01.01 网络的构成要素

01.01.01 网络有哪些构成要素

构建网络所需的硬件一般包括交换机、路由器等网络硬件,以及个人计算机、服务器等计算机硬件,这些硬件统称为节点,节点之间可以通过链路进行连接(表1-1)。

表1-1 网络的构成要素

■客户端服务器型与点对点型

根据主机和客户端承担角色的不同,可以将网络分为客户端服务器型和点对点型(表1-2)。

表1-2 客户端服务器型与点对点型

■LAN和WAN

在公司或学校内构建的LAN(Local Area Network,局域网)与通信服务供应商提供的WAN(Wide Area Network,广域网)有很大的不同(表1-3)。

表1-3 LAN/MAN/WAN

在大部分情况下,LAN可以使用以太网帧格式的以太网(Ethernet)协议标准进行通信,在网络中还能够使用支持该标准的交换机和路由器。而使用线缆连接的LAN时,用户的个人计算机则可以通过以太网线(双绞线)连接交换机,然后由交换机连接路由器,最终在路由器处理跨越异构子网和发送至互联网的通信。

而MAN(Metropolitan Area Network,城域网)和WAN是在地理位置相距较远的各点间建立起的计算机通信网络。比如,一个大型企业的总部与各个分部的连接就会使用WAN。WAN服务如表1-4所示,有很多种类。使用方可以根据连接组网的地点能否使用该服务、通信速度、可靠性、租用资费等情况进行选择。

表1-4 WAN服务的种类在中国,一般ISP和电信运营商是同一家公司,如中国电信、中国联通等。ISP中较为著名的有歌华宽带、长城宽带等。——译者注

可以将互联网理解为全世界范围内WAN的互联。家庭或者企业在连接互联网时,需要与供应商(ISP,互联网服务供应商)签订合同,通过供应商提供的接入点来完成连接。而接入点的连接则需要通过电信运营商在中国,三大运营商(中国移动、中国联通、中国电信)提供表格中所述的业务。——译者注提供的承载服务来完成,承载服务包括光缆线路、ADSL、移动通信网、公共无线LAN等。

01.01.02 OSI参考模型复习

■OSI参考模型

在20世纪70年代,部分企业为了降低成本、提高生产效率而引入了当时最新开发出的以太网技术和TCP协议等。但当时使用的网络协议主要有IBM公司的SNA、Apple公司的AppleTalk、Novell公司的NetWare、美国DEC公司的DECnet等。它们使用的网络硬件也因不同的生产厂商而大相径庭,因此出现了不同网络之间不能互联以及扩容困难的问题。

为了解决这一问题,使得任何厂商生产的网络硬件之间都能够互联互通,从1977年开始,ISO(国际标准化组织)与CCITT(国际电报电话咨询委员会,现在的ITU-T即国际电信联盟远程通信标准化组织,是制定通信网络标准的最高组织。——译者注)逐步展开了制定异种网络系统结构标准的工作,当时完成的标准化的协议簇称为OSI(Open Systems Interconnection,开放系统互联)。到了1983年,两大标准组织在该问题上达成一致最初,两大标准化组织关注的领域不同,国际电报电话咨询委员会侧重传统电信网络的标准制定,ISO则制定更高层面的网络互联互通标准。但后来随着网络技术的发展,在网络规范的部分二者界限越发模糊,出现了二者互融的情形,最终该模型以两大组织颁布不同的文件来确认而收尾。——译者注,制定了称为OSI基本参考模型(Basic Reference Model for Open Systems Interconnection, OSI参考模型或OSI模型)的分层网络模型。该标准最终成文于ISO的ISO7498与CCITT的X.200。

准确地说,OSI参考模型是仅对应OSI协议簇的分层模型,TCP/IP等其他协议簇也会多次提及该标准。如L3交换机中的L3表示该交换器处理到OSI参考第3层(Layer 3)为止。类似这样,将OSI模型的术语作为网络术语使用的例子非常普遍。

使用分层结构模型具有以下优点。


①根据网络实际处理过程,按功能分类,从而便于理解和掌握。

②能够定义标准接口,使不同厂商制造的硬件之间可以互联。

③工程师在设计与研发网络硬件时,可以把思维限定在一定范围内。

④当某层内部发生变化时,不会给其他层带来影响。


由于OSI参考模型是ISO制定的,因此所有的内容均用英语表述。该模型中的7层分别表示为L1(Layer 1=物理层)、L2(Layer 2=数据链路层)……(表1-5)。

表1-5 OSI参考模型分层

表1-6 OSI参考模型对应的数据形式与网络协议范例

图1-1 L2~L4的数据形式

■TCP/IP层模型

TCP分层模型是1970年DARPA(美国国防先进研究项目局)设计的、在RFC1122中定义的网络分层模型,也可称为TCP/IP模型、互联网模型等,该模型在不同文献中的表述也有所不同(表1-7、表1-8)。

表1-7 OSI参考模型与TCP/IP分层模型的对应

注1: TCP/IP分层模型的数据链路层同OSI参考模型的物理层地位相当,但并没有对硬件以及物理数据传输等进行标准化定义。

表1-8 TCP/IP分层模型与所对应的网络硬件