A. 计算机网络基础知识（一）
参考：计算机网络 谢希仁 第7版
一、现在最主要的三种网络
电信网络(电话网)
有线电视网络
计算机网络 (发展最快，信息时代的核心技术)
二、internet 和 Internet
internet 是普通名词
泛指一般的互连网(互联网)
Internet 是专有名词,标准翻译是“因特网” 世界范围的互连网(互联网)
使用 TCP/IP 协议族
前身是美国的阿帕网 ARPANET
三、计算机网络的带宽
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。
例如，带宽是 10 M，实际上是 10 Mb/s。注意:这里的 M 是 106。
四、对宽带传输的错误概念
在网络中有两种不同的速率:
信号(即电磁波)在传输媒体上的传播速率(米/秒，或公里/秒)
计算机向网络发送比特的速率(比特/秒),也叫传输速率。 这两种速率的意义和单位完全不同。
宽带传输:计算机向网络发送比特的速率较高。 宽带线路:每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。
早期的计算机网络采用电路交换，新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。 分组交换:
在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块
每个块增加带有控制信息的首部构成分组(包)
依次把各分组发送到接收端
接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文
IP 网络的重要特点
每一个分组独立选择路由。
发往同一个目的地的分组，后发送的有可能先收到(即可能不按顺序接收)。 当网络中的通信量过大时，路由器就来不及处理分组，于是要丢弃一些分组。 因此， IP 网络不保证分组的可靠地交付。
IP 网络提供的服务被称为:
尽最大努力服务(best effort service) 五、最重要的两个协议:IP 和 TCP
TCP 协议保证了应用程序之间的可靠通信,IP 协议控制分组在因特网的传输,但因特网不保证可靠交付.
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
当 A 进程需要 B 进程的服务时就主动呼叫 B 进程，在这种情况下，A 是客户而 B 是服务器。
可能在下一次通信中，B 需要 A 的服务，此时，B 是客户而 A 是服务器。
注意:
使用计算机的人是“用户”(user)而不是“客户”(client)。
客户和服务器都指的是进程，即计算机软件。
由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要求，因此人们经常将主要运行服务器进程的
机器(硬件)不严格地称为服务器。
例如，“这台机器是服务器。” 意思是:“这台机器(硬件)主要是用来运行服务器进程(软件)。” 因此，服务器(server)一词有时指的是软件，但也有时指的是硬件。
六、总结
因特网(Internet)是世界范围的、互连起来的计算机网络，它使用 TCP/IP 协议族，并且它的前身是美 国阿帕网 ARPANET。
计算机网络的带宽是网络可通过的最高数据率。
因特网使用基于存储转发的分组交换，并使用 IP 协议传送 IP 分组。
路由器把许多网络互连起来，构成了互连网。路由器收到分组后，根据路由表查找出下一跳路由器的
地址，然后转发分组。
路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。
IP 网络提供尽最大努力服务，不保证可靠交付。
TCP 协议保证计算机程序之间的、端到端的可靠交付。
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户和服务器都是进程(即软件)。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
服务器有时也指“运行服务器软件”的机器。
一、IP 网络是虚拟网络
IP 网络是虚拟的。在 IP 网络上传送的是 IP 数据报(IP 分组)。
实际上在网络链路上传送的是“帧”，使用的是帧的硬件地址(MAC 地址)。
地址解析协议 ARP 用来把 IP 地址(虚拟地址)转换为硬件地址(物理地址)。
二、IP 地址的表示方法
IP 地址的表示方法有两种:二进制和点分十进制。
IP 地址是 32 位二进制数字，为方便阅读和从键盘上输入，可把每 8 位二进制数字转换成一个十进制数字，并 用小数点隔开，这就是点分十进制。
三、因特网的域名
因特网的域名分为: 顶级域名 二级域名 三级域名
四级域名
四、域名服务器 DNS (Domain Name Server)
因特网中设有很多的域名服务器 DNS，用来把域名转换为 IP 地址。
五、电子邮件
发送邮件使用的协议——简单邮件传送协议 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收邮件使用的协议——邮局协议版本 3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注:邮件的传送仍然要使用 IP 和 TCP 协议
六、统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)
URL 用来标识万维网上的各种文档。
因特网上的每一个文档，在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。 URL 实际上就是文档在因特网中的地址。
七、超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 万维网客户程序与服务器程序之间的交互遵守超文本传送协议 HTTP。
八、结束语
IP 地址是 32 位二进制数字。为便于阅读和键入，也常使用点分十进制记法。 个人用户上网可向本地 ISP 租用临时的 IP 地址。
域名服务器 DNS 把计算机域名转换为计算机使用的 32 位二进制 IP 地址。 发送电子邮件使用 SMTP 协议，接收电子邮件使用 POP3 协议。
统一资源定位符 URL 惟一地确定了万维网上文档的地址。
超文本传送协议 HTTP 用于万维网浏览器程序和服务器程序的信息交互。
超文本标记语言 HTML 使万维网文档有了统一的格式。
IP 电话不使用 TCP 协议。利用 IP 电话网关使得在普通电话之间可以打 IP 电话。
一、因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider) 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。
二、两种通信方式
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:C/S 方式 和 P2P 方式
(Peer-to-Peer，对等方式)。
三、因特网的核心部分
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其 他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。
在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通 常以相对较低速率的链路相连接。
