1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNETCERNET的發(fā)展歷史CERNET的發(fā)展現(xiàn)狀CERNET的主干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CERNET國際和國內(nèi)互連現(xiàn)狀CERNET承擔(dān)的大型項(xiàng)目

CERNET發(fā)展歷史1994年國家立項(xiàng)投資建設(shè)，1995年底完成第一期工程國家教育部領(lǐng)導(dǎo)管理，服務(wù)于教育和科研等公益事業(yè)第一個(gè)全國范圍Internet主干網(wǎng)1997年開始分擔(dān)通信費(fèi)用，自我運(yùn)行

CERNET發(fā)展現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)數(shù)字（1999年）：聯(lián)網(wǎng)單位

500，通達(dá)城市70多主機(jī)數(shù)量

30萬用戶數(shù)量

200萬主要應(yīng)用：Internet服務(wù)，教育和科研信息，圖書文獻(xiàn)全國高校招生系統(tǒng)，分配系統(tǒng)，遠(yuǎn)程教育等

計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理與運(yùn)行技術(shù)網(wǎng)絡(luò)及信息安全網(wǎng)絡(luò)互連和路由技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和測試技術(shù)中文網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)現(xiàn)技術(shù)典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)計(jì)算機(jī)協(xié)同工作CSCW遠(yuǎn)程教育數(shù)字化圖書館:DataGrid高性能計(jì)算:computingGrid

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次體系結(jié)構(gòu)1.4.1基本概念1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

2）協(xié)議的分層概念3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層模型4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1）什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指連接在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)進(jìn)行相互通信的規(guī)則約定。協(xié)議在生活中的實(shí)例交通規(guī)則碰撞/退讓

2）協(xié)議的分層概念一個(gè)生活中的分層模型分層模型對應(yīng)的協(xié)議族分層模型帶來的好處一種簡化復(fù)雜系統(tǒng)的科學(xué)方法

例：會(huì)話分層模型分層模型對應(yīng)的協(xié)議族協(xié)議族每一層次定義確定的規(guī)則這些分層的規(guī)則構(gòu)成協(xié)議族用協(xié)議族實(shí)現(xiàn)通信過程“兩人會(huì)話”的協(xié)議族媒介層：雙方不能同時(shí)講話語言層：雙方使用同種語言概念層：雙方對話題具有共同知識(shí)背景

分層模型帶來的好處容易解決通信的異質(zhì)性（heterogeneity）問題語言層解決不同種語言的相互翻譯：（漢-英）媒介層解決信息傳遞：語音（電話）/文字（傳真）使復(fù)雜問題簡化，高層屏蔽低層細(xì)節(jié)問題概念層只關(guān)心會(huì)話內(nèi)容，不關(guān)心語種和會(huì)話方式語言層只關(guān)心語種，不關(guān)心會(huì)話內(nèi)容和方式媒介層只關(guān)心信息的傳遞，不關(guān)心信息的內(nèi)容

使設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)每個(gè)層次向上一層提供服務(wù)每個(gè)層次向下一層請求服務(wù)第N層的功能向N-1層請求服務(wù)向N+1層提供服務(wù)層次劃分的特點(diǎn)各層的功能相對獨(dú)立每層的改變不影響其他層低層次隱藏復(fù)雜性接口的作用定義請求/提供服務(wù)的方式層次模型3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面臨的問題

用戶的資源和信息存儲(chǔ)在采用不同操作系統(tǒng)的主機(jī)中，這些主機(jī)分布在網(wǎng)絡(luò)的不同地方需要在不同的傳輸介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)采用不同操作系統(tǒng)的主機(jī)之間的通信解決異種機(jī)和異種網(wǎng)絡(luò)互連問題的方法分層

