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一、互聯(lián)網(wǎng)的概念

在現(xiàn)實(shí)世界中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連而成。如果幾個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)只是在物理上連接在一起，它們之間并不能進(jìn)行通信。通常在談到“互連"時(shí)，應(yīng)從功能上和邏輯上看，這些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個(gè)大型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)稱為互聯(lián)網(wǎng)(互連網(wǎng))。

互連在一起的網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行通信，會(huì)遇到許多問(wèn)題需要解決。如不同的尋址方案，不同的分組長(zhǎng)度，不同的網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制，不同的差錯(cuò)恢復(fù)方法，不同的路由選擇技術(shù)，不同的用戶接入控制，不同的服務(wù)，不同的管理等。將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)要使用一些中間設(shè)備，稱為中繼系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以分為以下4種中繼系統(tǒng)：

物理層中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器；

數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)橋或橋接器；

網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即路由器；

網(wǎng)橋和路由器的混合物，即橋路器；

一般討論互聯(lián)網(wǎng)時(shí)都是指用路由器進(jìn)行互連的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。路由器其實(shí)就是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，用來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行路由選擇，并采用標(biāo)準(zhǔn)化的IP協(xié)議。圖7.1(a)表示有許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一些路由器進(jìn)行互連。由于參加互連的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都使用相同的網(wǎng)際協(xié)議IP,因此互連以后的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行通信時(shí)就像在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上通信一樣?？梢詫⒒ミB以后的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)看成如圖7.1(b)所示的一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。 

圖7.1     互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)概念

二、體系結(jié)構(gòu)

國(guó)際上都采用TCP/IP體系的參考模型，如圖7.2所示。下面概述每一層的功能。

圖7.2      TCP/IP參考模型

（1）物理層：對(duì)應(yīng)于低層網(wǎng)絡(luò)的硬件和協(xié)議。如局域網(wǎng)的Ethernet,X.25的分組交換網(wǎng),ATM網(wǎng)等。

（2）網(wǎng)絡(luò)接口層（網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層）：它是TCP/IP的最低層，該層的協(xié)議提供了一種數(shù)據(jù)傳送的方法，將數(shù)據(jù)分成幀來(lái)傳送，它必須知道低層網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)，以便準(zhǔn)確地格式化傳送的數(shù)據(jù)。該層執(zhí)行的功能還包括將IP地址映射為網(wǎng)絡(luò)使用的物理地址。

（3）互聯(lián)網(wǎng)層（IP）：主要功能是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)報(bào)送到目的主機(jī)。包括：

處理來(lái)自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報(bào)，選擇路徑，然后將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到相應(yīng)數(shù)據(jù)線上；

處理接收的數(shù)據(jù)報(bào)，檢査目的地址，若需要轉(zhuǎn)發(fā)，則選擇發(fā)送路徑轉(zhuǎn)發(fā)，若目的地址為本結(jié)點(diǎn)IP地址，則除去報(bào)頭，將分組交送傳輸層處理；

處理互連網(wǎng)路徑、流控與擁塞問(wèn)題。

（4）傳輸層：主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用進(jìn)程之間的端到端通信。該層中的兩個(gè)最主要的協(xié)議是傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)。

TCP協(xié)議是一種可靠的面向連接的協(xié)議，它允許將一臺(tái)主機(jī)的字節(jié)流無(wú)差錯(cuò)地傳送到目的主機(jī)。TCP同時(shí)要完成流量控制功能，協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的發(fā)送與接收速度，達(dá)到正確傳輸?shù)哪康摹?/p>

UDP是不可靠的無(wú)連接協(xié)議，它主要用于不要求分組順序到達(dá)的傳輸中,分組傳輸順序檢査與排序由應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。

（5）應(yīng)用層：是TCP/IP協(xié)議簇的最高層，它規(guī)定了應(yīng)用程序怎樣使用互聯(lián)網(wǎng)。它包括遠(yuǎn)程登錄協(xié)議(TELNET).文件傳輸協(xié)議(FTP)、電子郵件協(xié)議(SMTP)、域名服務(wù)協(xié)議(DNS)以及HTTP協(xié)議等。