主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用 来转发分组的，即进行分组交换的。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分
最重要的功能。
四、电路交换
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段:建立连接、通信、释放连接。
五、网络的分类
不同作用范围的网络
广域网 WAN (Wide Area Network)
局域网 LAN (Local Area Network)
城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
个人区域网 PAN (Personal Area Network)
从网络的使用者进行分类
公用网 (public network)
专用网 (private network)
用来把用户接入到因特网的网络
接入网 AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。
注:由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
六、计算机网络的性能指标
速率
带宽
吞吐量
时延(delay 或 latency)
传输时延(发送时延) —— 从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完 毕所需的时间。
传播时延 —— 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 注:信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
处理时延 —— 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延 —— 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
时延带宽积
利用率 —— 分为信道利用率和网络利用率。
信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。 网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。 注:信道利用率并非越高越好。
七、网络协议(network protocol) 简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有以下三点:
语法 语义 同步
数据与控制信息的结构或格式 。
需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 事件实现顺序的详细说明。
八、实体、协议、服务和服务访问点
实体(entity)——表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议——是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。
九、TCP/IP 的体系结构
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。
B. 计算机网络的一个问题.(分组交换的问题)
10、对电路交换，当t=s时，链路建立；
当t=s+x/b，发送完最后一bit；
当t=s+x/b+kd，所有的信息到达目的地。
对分组交换，当t=x/b， 发送完最后一bit；
为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，
每次转发的时间为p/b，
所以总的延迟= x/b+(k-1)p/b+kd
所以当分组交换的时延小于电路交换
x/b+(k-1)p/b+kd＜s+x/b+kd时，
(k-1)p/b＜s
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11、分组个x/p，
传输的总比特数：(p+h)x/p
源发送时延：(p+h)x/pb
最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b
总发送时延D=源发送时延+中间发送时延
D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b
令其对p的导数等于0，求极值
p=√hx/(k-1)
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哈哈，课后习题哦
C. 计算机网络之数据交换（电路交换，报文交换，分组交换）
如何实现数据通过网络核心从源主机到达目的主机？
就要经过网络核心进行数据交换，数据不断从一个网络交换到另一个网络，直到到达目的主机。所以网络核心解决的基本问题就是数据交换。
数据交换主要有三种：
最典型电路交换网络：电话网络
电路交换的三个阶段：
电路交换网络如何共享中继线？
通过多路复用技术，电路交换可以共用中继线
报文：源（应用）发送信息整体。比如要发送一个文件，那么这个文件的信息就是要发送的报文。
分组：报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
分组交换需要报文的拆分与重组
分组交换相对于报文交换会产生额外开销，因为i要进行数据的拆分和重组
分组交换:统计多路复用
统计多路复用就是，按顺序接受来自多个主机的分组，并且按接受的顺序的发送，并不进行区分，对路由器来说，所有的分组都是等价的，所以分组交换是公用发送信道的。
不同的分组序列顺序是不确定的，按需求共享，谁发送的分组多且快，那么自然占用的就高。
报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式
区别是：
首先从发送速率上来说，报文交换就比较简单，易于分析
对上面的例子来说：
报文交换每次都是交换完整的报文
报文长度为M bits，链路带宽为R bps，每次传输报文需要M/R秒
所以报文要从源主机到目的主机，就需要三次传输延迟
另一方面，路由器至少需要一个报文长度M那么大的缓存
我们再来分析分组交换的过程
分组交换:报文被拆分为多个分组，分组长度为L bits，每个分组传输时延为L/R秒
例:M=7.5 Mbits，L=1500bits，M=5000L，R = 1.5 Mbps。
下面我们来分析分组转发的具体过程：
第一个分组到达第一个路由器所需要的时间，是一个L/R
有趣的在于，在第二个分组到达第一个路由器的时候，第一个分组已经从第一个路由器发到了第二个路由器，这样效率显然提高了，分组交换不同报文交换，可以充分利用链路同时传播的能力
所以分组交换发送完一个报文段，只需要
时间远比报文交换要小
我们再考虑进行分组交换时，路由器的理论最小需要的缓存就是一个分组的大小，因此所需要的缓存也小，发送速率也快，所以计算机网络采用的是分组交换的数据交换方式。
分组交换的报文交付时间的计算公式：
分组交换允许更多用户同时使用网络！——网络资源充分共享
分组交换绝对优于电路交换？
也并不是绝对的，分组交换同时也会产生很多问题，由于是共享的，而且分组数量一多，就会发生拥塞和分组丢失，造成巨大的分组延迟
分组交换适用于突发数据传输网络
电路交换适用于提供电路级性能保障?
