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目录
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发展简史
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互联网的发展简史
- 第一阶段：(单个网络ARPANET)
- Arpanet即阿帕网
- 主要是交换机和计算机
- 计算机直接通过连接交换机就可以完成信息交互，并且连接的计算机也不多
- 第二阶段：（三级结构互联网）
- 分为3种网络结构：
- 主干网(顶)
- 地区网(中)
- 校园网(下)
- 第三阶段：（多层次ISP互联网）
- ISP：网络服务提供商
- 如：中国电信，中国移动，中国联通等
- 主干ISP(顶)(如中国电信)
- 地区ISP(中)(如北京电信)
- 终端机器公司，校园，家庭等(下)
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中国互联网发展简史
- 1980年开始互联网实验
- 1989年第一个公共网络建立运行
- 1994年接入国际互联网
- 有5个公共网络是规模最大的
- 1.中国电信互联网
- 2.中国联通互联网
- 3.中国移动互联网
- 4.中国教育与科研计算机网
- 5.中国科学技术网
- 我们出国的流量主要也是通过这5个网络来进行国外信息访问的
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计算机网络的层次结构
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层次结构设计的基本原则
- 计算机网络为何需要使用层次结构设计
- 假设有A和B 2个计算机
- 它们通过计算机网络连接起来的
- 这个网络需要：
- 1.保证数据通路顺畅
- 2.识别目的计算机
- 3.通过这个网络计算机可以查询到目的计算机状态
- 4.数据是否错误
- 可见计算机网络需要解决的问题是繁多而复杂的
- 里面就采用了分层实现不同的功能的设计
- 例子：
- 对于用户来说，我们所接触的顶层数据主要是网络应用数据(视频，文件，游戏)
- 在这层之下，就有数据可靠通信(数据错误，重复)；物理网络接入(光电等物理特性)
- 设计的基本原则
- 1.各层之间是相互独立的
- (某一层不需要知道上一层或下一层是怎么实现的，每层只有一个独立功能，层与层之间的耦合度是非常低的)
- 2.每一层要有足够的灵活性
- (因为计算机网络是不断发展的，要使得灵活性可以应对未来的变化)
- 3.各层之间完全解耦
- (也就是说某一层的上/下一层的变化不影响当前层的稳定，使得每一层的功能都易于实现和维护，并且结构上可以完全独立)
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OSI七层模型
- 计算机网络有7层模型：
- 1.应用层
- 为计算机用户提供接口和服务
- 也就是说我们在使用计算机时，直接接触的是应用层
- 2.表示层
- 主要用于数据处理(编码解码，加密解密等)
- 3.会话层
- 主要是管理(建立，维护，重连)通信会话
- 4.传输层
- 主要是管理端到端的通信连接
- 5.网络层
- 主要是负责数据路由(决定数据在网络的路径)
- 6.数据链路层
- 主要是管理相邻节点之间的数据通信
- 7.物理层
- 数据通信的光电物理特性
- OSI欲成为全球计算机都遵循的标准
- OSI在市场化过程中困难重重，TCP/IP在全球范围成功运行
- OSI最终并没有成为广为使用的标准模型
- 原因：
- OSI的专家缺乏实际经验
- OSI标准制定周期过长，按OSI标准生产的设备无法及时进入市场
- OSI模型设计的并不合理，一些功能在多层中重复出现
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TCP/IP四层模型
- 分为4层：
- 1.应用层
- 在OSI的应用层，表示层，会话层都归属于这个应用层
- 协议：HTTP/FTP/...
- 2.传输层
- 归属不变
- 协议：TCP/UDP
- 3.网络层
- 归属不变
- 协议：IP/ICMP
- 4.网络接口层
- 在OSI的数据链路层和物理层都归属于这个网络接口层
- 协议：Ethernet(以太网)/ARP/RARP
- 实际应用例子：
- 假设有A和B 2个计算机通过路由器连接起来
- A首先会通过应用层，传输层，网络层，网络接口层与路由器进行通信
- 路由器的数据将会通过网络层以及网络接口层来到路由器
- 在路由器中所使用的层面只到网络层，并没有使用传输层以及应用层
- 到了路由器后，路由器再根据网络层的数据进行数据的转发
- 转发到计算机B也是通过应用层，传输层，网络层，网络接口层
- 通过各层次所有的协议看
- 四层模型是类似一个中间窄，两端大的沙漏形状
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现代互联网的网络拓扑
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边缘部分
- 平时用户能直接接触的部分(如家庭，企业)
- 家庭例子
- 终端机器(手机平板电脑智能机器等)通过有线或无线的方式连接到路由器
- 路由器需要与当地的网关进行连接
- 网关可能连接一个或多个路由器，再由路由器与终端机器进行连接，网关就通过一些线路连接到当地的地区ISP
- 企业例子
- 有多个终端机器和路由器
- 终端机器与就近的路由器进行连接
- 路由器也是与就近的网关进行连接
- 企业的网关可能有多个，网关之间相互连接，称为企业的内部网关
- 收敛前面的连接提供一个出口，即统一网关，统一网关再与地区ISP进行连接
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核心部分
- 主要是由地区ISP，主干ISP以及一些国际的路由器组成
- 对于主干ISP，对于华南地区主要在广州；对于华北地区主要在上海以及北京
- 主干ISP相互连接，并且通过国际路由器来与其它地区或国家的主干ISP进行连接
- 如果把核心部分与边缘部分连接起来的话
- 可以得到一个现代网络的树状结构(在发展简史中有提及)
- 如果站在用户的角度看互联网的话，我们更多看到的是一些模式
- 我们在互联网里寻求服务时，使用的是客户-服务器(c/s)模式
- 客户是服务的请求方
- 服务器是服务的提供方
- 双方都是通过互联网连接起来的
- 在互联网里有很多的设备通过互联网相互连接，但是我们不需要感知互联网里的具体细节
- 如果我们需要使用某一服务时，我们直接从自己的计算机发起这个服务
- 这个服务就可以通过网络里的路由来到服务提供的地方---一个服务器
- 服务器收到请求之后就会响应，然后本地的计算机得到应答
- 这个模式也是我们平时接触互联网的边缘部分时(发邮件，查资料等)就采用的一种模式
- 对等连接(P2P)模式
- 很多终端通过边缘部分连接到网络的核心部分
- 但是在这里面，不分服务的请求方和服务的提供方
- 只要这个终端运行了P2P，它们之间就能进行对等连接，可以支持大量的对等用户
