Network 之一 国际标准组织介绍、互联网/因特网、以太网概念区分、协议标准
??在學習計算機網絡時，互聯網、以太網、因特網、萬維網、局域網、城域網、廣域網等這些概念常常對理解計算機網絡造成很大的困擾。并且在很多文章中，這些概念經常被混為一談。但是當我們深入了解計算機網絡時就會發現，清楚地理解每個概念的含義是很有必要的！
國際標準組織
??在制定計算機網絡標準方面，存在很多國際標準組織，雖然它們工作領域不同，但隨著科學技術的發展，他們之間的界限開始變得比較模糊。很多國際標準組織會互相合作，制定一些共用的標準，也有很多組織是專注于互聯網的某些部分而定制標準。下面是一些與互聯網直接或者間接相關的標準組織。
國際電信聯盟
??國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU；法語：Union Internationale des Télécommunications，UIT）是一個國際組織，主要負責確立國際無線電和電信的管理制度和標準。官方網站是 https://www.itu.int/。下圖是 ITU 的組織結構：
??國際電信聯盟主要負責分配和管理全球無線電頻譜與衛星軌道資源，制定全球電信標準，向發展中國家提供電信援助，促進全球電信發展。它也是聯合國的 15 個專門機構之一。
國際電信聯盟電信標準化部門
??國際電信聯盟多數標準由其管理下的國際電信聯盟電信標準化部門（ITU Telecommunication Standardization Sector，ITU-T）制定。ITU-T 制定的標準被他們自己稱為 ITU-T Recommendations（ITU-T RECS） 。ITU-T 的下屬機構這樣劃分：
??標準的名字由分支字母加上一個點 “.” 再加一個數字組成，例如著名的 ITU-T 標準 V.24（串行）、H.264（視頻壓縮）或者 E.164（國際電話號碼）。ITU-T 制定的標準可以在 https://www.itu.int/en/ITU-T/publications/Pages/recs.aspx 免費下載。
國際標準化組織
??國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）成立于1947 年 2 月 23 日，是制定全世界工商業國際標準的國際標準建立機構。官方網站是 http://www.iso.org。ISO 的組織結構 如下圖所示：
??ISO 關注的領域非常廣泛，但在電工、電子領域的標準化方面，則主要是與 IEC 密切合作（很多標準以 ISO/IEC 開頭）。ISO 的國際標準以數字表示：ISO 標準號:年份，例如：ISO 11180:1993，其中的 11180 是標準號碼，而 1993 是出版年份。ISO 的標準需要付費下載，可以在 https://www.iso.org/standards.html 搜索并下載。 下面是從 ISO 官網截取的一些比較流行的標準：
??1984 年，ISO 發布了著名的 ISO/IEC 7498 標準，它定義了網絡互聯的 7 層框架，也就是我們熟知的開放式系統互聯參考模型。
國際電工委員會
??國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）或稱為國際電工協會是世界上最早的國際標準化組織，于 1906 年成立，主要是負責有關電氣工程和電子工程領域中的國際標準化工作。官方網站是 http://www.iec.ch/。IEC 組織結構如下所示：
??IEC 的宗旨是，促進電氣、電子工程領域中標準化及有關問題的國際合作，增進國際間的相互了解。IEC 標準的格式與 ISO 標準基本是一致的：IEC 標準號:年份。標準可以在 https://webstore.iec.ch/ 付費下載。
電氣電子工程師學會
??電氣電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）是一個建立于1963 年 1 月 1 日的國際性電子技術與電子工程師協會，亦是世界上最大的專業技術組織之一。官方網站是 http://www.ieee.org/。IEEE 組織結構如下圖所示：
??IEEE 定位在 “科學和教育，并直接面向電子電氣工程、通訊、計算機工程、計算機科學理論和原理研究的組織，以及相關工程分支的藝術和科學”。它也是一個廣泛的工業標準開發者，主要領域包括電能、能源、生物技術和保健、信息技術、信息安全、通訊、消費電子、運輸、航天技術和納米技術。