D. 计算机网络与通信的分组交换
20世纪60年代，美苏冷战期间，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络对付来自前苏联的核攻击威胁。因为当时，传统的电路交换的电信网虽已经四通八达，但战争期间，一旦正在通信的电路有一个交换机或链路被炸，则整个通信电路就要中断，如要立即改用其他迂回电路，还必须重新拨号建立连接，这将要延误一些时间。这个新型网络必须满足一些基本要求：
1：不是为了打电话，而是用于计算机之间的数据传送。
2：能连接不同类型的计算机。
3：所有的网络节点都同等重要，这就大大提高了网络的生存性。
4：计算机在通信时，必须有迂回路由。当链路或结点被破坏时，迂回路由能使正在进行的通信自动地找到合适的路由。
5：网络结构要尽可能地简单，但要非常可靠地传送数据。
根据这些要求，一批专家设计出了使用分组交换的新型计算机网络。而且，用电路交换来传送计算机数据，其线路的传输速率往往很低。因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的，比如，当用户阅读终端屏幕上的信息或用键盘输入和编辑一份文件时或计算机正在进行处理而结果尚未返回时，宝贵的通信线路资源就被浪费了。
分组交换是采用存储转发技术。把欲发送的报文分成一个个的“分组”，在网络中传送。分组的首部是重要的控制信息，因此分组交换的特征是基于标记的。分组交换网由若干个结点交换机和连接这些交换机的链路组成。从概念上讲，一个结点交换机就是一个小型的计算机，但主机是为用户进行信息处理的，结点交换机是进行分组交换的。每个结点交换机都有两组端口，一组是与计算机相连，链路的速率较低。一组是与高速链路和网络中的其他结点交换机相连。注意，既然结点交换机是计算机，那输入和输出端口之间是没有直接连线的，它的处理过程是：将收到的分组先放入缓存，结点交换机暂存的是短分组，而不是整个长报文，短分组暂存在交换机的存储器（即内存）中而不是存储在磁盘中，这就保证了较高的交换速率。再查找转发表，找出到某个目的地址应从那个端口转发，然后由交换机构将该分组递给适当的端口转发出去。各结点交换机之间也要经常交换路由信息，但这是为了进行路由选择，当某段链路的通信量太大或中断时，结点交换机中运行的路由选择协议能自动找到其他路径转发分组。通讯线路资源利用率提高：当分组在某链路时，其他段的通信链路并不被当前通信的双方所占用，即使是这段链路，只有当分组在此链路传送时才被占用，在各分组传送之间的空闲时间，该链路仍可为其他主机发送分组。可见采用存储转发的分组交换的实质上是采用了在数据通信的过程中动态分配传输带宽的策略。
1.3计算机网络的分类4
计算机网络的分类与的一般的事物分类方法一样，可以按事物的所具有的不同性质特点即事物的属性分类。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）以及相应的应用软件四部分。
要学习网络，首先就要了解当前的主要网络类型，分清哪些是我们初级学者必须掌握的，哪些是现有的主流网络类型。
1.3.1按地理范围划分4
1.3.2按拓扑结构划分7
1.3.3按资源共享方式划分9
1.3.4局域网的分类10
1.4计算机网络结构12
1.4.1通信子网与资源子网12
1.4.2主机和终端12
1.4.3现代网络的结构特点12
1.5我国建立的计算机数据通信网简介13
1.5.1电话网上的数据传输13
1.5.2中国公用分组交换网13
1.5.3中国公用数字数据网14
1.6计算机网络的标准15
1.6.1世界重要的标准化组织15
1.6.2因特网的标准化16
小结16
习题16
第2章数据通信基础18
2.1数据通信基础知识18
2.1.1数据通信模型18
2.1.2并行传输和串行传输18
2.1.3同步传输和异步传输19
2.1.4传输方式20
2.1.5模拟传输和数字传输20
2.2数据通信中的基本概念21
2.2.1频率、频谱和带宽21
2.2.2数据传输速率24
2.2.3基带传输和宽带传输25
2.3传输介质25
2.3.1双绞线25
双绞线（Twisted Pair）是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕（一般以逆时针缠绕）在一起而制成的一种通用配线，属于信息通信网络传输介质。双绞线过去主要是用来传输模拟信号的，但现同样适用于数字信号的传输。
双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。
双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，而且可以降低自身信号的对外干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。
双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成，实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。典型的双绞线有四对的，也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为双绞线电缆。在双绞线电缆（也称双扭线电缆）内，不同线对具有不同的扭绞长度，一般地说，扭绞长度在3.81cm至14cm内，按逆时针方向扭绞。相邻线对的扭绞长度在1.27cm以上，一般扭线的越密其抗干扰能力就越强，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离，信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。
2.3.2同轴电缆27
同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆（即网络同轴电缆和视频同轴电缆）。同轴电缆分50Ω基带电缆和75Ω宽带电缆两类。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传输，数据率可达10Mbps。
同轴电缆由里到外分为四层：中心铜线（单股的实心线或多股绞合线），塑料绝缘体，网状导电层和电线外皮。中心铜线和网状导电层形成电流回路。因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。
同轴电缆传导交流电而非直流电，也就是说每秒钟会有好几次的电流方向发生逆转。
如果使用一般电线传输高频率电流，这种电线就会相当于一根向外发射无线电的天线，这种效应损耗了信号的功率，使得接收到的信号强度减小。
同轴电缆的设计正是为了解决这个问题。中心电线发射出来的无线电被网状导电层所隔离，网状导电层可以通过接地的方式来控制发射出来的无线电。
