計算機網(wǎng)絡計算機學院課程簡介教材教材,謝希仁編著,電子工業(yè)出版社,2007年學時學時64學時（理論教學學時（理論教學52實驗實驗12學分學分4考核方式考核方式本章主要講述內容計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用因特網(wǎng)概述因特網(wǎng)的組成計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展計算機網(wǎng)絡的類別計算機網(wǎng)絡的性能計算機網(wǎng)絡的體系結構11計算機網(wǎng)絡在信息時代的作用N21世紀的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和信息化，它是一個以網(wǎng)絡為核心的信息時代。N網(wǎng)絡現(xiàn)已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟的重要基礎。N網(wǎng)絡是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡。N發(fā)展最快的并起到核心作用的是計算機網(wǎng)絡。因特網(wǎng)INTERNET的發(fā)展N進入20世紀90年代以后，以因特網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡得到了飛速的發(fā)展。N已從最初的教育科研網(wǎng)絡逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡。N已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡。因特網(wǎng)的意義N因特網(wǎng)是自印刷術以來人類通信方面最大的變革。N現(xiàn)在人們的生活、工作、學習和交往都已離不開因特網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡向用戶提供的最重要的功能N連通性計算機網(wǎng)絡使上網(wǎng)用戶之間都可以交換信息，好像這些用戶的計算機都可以彼此直接連通一樣。N共享即資源共享?？梢允切畔⒐蚕?、軟件共享，也可以是硬件共享。12因特網(wǎng)概述121網(wǎng)絡的網(wǎng)絡N起源于美國的因特網(wǎng)現(xiàn)已發(fā)展成為世界上最大的國際性計算機互聯(lián)網(wǎng)N網(wǎng)絡NETWORK由若干結點NODE和連接這些結點的鏈路LINK組成。N互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”NETWORKOFNETWORKS。N連接在因特網(wǎng)上的計算機都稱為主機HOST。請注意名詞“結點”N“結點”的英文名詞是NODE。N雖然NODE有時也可譯為“節(jié)點”，但這是指像天線上的駐波的節(jié)點，這種節(jié)點很像竹竿上的“節(jié)”。N在網(wǎng)絡中的NODE的標準譯名是“結點”而不是“節(jié)點”。N但數(shù)據(jù)結構的樹TREE中的NODE應當譯為“節(jié)點”。網(wǎng)絡與因特網(wǎng)N網(wǎng)絡把許多計算機連接在一起。N因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡連接在一起。主機因特網(wǎng)122因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段N第一階段是從單個網(wǎng)絡ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。N1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標準協(xié)議。N人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時間。INTERNET和INTERNET的區(qū)別N以小寫字母I開始的INTERNET（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡互連而成的網(wǎng)絡。N以大寫字母I開始的的INTERNET（因特網(wǎng)）則是一個專用名詞，它指當前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的ARPANET。三級結構的因特網(wǎng)N第二階段的特點是建成了三級結構的因特網(wǎng)。N三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。多層次ISP結構的因特網(wǎng)N第三階段的特點是逐漸形成了多層次ISP結構的因特網(wǎng)。N出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務提供者ISPINTERNETSERVICEPROVIDER。萬維網(wǎng)WWW的問世N因特網(wǎng)已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大和增長速率最快的計算機網(wǎng)絡，沒有人能夠準確說出因特網(wǎng)究竟有多大。N因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展始于20世紀90年代。由歐洲原子核研究組織CERN開發(fā)的萬維網(wǎng)WWWWORLDWIDEWEB被廣泛使用在因特網(wǎng)上，大大方便了廣大非網(wǎng)絡專業(yè)人員對網(wǎng)絡的使用，成為因特網(wǎng)的這種指數(shù)級增長的主要驅動力。因特網(wǎng)的發(fā)展情況概況網(wǎng)絡數(shù)主機數(shù)用戶數(shù)管理機構數(shù)198010102102100199010310510610120001051071081022005106108109103123關于因特網(wǎng)的標準化工作因特網(wǎng)協(xié)會ISOC因特網(wǎng)研究指導小組IRSG因特網(wǎng)研究部IRTF因特網(wǎng)工程部IETF因特網(wǎng)工程指導小組IESGRGWGRG領域領域因特網(wǎng)體系結構研究委員會IABWGWGWG制訂因特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過以下的四個階段N因特網(wǎng)草案INTERNETDRAFT在這個階段還不是RFC文檔。N建議標準PROPOSEDSTANDARD從這個階段開始就成為RFC文檔。N草案標準DRAFTSTANDARDN因特網(wǎng)標準INTERNETSTANDARD13因特網(wǎng)的組成從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊1邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。2核心部分由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。131因特網(wǎng)的邊緣部分N處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機。