网络互联概述
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网络互联概述
1 互联网络的定义
互联网络是一个通过中间网络设备连接多个独立网络的集合，其功能是形成一个覆盖范围更广的网络。
2 开放式系统互联模型
开放系统互联（OSI，Open Systems Interconnection）参考模型描述了信息如何从一台计算机的应用层软件通过网络媒体传输到另一台计算机的应用层软件中，它 是由七层协议组成的概念模型.
2.1 各层的特性
物理层：该层为执行、维护和终止物理链路定义了电子、机械、过程及功能的规则。
数据链路层：该层通过物理网络链路提供可靠的数据传输，不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特性，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。
网络层：该层控制分组传送系统的操作，即提供路由选择、拥挤控制、网络互连等功能，向高层协议提供面向连接服务和无连接服务。
传输层：该层功能包括流控、多路传输、虚电路管理及差错校验和恢复，负责向高层传输可靠的网络数据。
会话层：该层负责建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话。
表示层：该层提供多种用于应用层数据的编码和转化功能，以确保从一个系统应用层发送的信息可以被另一系统的应用层识别。
应用层：该层提供OSI用户服务，即允许程序访问特定的网络服务，诸如事物处理程序、文件传输协议、终端仿真和网络管理等。
2.2 各层之间的信息交换
OSI参考模型的各层传输的数据和控制信息具有多种格式,常用的信息格式包括帧、数据包、数据报、段、消息、元素和数据单元。信息交换发生在对等OSI层之间，源系统中的每一层把控制信息附加到数据中，而目的系统的每一层则对接收到的信息进行分析，并从数据中移去控制信息，下面是各信息单元的说明：
帧（frame）是一种信息单位，它的起始点和目的点都是数据链路层。数据包（packet）也是一种信息单位，它的起始和目的地是网络层。
数据报（datagram）通常是指起始点和目的地都使用无连接网络服务的的网络层的信息单元。
段（segment）通常是指起始点和目的地都是传输层的信息单元。
消息（message）是指起始点和目的地都在网络层以上（经常在应用层）的信息单元。
元素（cell）是一种固定长度的信息，它的起始点和目的地都是数据链路层。元素通常用于异步传输模式（ATM）和交换多兆位数据服务（SMDS）网络等交换环境。
数据单元（data unit）指许多信息单元。常用的数据单元有服务数据单元（SDU）、协议数据单元（PDU）。SDU是在同一机器上的两层之间传送信息。PDU是发送机器上每层的信息发送到接收机器上的响应层。
3互联网络的编址
互联网络的地址用户识别网络设备，编址方案随着协议组和OSI层而改变，互联网络一般使用MAC地址、网络层地址。
3.1 MAC地址
介质访问控制（MAC）地址是由数据链路层地址的子集组成的。MAC地址长48位，使用12个十六进制数表示。IEEE定义前6个十六进制数识别制造商，包含了唯一的标识符（OUI），后6个十六进制数包含接口数或出售商定义的有用信息.
3.2 网络层地址
网络层地址标识OSI网络层中的实体，它通常存在于分层地址空间，有时也称虚地址或逻辑地址。
3.2.1、IP基本编址
IP地址有32位，以小数点隔开的十进制数表示，形式为X．Y．Z．T（例如10．０．０．１）。32位地址字段包括两部分：一个网络号码和一个主机号码。其边界由IP地址的类别确定。具体类别有A、B、C、D及E类。
一：A类地址
A类地址第一位为"0"，前8位（0-7）代表网络号，其它位（8-31）代表此网络上的主机号。按这种描述方式的结果有128个A类网络，每个网有16777216台主机。
二：B类地址
B类地址的头两位是"10"，前16位（0-15）代表网络号，后16位（16-31）代表网络上的主机号，这种表示的结果有16384个网络号码，每个网络有65536台主机。
三：C类地址
C类网络地址的头三位是"110"，前24位（0-23）代表网络号，后8 位（24-31）代表网络上的主机号，这种表示的结果有2097152个网络号，每个网络有256台主机。
总结：
实际在三类网络中，每类主机的数量总比记算出来的少2。原因是有两个特殊的地址不能分配给主机，全部是1的主机地址是广播地址，而全部是0的主机地址是分配给该IP地址前临时表识它自身。在A类地址中实际却有126个A类网络，原因为网络是0不能使用而网络127被保留给用于测试相互处理通讯的回送地址。
3.2.2、IP基本子网划分
对我们的设计问题，解决方案是把分配的各类IP地址分成多个较小的网络，而使每个网络具有较少的主机。这是通过划分子网来完成。所谓子网或子网络是A、B或C类网络的一个子集，多少位用于主机，通过使用子网掩码，子网掩码是32位二进制数，它标识地址中的哪些位用于主机，哪些位用于网络，掩码中的1标识在IP地址中对应的位作为网络位，掩码中的0位标识IP地址中对应的主机位，可以对IP地址和子网掩码进行AND运算，产生IP地址的网络部分。
4 地址分配
静态地址：由网络管理员按互联网络编址统一分配。
动态地址：是在设备联入网络时借助于协议说明过程获取的，使用动态地址的设备每次连接入网都会有不同的地址。
单目地址：网络适配器安装所在的主机具有一个唯一的标识，即MAC地址，该地址无论在网络帧的MAC信源地址中还是MAC信宿地址中都是有效的地址。
多目地址：对某些芯片，可能具有允许工作站属于一组地址的功能，使发出去的LAN帧让某些特点节点都能接收到，这个功能称为多目地址。在网络帧的MAC信宿地址域中，多目地址是有效的地址，但是在MAC信源地址域中，它们不是有效的地址。
广播地址；在IEEE术语中，广播是一个"全一"的地址，任何MAC信宿地址设置为广播地址的帧将被同一LAN网段上的主机接收。要接收一个广播帧，主机并不需要属于一个广播组，广播地址在网络帧的MAC信宿地址域中是一个有效的地址，但是在MAC信源地址域是无效地址。