同轴电缆也存在一个问题，就是如果电缆某一段发生比较大的挤压或者扭曲变形，那么中心电线和网状导电层之间的距离就不是始终如一的，这会造成内部的无线电波会被反射回信号发送源。这种效应减低了可接收的信号功率。为了克服这个问题，中心电线和网状导电层之间被加入一层塑料绝缘体来保证它们之间的距离始终如一。这也造成了这种电缆比较僵直而不容易弯曲的特性。
2.3.3光纤27
光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。光缆分为：光纤，缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。
在多模光纤中，芯的直径是15μm~50μm， 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套， 以使光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆，易断裂，因此需要外加一保护层。
2.4无线通信与卫星通信技术30
2.4.1电磁波谱30
2.4.2无线电波的传输32
2.4.3卫星通信32
2.4.4微波传输(地面微波)33
2.4.5红外线及毫米波(室内通信)33
2.5编码和调制技术33
2.5.1数字数据编码为数字信号34
2.5.2数字数据调制为模拟信号36
2.5.3模拟数据转换为数字信号39
2.5.4模拟数据转换为模拟信号40
2.6数据交换技术41
2.6.1数据交换技术的类别41
2.6.2数据交换技术的比较45
2.7多路复用技术47
2.7.1频分多路复用47
2.7.2同步时分多路复用48
2.7.3异步时分多路复用48
2.7.4密集波分多路复用49
2.7.5码分多址访问52
2.8光纤通信54
2.8.1光纤通信的特点54
2.8.2光纤通信中的编码技术55
2.9移动通信及蜂窝无线通信57
2.9.1模拟蜂窝电话57
2.9.2数字蜂窝无线通信58
2.9.3第三代移动通信60
2.10差错控制的基础知识62
2.10.1差错产生的原因与差错类型62
2.10.2差错控制的方法62
小结64
习题64
第3章计算机网络体系结构66
3.1计算机网络体系结构66
3.1.1ISO/OSI参考模型的产生66
3.1.2各层功能概述68
3.1.3层间关系69
3.2TCP/IP的体系结构71
3.2.1TCP/IP与OSI参考模型的比较71
3.2.2TCP/IP的分层结构72
小结73
习题73
第4章物理层协议75
4.1物理层协议的基本概念75
4.1.1物理层的功能75
4.1.2物理层的服务76
4.1.3物理层对数据链路层提供的服务76
4.1.4常用的物理层标准77
4.2同步数字序列和同步光纤网79
4.2.1SDH/SONET的产生79
4.2.2SONET/SDH的传输速率80
4.2.3SONET数字体系第一级STS-1/OC-1的帧格式81
4.2.4SDH中的信元传输81
小结85
习题85
第5章数据链路层86
5.1数据链路层的功能与协议86
5.2流量控制方法88
5.3差错控制方法90
5.3.1自动请求重发协议91
5.3.2差错控制方法——循环冗余校验码92
5.4高级数据链路控制协议94
5.4.1面向字符和面向位的链路控制协议94
5.4.2HDLC协议的基本概念95
5.4.3HDLC协议的帧格式96
5.4.4HDLC协议的主要内容97
5.5因特网中的点对点协议99
5.5.1PPP的工作原理100
5.5.2PPP的应用102
小结103
习题103
第6章介质访问控制子层和局域网105
6.1局域网参考模型105
6.2逻辑链路控制子层协议106
6.3介质访问控制子层协议107
6.4CSMA/CD介质访问控制方法108
6.4.1CSMA/CD协议的工作原理108
6.4.2MAC子层的帧格式112
6.5局域网协议标准114
6.5.1IEEE 802协议标准114
6.5.2IEEE 802.3以太网标准115
6.6虚拟局域网122
6.6.1VLAN的作用123
6.6.2VLAN的连接和划分124
6.6.3VLAN的标准802.1Q和802.1P126
6.6.4VLAN之间的通信127
6.7无线局域网129
6.7.1无线局域网的优点130
6.7.2无线局域网的组成结构130
6.7.3CSMA/CA协议的工作原理133
小结134
习题134
第7章网络层协议138
7.1网络层提供的服务138
7.1.1网络层为传输层提供的服务138
7.1.2网络层的两种传输方式139
7.2网络层路由算法139
7.2.1路由算法的要求和分类139
7.2.2最短路径算法140
7.2.3扩散法141
7.2.4距离向量路由算法142
7.2.5链路状态路由算法143
7.3拥塞控制145
7.3.1拥塞控制的一般概念145
7.3.2拥塞控制的方法和算法147
7.4因特网中的网际协议149
7.4.1IP数据报的格式149
7.4.2IP地址151
7.4.3划分子网和子网掩码153
7.4.4专用地址与因特网地址转换NAT技术157
7.5地址解析159
7.5.1IP地址与物理地址的映射159
7.5.2地址解析协议161
7.5.3反向地址解析协议163
7.6无分类域间路由选择163
7.7因特网控制报文协议165
7.7.1差错报告报文166
7.7.2ICMP的查询报文168
7.8IPv6和ICMPv6169
7.8.1IPv6概述169
7.8.2IPv6基本报头格式171
7.8.3IPv6的地址结构172
7.8.4IPv6的扩展报头174
7.8.5IPv4向IPv6的过渡简介177
7.8.6ICMPv6177
7.9因特网的路由选择协议180
7.9.1内部网关路由协议180
7.9.2开放式最短路径优先协议186
7.9.3单区域中OSPF的工作原理189
7.9.4多区域中OSPF的工作原理195
7.9.5边界网关协议197
7.10虚拟专用网201
7.10.1VPN的基本概念201
7.10.2VPN连接和路由202
7.10.3VPN中的隧道技术204
7.11IP多播和IGMP206
7.11.1IP多播的用途207
7.11.2IGMP207
7.11.3多播地址208
7.11.4分布路由和多播路由协议210
小结211
习题211
第8章传输层协议214
8.1传输控制协议的基本功能214
8.1.1传输层的功能和服务214
8.1.2传输层的几个重要概念215
8.2传输控制协议217
8.2.1TCP报文段的报头217
8.2.2TCP的特性220
8.2.3TCP的流量控制222
8.2.4TCP的差错控制223
8.2.5TCP的拥塞控制224
8.3用户数据报协议225
