三、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

　　1.TCP/IP協(xié)議已成為事實上的工業(yè)標準

　　TCP/IP協(xié)議源于ARPA net，為該網(wǎng)絡(luò)的傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議。它大致對應(yīng)于OSI模型的傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層。但今天的TCP/IP協(xié)議已超出了這個概念，已成為一個完整的協(xié)議簇和一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。今天的TCP/IP協(xié)議已被各界公認是異種計算機、異種網(wǎng)絡(luò)彼此通信的重要協(xié)議，已成為事實上的工業(yè)標準。

　　2.TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及各層主要功能

　　TCP/IP協(xié)議作為一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它分為4個層次，自低向上依次為網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層。TCP/IP協(xié)議高層，也可看成應(yīng)用層，大致和OSI模型的會話層、表示層和應(yīng)用層對應(yīng)，常用的有Telnet、FTP、TFTP、SMTP、DNS等。

　　3.網(wǎng)際地址

　　IP數(shù)據(jù)報主要在網(wǎng)際上進行傳送，對網(wǎng)際中的每臺主機都必須分配一唯一的32位網(wǎng)際地址，即常說的IP地址。

　　4.TCP/IP協(xié)議高層中幾個常用的應(yīng)用層協(xié)議及其主要功能

　　在TCP/IP協(xié)議中，常用的應(yīng)用層協(xié)議有Telnet、FTP、TFTP、SMTP、DNS等。

　　5.SNA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
　　
　　SNA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)于1974年推出的，它的出現(xiàn)，使計算機網(wǎng)絡(luò)進入了自覺的體系結(jié)構(gòu)階段。SNA比OSI大約早10年，故OSI模型在很大程度上模仿了SNA，包括分層概念、層數(shù)選擇以及其中層的大體功能等。

　　6.DNA數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

　　DNA數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是DEC公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，又稱DECnet，它實際上是DDEC公司提供的一套網(wǎng)絡(luò)軟件產(chǎn)品的總稱，可以將DEC公司生產(chǎn)的各種硬件、軟件和通信接口設(shè)備連接起來構(gòu)成各種類型的計算機網(wǎng)絡(luò)。DNA的設(shè)計目標是給大范圍的用戶使用，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可為集中型，也可為任意拓撲。在應(yīng)用層協(xié)議中，可提供遠程文件傳輸與存取、虛擬終端服務(wù)和電子郵件等功能。

　　7.PDN公共數(shù)據(jù)網(wǎng)

　　公共數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN（Public Data Network）又稱公共分組交換網(wǎng)，它是以報文分組為基本傳輸單位，由國家郵電部門或通信公司組建的公共通信網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的發(fā)展和國際間的網(wǎng)絡(luò)互連，CCITT于1974年提出了第1、2、3層國際標準網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議，并在1976、1980和1984年做過修訂，這些標準通稱為X.25建議。

　　8.MAP和TOP

　　MAP（Manufacturing Automation Protocol）指制造自動化協(xié)議，是美國通用汽車公司GM提出的一種用于生產(chǎn)自動化的局域網(wǎng)協(xié)議，主要為了解決工廠、企業(yè)的異構(gòu)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)互連問題。1987年已制訂出MAP3.0協(xié)議版本。由于GM公司的規(guī)模和影響，已使MAP成為工業(yè)領(lǐng)域流行的一種局域網(wǎng)，在計算機集成制造（CIM）環(huán)境下，通過MAP可使各種計算機，可編程控制器、機器人和智能設(shè)備連網(wǎng)通信。MAP為眾多來自不同廠家的各種設(shè)備集成提供一個標準的、開放式的通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。由于MAP主要用于制造自動化協(xié)議，對實時性要求較高，其局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議MAC選用802.4的令牌總線協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層采用無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)。在應(yīng)用層采用適用于生產(chǎn)制造的協(xié)議MMS。TOP是由美國波音公司開發(fā)的一種用于辦公自動化的局域網(wǎng)協(xié)議，主要也是為了解決辦公室范圍的異構(gòu)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)互連問題。現(xiàn)在推出的較新版本為TOP3.0。由于該協(xié)議主要用于辦公自動化，其介質(zhì)訪問控制協(xié)議MAC選用802.3，應(yīng)用層協(xié)議有FTAM、VT和電子郵件標準協(xié)議X.400等。