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層模型的例子對等實(shí)體Peer不同機(jī)器里包含的對應(yīng)層的實(shí)體（軟件或硬件）對等實(shí)體通信一種抽象概念實(shí)現(xiàn)邏輯通信——虛通信4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)定義層次結(jié)構(gòu)和協(xié)議的集合構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。作用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的抽象概念描述，形成網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)；對每一層進(jìn)行功能界定，成為該層次的實(shí)現(xiàn)者進(jìn)行軟件編程和硬件設(shè)計(jì)的依據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主要概念描述網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成構(gòu)成之間的相互關(guān)系每個(gè)層次定義三個(gè)基本概念

接口、服務(wù)和協(xié)議三個(gè)概念之間的相互關(guān)系

接口與服務(wù)的關(guān)系

協(xié)議與服務(wù)的關(guān)系

每個(gè)層次定義三個(gè)基本概念接口每層接口告訴上層進(jìn)程對其的訪問方式定義需要的參數(shù)和預(yù)期的結(jié)果服務(wù)

每層為上層提供服務(wù)，定義該層做什么協(xié)議每層中使用的對等協(xié)議只涉及該層的內(nèi)部事物協(xié)議的修改和替換不影響更高層次

與服務(wù)有關(guān)的概念網(wǎng)絡(luò)連接類型

面向連接（虛電路）數(shù)據(jù)流有序無連接（數(shù)據(jù)報(bào)）每個(gè)報(bào)文相對獨(dú)立到達(dá)目的地的先后順序可能是亂序服務(wù)的類型

服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

服務(wù)的實(shí)現(xiàn)服務(wù)用四種類型的原語（操作）實(shí)現(xiàn)面向連接原語舉例面向連接會(huì)話過程舉例

三個(gè)概念之間的相互關(guān)系:

1）2）協(xié)議與服務(wù)的關(guān)系服務(wù)每層向上一層提供的一組原語（操作）。定義兩層之間的接口：上層是服務(wù)用戶下層是服務(wù)提供者協(xié)議定義同層對等實(shí)體之間數(shù)據(jù)包交換的格式和含義的一組規(guī)則。實(shí)體利用協(xié)議實(shí)現(xiàn)服務(wù)。

1.4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型1）ISO/OSI參考模型

2）TCP/IP參考模型

3）TCP/IP與ISO/OSI的對比

1）ISO/OSI參考模型ISO－國際標(biāo)準(zhǔn)化組織InternationalOrganizationforStandardization

OSI－開放系統(tǒng)互連參考模型（1983）

OpenSystemsInterconnection

連接異型機(jī)或異型網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)框架功能上相對獨(dú)立的七層結(jié)構(gòu)

P.16圖OSI物理層物理層的功能在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備之間提供透明的比特流傳輸。物理層的特性機(jī)械特性：定義連接器形式以及插針分配電氣特性：定義接口電路的電氣參數(shù)功能特性：定義物理接口信號(hào)線規(guī)程特性：定義信號(hào)線的操作規(guī)程

OSI數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的功能在物理連接基礎(chǔ)上建立、維護(hù)和釋放數(shù)據(jù)鏈路（邏輯通道），在對等實(shí)體間實(shí)現(xiàn)幀的透明傳輸，流量控制和差錯(cuò)控制，管理競爭信道的使用權(quán)數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元—幀

發(fā)送方封裝數(shù)據(jù)幀（dataframe）定義和識(shí)別幀的邊界處理接收方回送的確認(rèn)幀（acknowledgementframe）

OSI網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的功能在數(shù)據(jù)鏈路之上為傳輸層提供建立、維護(hù)和釋放網(wǎng)絡(luò)連接（點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸）手段，解決路由選擇問題。網(wǎng)絡(luò)層提供的主要服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)（向傳輸實(shí)體提供服務(wù)的SAP)網(wǎng)絡(luò)連接和端點(diǎn)（邏輯信道）標(biāo)識(shí)面向連接無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)單元—分組packet

OSI傳輸層傳輸層的功能在網(wǎng)絡(luò)連接之上為會(huì)話層提供主機(jī)之間連接（端到端的傳輸）手段，屏蔽硬件技術(shù)細(xì)節(jié)。傳輸層提供的主要服務(wù)對會(huì)話層提供透明的多路復(fù)用（多個(gè)傳輸連接復(fù)用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接）傳輸連接標(biāo)識(shí)（SAP）端到端的可靠性傳輸流量控制

OSI會(huì)話層的功能為應(yīng)用在不同主機(jī)之間建立會(huì)話過程網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）數(shù)據(jù)庫語言（SQL）Web瀏覽器（Netscape）...