8.3.1UDP概述225
8.3.2UDP通信过程和端口号226
8.3.3UDP用户数据报的报头格式227
8.3.4UDP的通信过程228
8.4服务质量保证230
8.4.1QoS的技术要求230
8.4.2QoS保证的相关技术231
8.4.3综合服务和区分服务235
8.4.4多协议标签交换协议238
小结242
习题242
第9章应用层协议245
9.1域名系统245
9.2TCP/IP应用层协议247
9.2.1文件传输协议247
9.2.2电子邮件248
9.2.3万维网249
9.2.4远程终端协议251
9.2.5信息检索252
9.2.6简单网络管理协议252
9.3博客和播客253
9.3.1新闻与公告服务253
9.3.2博客服务和播客服务254
9.4即时通信服务与网络电视服务256
9.4.1即时通信软件256
9.4.2网络电视服务256
9.5对等连接软件259
9.5.1P2P概述259
9.5.2P2P网络模型259
9.5.3P2P文件共享程序261
9.5.4P2P网络模型存在的问题和展望262
9.6动态主机配置协议262
9.6.1DHCP的用途262
9.6.2DHCP的工作流程263
小结264
习题264
第10章网络安全技术266
10.1网络安全概述266
10.1.1网络安全的概念266
10.1.2网络安全的分层理论267
10.1.3网络安全策略269
10.2信息加密技术270
10.2.1密码技术基础270
10.2.2加密算法271
10.2.3数字签名274
10.3报文鉴别275
10.4防火墙技术276
10.5入侵检测278
10.5.1入侵检测的概念278
10.5.2入侵检测系统模型278
10.5.3入侵检测原理279
10.6网络安全协议280
10.6.1网络层安全协议簇280
10.6.2安全套接字层282
10.6.3电子邮件安全283
小结285
习题285
第11章联网设备287
11.1网络接口卡287
11.1.1网卡的分类287
11.1.2网卡的工作原理290
11.2调制解调器292
11.2.1Modem的基本工作原理292
11.2.2电缆电视Modem293
11.2.3ADSL技术294
11.3中继器和集线器296
11.4网桥296
11.4.1网桥的功能296
11.4.2网桥的路径算法298
11.5交换机301
11.5.1交换机的功能和应用301
11.5.2交换机的工作原理303
11.5.3交换机的工作方式305
11.5.4交换机的模块结构305
11.6路由器309
11.6.1路由器的工作原理309
11.6.2路由器的结构310
11.6.3路由器的功能311
11.6.4网关312
11.7三层交换机313
11.7.1三层交换机的产生313
11.7.2Switch Node的总体结构314
小结314
习题315
第12章网络实验316
12.1网络实验室介绍316
12.1.1网络实验室拓扑结构316
12.1.2RACK实验柜的组成结构317
12.1.3配线架插座的说明317
12.1.4实验室的布局318
12.1.5访问控制服务器简介319
12.1.6基于Web的RCMS访问管理319
12.2双绞线制作实验320
12.2.1双绞线网线的制作标准320
12.2.2双绞线网线制作实验321
12.3交换机基础配置实验323
12.3.1交换机配置的基础知识323
12.3.2交换机的基础配置实验329
12.3.3VLAN实现交换机端口隔离实验332
12.3.4生成树协议的应用实验334
12.4路由器基础配置实验338
12.4.1路由器配置的基本知识339
12.4.2路由器的基本配置实验342
12.4.3路由器的静态路由配置实验347
12.4.4路由器的动态路由——RIP配置实验350
12.4.5配置PPP的PAP认证实验354
习题358
参考文献360
E. 计算机网络第四章（网络层）
4.1、网络层概述
简介
网络层的主要任务是 实现网络互连 ，进而 实现数据包在各网络之间的传输
这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信，他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可
但是如果要将这些异构型网络互连起来，形成一个更大的互联网，就需要实现网络层设备路由器
有时为了简单起见，可以不用画出这些网络，图中N1~N7，而将他们看做是一条链路即可
要实现网络层任务，需要解决一下主要问题：
网络层向运输层提供怎样的服务（“可靠传输”还是“不可靠传输”）
在数据链路层那课讲过的可靠传输，详情可以看那边的笔记：网络层对以下的 分组丢失 、 分组失序 、 分组重复 的传输错误采取措施，使得接收方能正确接受发送方发送的数据，就是 可靠传输 ，反之，如果什么措施也不采取，则是 不可靠传输
网络层寻址问题
路由选择问题
路由器收到数据后，是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去？
依据数据包的目的地址和路由器中的路由表
但在实际当中，路由器是怎样知道这些路由记录？
由用户或网络管理员进行人工配置，这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网
另一种是实现各种路由选择协议，由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法，而自动得出路由表中的路有记录，这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网
补充 网络层（网际层） 除了 IP协议 外，还有之前介绍过的 地址解析协议ARP ，还有 网际控制报文协议ICMP ， 网际组管理协议IGMP
总结
4.2、网络层提供的两种服务
在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”）曾引起了长期的争论。
争论焦点的实质就是： 在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责 ？是 网络 还是 端系统 ？
面向连接的虚电路服务
一种观点：让网络负责可靠交付
这种观点认为，应借助于电信网的成功经验，让网络负责可靠交付，计算机网络应模仿电信网络，使用 面向连接 的通信方式。
通信之前先建立 虚电路 (Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。
如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。