　　9.Windows NT Server

　　Windows NT Server是Microsoft公司推出的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，主要用作局域網(wǎng)的服務(wù)器。在服務(wù)器平臺上，它提供了強大的功能和易使用性及可伸縮能力，并具有集中式安全管理和強有力的容錯管理等特點。作為網(wǎng)絡(luò)軟件，它是操作系統(tǒng)的核心成分，為內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它可運行在Intel X86系統(tǒng)，精簡指令集計算機（RISC）和DEC Alpha處理機上，其內(nèi)部是完全的32位體系結(jié)構(gòu)。如果采用Windows NT Server作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。Windows NT作為客戶機的工作模式，則既具有集中式資源共享功能，又具有對等式（點對點）通信和資源共享功能，網(wǎng)絡(luò)功能將得到充分發(fā)揮。Windows NT Server和Windows NT，日前在市場上呈上升趨勢。

　　四、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)

　　1.網(wǎng)絡(luò)互連是社會發(fā)展的客觀需要

　　網(wǎng)絡(luò)互連主要指LAN-LAN、LAN-WAN、WAN-WAN、LAN-WNA-LAN之間的連通性和互操作能力。連通性一般指對應(yīng)于OSI模型的下3層協(xié)議，即將通用的“信息高速公路”連接起來。互操作能力是指互連網(wǎng)上一個網(wǎng)絡(luò)的用戶與另一個網(wǎng)絡(luò)用戶相互透明交換信息的能力。對應(yīng)于OSI模型的高層協(xié)議。

　　2.網(wǎng)絡(luò)互連方案類型

　　從協(xié)議的層次看，可將中繼系統(tǒng)分為4種，對應(yīng)的也有4種網(wǎng)絡(luò)連接方式。

　　（1）物理層中繼系統(tǒng) 該中繼系統(tǒng)是協(xié)議的最低層中間設(shè)備，即轉(zhuǎn)發(fā)器或中繼器（Reˉpeater），負責(zé)連接各個電纜段，對信號進行放大和整形，用來驅(qū)動長線電纜，起到在不同電纜段間復(fù)制位信號的作用。嚴格地講，中繼器不能稱作網(wǎng)間連接器，它只用于網(wǎng)絡(luò)范圍的擴大。

　　（2）數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)。該中斷系統(tǒng)又稱網(wǎng)橋（bidge），負責(zé)在數(shù)據(jù)鏈路層將信息幀進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，主要用于連接同類局域網(wǎng)。網(wǎng)橋一般不對轉(zhuǎn)發(fā)幀做修改。或只做少量修改，但不能涉及上層。

　　（3）網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng) 該層中繼系統(tǒng)即路由器（router），它在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組，從概念上講，它類似于橋，但在網(wǎng)絡(luò)層進行轉(zhuǎn)換。一般說來，路由器用于兩個以上的局域網(wǎng)互連，或局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的互連，或廣域網(wǎng)之間的互連。有時人們稱路由器為網(wǎng)間連接器，但通常是把網(wǎng)間連接器作為一個在任何層之間進行轉(zhuǎn)換的通用名字。

　　（4）在傳輸層及傳輸層以上的中繼系統(tǒng) 常稱作協(xié)議轉(zhuǎn)換器，或叫網(wǎng)關(guān)（gateway），由于要將一種協(xié)議轉(zhuǎn)換成另一種協(xié)議，且仍保留原有的功能，它是網(wǎng)間連接器中最復(fù)雜的一種。若按不同網(wǎng)絡(luò)接口特性劃分，可分為以下兩種網(wǎng)絡(luò)互連方式:

　　（1）在結(jié)點級（或DCE級）互連;