OSI表示層的功能為應(yīng)用提供編碼格式及格式轉(zhuǎn)換OSI應(yīng)用層的功能2）TCP/IPTCP/IP協(xié)議的基本概念

TCP/IP協(xié)議的分層模型TCP/IP模型與ISO/OSI模型的對比

TCP/IP模型的兩個(gè)重要分界線

TCP/IP的數(shù)據(jù)流

Internet的體系結(jié)構(gòu)

TCP/IP協(xié)議的基本概念1983年正式成為ARPANET的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議UNIX操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)通信模塊通用的、可使異種機(jī)相互通信的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)計(jì)算機(jī)通信協(xié)議族國際互聯(lián)網(wǎng)Internet采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成的事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

TCP/IP的IP層對應(yīng)于OSI的網(wǎng)絡(luò)層有效地解決異種網(wǎng)絡(luò)互連問題屏蔽異種網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)（IP地址）設(shè)計(jì)思想高效、簡潔提供不可靠的無連接服務(wù)，“盡力傳遞”假設(shè)物理信道的傳輸質(zhì)量可以保障，由傳輸層糾錯(cuò)點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸?shù)湫蛥f(xié)議：IP

TCP/IP的傳輸層對應(yīng)于OSI的傳輸層使源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)對等實(shí)體之間會(huì)話提供端到端的連接。典型協(xié)議傳輸控制協(xié)議TCP（面向連接協(xié)議）誤差控制流量控制用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（無連接協(xié)議）

TCP/IP的應(yīng)用層對應(yīng)于OSI的最高三層典型協(xié)議：遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet文件傳輸協(xié)議FTP簡單電子郵件協(xié)議SMTP超文本傳輸協(xié)議HTTP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP域名服務(wù)DNS

TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層（子網(wǎng)層）對應(yīng)于OSI的最下兩層主機(jī)用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)連接，以便通過網(wǎng)絡(luò)傳遞IP分組。接口類型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序如LAN的接口（網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序）自身包含網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜子系統(tǒng)如X.25、ATM等

TCP/IP與ISO/OSI的模型對比TCP/IP模型的重要分界線地址分界線軟件分界線TCP/IP數(shù)據(jù)流在源端的數(shù)據(jù)封裝（Encapsulation）在宿端的數(shù)據(jù)解封3）TCP/IP與ISO/OSI的比較兩者的異同

ISO/OSI模型和協(xié)議的缺點(diǎn)

TCP/IP模型的缺點(diǎn)

結(jié)論

TCP/IP與OSI的異同相似之處基于獨(dú)立的協(xié)議族層的功能劃分相似關(guān)鍵差別ISO/OSI:從概念模型到協(xié)議實(shí)現(xiàn)TCP/IP:從協(xié)議實(shí)現(xiàn)到概念描述層次數(shù)量差別連接類型的差別ISO/OSI模型和協(xié)議的缺點(diǎn)糟糕的提出時(shí)機(jī)在TCP/IP協(xié)議出現(xiàn)商機(jī)之后提出，無發(fā)展空間。糟糕的技術(shù)表示層和會(huì)話層沒有實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層出現(xiàn)新的子層；效率低下，低層過分強(qiáng)調(diào)可靠性，忽略了高效的無連接服務(wù)；一些功能特性無法確定層次歸屬；概念模型由通信專家制定不適合計(jì)算機(jī)和軟件工作方式。糟糕的實(shí)現(xiàn)糟