IEEE SA
??電氣和電子工程師協會標準協會（IEEE SA）是 IEEE內 的一個運營單位，負責制定廣泛行業的全球標準，包括：電力和能源，人工智能系統，物聯網，消費技術和消費電子產品，生物醫學和醫療保健，學習技術，信息技術和機器人技術，電信和家庭自動化，汽車，運輸，家庭自動化，納米技術，信息保障，新興技術等等。
IEEE 802
??IEEE SA 中比較出名的是IEEE 局域網標準委員會（IEEE Local Area Network Standards Committee，LMSC），也就是 IEEE 802 委員會。它成立于1980 年 2 月，它的任務是制定局域網的國際標準，取得了顯著的成績。下圖是 IEEE 802 委員會 在 IEEE SA 中的組織結構：
IEEE 802 委員會下面設置了很多工作組，分別來處理不同的標準。他們研究的內容如下：
- 802.1 局域網概述，體系結構，網絡管理和性能測量等；
- 802.1d （生成樹協議 Spanning Tree)
- 802.1p (General Registration Protocol)
- 802.1q (虛擬局域網 Virtual LANs：VLan)
- 802.1w（快速生成樹協議 RSTP）
- 802.1s （多生成樹協議 MSTP)
- 802.1x （基于端口的訪問控制 Port Based Network Access Control)
- 802.2 邏輯鏈路控制 LLC；
- 802.3 總線網介質訪問控制協議 CSMA/CD 及物理層技術規范；
- 802.3u （快速以太網Fast Ethernet)
- 802.3z （千兆以太網 Gigabit Ethernet)
- 802.3af（基于以太網供電 POE：Power On Ethernet）
- 802.4 令牌環總線 Token-Passing Bus （單一/多信道速率 1,5,10 MBit/s）網介質訪問控制協議及其物理層技術規范；
- 802.5 令牌環 Token-Passing Ring （基帶速率 1,4,16 MBit/s) 網介質訪問控制協議及其物理層技術規范；
- 802.6 城域網（Metropolitan Area Networks) MAC 介質訪問控制協議 DQDB 及其物理層技術規范；
- 802.7 寬帶技術咨詢組，為其他分委員會提供寬帶網絡技術的建議；
- 802.8 光纖技術咨詢組，為其他分委員會提供光纖網絡技術的建議；
- 802.9 綜合話音/數據的局域網（IVD LAN）介質訪問控制協議及其物理層技術規范；
- 802.9a (IsoENET (proposed))
- 802.10 局域網安全技術標準；
- 802.11 無線局域網的介質訪問控制協議 CSMA/CA 及其物理層技術規范；
- 802.11b11 Mbps802.11b+ 是一個非正式的標準，稱為增強型 802.11b。802.11b+ 與 802.11b 完全兼容，只是采用了 pbcc 數據調制技術，所以能夠實現高達 22Mbps 的傳輸速率。
- 802.11g54Mbps是 IEEE于 2002 年 11 月 15 日批準的一種實驗性新標準。802.11g 和 802.11b一樣也是工作在 2.4Ghz 頻帶，所以完全兼容 802.11b，但是速度卻比 802.11b 快 5 倍，能達到 802.11a 的水平。
- 802.12 100Mb/s 高速以太網按需優先的介質訪問控制協議 100VG-AnyLAN(Voice Grade - Sprache geeignet)
- 802.14 （有線電視 (CATV))
- 802.15（無線個域網，WPAN )
- 802.15.4 描述了低速率無線個人局域網的物理層和媒體接入控制協議。它屬于 IEEE 802.15 工作組。
- 802.16（無線城域網，WMAN)
- 802.17（彈性分組環 (Resilient Packet Ring))
??IEEE 802 委員會最先制定的標準是 802.1 ~ 802.6，這 6 個標準已被 ISO 采納為國際標準，包含在 ISO 8802-1~8802-6 等文件中。美國國家標準協會（ANSI）把 IEEE 802 標準作為美國國家標準。標準可以在 https://standards.ieee.org/ 付費下載（貌似也可以免費獲取部分 PDF 格式的標準）。
互聯網協會
