1、多媒體網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)-第1章-因特網(wǎng)資料Ch1 Overview of internetCh1 Overview of internet因特網(wǎng)概述因特網(wǎng)概述Beijing Institute of Fashion TechnologyBeijing Institute of Fashion TechnologyLiuYi1.1 1.1 Concept of computer network Concept of computer network 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念Basis of Computer Network： The goals of Computer networking are ：Commu

2、nication 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 and Resource Sharing 資源共享資源共享Computer Technology 計算機技術(shù)計算機技術(shù)Communication Technology 通信技術(shù)通信技術(shù)Whats the earliest computing tool ?Whats the earliest communication method ?Classification of Computer Networks(1)Classification of Computer Networks(1)1 1. Classified by distance (most comm

3、only used. Classified by distance (most commonly used）WANWAN（Wide Area NetworkWide Area Network）廣域網(wǎng)也叫遠(yuǎn)程網(wǎng)。）廣域網(wǎng)也叫遠(yuǎn)程網(wǎng)。范圍：幾十公里到幾千公里，覆蓋國家、地區(qū)、大洲范圍：幾十公里到幾千公里，覆蓋國家、地區(qū)、大洲。LANLAN（Local Area NetworkLocal Area Network局域網(wǎng)）。局域網(wǎng)）。范圍：一個實驗室、大樓、校園。這是計算機網(wǎng)絡(luò)中最活范圍：一個實驗室、大樓、校園。這是計算機網(wǎng)絡(luò)中最活躍的領(lǐng)域。躍的領(lǐng)域。MANMAN（Metropolitan Area

4、NetworkMetropolitan Area Network）城域網(wǎng)）城域網(wǎng)范圍：介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間，一般是幾十公里的大范圍：介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間，一般是幾十公里的大量企業(yè)、機關(guān)、公司大多個局域網(wǎng)互聯(lián)的需求。量企業(yè)、機關(guān)、公司大多個局域網(wǎng)互聯(lián)的需求。 Classification of Computer Networks(2)Classification of Computer Networks(2)Classified by switching method:Classified by switching method:Circuit switchingCircuit switch

5、ing（電路交換）、（電路交換）、Message switchingMessage switching（報文交換）、（報文交換）、 Packet switching Packet switching （分組交換）（分組交換）Classified by topology Classified by topology （ImportantImportant）: :StarStar、BusBus、RingRing、TreeTree、Network Network Classified by transmission media:Classified by transmission media:Gui

6、ded Transmission NetworkGuided Transmission Network有線網(wǎng)、有線網(wǎng)、Wireless Wireless transmission Networktransmission Network無線網(wǎng)無線網(wǎng) Classified by Application:Classified by Application:EducationEducation教育、教育、Science ResearchScience Research科研、科研、BusinessBusiness商業(yè)、商業(yè)、Home UseHome Use家庭家庭 applications of Com

7、puter NetworksBusiness ApplicationsBusiness ApplicationsHome ApplicationsHome ApplicationsMobile UsersMobile UsersSocial IssuesSocial IssuesE- commerceE- commerceNetwork StandardizationNetwork StandardizationISO ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織國際標(biāo)準(zhǔn)化組織International Organization for Standardization International Organizat

8、ion for Standardization CCITT CCITT 國際電報國際電報 咨詢委員會（咨詢委員會（ITUITU）International Telephone and Telegraph Consultative International Telephone and Telegraph Consultative CommitteeCommittee202X202X年年3 3月月1 1日起，國際電報日起，國際電報 咨詢委員會（咨詢委員會（CCITTCCITT）改組為國際電信聯(lián)）改組為國際電信聯(lián)盟（盟（ITUITU）電信標(biāo)準(zhǔn)化部門，簡稱）電信標(biāo)準(zhǔn)化部門，簡稱 ITU-T ITU-

9、T。 IEEE IEEE 電氣和電子工程師協(xié)會電氣和電子工程師協(xié)會Institute of Electrical and Electronics EngineersInstitute of Electrical and Electronics EngineersANSI ANSI 美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會American National Standard Institute American National Standard Institute ECMA ECMA 歐洲計算機制造商協(xié)會歐洲計算機制造商協(xié)會European Computer Manufacture Associati