　　（2）在主機級（或DTE級）互連;這種分類方法與上面提到的按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次互連有簡單的對應(yīng)關(guān)系。結(jié)點級互連相當于在網(wǎng)絡(luò)層（路由器）或數(shù)據(jù)鏈路層（網(wǎng)橋）進行互連，而主機級互連相當于在網(wǎng)絡(luò)層以上的層次進行互連。

　　3.中繼器和集線器

　　中繼器是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種連接器，由于衰減和噪聲干擾等原因，當電信號在傳輸介質(zhì)上傳輸時總會變得越來越弱，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼�確性，通常對某一傳輸介質(zhì)都限定在有限距離傳送。集線器常又稱HUB，是一種特殊的中繼器，它可作為多個網(wǎng)絡(luò)電纜段的中間轉(zhuǎn)接設(shè)備而將各個網(wǎng)段連接起來。自90年代開始，10BASE-T標準和集線器的大量使用，使總線型網(wǎng)絡(luò)逐步向以使用非屏蔽雙絞線并采用星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的模式靠近，這一模式的核心就是利用集線器作為網(wǎng)絡(luò)的中心，連接網(wǎng)上各個結(jié)點。采用集線器的優(yōu)點是，若網(wǎng)上某條線路或結(jié)點出現(xiàn)故障，它不會影響網(wǎng)絡(luò)上其他結(jié)點的正常工作。集線器一般可分為無源（Passive）集線器、有源（Active）集線器、智能（Intellingent）集線器。無源集線器只負責(zé)將多段介質(zhì)連在一起，不對信號進行任何處理。有源集線器除具有無源集線器功能外，還能對信號起再生與放大作用，有擴展介質(zhì)長度的功能。智能集線器是近年來發(fā)展最快的產(chǎn)品，除具有有源集線器全部功能外，還將網(wǎng)絡(luò)的很多功能集成到集線器中，如網(wǎng)絡(luò)管理的功能、智能選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸通路等。隨著集線器技術(shù)的迅速猛發(fā)展，今天的集線器技術(shù)已引入了新的技術(shù)———交換（Switching）技術(shù)。交換集線器增加了線路交換的功能、網(wǎng)絡(luò)分段的方式，有效地提高了傳輸帶寬。

　　4.網(wǎng)橋

　　網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層對幀進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)間連接器，它只適用于同類局域網(wǎng)之間互連，如802.X。對于不同類型的局域網(wǎng)，即使通過網(wǎng)橋能夠連通，但由于其高層協(xié)議不同，仍是沒有辦法進行互操作的。目前主要有兩種類型網(wǎng)橋:透明網(wǎng)橋和源選徑網(wǎng)橋。網(wǎng)橋的基本功能有:

　　（1）它能從源網(wǎng)絡(luò)接收信息幀，并以目的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制協(xié)議向目的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送;

　　（2）網(wǎng)橋?qū)λ�接收的信息幀不做任何修改，或只做少量的包裝;

　　（3）網(wǎng)橋可以采用另外一種協(xié)議來轉(zhuǎn)發(fā)信息，采用這種方法時必須把原協(xié)議的信息作為另外一種協(xié)議的數(shù)據(jù)部分被裝配在幀中;

　　（4）網(wǎng)橋應(yīng)有足夠大的緩沖空間，以滿足高峰期的要求，在短時間內(nèi)，幀的到達速度有可能高于重新傳送的速度;

