网络互联技术教程：第01章

第一部分网络互连理论第 1章 网络互连基础本章提要计算机网络互连的概念；
OSI/RM的概念；
TCP/IP体系结构的概念；
其它典型体系结构的基本概念
1.1 网络互连的概念
1.2 网络体系结构
1.3 Internet的问题与发展
1.4 实训 1－考察实际网络系统
1.1网络互连的概念
在简单网络的基础上，将分布在不同地理位置，并且采用不同协议的网络相互连接起来，以构成大规模的、复杂的网络，使不同的网络之间能够在更大范围进行通信，让用户方便透明地访问各种网络，达到更高层次信息交换和资源共享的目的。
实现网络互连的基本条件是：首先，在需要连接的网络之间提供物理链路，建立数据交换的连接通道，并且有全面的控制规程；
其次，在不同的网络之间建立适当的路由；第三，能够在有差异的网络中进行数据交换；最后，
还要能够进行有效的网络管理。
按 OSI/RM所属的层次划分，
网络互连可以分为四个层次，
即物理层的互连、数据链路层的互连、网络层的互连和高层的互连。
三个基本术语，即：“互连”、“互通”
和“互操作”。“互连”是网络互连的基础，指在两个物理网络之间至少有一条物理链路，为数据交换提供了物质基础和可能性，但不保证一定能进行数据交换，必须看其网络协议是否兼容。“互通”是网络互连的手段，指在两个网络间端到端的连接和数据交换。“互操作”是网络互连的目的，指两个网络在高层软件作用下，
不同计算机系统之间访问对方资源的能力。
1.2网络体系结构
1.2.1 开放系统互连参考模型
1.2.2 TCP/IP体系结构
1.2.3 NetWare体系结构
1.2.4 SNA体系结构
1.2.5 VINES体系结构
1.2.6 DECnet体系结构
1.2.1 开放系统互连参考模型
OSI/RM为连接分布式应用处理的开放系统提供了基础。开放是指相互识别和支持这些标准化的信息交换协议，能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行连接。开放系统互连是指为了在终端设备、计算机、网络和处理机之间交换信息所需要的标准化协议，为了彼此都能使用这些协议，在它们之间也必须是相互开放的。
OSI/RM中的基本构造技术是分层结构，其划分层次的基本原则如下：
（ 1）层数应适当，避免不同的功能混杂在同一层中，但又不宜过多，避免描述各层及将各层组合起来过于繁杂。
（ 2）各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。
（ 3）每层应有明确的功能定义，对已被实践经验证明是成功的层次应予以保留。
（ 4）各层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。
（ 5）在保持与上下相邻层间接口服务定义不变的前提下，允许在本层内改变功能和协议。
（ 6）根据通信功能的需要，在同一层内可以建立若干子层，
可以根据情况跳过某些子层。
（ 7）每一层仅和它的相邻层建立接口并规定相应的服务，这个原则也适用子层的接口。
应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层会 话 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层主 机 A 通 信 子 网 主 机 B
应 用 层 协 议表 示 层 协 议会 话 层 协 议传 输 层 协 议七层网络功能可分为三组：第一、二层解决网络信道问题；第三、四层解决传输服务问题；第五、六、七层处理对应用进程的访问。从控制角度看，
七层网络的下三层，即第一、二、三层为传输控制层，解决网络通信问题；
上三层，即第五、六、七层为应用控制层，解决应用进程通信问题；中间层是第四层，作为转送层，属于传输与应用间的接口。
1.2.2 TCP/IP体系结构
传输控制协议 /网间（际）协议
（ TCP/IP,Transmission Control
Protocol/Internet Protocol），是当前网络互连协议中最著名的协议族。
从体系结构角度看,TCP/IP被分为四个概念层：网络接口层、网络层、传输层和应用层应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层
T C P / I P
网 络 接 口 层网 络 层传 输 层应 用 层
1.2.3 NetWare体系结构
NetWare由 Novell公司在 20世纪 80年代初期推出。它是由 Xerox网络系统（ XNS）发展而来的,Xerox网络系统是 XEROS公司在 20
世纪 70年代末开发的基于客户机 /服务器结构的产品。 NetWare定义了 OSI/RM模型的第三层至第七层协议，它可以在任何一种相当于
OSI/RM模型媒体访问协议上运行,NetWare
可以在任何一种计算机系统上运行。
应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层应 用
N e t W a r e
核 心 协 议
（ N C P ）
基 于 R P C
的 服 务
L U 6,2
的 支 持
R P C
N e t B I O S
仿 真
