立，同時兩個模型中各個層的功能也大致相似，

不同點：OSI模型的實力在于模型本身，TCP/IP模型實力在于協議，

OSI模型分為7層，明確區分了服務、介面和協議，OSI模型中的協議具有更好的隱蔽性，也更加的通用，這個模型是在協議之前產生的，它的網路層同時支持無連接和面向連接的通信，但是傳輸層只支持面向連接的通信，

TCP/IP模型分為4層，沒有明確區分服務、介面和協議，通用性差，不適合描述非TCP/IP網路，TCP/IP模型是先有的協議后有的模型，協議和模型切合度高，TCP/IP模型的網路層只支持無連接的通信，但是傳輸層同時支持兩種，