发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送
虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。
请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。
因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样
无连接的数据报服务
另一种观点：网络提供数据报服务
互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。
网络层向上只提供简单灵活的、 无连接的 、 尽最大努力交付 的 数据报服务 。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。
网络层不提供服务质量的承诺 。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。
发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送
尽最大努力交付
如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等） 。
采用这种设计思路的好处是 ：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。
互连网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面 虚电路服务 数据报服务
思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立 必须有 不需要
终点地址 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址
分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化
分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处理和流量控制 可以由网络负责，也可以由用户主机负责 由用户主机负责
4.3、IPv4
概述
分类编制的IPv4地址
简介
每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是 网络号 net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是 主机号 host-id ，它标志该主机（或路由器）。
主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。
由此可见， 一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的 。
A类地址
B类地址
C类地址
练习
总结
IP 地址的指派范围
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特点
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是：
第一 ，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。
第二 ，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口 。
当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为 多归属主机 (multihomed host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。
(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，无论是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。
划分子网的IPv4地址
为什么要划分子网
在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理：
IP 地址空间的利用率有时很低。
给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
两级的 IP 地址不够灵活。
如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路
所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号
但是如果未在图中标记子网号部分，那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢？
所以就有了划分子网的工具： 子网掩码
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”，使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址 。
这种做法叫做 划分子网 (subnetting) 。
划分子网已成为互联网的正式标准协议。
如何划分子网
基本思路
划分子网纯属一个 单位内部的事情 。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号 借用 若干个位作为 子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。
凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。
然后 此路由器 在收到 IP 数据报后，再按 目的网络号 net-id 和 子网号 subnet-id 找到目的子网。
最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。
划分为三个子网后对外仍是一个网络
优点
1. 减少了 IP 地址的浪费 2. 使网络的组织更加灵活 3. 更便于维护和管理
划分子网纯属一个单位内部的事情，对外部网络透明 ，对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。
子网掩码
(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址 重要，下面很多相关知识都会用到
举例
例子1
例子2
默认子网掩码
总结
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。