N e t W a r e
S H E L L
S P X
I P X
I E E E
8 0 2,3
I E E E
8 0 2,5
F D D I A R C N E T P P P
N e t W a r e
O S I / R M
1.2.4 SNA体系结构
IBM的系统网络体系结构（ IBM SNA,IBM
System Network Architecture）是传统的网络协议之一。 SNA是针对 IBM大型机使用的主机 /终端通信模型设计的。随着 PC、工作站和客户机 /服务器模式的兴起,IBM将
SNA扩展成支持对等网的体系结构，包括高级对等网络（ APPN,Advanced Peer-to-
Peer Networking）和高级程序间计算
（ APPC,Advanced Program-to-Program
Computing）。
应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层事 务 服 务数 据 链 路 控 制数 据 流 控 制表 示 服 务
S N A
传 输 控 制路 径 控 制物 理 层
1.2.5 VINES体系结构
虚拟综合网络服务（ VINES,Virtual
Integrated Network Service）是在
Xerox公司的 Xerox网络系统（ XNS）
协议发展而来的专用协议的基础上，
Banyan Systems公司开发的分布式网络操作系统,VINES使用客户机 /服务器模式。
V I N E S 协 议应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层网 络 层数 据 链 路 层物 理 层
O S I / R M
其 他 应 用
S t r e e t T a l k
打 印 服 务文 件 服 务
R P C
I P C S P P
( 数 据 报 ） （ 流 ）
V I P
媒 体 - 访 问 协 议
A R P
R T P
I C P
1.2.6 DECnet体系结构
DECnet是由美国数字设备公司
（ Digital Equipment Corporation）开发并支持的系列通信产品和协议族。
DECnet/OSI支持 OSI/RM协议的子集、
多种专用 DECnet协议和其它专有标准与协议。
应 用 层传 输 层会 话 层表 示 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层数 据 链 路 层会 话 控 制 层网 络 应 用 层
D E C n e t P h a s e I V
D N A
终 端 通 信 层路 由 层物 理 层网 络 管 理 层
1.3 Internet的问题与发展
Internet存在的问题
随着社会需求的提高，原有的 Internet技术在容量、
速度、处理能力等方面均已力不从心，必须不断地改进和完善才能适应 21世纪初的需求
在 Internet网络传输技术中，带宽始终是一个重要问题
TCP/IP网络协议需要进一步完善
由于 Internet存在大量安全性的漏洞。因此在实际通信中，从三个方面实施安全措施，即防火墙技术
（ Firewall）、数据加密技术（ Encryption）和身份鉴别或认证技术（ Authentication）
1.2.2 Internet的发展
美国为了保持其信息世界领导者的地位，由政府在 1996年宣布支持 Internet 2，并提出实施下一代 Internet（ NGI,Next
Generation Internet）的计划。
在 NGI关键技术中，极速宽带技术主要包括 Cyber Carrier和 IP
over DWDM。
IPv6是 Internet协议的一个新版本，其设计思想是改良性的改造。
在 IPv4中运行良好的功能在 IPv6中都给予保留，在 IPv6中增加了一些必要的新功能。
随着 Internet规模的不断扩大，网上的实时业务量也在不断增长，
下一代 IP网络上的应用类型将会是各种各样，不同的应用对网络的需求也有所不同，应用层以变化的速率产生业务量，也希望网络以相应的速率传输这些业务量。
移动 IP技术已成为无线局域网发展的必然趋势。网络中出现了随时都可能在移动的主机，当主机的移动跨越子网时，这些子网必须能够支持漫游，在路由器上追加移动 IP协议来管理主机的移动，
这些管理包括登录、主机认证和移动管理等。
1.4 实训 1－考察实际网络系统实训目的
1.了解网络互连技术应用环境。
2.掌握网络互连的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构。
3.掌握网络设备的功能。
4.掌握网络系统软件和应用软件。
5.了解网络运行管理的基本内容。
实训内容
1.考察某具体网络的网络技术基础和社会应用环境。
2.考察具体网络的网络拓扑结构。
3.考察资源子网和通信子网的设备。
4.考察网络软件系统的配置。
5.考察网络管理的实际情况。
实训习题
1.所考察的具体网络应用了哪些网络互连理论和标准？
2.分析该网络信息点的设置对网络互连规划的影响。
3.评价通信子网中典型设备的选择。
4.评价系统软件平台的选择。
5.评价该网络系统的技术经济性。