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第三章 Internet 网络原理

第三章 Internet 网络原理. Internet 的发展历史.

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第三章 Internet 网络原理

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Presentation Transcript

  1. 第三章 Internet网络原理

  2. Internet 的发展历史 • 1969年底建成4个结点的ARPANET，这是第一个包交换网，也是Internet的开始。包交换理论是MIT的 Leonard Kleinrock 在60年代发展的。 ARPANET的 IMP是第一个包交换路由器，由BBN公司建造，它们用租用的电话线连接。第一个IMP在1969年9月安装在UCLA，3个月后另三个安装在SRI, UCSB和Utah大学。1971年连接23个主机和15个IMP, 包括MIT、Harvard等。同年AlohaNet 在Hawaii大学建立, 它使用无线链路，在4个岛的计算机之间广播数据。

  3. Internet 的发展历史(续) • 1969～1983：研究试验阶段。ARPANET 原使用NCP提供主机到主机的可靠通信...。1972年 Robert Kahn 建议建立开放协议标准，1973年Vinton Cerf 和 Kahn 设计了TCP的第一个草案，后来决定把寻径、转发和可靠传输分成两层，即 IP 和TCP。1972年BBN的 Ray Tomlinson发明了 email，选符号@ 连接用户名和地址。70年代中TCP/IP开始稳定。1983年1月ARPANET上所有系统完成从NCP 向 TCP/IP 转换。

  4. Internet 的发展历史(续) TCP/IP与Unix 的集成是驱动Internet的重要事件：DARPA资助项目将 TCP/IP 加到UCB的Unix，即 BSD Unix，即 Unix 的 public-domain 版本。文档标准变成运作软件，自由分发。TCP/IP 迅速繁殖，大学、公司开始建立 TCP/IP 网。... • 1983～1994：Internet在教育、科研领域发展和使用。在80年代中NSF开始设计和建立横穿美国，连接5个超级计算中心和国家大气研究中心的国家主干网 NSFNET，并资助建立地区网。NSFNET代替ARPANET成为Internet的主干网。

  5. Internet 的发展历史(续) 1989年NSFNET主干网从原先的 56kbps 升级到T1(1.544Mbps)，连接了上千个网。1990年主干网升级到T3 (45Mbps)，ARPANET停止运转。Internet上的应用：email, ftp, telnet 到WWW。1988年Internet被蠕虫入侵，影响6000到60000台主机，蠕虫事件后建立了计算机应急小组CERT (Computer Emergency Response Team)。 • 1994年以后 Internet 商业化。由公司提供主干网服务，NSF不能资助商业活动。

  6. OSI七层参考模型 协议数据单元 PDU 应用层 A AH 数据 应用层 A (Protocol Data 表示层 P PH APDU 表示层 P Unit) 会话层 S SH PPDU 会话层 S 传输层 T TH SPDU 传输层 T 网络层 N NH TPDU 网络层 N 数据链路层 数据链路层 DH NPDU D D 物理层 DPDU 物理层 网络

  7. OSI七层参考模型(续) • 应用层：本层提供用户对网上资源的访问服务，如电子邮件、文件传输等。 • 表示层：定义用户或进程交换数据的格式，如数据转换、数据压缩、数据加密。 • 会话层：为进程之间建立和管理会话。 • 传输层：本层确定向进程提供何种端到端传输服务，如可靠、顺序、无丢失等。

  8. OSI七层参考模型(续) • 网络层：NPDU一般称为包(packet)，本层主要为包确定从源主机到目标主机的路径。本层和本层以下的功能由主机和中间结点共同完成。有连接(虚电路)…。 • 数据链路层：DPDU一般称为帧(frame)，本层处理介质直接连接的结点之间的帧传输。从物理层接收二进制位流、识别帧界、差错检测、差错控制、流量控制。

  9. OSI七层参考模型(续) • 物理层：这是七层模型的第一层，即最底层。本层处理二进制位流，描述网络硬件接口的机械、电气、功能、过程特性：如多少针 (25针、9针等)，每针的用途，位的表示，位的速率，接口电路的功能，位的传输/接收过程等。 作为标准OSI是失败的, OSI产品也没有流行起来, 但是它的确提供了一个参考模型。

  10. TCP/IP的体系结构 主机A 主机B 应用层 运输层 网际层 网络 接口层 应用层 运输层 网际层 网络 接口层 4 3 2 1 路由器 网际层 网络 接口层 网络1 网络2 路由器在转发分组时最高只用到网络层 而没有使用运输层和应用层。

  11. TCP/IP协议体系 TELNET, FTP, SMTP, HTTP... SNMP, DNS,... 应用层 TCP UDP 传输层 网络层 IP 局域网：以太网, 令牌环网, FDDI, 无线网 广域网：ATM, X.25, 帧中继, PPP/TDM PPP RS-232

  12. TCP/IP协议体系(续) 网络层以下(没有规定)可以是多种物理网络：局域网、广域网、调制解调器＋电话网、……。 • 局域网是两层：物理层和数据链路层。 • 广域网中：X.25是三层，帧中继是两层，ATM看作三层，PPP/TDM看作两层。 ( PPP/TDM 指路由器通过点到点的协议 PPP，以及电信网的时分多路复用 TDM 线路互连。) • 调制解调器＋电话网是 PPP/RS-232 两层。

  13. TCP/IP协议体系(续) • 网络层：IP 提供“尽力而为 (best effort)”数据报传递服务。它无连接，为每个包确定路径，不保证可靠，即包可能损坏、丢失、错序、重复。它只要求物理网络提供最基本功能传输包。因而能灵活、健壮地互联各种物理网络。 • 传输层：TCP 提供进程间可靠传输服务；UDP提供进程间数据报传输服务，不保证可靠，也尽力而为。 • 应用层：为不同应用进程提供通信服务。

  14. TCP/IP协议体系(续) • TCP/IP可以看作五层协议模型。(也有四层的说法：IP下面是设备驱动程序，它是物理网络接口和网络协议软件之间的接口层。) • TCP/IP协议体系是两头大中间小双漏斗模式，中间IP, TCP和UDP, 物理网络和应用五花八门。 • 各种物理网络用网关互连，网关实现包的转发，以及不同物理网络的协议转换。网关是老名称，现在叫(IP)路由器。 • TCP/IP的基本设计目标就是将各种物理网络可靠地互联, Internet就是多种网络的互联网。...

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