10、onEuropean Computer Manufacture Association名詞解釋計算機網(wǎng)絡(luò)：一些相互連接的計算機的集合。計算機網(wǎng)絡(luò)：一些相互連接的計算機的集合。Computer networkComputer network互連網(wǎng)：一些相互連接的計算機網(wǎng)絡(luò)的集合（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)：一些相互連接的計算機網(wǎng)絡(luò)的集合（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)) )。Network of networksNetwork of networks互聯(lián)網(wǎng)：就是互連網(wǎng)的同義詞?；ヂ?lián)網(wǎng)：就是互連網(wǎng)的同義詞。因特網(wǎng)：計算機網(wǎng)絡(luò)的一個特指因特網(wǎng)：計算機網(wǎng)絡(luò)的一個特指InternetInternetInternet VS inter

11、netInternet VS internet計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)1.2 History of Internet1.2 History of Internet20世紀(jì)世紀(jì)50年代年代美國國防部的高級研究計劃局（美國國防部的高級研究計劃局（ARPA）建設(shè)了一個軍用網(wǎng)，叫做）建設(shè)了一個軍用網(wǎng)，叫做“阿帕網(wǎng)阿帕網(wǎng)”（ARPAnet）。 1969ARPAnet正式啟用，當(dāng)時僅連接了正式啟用，當(dāng)時僅連接了4臺計算機，供科學(xué)家們進(jìn)行計算機聯(lián)網(wǎng)實驗用臺計算機，供科學(xué)家們進(jìn)行計算機聯(lián)網(wǎng)實驗用 20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代 ARPAnet內(nèi)不同計算機網(wǎng)絡(luò)之間仍然不能互通，為此，內(nèi)不同計算機網(wǎng)絡(luò)之

12、間仍然不能互通，為此， 研究人員想研究人員想 “internetwork”，可以，可以將不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，簡稱將不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，簡稱“Internet”。1974年年 連接分組網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，就包括著名的連接分組網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，就包括著名的TCP/IP（網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議（網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議/傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議)。IP是基本的通信是基本的通信協(xié)議，協(xié)議，TCP是幫助是幫助IP實現(xiàn)可靠傳輸?shù)膮f(xié)議。實現(xiàn)可靠傳輸?shù)膮f(xié)議。 202X年年 ARPA在接受了在接受了TCP/IP作為作為Internet主要的計算機通信系統(tǒng)，并把其它的軍用網(wǎng)絡(luò)都轉(zhuǎn)換到主要的計算機通信系統(tǒng)，并把其它的軍用網(wǎng)絡(luò)都轉(zhuǎn)換到TCP/IP。80年代后期年代

13、后期 202X年，年， NSFnet成立；成立；202X 年，年，NSFnet取代取代ARPAnet成為主干網(wǎng)；成為主干網(wǎng)；202X年，年，ARPAnet解解散，散，Internet從轉(zhuǎn)向民用。從轉(zhuǎn)向民用。 202X年年 ARPAnet分成兩部分：分成兩部分：MILNET（軍用）和（軍用）和ARPAnet（民用）。（民用）。 202X年年美國美國IBM、MCI、MERIT組建新的網(wǎng)絡(luò)組建新的網(wǎng)絡(luò)ANSnet，,Internet走向商業(yè)化。走向商業(yè)化。 202X年年NSFnet正式宣布停止運作正式宣布停止運作 中國互聯(lián)網(wǎng)歷史中國互聯(lián)網(wǎng)歷史202X年年9月月20日，日，錢天白教授發(fā)出第一封錢天白教

14、授發(fā)出第一封E-mail標(biāo)志中國進(jìn)入因特網(wǎng)標(biāo)志中國進(jìn)入因特網(wǎng).202X年年5月，月，以以“中科院中科院北大北大清華清華”為核心的為核心的“中國國家計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中國國家計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)施”（The National Computing and Network Facility of China簡稱簡稱NCFC），國內(nèi)），國內(nèi)也稱中關(guān)村網(wǎng)，與也稱中關(guān)村網(wǎng)，與Internet聯(lián)通標(biāo)志我國正式接入因特網(wǎng)聯(lián)通標(biāo)志我國正式接入因特網(wǎng).中國作為第中國作為第71個國家級網(wǎng)加入個國家級網(wǎng)加入Internet，1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)（物理結(jié)構(gòu)的劃分）（物理結(jié)構(gòu)的劃分）NodeNode節(jié)點、節(jié)點、