這些主機又稱為端系統(tǒng)ENDSYSTEM。N“主機A和主機B進行通信”，實際上是指“運行在主機A上的某個程序和運行在主機B上的另一個程序進行通信”。N即“主機A的某個進程和主機B上的另一個進程進行通信”。或簡稱為“計算機之間通信”兩種通信方式在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢怤客戶服務器方式（C/S方式）即CLIENT/SERVER方式N對等方式（P2P方式）即PEERTOPEER方式1客戶服務器方式N客戶CLIENT和服務器SERVER都是指通信中所涉及的兩個應用進程。N客戶服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。N客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方?？蛻糗浖奶攸cN被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。N不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。服務器軟件的特點N一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。N系統(tǒng)啟動后即自動調用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。N一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。2對等連接方式N對等連接PEERTOPEER，簡寫為P2P是指兩個主機在通信時并不區(qū)分哪一個是服務請求方還是服務提供方。N只要兩個主機都運行了對等連接軟件（P2P軟件），它們就可以進行平等的、對等連接通信。N雙方都可以下載對方已經(jīng)存儲在硬盤中的共享文檔。對等連接方式的特點N對等連接方式從本質上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。N例如主機C請求D的服務時，C是客戶，D是服務器。但如果C又同時向F提供服務，那么C又同時起著服務器的作用。網(wǎng)絡邊緣網(wǎng)絡核心運行P2P程序運行P2P程序DCEF運行P2P程序運行P2P程序132因特網(wǎng)的核心部分N網(wǎng)絡核心部分是因特網(wǎng)中最復雜的部分。N網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。N在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器ROUTER。N路由器是實現(xiàn)分組交換PACKETSWITCHING的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。路由器的重要任務N路由器是實現(xiàn)分組交換PACKETSWITCHING的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。1電路交換的主要特點N兩部電話機只需要用一對電線就能夠互相連接起來。更多的電話機互相連通N5部電話機兩兩相連，需10對電線。NN部電話機兩兩相連，需NN1/2對電線。N當電話機的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線對的數(shù)量與電話機數(shù)的平方成正比。使用交換機N當電話機的數(shù)量增多時，就要使用交換機來完成全網(wǎng)的交換任務。交換機“交換”的含義N在這里，“交換”SWITCHING的含義就是轉接把一條電話線轉接到另一條電話線，使它們連通起來。N從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。電路交換的特點N電路交換必定是面向連接的。N電路交換的三個階段N建立連接N通信N釋放連接電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低N計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。N這導致通信線路的利用率很低。報文2分組交換的主要特點N在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。1101000110101010110101011100010011010010假定這個報文較長不便于傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報文添加首部構成分組N每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構成分組。首部首部首部分組1分組2分組3請注意現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的傳輸單元N分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。N依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組1數(shù)據(jù)首部分組2數(shù)據(jù)首部分組3分組首部的重要性N每一個分組的首部都含有地址等控制信息。N分組交換網(wǎng)中的結點交換機根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉發(fā)到下一個結點交換機。N用這樣的存儲轉發(fā)方式，最后分組就能到達最終目的地。收到分組后剝去首部N接收端收到分組后剝去首部還原成報文。數(shù)據(jù)首部分組1數(shù)據(jù)首部分組2數(shù)據(jù)首部分組3收到的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)最后還原成原來的報文N最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復成為原來的報文。N這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉發(fā)時也沒有被丟棄。報文1101000110101010110101011100010011010010因特網(wǎng)的核心部分N因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡和把它們互連起來的路由器組成，而主機處在因特網(wǎng)的邊緣部分。N在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)絡邊緣的主機接入到核心部分則通常以相對較低速率的鏈路相連接。N主機的用途是為用戶進行信息處理的，并且可以和其他主機通過網(wǎng)絡交換信息。路由器的用途則是用來轉發(fā)分組的，即進行分組交換的。H1H5H2H4H3H6發(fā)送的分組路由器AEDBC網(wǎng)絡核心部分主機路由器N在路由器中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。