??互聯網協會（Internet Society，ISOC）是一個非營利的國際性組織，成立于 1992 年，以促進使用互聯網使用為目的。由它產生的主要標準，會交到互聯網工程工作小組（IETF）和互聯網結構委員會（IAB）。
互聯網工程任務組
??互聯網工程任務組（Internet Engineering Task Force，IETF）是一個開放的標準組織，負責開發和推廣自愿互聯網標準（Internet Standard，STD），特別是構成 TCP/IP 協議簇（TCP/IP）的標準。官方網站是 https://www.ietf.org/。自 1993 年以來，它在互聯網協會 ISOC 的支持下作為標準制定職能運作。在 IETF 的發展過程中，IETF 的組織結構也不斷地變化：
??RFC（Request For Comments，征求意見稿） 是互聯網標準以及 IESG、IAB 和 IRTF等機構發布文檔的正式渠道，每個 RFC 有唯一的編號，RFC 可以在互聯網上免費下載。或者直接在 IETF 官網 https://datatracker.ietf.org/doc/search 搜索下載。注意，并不是所有的 RFC 都是標準。
萬維網聯盟
??萬維網聯盟（World Wide Web Consortium），又稱 W3C 理事會。1994 年 10 月在麻省理工學院計算機科學實驗室成立，是 Web 技術領域內最具權威的中立的機構，關于 Web 的一切標準均由此論壇討論制定。官網是 http://www.w3c.org。
??從管理角度，W3C 由設立在美國麻省理工學院（MIT）、歐洲數學與信息學研究聯盟（ERCIM）、日本慶應大學（Keio University）及中國北京航空航天大學的四個全球總部機構聯合運營。由 Web 發明者、W3C 理事 Sir Tim Berners-Lee 及首席執行官 Dr. Jeffrey Jaffe 直接領導，由一個小型管理團隊（Management team）負責團隊的日常運行、資源分配以及戰略規劃。
??從標準流程角度，W3C 的標準流程（Process Document）、會員協議（Member Agreement）及專利政策（Patent Policy）約定了W3C參與各方的職責和利益。其中，W3C 的一些主要機構包括顧問委員會（Advisory Committee）、咨詢委員會（Advisory Board）、技術架構組（Technical Architecture Group, TAG）及各個討論組（chartered groups）。
??到目前為止，W3C 已制定了400多項影響深遠的標準及實施指南，包括語言使用規范，開發導則和解釋引擎行為等等，并督促應用開發與內容提供方遵循這些標準，例如廣為業界采用的 HTML、XML、CSS、WCAG、WebAuthn、WebAssembly 等，有效促進了 Web 技術的互相兼容，對互聯網技術的發展和應用起到基礎性和根本性的支撐作用。
物聯網、互聯網、因特網
??互聯網也稱為國際互聯網，國際標準寫法是 internet，首字母 i 一定要小寫，這就是個普通名稱。互聯網是一個很大的概念，理論上來說，所有可以互相通信的網絡都屬于互聯網的范疇。小到任意兩臺機器大到兩個星球之間，只要能通過任意方式實現通信，那他們組成的通信網絡就可以叫互聯網。所以，在范圍上互聯網有廣域網、城域網及局域網等概念之分。
??因特網的國際標準寫法是 Internet，字母 I 一定要大寫，這是個專有名詞。它是指當前全球最大的、開放的、有眾多網絡互相連接而成的特定的計算機網絡。就是對當前地球上所有計算機組成的通信網絡的稱呼。它采用 TCP/IP 協議族作為通信的規則，其前身是美國的 ARPNET。
??物聯網（Internet of Things，IoT）是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯互通的網絡。物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，其次，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。
??然而，隨著計算機網絡的普及及發展，現在并不嚴格區分互聯網和因特網，因為我們普通用戶接觸到的網絡基本就是以計算機為核心網絡，所以平時我們說的互聯網就是因特網。而且在國網很多文獻中，互聯網和因特網都是指的以計算機為核心網絡，而且更多的是使用互聯網這個稱呼來代指。簡單來說，互聯網就是計算機網絡，物聯網就是對互聯網的擴展，突破了計算機的范圍，增加了一些傳感器、智能化終端設備后形成的網絡。