15、LinkLink鏈路鏈路SoftwareSoftware軟件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、HardwareHardware硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) Communications Sub-networkCommunications Sub-network通信子網(wǎng)：完成數(shù)據(jù)的傳輸通信子網(wǎng)：完成數(shù)據(jù)的傳輸Resources Sub-networkResources Sub-network資源子網(wǎng)：完成數(shù)據(jù)的處理資源子網(wǎng)：完成數(shù)據(jù)的處理選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮的因素有下列幾點：選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮的因素有下列幾點：Reliability Reliability 可靠性可靠性Exp

16、ense Expense 費用費用Flexibility & Scalability Flexibility & Scalability 靈活性與擴展性靈活性與擴展性Response & Throughput Response & Throughput 響應(yīng)時間和吞吐量響應(yīng)時間和吞吐量 Comparison of basic topologyStarRingBusOther topologyTreeNetworkHybrid1.4 1.4 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)Architecture of NetworkArchitecture of Network體系

17、結(jié)構(gòu)是一個廣義的概念，其中每一種結(jié)構(gòu)都是由一組元素和體系結(jié)構(gòu)是一個廣義的概念，其中每一種結(jié)構(gòu)都是由一組元素和它們之間的交互作用方式所定義，而這些結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系就形成它們之間的交互作用方式所定義，而這些結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系就形成了所要考慮系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。了所要考慮系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。Physical Structure Physical Structure ：元素是完成一定功能的物理部件。可以是集成電路、計算機部件等。元素是完成一定功能的物理部件?？梢允羌呻娐贰⒂嬎銠C部件等。Logical StructureLogical Structure：決定輸入、存儲、發(fā)送、處理或信息傳遞的基本操作功能?？梢允菦Q

18、定輸入、存儲、發(fā)送、處理或信息傳遞的基本操作功能?？梢允遣僮飨到y(tǒng)、終端模塊、通信模塊等操作系統(tǒng)、終端模塊、通信模塊等 。Software StructureSoftware Structure：軟件結(jié)構(gòu)由如下一些相互有關(guān)的程序組成：數(shù)據(jù)處理、進(jìn)程訪問、硬軟件結(jié)構(gòu)由如下一些相互有關(guān)的程序組成：數(shù)據(jù)處理、進(jìn)程訪問、硬件故障診斷、數(shù)據(jù)發(fā)送、通道件故障診斷、數(shù)據(jù)發(fā)送、通道( (或信道或信道) )控制等等。控制等等。體系結(jié)構(gòu)的層次化體系結(jié)構(gòu)的層次化網(wǎng)絡(luò)中互連的計算機要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，必須遵守事網(wǎng)絡(luò)中互連的計算機要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，必須遵守事先約定好的規(guī)則，先約定好的規(guī)則，即為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信而建立即為進(jìn)行網(wǎng)

19、絡(luò)中數(shù)據(jù)通信而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。協(xié)議的三要素協(xié)議的三要素語法（語法（SemanticsSemantics）：指數(shù)據(jù)或控制信息的格式、數(shù)據(jù)編）：指數(shù)據(jù)或控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼等。碼等。語義（語義（SyntaxSyntax）：指控制信息的內(nèi)容，需要做出的動作及）：指控制信息的內(nèi)容，需要做出的動作及響應(yīng)。響應(yīng)。時序（時序（TimingTiming）：事件先后順序和速度匹配。）：事件先后順序和速度匹配。Interface and ProtocolInterface and ProtocolProtocol :Protocol :對等層間的通信約定。對等層間

20、的通信約定。Interface :Interface :相鄰層間的通信約定。相鄰層間的通信約定。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心就是：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心就是：Interface 接口接口& Protocol協(xié)議協(xié)議Principles of LayeringPrinciples of LayeringIndependent each other Independent each other 某層只要知道下一層所提供的服務(wù)，不需了解其實現(xiàn)的細(xì)節(jié)。某層只要知道下一層所提供的服務(wù)，不需了解其實現(xiàn)的細(xì)節(jié)。（如：郵局通信郵局層不需要知道通信人層的寫信內(nèi)容）（如：郵局通信郵局層不需要知道通信人層的寫信內(nèi)容）F