N路由器處理分組的過程是N把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；N查找轉發(fā)表，找出到某個目的地址應從哪個接口轉發(fā)；N把分組送到適當?shù)慕涌谵D發(fā)出去,把分組交給下一個路由器主機和路由器的作用不同N主機是為用戶進行信息處理的，并向網(wǎng)絡發(fā)送分組，從網(wǎng)絡接收分組。N路由器對分組進行存儲轉發(fā)，最后把分組交付目的主機。分組交換的優(yōu)點N高效動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。N靈活以分組為傳送單位和查找路由。N迅速不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組。N可靠保證可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡有很好的生存性。分組交換帶來的問題N分組在各結點存儲轉發(fā)時需要排隊，這就會造成一定的時延。N分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。存儲轉發(fā)原理并非完全新的概念N在20世紀40年代，電報通信也采用了基于存儲轉發(fā)原理的報文交換MESSAGESWITCHING。N報文交換的時延較長，從幾分鐘到幾小時不等?，F(xiàn)在報文交換已經(jīng)很少有人使用了。三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文ABCDABCDABCD報文交換電路交換分組交換T連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的特點比特流直達終點報文報文報文分組分組分組存儲轉發(fā)存儲轉發(fā)存儲轉發(fā)存儲轉發(fā)計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生背景N是20世紀60年代美蘇冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物。N60年代初，美國國防部領導的遠景研究規(guī)劃局ARPAADVANCEDRESEARCHPROJECTAGENCY提出要研制一種生存性SURVIVABILITY很強的網(wǎng)絡。N傳統(tǒng)的電路交換CIRCUITSWITCHING的電信網(wǎng)有一個缺點正在通信的電路中有一個交換機或有一條鏈路被炸毀，則整個通信電路就要中斷。N如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴柦⑦B接。這將要延誤一些時間。新型網(wǎng)絡的基本特點N網(wǎng)絡用于計算機之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。N網(wǎng)絡能夠連接不同類型的計算機，不局限于單一類型的計算機。N所有的網(wǎng)絡結點都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡的生存性。N計算機在進行通信時，必須有冗余的路由。N網(wǎng)絡的結構應當盡可能地簡單，同時還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。ARPANET的成功使計算機網(wǎng)絡的概念發(fā)生根本變化N早期的面向終端的計算機網(wǎng)絡是以單個主機為中心的星形網(wǎng)N各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機的硬件和軟件資源。N分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡為中心，主機都處在網(wǎng)絡的外圍。N用戶通過分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。14計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展1中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET2中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET3中國科學技術網(wǎng)CSTNET4中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET5中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET6中國國際經(jīng)濟貿易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET7中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET8中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET（建設中）9中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(wǎng)CSNET（建設中）15計算機網(wǎng)絡的分類N151計算機網(wǎng)絡的不同定義N最簡單的定義計算機網(wǎng)絡是一些互相連接的、自治的計算機的集合。N因特網(wǎng)INTERNET是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”。N132幾種不同的類別的網(wǎng)絡N不同作用范圍的網(wǎng)絡N從網(wǎng)絡的使用者進行分類152幾種不同類別的網(wǎng)絡N不同作用范圍的網(wǎng)絡N廣域網(wǎng)WANWIDEAREANETWORKN局域網(wǎng)LANLOCALAREANETWORKN城域網(wǎng)MANMETROPOLITANAREANETWORKN個人區(qū)域網(wǎng)PANPERSONALAREANETWORK2不同使用者的網(wǎng)絡N從網(wǎng)絡的使用者進行分類N公用網(wǎng)PUBLICNETWORKN專用網(wǎng)PRIVATENETWORK3用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡N接入網(wǎng)ANACCESSNETWORK，它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。N由ISP提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的“橋梁”作用。16計算機網(wǎng)絡的性能161計算機網(wǎng)絡的性能指標1速率N比特（BIT）是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。NBIT來源于BINARYDIGIT，意思是一個“二進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進制數(shù)字中的一個1或0。N速率即數(shù)據(jù)率DATARATE或比特率BITRATE是計算機網(wǎng)絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是B/S，或KB/S,MB/S,GB/S等N速率往往是指額定速率或標稱速率。