??以下是維基百科給出的互聯網定義：互聯網是指 20 世紀末期興起電腦網絡與電腦網絡之間所串連成的龐大網絡系統。它是由從地方到全球范圍內幾百萬個私人、學術界、企業和政府的網絡所構成，通過電子、無線和光纖網絡技術等等一系列廣泛的技術聯系在一起。這些網絡以一些標準的網絡協議通信。互聯網承載范圍廣泛的信息資源和服務，比方說相互關系的超文本文件，還有萬維網（WWW）的應用、電子郵件、通話，以及文件共享服務。可見互聯網就是指的因特網。
OSI 參考模型與 TCP/IP 參考模型
??1984 年，ISO 發布了著名的 ISO/IEC 7498 標準，它定義了網絡互聯的 7 層框架：開放式系統互聯參考模型（Open System Interconnection Model，OSI Model），中文中也被稱為 OSI 模型 或 OSI 參考模型或者 OSI 七層模型。OSI 參考模型引入了服務、接口、協議、分層的概念，TCP/IP 借鑒了 OSI 的這些概念建立 TCP/IP 參考模型，也被稱為 TCP/IP 模型或 TCP/IP 四層模型。
??OSI 先有模型，后有協議，先有標準，后進行實踐；而 TCP/IP 則相反，先有協議和應用再提出了模型，且是參照的 OSI 模型。需要注意的一點是，OSI 參考模型與 TCP/IP 參考模型并沒有嚴格的（官方的）對應關系，所有的對應關系僅僅是一些文獻作者為了理解或者說講解做的映射，尤其是具體到某些協議之后。
??TCP/IP 參考模型最初的描述應該可以追溯到 RFC 1122，其中描述了 4 層基本結構。但是， RFC 1122 的重點強調架構原則而不是分層，也不能認為是 TCP/IP 參考模型的定義。此外，TCP/IP 參考模型的網絡接口層在很多文獻中也被分為兩層以與 OSI 參考模型最后兩層對應，因此，TCP/IP 參考模型有時候也被稱為 TCP/IP 五層模型。
??OSI 參考模型是一種概念模型，它表征和標準化了電信或計算系統的通信功能，而不考慮其底層的內部結構和技術。其最大的貢獻就是給出了 服務、協議和接口 這三個獨立概念。 TCP/IP 參考模型由于廣泛的應用，已經成為了事實上的標準，下圖是一個我們實際網絡的通信模型：
?? 除了我們熟知的 OSI 參考模型 和 TCP/IP 參考模型，在眾多文獻或者組織內部還存在著其他一些互聯網的參考模型（主要是介紹層的對應關系）。下表是維基百科給出羅列出的一些已知的互聯網參考模型：
協議戰爭
??在 20 世紀 70 年代到 90 年代之間，計算機科學領域發生了一場名為 “協議戰爭”(Protocol Wars) 的長期爭論。當時，工程師、組織和國家在哪種通信協議能產生最好、最強大的計算機網絡的問題上出現了兩極分化。這場辯論在 80 年代末和 90 年代初的 Internet - OSI 標準之戰中達到了頂峰，最終在 90 年代中期由 Internet 獲勝，并導致大多數其他協議消失。
詳細內容參考Network 之五 TCP/IP 協議族、工作流程、常用協議格式
??為了保證網絡的互通性，各大國際組織根據自己所關注的領域制定了很多標準。這些標準總的來說可以分為軟件協議標準和硬件連接標準這兩大類。其中軟件協議標準主要就是由 IETF 負責的 TCP/IP 協議族相關標準及應用層協議相關標準，硬件連接部分主要就是 IEEE 802 負責的相關標準。
??IEEE 802 的相關標準主要規定了數據鏈路層和物理層，且將數據鏈路層又分為了介質訪問控制 （MAC） 層 和邏輯鏈路控制 （LLC） 層 這兩層。其中，前者負責控制網絡中的設備如何獲得對介質的訪問權限和傳輸數據的權限，后者負責識別和封裝網絡層協議，并控制錯誤檢查和幀同步。
??此外，按照范圍來劃分，互聯網可以分為局域網和廣域網。IEEE 802 制定了一些列的 局域網標準，其中最為我們熟知的就是 IEEE 802.3 以太網標準。IEEE 802 標準定義的局域網參考模型只對應于OSI 參考模型的數據鏈路層和物理層。
- 局域網的特性主要由三個要素決定：拓撲結構、傳輸介質、介質訪問控制方式，其中最重要的是介質訪問控制方式，它決定著局域網的技術特性。三種特殊的局域網拓撲實現如下：
- 以太網：目前使用范圍最廣的局域網，邏輯拓撲是總線形結構，物理拓撲是星形或拓展星形結構。標準是 IEEE 802.3
- 令牌環（Token Ring）：邏輯拓撲是環形結構，物理拓撲是星形結構。標準是 IEEE 802.5