路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。
若一个路由器连接在两个子网上，就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
无分类编址的IPv4地址
为什么使用无分类编址
无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
CIDR 最主要的特点
CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址 。
如何使用无分类编址
举例
路由聚合（构造超网）
总结
IPv4地址的应用规划
给定一个IPv4地址快，如何将其划分成几个更小的地址块，并将这些地址块分配给互联网中不同网络，进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址
定长的子网掩码FLSM（Fixed Length Subnet Mask）
划分子网的IPv4就是定长的子网掩码
举例
通过上面步骤分析，就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5
采用定长的子网掩码划分，只能划分出2^n个子网，其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量，每个子网所分配的IP地址数量相同
但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同，不够灵活，容易造成IP地址的浪费
变长的子网掩码VLSM（Variable Length Subnet Mask）
无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码
举例
4.4、IP数据报的发送和转发过程
举例
源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中，是直接交付，还是间接交付？
可以通过 目的地址IP 和 源地址的子网掩码 进行 逻辑与运算 得到 目的网络地址
如果 目的网络地址 和 源网络地址 相同 ，就是 在同一个网络 中，属于 直接交付
如果 目的网络地址 和 源网络地址 不相同 ，就 不在同一个网络 中，属于 间接交付 ，传输给主机所在网络的 默认网关 （路由器——下图会讲解）,由默认网关帮忙转发
主机C如何知道路由器R的存在？
用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信，就必须给其指定本网络的一个路由器的接口，由该路由器帮忙进行转发，所指定的路由器，也被称为 默认网关
例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关
主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关，也就是图中所示的路由器接口0
路由器收到IP数据报后如何转发？
检查IP数据报首部是否出错：
若出错，则直接丢弃该IP数据报并通告源主机
若没有出错，则进行转发
根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目：
若找到匹配的条目，则转发给条目中指示的吓一跳
若找不到，则丢弃该数据报并通告源主机
假设IP数据报首部没有出错，路由器取出IP数据报首部各地址字段的值
接下来路由器对该IP数据报进行查表转发
逐条检查路由条目，将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址，然后与路由条目中的目的网络进行比较，如果相同，则这条路由条目就是匹配的路由条目，按照它的下一条指示，图中所示的也就是接口1转发该IP数据报
路由器是隔离广播域的
4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题
概念
多种情况举例
静态路由配置
举例
默认路由
举例
默认路由可以被所有网络匹配，但路由匹配有优先级，默认路由是优先级最低的
特定主机路由
举例
有时候，我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目
一般用于网络管理人员对网络的管理和测试
多条路由可选，匹配路由最具体的
静态路由配置错误导致路由环路
举例
假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳
这导致R2和R3之间产生了路由环路
聚合了不存在的网络而导致路由环路
举例
正常情况
错误情况
解决方法
黑洞路由的下一跳为null0，这是路由器内部的虚拟接口，IP数据报进入它后就被丢弃
网络故障而导致路由环路
举例
解决方法
添加故障的网络为黑洞路由
假设。一段时间后故障网络恢复了
R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目
针对该网络的黑洞网络会自动失效
如果又故障
则生效该网络的黑洞网络
总结
4.6、路由选择协议
概述
因特网所采用的路由选择协议的主要特点
因特网采用分层次的路由选择协议
自治系统 AS ：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。
自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择，自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择
域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议
域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议
网关协议 的名称可称为 路由协议
常见的路由选择协议
F. 关于计算机网络的分组交换
我理解的意思是是重新封装是一个过程，里面的数据部分可变，部分不可变，IP数据包含很多内容，如果是一个简单网络数据传输，帧头信息可以不变，如果需要添加其他功能，比如记录路径和经过时间等内容，这个包头就是需要改变的。
G. 网络依据什么划分，又是如何组成的呢
