10.3  Internet基本概念
  10.3.1  互聯網結構及協議模型
  1．Internet結構
  從網絡通信的觀點來看，Internet是一個由TCP/IP把各個、各個機構、各個部門的內部網絡連接起來的龐大的數據通信網；從信息資源的角度來看，Internet是一個集各個領域、各個部門內各種信息資源共享為目的的信息資源網；從技術的角度來看，Internet是一個“不同網絡互連的網絡”(網際網)，實際是由許多網絡(包括局域網、城域網和廣域網)互連形成的。
  圖10.8為全球互連網絡示意圖。每個內部由骨干網、城域網及用戶駐地園區網組成。之間由骨干網互連起來，用戶就可以共享全球任意一個的資源。

  中國信息產業部與美國Sprint電信公司于1994年8月30日簽署了中華人民共和國通過Sprint Link與Internet互連的協議。目前，用戶可以通過運營商提供的ChinaNet、CERNet、金橋網、科學網等網絡進入Internet，實現全球資源共享。
  2．TCP/IP分層模型
  關于協議分層，前面我們詳細介紹了ISO開放系統互連OSI網絡體系結構模型，同樣TCP/IP也采用分層體系結構。TCP/IP與OSI模型是不同的，OSI模型來自于標準化組織，而TCP/IP則不是人為制定的標準，而是產生于Internet網的研究和應用實踐中。TCP/IP完全撇開了網絡的物理性，“網絡”是一個高度抽象的概念，即將任何一個能傳輸數據分組的通信系統都看作網絡。這種概念為協議的設計提供了極大的方便，大大簡化了網絡互連技術的實現，為TCP/IP賦予了極大的靈活性和適應性。
  TCP/IP共分五層。與OSI七層模型相比，TCP/IP沒有表示層和會話層，這兩層的功能由較高層——應用層提供。同時，TCP/IP分層協議模型在各層名稱定義及功能定義等方面與OSI模型也存在著差異。
  TCP/IP是由許多協議組成的協議族，其詳細的協議分類如圖10.9所示。圖中同時給出了OSI模型的對應層。對于OSI模型的物理層和數據鏈路層，TCP/IP不提供任何協議，由網絡接入層協議負責。對于網絡層，TCP/IP提供了一些協議，但主要是IP協議，對于運輸層，TCP/IP提供了兩個協議：傳輸控制協議TCP和用戶數據協議UDP；對于應用層，TCP/IP提供了大量的協議，作為網絡服務，如 Telnet、FTP等。

  TCP/IP的主要特點如下：
  (1) 高可靠性。TCP/IP采用重新確認的方法保證數據的可靠傳輸，并采用“窗口”流量控制機制得到進一步保證。
  (2) 安全性。為建立TCP連接，在連接的每一端都必須與該連接的安全性控制達成一致。IP協議在它的控制分組頭中有若干字段允許有選擇地對傳輸的信息實施保護。
  (3) 靈活性。TCP/IP要求下層支持該協議，而對上層應用協議不作特殊要求。因此，TCP/IP的使用不受傳輸媒體和網絡應用軟件的限制。
  3．TCP/IP模型各層功能
  1) 應用層
  TCP/IP應用層為用戶提供訪問 Internet的一組應用高層協議，即一組應用程序，如FTP、Telnet等。
  應用層的作用是對數據進行格式化，并完成應用所要求的服務。數據格式化的目的是便于傳輸與接收。
  嚴格地說，應用程序并不是TCP/IP的一部分，只是由于TCP/IP對此制定了相應的協議標準，所以將它們作為TCP/IP的內容。實際上，用戶可以在Internet之上(運輸層之上)建立自己的專用程序。設計使用這些專用應用程序要用到TCP/IP，但不屬于TCP/IP。
  2) 運輸層
  TCP／IP運輸層的作用是提供應用程序間(端到端)的通信服務。為實現可靠傳輸，該層協議規定接收端必須向發送端發回確認；若有分組丟失時，必須重新發送。該層提供了以下兩個協議：
  (1) 傳輸控制協議TCP：負責提供高可靠的數據傳送服務，主要用于一次傳送大量報文，如文件傳送等。
  (2) 用戶數據協議UDP：負責提供高效率的服務，用于一次傳送少量的報文，如數據查詢等。TCP/IP運輸層的主要功能是：格式化信息，提供可靠傳輸。
  3)  IP層
  TCP/IP網絡層的核心是IP協議，同時還提供多種其他協議。IP協議提供主機間的數據傳送能力，其他協議提供IP協議的輔助功能，協助IP協議更好地完成數據報文傳送。
  IP層的主要功能有三點：
  (1) 處理來自運輸層的分組發送請求。收到請求后，將分組裝人IP數據報，填充報頭，選擇路由，然后將數據報發往適當的網絡接口。
  (2) 處理輸人數據報。首先檢查輸入的合法性，然后進行路由選擇。假如該數據報已到達目的地(本機)，則去掉報頭，將剩下的部分(即運輸層分組)交給適當的傳輸協議；假如該數據報未到達目的地，則轉發該數據報。
  (3) 處理差錯與控制報文。處理路由、流量控制、擁塞控制等問題。
  網絡層提供的其他協議主要有：
  (1) 地址解析協議ARP：用于將Internet地址轉換成物理地址；
  (2) 反向地址解析協議RARP：與ARP的功能相反，用于將物理地址轉換成Internet地址；
  (3) 網間控制信息協議ICMP：用于報告差錯和傳送控制信息，其控制功能包括：差錯控制、擁塞控制和路由控制等。
  4) 網絡接入層
  網絡接入層是 TCP/IP協議軟件的最低一層，主要功能是負責接收IP分組，并且通過特定的網絡進行傳輸，或者從網絡上接收物理幀，抽出IP分組，上交給運輸層。
  網絡接入主要有兩種類型：第一種是設備驅動程序(如，機器直接連到局域網的網絡接入)；第二種是專用數據鏈路協議子系統(如X.25中的網絡接入)。

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