- FDDI（光纖分布數字接口）：邏輯拓撲是環形結構，物理拓撲是雙環結構。標準是 IEEE 802.8
- 無線局域網（Wireless LAN）：使用無線電波或電場與磁場作為數據傳送的介質的局域網。標準是 IEEE 802.11
- 廣域網通常是指覆蓋范圍很廣(遠超一個城市的范圍)的長距離網絡。廣域網是因特網的核心部分，其任務是長距離運送主機所發送的數據。廣域網由一些結點交換機及連接這些交換機的鏈路組成。廣域網的一些標準有：
- HDLC、PPP、SDLC（同步數據鏈路控制）、SLIP(串行鏈路網間協議)等
- EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、V.24、V.35、X.21等
TCP/IP 協議族
??TCP/IP 協議族，也稱為互聯網協議套件（Internet Protocol Suite，IPS）是一組實現支持因特網和大多數商業網絡運行的協議棧的網絡傳輸協議。這個名稱來源于其中兩個最重要的協議：傳輸控制協議（TCP）和因特網協議（IP），它們也是最先定義的兩個協議。目前，TCP/IP 協議族的相關標準由 IEFT 負責。
??由于在網絡通訊協議普遍采用分層的結構，當多個層次的協議共同工作時，類似計算機科學中的堆棧，因此又稱為 TCP/IP 協議棧（TCP/IP Protocol Stack）。所有這些協議都在相應的 RFC 文檔中討論及標準化。
詳細內容參考Network 之五 TCP/IP 協議族、工作流程、常用協議格式
以太網
??以太網（Ethernet）是一種計算機局域網技術。IEEE 組織的 IEEE 802.3 標準制定了以太網的技術標準，它規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問控制的內容。以太網是目前應用最普遍的局域網技術，取代了其他局域網標準如令牌環、FDDI 和 ARCNET。
??以太網的相關標準（IEEE 802.3）目前由 IEEE 802 負責制定與發布。各種以太網類型參見博文 Network 之三 Ethernet（以太網）物理介質（10Base、100Base-T、100Base-TX等）介紹。
??這里還有個點需要注意，以太網的雛型是施樂以太網（Xerox Ethernet），在 1982 年，Xerox 與 DEC 及 Intel 組成 DIX 聯盟，并共同發表了 Ethernet Version 2（EV2）的規格，并將它投入商場市場，且被普遍使用。而 EV2 的網絡就是目前受 IEEE 承認的10BASE5。EV2 與 IEEE 802.3 在 MAC 層定義的幀上有區別！
互聯網服務
??互聯網承載著眾多應用程序和服務，包括萬維網、社交媒體、電子郵件、移動應用程序、多人電子游戲、互聯網通話、文件分享和流媒體服務等。提供這些服務的大多數服務器托管于數據中心，并且通過高性能的內容分發網絡訪問。常用的互聯網服務：
- 萬維網（World Wide Web，WWW）提供全球信息資源瀏覽服務，即通過瀏覽器上網；
- 電子郵件服務（E-mail）；
- Usenet 網絡新聞組服務 ，即電子公告牌服務，如 BBS；
- 文件傳輸服務（FTP 服務）；
- 遠程登錄服務；
萬維網
??萬維網（World Wide Web，WWW）應該是我們接觸最多的一個互聯網服務。萬維網只是互聯網（因特網）所能提供的服務其中之一，是靠著互聯網（因特網）運行的一項服務。它實現讓 Web 客戶端（常用瀏覽器）訪問瀏覽 Web 服務器上的頁面。
??萬維網資源通常使用 HTTP 或 HTTPS 訪問，是互聯網通信協議的其中之一。其相關標準由萬維網聯盟（W3C）負責制定與發布。萬維網的核心部分是由三個標準構成的：
- 統一資源標識符（URL），這是一個統一的為資源定位的系統。
- 超文本傳送協議（HTTP），它負責規定客戶端和服務器怎樣互相交流。
- 超文本標記語言（HTML），作用是定義超文本文檔的結構和格式。
參考
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Network 之一 国际标准组织介绍、互联网/因特网、以太网概念区分、协议标准的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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