　　（5）網(wǎng)橋必須具有尋址和路徑選擇能力，至于網(wǎng)橋必須知道每個網(wǎng)絡(luò)上有哪些站點及地址碼，以確定幀的傳輸方向。

　　 5.路由器

　　路由器是在網(wǎng)絡(luò)層上對信息幀進行轉(zhuǎn)發(fā)、實際上常在網(wǎng)絡(luò)層再加上網(wǎng)間協(xié)議（IP）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報，因而能獲得更多網(wǎng)際信息，能更佳地選擇路由。路由器用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，故它可認為是各個邏輯子網(wǎng)的“邊界”。路由器并不關(guān)心各邏輯子網(wǎng)使用哪種硬件，但必須運行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議一致的軟件，就是說，路由器是與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有關(guān)的一種設(shè)備，例如利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的IP路由器。今天的路由器技術(shù)已十分成熟，功能也相當強大，以CISCO公司的路由器為例，為增加其通用性，它可支持多種協(xié)議，如IP、IPX、DECnet、AppleTalkX.25幀中繼等;具有很強的管理和動態(tài)選擇路由等功能;可平衡數(shù)據(jù)流量，對數(shù)據(jù)流做優(yōu)先級處理，易于連接多種通信介質(zhì)和遠程網(wǎng)絡(luò);具有很好的安全性，如具有防火墻的功能等。由于路由器與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有關(guān)，故具有協(xié)議處理功能，可利用協(xié)議決定信息傳輸?shù)淖罴崖酚珊透鞣N復(fù)雜的操作。路由器在網(wǎng)絡(luò)中起著至關(guān)重要的作用，整個Internet就是以路由器為框架的。Internet是由許多自治系統(tǒng)互相連接而成。自治系統(tǒng)內(nèi)部各網(wǎng)絡(luò)間通過路由器互連。其路由算法或路由器間通信需要一種內(nèi)部網(wǎng)間連接器協(xié)議（Interior Gateway Protocol———IGP），它是一種Internet協(xié)議，用于在自治系統(tǒng)內(nèi)部交換路由信息。通用的Internet IGP有內(nèi)部網(wǎng)間連接器路由協(xié)議（Internet Gateway Routing Protocol———RIP）、路由信息協(xié)議（Routing Information Protocol———RIP）和OSPF（Open Shortest Path First）等。IGRP是美國CISCO公司開發(fā)的一種IGP，解決在大型異構(gòu)網(wǎng)中的路由選擇，是一個動態(tài)路由協(xié)議，能最優(yōu)地使用網(wǎng)絡(luò)提供的頻寬，具有好的頻寬、延遲和可靠性等性能。在不同自治系統(tǒng)之間的路由器互連遵守的是EGP（Enterior Gateway Protocol）。

　　6.X.75協(xié)議

　　CCITT X.75標準是對X.25建議的補充，其目的是為X.25公共數(shù)據(jù)網(wǎng)互連而制定的一個網(wǎng)絡(luò)標準協(xié)議。

　　7.協(xié)議轉(zhuǎn)換器

　　協(xié)議轉(zhuǎn)換器又叫網(wǎng)關(guān)（Gateway），它工作在OSI七層模型的傳輸層或更高層，主要用于不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)與中大型主機的連接，在所有互連設(shè)備中，它最為復(fù)雜，一般只能進行一對一的轉(zhuǎn)換，或者是少數(shù)幾種特定應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換。例如，DSI傳輸層協(xié)議和ARPA的TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，OSI郵件報文（MOTIS）和ARPA的網(wǎng)間互連格式（RFC822）的轉(zhuǎn)換。Net Ware MHS X.400電子郵件開關(guān)，能將來自MHS兼容E-mail程序的電子郵件轉(zhuǎn)換成符合X.400服務(wù)的郵件。

　　8.Internet

　　Internet是當前世界上最大最流行的計算機網(wǎng)絡(luò)，又稱之為全球性信息資源網(wǎng)，但就一般意義講，它是指一個全球的、開放的信息互連網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)觀點看，Internet是一個以TCP/IP協(xié)議連接各個國家、部門、機構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。從信息資源的觀點看，Inˉternet是一個集各部門、各領(lǐng)域的各種信息資源為一體的供網(wǎng)上用戶共享的數(shù)據(jù)資源網(wǎng)，通過一根電話線與Internet網(wǎng)相連，用戶不但可以使用電子郵件系統(tǒng)與網(wǎng)上任何用戶交換信件，而且可跨地區(qū)、跨國界使用計算機資源，查閱網(wǎng)上各種數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容以及所感興趣的各種資料。目前的Internet，除提供三項基本服務(wù)（電子郵件E-mail、遠程登錄Telnet、文件傳送FTP）之外，近年來又開發(fā)了一些功能更完善、用戶接口更友好的查詢工具，如Gopher、WAIS和WWW等。

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