2帶寬N“帶寬”BANDWIDTH本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。N現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或B/SBIT/S。常用的帶寬單位N更常用的帶寬單位是N千比每秒，即KB/S（103B/S）N兆比每秒，即MB/S（106B/S）N吉比每秒，即GB/S（109B/S）N太比每秒，即TB/S（1012B/S）N請注意在計算機界，K2101024M220,G230,T240。3吞吐量N吞吐量THROUGHPUT表示在單位時間內通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。N吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡。N吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。4時延DELAY或LATENCYN傳輸時延（發(fā)送時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。N也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。發(fā)送時延數(shù)據(jù)塊長度（比特）信道帶寬（比特/秒）時延DELAY或LATENCYN傳播時延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。N信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時延信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）時延DELAY或LATENCYN處理時延交換結點為存儲轉發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。N排隊時延結點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。N排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信量。時延DELAY或LATENCYN數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延之和總時延發(fā)送時延傳播時延處理時延排隊時延容易產(chǎn)生的錯誤概念N對于高速網(wǎng)絡鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。N提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。5時延帶寬積（傳播）時延鏈路帶寬時延帶寬積傳播時延帶寬N鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。時延帶寬積6利用率N信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道的利用率是零。N網(wǎng)絡利用率則是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權平均值。N信道利用率并非越高越好。時延與網(wǎng)絡利用率的關系N根據(jù)排隊論的理論，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。N若令D0表示網(wǎng)絡空閑時的時延，D表示網(wǎng)絡當前的時延，則在適當?shù)募俣l件下，可以用下面的簡單公式表示D和D0之間的關系U是網(wǎng)絡的利用率，數(shù)值在0到1之間。時延D利用率U10D0時延急劇增大162計算機網(wǎng)絡的非性能特征N費用N質量N標準化N可靠性N可擴展性和可升級性N易于管理和維護17計算機網(wǎng)絡的體系結構171計算機網(wǎng)絡體系結構的形成N相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調工作才行，而這種“協(xié)調”是相當復雜的。N“分層”可將龐大而復雜的問題，轉化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。關于開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RMN只要遵循OSI標準，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標準的其他任何系統(tǒng)進行通信。N在市場化方面OSI卻失敗了。NOSI的專家們在完成OSI標準時沒有商業(yè)驅動力；NOSI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復雜，且運行效率很低；NOSI標準的制定周期太長，因而使得按OSI標準生產(chǎn)的設備無法及時進入市場；NOSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個層次中重復出現(xiàn)。兩種國際標準N法律上的DEJURE國際標準OSI并沒有得到市場的認可。N是非國際標準TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應用。NTCP/IP常被稱為事實上的DEFACTO國際標準。172劃分層次的必要性N計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。N這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關的同步問題（同步含有時序的意思）。N網(wǎng)絡協(xié)議NETWORKPROTOCOL，簡稱為協(xié)議，是為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定。網(wǎng)絡協(xié)議的組成要素N語法數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式。N語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。N同步事件實現(xiàn)順序的詳細說明。劃分層次的概念舉例N主機1向主機2通過網(wǎng)絡發(fā)送文件。N可以將要做的工作進行如下的劃分。N第一類工作與傳送文件直接有關。N確信對方已做好接收和存儲文件的準備。N雙方協(xié)調好一致的文件格式。N兩個主機將文件傳送模塊作為最高的一層。剩下的工作由下面的模塊負責。