计算机网络产生的条件
计算机的发明
1946 年世界上第一台电子计算机诞生与美国宾夕法尼亚大学,它被称为"ENIAC",那时的计算机体积较大,足有一个教室那么大。
集成电路的发展
1947 年美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管,伴随它逐步而来的是集成电路,大规模集成电路,超大规模集成电路。计算机的体积也越来越小。
1958 年基尔.比发明第一颗集成电路(IC)。这个装置揭开二十世纪信息革命的序幕,同时宣告信息化时代来临
理论发展
RAND公司的Paul Baran在1964年发表On Distributed Communications Network,包含有分布式社交行为的全球网络概念
Donald Davies在1965年创造了“Packet(包)”,Davies提出了分组交换的想法,将计算机消息分成分组,这些分组可能通过不同的路由在网络上独立路由,然后在目的地重新组装。
封包交换算法:解决数据如何从一个点通过一个复杂网络到达另一个点的问题。
材料科学的发展
同轴电缆:一根导体,速度慢
双绞线电缆:导线两两缠绕,传输速度由导体材料决定,速度较快
光纤:光传输,速度最快(10Gbps),能量耗损低
互联网的发展
“阿帕网”的产生
1969年出现了ARPANET(“阿帕网”),也就是今天互联网的雏形。仅连接四个节点,传输速率低,没应用场景
互联网发展要解决的问题
应用程序:依赖性
带宽:网速慢
互联网地址:IP协议
传输和研发成本:传输的正确性(TCP)
网络安全:明文传输数据(加密)
标准化:互联网兼容性差,后来出现OSI7层模型解决问题
商业力量:商业力量介入
万维网发展
蒂姆·伯纳斯-李是第1个浏览器万维网(World wide web),应用层协议(HTTP协议)的构建
无线网的发展
分层架构
OSI七层模型
OSI模型指的是Open System Interconnection Reference Model,即开放式系统互联模型。它是世界上第一个试图在世界范围内规范网络标准的框架。这个模型是英国标准化协会与 1977年向国际标准化组织提出的。
自上而下七层如图所示:
Application Layer
应用层:应用层位于OSI模型最上方,只关心业务逻辑,不关心数据的传输
Presentation Layer
表示层:负责协商用于传输的数据格式,并转换数据格式
Session Layer
会话层:负责管理两个连网实体间的连接
Transport Layer
传输层:负责将数据从一个实体(一个服务或应用)传输到另一个实体,但不负责数据传输的方式
Network Layer
网络层:负责把一个封包从一个IP地址传输到另一个IP地址
Data Link Layer
数据链路层:确保两个临近设备间数据的传输,并隐藏底层实现
Physical Layer
物理层:封装和隐藏具体的传输手段,并且提供稳定的传输接口;比如:电缆、光纤、蓝牙等
四层模型
TCP/IP Original
然而,OSI 七层模型提出之前,卡恩与瑟夫在1973 年就开发出来TCP/IP中的两个核心协议,TCP协议和IP协议。最早TCP/IP协议族是基于四层模型的;自上而下分别是:应用层,传输层,网络层,网络接口层
Network Interface Layer
网络接口层:包括操作系统中的设备驱动程序、计算机中对应的网络接口卡
Network Layer
网络层:处理分组在网络中的活动,比如分组的选路。
Transport Layer
运输层:主要为两台主机上的应用提供端到端的通信。
Application Layer
应用层:负责处理特定的应用程序细节
五层模型
TCP/IP Updated
五层模型是OSI七层和TCP/IP四层的综合,是业界产生出来的非官方协议模型,但是很多具体的应用。主要是将OSI七层中的 应用层,表示层,会话层的合并。自上而下具体是:应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层。
四层,五层,七层的关系对比如下:
随后我们将讨论一些计算机网络的具体协议。
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