21、ine Flexibility Fine Flexibility 。若某層發(fā)生變化，只要接口關(guān)系不變，則上、下層均不受影響，便于若某層發(fā)生變化，只要接口關(guān)系不變，則上、下層均不受影響，便于修改、取消某層提供的服務(wù)。修改、取消某層提供的服務(wù)。Debug and Maintain Easily Debug and Maintain Easily 整個系統(tǒng)被分割為若干個范圍較小的部分。整個系統(tǒng)被分割為若干個范圍較小的部分。StandardizationStandardization每一層的功能和所提供的服務(wù)都有精確的說明，有助于標(biāo)準(zhǔn)化。每一層的功能和所提供的服務(wù)都有精確的說明，有助于標(biāo)準(zhǔn)化。 比較著

22、名的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)比較著名的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)IBMIBM公司的公司的SNASNADigitalDigital公司的公司的DNADNAARPANETARPANET參考模型參考模型ARMARMInternetInternet的的TCP/IPTCP/IP層次模型層次模型開 放 式 系 統(tǒng) 互 連開 放 式 系 統(tǒng) 互 連O S IO S I（O p e n S y s t e m O p e n S y s t e m InterconnectionInterconnection）參考模型，）參考模型，1.5 OSI參考模型Functional Groups:Functional Groups:Commu

23、nication Subnet:Communication Subnet:Physical Layer, Data Link layer, Network Physical Layer, Data Link layer, Network Layer.Layer.Resource Subnet:Resource Subnet:Session layer, Presentation layer, Session layer, Presentation layer, Application layer.Application layer.Transportation Layer.Transporta

24、tion Layer.ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData_LinkPhysicalEnd User AApplicationPresentationSessionTransportNetworkData_LinkPhysicalEnd User BPhysical MediumAll People Seem To Need Data Processing.應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層對話層對話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層Data flow in OSI ModelData flow in OSI Mod

25、elApplicationPresentationSessionTransportNetworkData_LinkPhysicalSenderReceiverDataDataH7DataH6DataH5DataH4DataH3DataH2DataAPDUPPDUSPDUTPDUPacketFrameBitT2ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData_LinkPhysical各層功能層層功能功能物理層物理層物理層要盡可能屏蔽掉各種物理媒體的差異物理層要盡可能屏蔽掉各種物理媒體的差異數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層將物理層提供的可能出錯的物理連接改造

26、成為邏輯上無差將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數(shù)據(jù)鏈路，即使之對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無差錯的鏈路。錯的數(shù)據(jù)鏈路，即使之對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無差錯的鏈路。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層解決兩個主機之間的數(shù)據(jù)傳輸問題解決兩個主機之間的數(shù)據(jù)傳輸問題傳輸層傳輸層對一個進(jìn)行的對話或連接提供可靠的運輸服務(wù)，在通向網(wǎng)對一個進(jìn)行的對話或連接提供可靠的運輸服務(wù)，在通向網(wǎng)絡(luò)的單一物理連接上實現(xiàn)該連接的復(fù)用絡(luò)的單一物理連接上實現(xiàn)該連接的復(fù)用會話層會話層會話連接管理，會話數(shù)據(jù)交換會話連接管理，會話數(shù)據(jù)交換表示層表示層表示層要解決的問題是如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與具體的表示層要解決的問題是如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與具體的機器

27、無關(guān)，機器無關(guān)，應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層涉及的協(xié)議很多，內(nèi)容取決于用戶的需要應(yīng)用層涉及的協(xié)議很多，內(nèi)容取決于用戶的需要1.6 TCP/IP參考模型因特網(wǎng)采用因特網(wǎng)采用TCP/IPTCP/IP協(xié)議簇，協(xié)議簇， TCP/IPTCP/IP協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)分協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)分為四個層次。為四個層次。ApplicationPresentationSessionTransportationNetworkData LinkPhysicalOSI體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)ApplicationTransportInternetHost-to-networkTCP/IP體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口

28、層TCP/IP體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)分級結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)分級結(jié)構(gòu)各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。有時在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器。有時在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器Comparing OSI and TCP/IP ModelsCommonsCommonsBoth are based on the concept of a stack of independent protocols.Both are based on the concept of a stack of independent protoco

29、ls.Functionality of the layers is similar.Functionality of the layers is similar.The layers above transport are application-oriented users of the The layers above transport are application-oriented users of the transport service.transport service.DifferencesOSI ModelTCP/IP ModelModel/ProtocolModel w

30、as devised before the corresponding protocols were inventedThe protocols came first ,and the model was really just a description of the existing protocolsLayers74Network LayerSupporting both connectionless and connection-oriented communicationOnly supports connectionless communicationTransport LayerOnly connection-oriented communicationBoth connectionless