计算机网络的类型有很多，而且有不同的分类依据。网络按交换技术可分为：线路交换网、分组交换网；按传输技术可分为：广播网、非广播多路访问网、点到点网；按拓朴结构可分为总线型、星型、环形、树形、全网状和部分网状网络；按传输介质又可分为同轴电缆、双纽线、光纤或卫星等所连成的网络。这里我们主要讲述的是根据网络分布规模来划分的网络：局域网、城域网、广域网和网间网。 1． 局域网-LAN(Local Area Network) 将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。 目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、令牌环网 （Token Ring）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网—— 一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。 局域网的常用设备有： * 网卡（NIC） 插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。 * 集线器（Hub） 是单一总线共享式设备，提供很多网络接口，负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线，因此平均每用户（端口）传递的数据量、速率等受活动用户（端口）总数量的限制。它的主要性能参数有总带宽、端口数、智能程度（是否支持网络管理）、扩展性（可否级联和堆叠）等。 * 交换机（Switch） 也称交换式集线器。它同样具备许多接口，提供多个网络节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高：相当于拥有多条总线，使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响，表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外，交换机还具备集线器欠缺的功能，如数据过滤、网络分段、广播控制等。 * 线缆 局域网的距离扩展需要通过线缆来实现，不同的局域网有不同连接线缆，如光纤、双绞线、同轴电缆等。 2． 城域网- MAN(Metropolitan Area Network) MAN的覆盖范围限于一个城市，目前对于市域网少有针对性的技术，一般根据实际情况通过局域网或广域网来实现。 3． 广域网-WAN(Wide Area Network) WAN连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互连，所以它的结构又分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间链路）两部分。通信系统是广域网的关键，它主要有以下几种： * 公共电话网 即PSTN（Public Swithed Telephone Network），速度9600bps～28.8kbps，经压缩后最高可达115.2kbps，传输介质是普通电话线。它的特点是费用低，易于建立，且分布广泛。 * 综合业务数字网 即ISDN（Integrated Service Digital Network），也是一种拨号连接方式。低速接口为128kbps（高速可达2M），它使用ISDN线路或通过电信局在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN为数字传输方式，具有连接迅速、传输可靠等特点，并支持对方号码识别。ISDN话费较普通电话略高，但它的双通道使其能同时支持两路独立的应用，是一项对个人或小型办公室较适合的网络接入方式。 * 专线 即Leased Line，在中国称为DDN，是一种点到点的连接方式，速度一般选择64kbps～2.048Mbps。专线的好处是数据传递有较好的保障，带宽恒定；但价格昂贵，而且点到点的结构不够灵活。 * X.25网 是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式，速度为9600bps～64kbps；有 冗余纠错功能，可 靠性高，但由此带来的副效应是速度慢,延迟大； * 帧中继 即Frame Relay，是在X.25基础上发展起来的较新技术，速度一般选择为64kbps～2.048Mbps。帧中继的特点是灵活、弹性：可实现一点对 多点的连接，并且在数据量大时可超越约定速率传送数据，是一种较好的商业用户连接选择。 *异步传输模式 即ATM（Asynchronous Transfer Mode），是一种信元交换网络，最大特点的速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质，速率可高达上千兆（109bps），但成本也很高。 广域网与局域网的区别在于：线路通常需要付费。多数企业不可能自己架设线路，而需要租用已有链路，故广域网的大部分花费用在了这里。人们常常考虑如何优化使用带宽，将“好刀用在刀刃上”。 广域网常用设备有： * 路由器（Router） 广域网通信过程根据地址来寻找到达目的地的路径，这个过程在广域网中称为"路由（Routing）"。路由器负责在各段广域网和局域网间根据地址建立路由，将数据送到最终目的地。 * 调制解调器（Modem） 作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备，是广域网中必不可少的设备之一。分为同步和异步两种，分别用来与路由器的同步和异步串口相连接，同步可用于专线、帧中继、X.25等，异步用于PSTN的连接。 4． 网间网 即Internetwork，是一系列局域网和广域网的组合，因此包含的技术也是现有的局域网和广域网技术的综合。Internet便是一个当前最大也最为典型的网间网。
H. 关于计算机网络的层次问题
不是形成了更高的一层，TCPIP 和OSI 的分层 都是让设备，数据，网络 应用 分得更细化，每一层都是独立存在的，下层给上层提供服务。
源自网络：请参考
建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。
它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：
服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；
这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。
网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责，从而带来如下好处：
● 减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错；
● 在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行；
● 能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络动大手术；
● 便于研究和教学