兩個主機交換文件文件傳送模塊主機1主機2文件傳送模塊只看這兩個文件傳送模塊好像文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線傳送的把文件交給下層模塊進行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊再設計一個通信服務模塊文件傳送模塊主機1主機2文件傳送模塊只看這兩個通信服務模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對方把文件交給下層模塊進行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務模塊通信服務模塊再設計一個網(wǎng)絡接入模塊文件傳送模塊主機1主機2文件傳送模塊通信服務模塊通信服務模塊網(wǎng)絡接入模塊網(wǎng)絡接入模塊通信網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接入模塊負責做與網(wǎng)絡接口細節(jié)有關的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長度等。分層的好處N各層之間是獨立的。N靈活性好。N結構上可分割開。N易于實現(xiàn)和維護。N能促進標準化工作。層數(shù)多少要適當N若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復雜。N層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務時遇到較多的困難。計算機網(wǎng)絡的體系結構N計算機網(wǎng)絡的體系結構ARCHITECTURE是計算機網(wǎng)絡的各層及其協(xié)議的集合。N體系結構就是這個計算機網(wǎng)絡及其部件所應完成的功能的精確定義。N實現(xiàn)IMPLEMENTATION是遵循這種體系結構的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。N體系結構是抽象的，而實現(xiàn)則是具體的，是真正在運行的計算機硬件和軟件。173具有五層協(xié)議的體系結構NTCP/IP是四層的體系結構應用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡接口層。N但最下面的網(wǎng)絡接口層并沒有具體內容。N因此往往采取折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結構。五層協(xié)議的體系結構N應用層APPLICATIONLAYERN運輸層TRANSPORTLAYERN網(wǎng)絡層NETWORKLAYERN數(shù)據(jù)鏈路層DATALINKLAYERN物理層PHYSICALLAYER數(shù)據(jù)鏈路層5應用層4運輸層3網(wǎng)絡層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2應用進程數(shù)據(jù)先傳送到應用層加上應用層首部，成為應用層PDU主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2應用層PDU再傳送到運輸層加上運輸層首部，成為運輸層報文主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡層加上網(wǎng)絡層首部，成為IP數(shù)據(jù)報（或分組）主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2IP數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部取出數(shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡層主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2網(wǎng)絡層剝去首部，取出數(shù)據(jù)部分上交給運輸層主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2運輸層剝去首部，取出數(shù)據(jù)部分上交給應用層主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2應用層剝去首部，取出應用程序數(shù)據(jù)上交給應用進程主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2我收到了AP1發(fā)來的應用程序數(shù)據(jù)主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2應用程序數(shù)據(jù)應用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝去首部（尾部）的層次應用程序數(shù)據(jù)H5應用程序數(shù)據(jù)H4H5應用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)H4運輸層首部H3網(wǎng)絡層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機210100110100101比特流110101110101計算機2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部后把幀的數(shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡層H2T2H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)H4H5應用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2網(wǎng)絡層剝去分組首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運輸層H5應用程序數(shù)據(jù)H4H5應用程序數(shù)據(jù)主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2運輸層剝去報文首部后把報文的數(shù)據(jù)部分交給應用層應用程序數(shù)據(jù)H5應用程序數(shù)據(jù)主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2應用層剝去應用層PDU首部后把應用程序數(shù)據(jù)交給應用進程主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機1AP2AP1主機2我收到了AP1發(fā)來的應用程序數(shù)據(jù)174實體、協(xié)議、服務和服務訪問點N實體ENTITY表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。N協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。N在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。N要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務。實體、協(xié)議、服務和服務訪問點（續(xù)）N本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議。N下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。N協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對