計算機網(wǎng)絡技術基礎名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology計算機名校名師精品系列教材FoundationsofCo計算機網(wǎng)絡概論——第一章名校名師精品系列教材計算機網(wǎng)絡概論——第一章名校名師精品系列教材CONTENTSCONTENTS01計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史02計算機網(wǎng)絡的定義和組成03計算機網(wǎng)絡的類型04計算機網(wǎng)絡的功能05計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)06網(wǎng)絡的計算模式CONTENTSCONTENTS01計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史02一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向終端

早期計算機很昂貴，只有數(shù)目有限的計算機中心才擁有計算機。使用計算機的用戶要將程序和數(shù)據(jù)送到或郵寄到計算機中心去處理。這樣，除花費時間、精力和大量資金外，還無法對急需及時處理的信息進行加工和處理。為了解決這個問題，在計算機內(nèi)部增加了通信功能，使遠地點的輸入輸出設備通過通信線路直接和計算機相連，達到一邊輸入信息，一邊處理信息的目的。最后將處理結(jié)果再經(jīng)過通信線路送回到遠地站點。這種系統(tǒng)也稱為簡單的計算機聯(lián)機系統(tǒng)。一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向終端早期計算機很昂一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向終端

上述聯(lián)機系統(tǒng)存在兩個顯著缺點，一是主機系統(tǒng)負荷過重，二是通信線路利用率很低。為了克服第一個缺點，可以在主機之前設置一個前端處理機FEP（FrontEndProcessor），專門負責與終端的通信工作，使主機能有較多的時間進行數(shù)據(jù)處理。為克服第二個缺點，通常是在終端較為集中的區(qū)域設置線路集中器，大量終端先連到集中器上，集中器則通過通訊線路與前端處理機相連。這種系統(tǒng)是以中央計算機為核心的具有通信功能的遠程聯(lián)機系統(tǒng)，具有終端一計算機之間的通信。也稱面向終端的網(wǎng)絡。一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向終端上述聯(lián)機系統(tǒng)存在一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向計算機通信

早期的系統(tǒng)中只有一個計算機處理中心，各終端通過通信線路共享主計算機的硬件和軟件資源。計算機與計算機通信的計算機通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)，呈現(xiàn)出的是多個計算機處理中心的特點，各計算機通過通信線路連接，相互交換數(shù)據(jù)、傳送軟件，實現(xiàn)了網(wǎng)絡中連接的計算機之間的資源共享。兩種連接形式一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向計算機通信早期的系統(tǒng)一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向應用（標準化）20世紀70年代中期，計算機網(wǎng)絡開始向體系結(jié)構(gòu)標準化的方向邁進，即正式步入網(wǎng)絡標準化時代。對各種體系結(jié)構(gòu)來說，同一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡產(chǎn)品互連是非常容易實現(xiàn)的，而不同系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品卻很難實現(xiàn)互連。但社會的發(fā)展迫切要求不同體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品都能夠很容易地得到互連，人們迫切希望建立一系列的國際標準，渴望得到一個“開放”系統(tǒng)。為此，國際標準化組織ISO（InternationalStandardsOrganization）于1977年成立了專門的機構(gòu)來研究該問題。1984年，ISO正式頒布了一個開放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel）的國際標準0SI7498。模型分為七個層次，有時也被稱為ISO/OSI七層參考模型。一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向應用（標準化）20世紀70年代中一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向應用（標準化）20世紀80年代，美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）為了適應微機、個人計算機（PC）以及局域網(wǎng)發(fā)展的需要，于1980年2月在舊金山成立了IEEE802局域網(wǎng)絡標準委員會，并制定了一系列局域網(wǎng)絡標準。新一代光纖局域網(wǎng)一一光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）網(wǎng)絡標準及產(chǎn)品也相繼問世，從而為推動計算機局域網(wǎng)絡技術進步及應用奠定了良好的基礎。這一階段典型的標準化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖所示，通信子網(wǎng)的交換設備主要是路由器和交換機。一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向應用（標準化）20世紀80年代，一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向未來的計算機網(wǎng)絡—以Internet為核心的高速計算機網(wǎng)絡目前，全球以Internet為核心的高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡已經(jīng)形成，Internet已經(jīng)成為人類最重要的、最大的知識寶庫。網(wǎng)絡互聯(lián)和高速計算機網(wǎng)絡被稱為第四代計算機網(wǎng)絡。網(wǎng)絡互連與高速網(wǎng)絡如圖所示。一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史面向未來的計算機網(wǎng)絡—以Intern二、計算機網(wǎng)絡的定義和組成計算機網(wǎng)絡的定義

計算機網(wǎng)絡是計算機技術與通信技術結(jié)合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡是將處于不同地理位置，具有獨立功能的計算機通過通信設備和傳輸媒體連接起來，以功能完善的通信軟件（即網(wǎng)絡通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡中資源共享、信息交換和協(xié)同工作的系統(tǒng)。網(wǎng)絡中的每臺計算機稱作一個節(jié)點（Node）?？梢?，計算機網(wǎng)絡是多臺計算機彼此互連，以相互通信和資源共享為目標的計算機系統(tǒng)。二、計算機網(wǎng)絡的定義和組成計算機網(wǎng)絡的定義計算機二、計算機網(wǎng)絡的定義和組成計算機網(wǎng)絡的組成

計算機網(wǎng)絡由計算機系統(tǒng)、通信鏈路和網(wǎng)絡節(jié)點組成。計算機系統(tǒng)進行各種數(shù)據(jù)處理，通信鏈路和網(wǎng)絡節(jié)點提供通信功能。如圖所示為計算機網(wǎng)絡的一般構(gòu)成。從邏輯上可以把計算機網(wǎng)絡分成資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個子網(wǎng)。二、計算機網(wǎng)絡的定義和組成計算機網(wǎng)絡的組成計算三、計算機網(wǎng)絡的類型按通信媒體劃分（1）有線網(wǎng)。有線網(wǎng)是指采用雙絞線、同軸電纜、光纖連接的計算機網(wǎng)絡。（2）無線網(wǎng)。無線網(wǎng)使用電磁波傳播數(shù)據(jù)，它可以傳送無線電波和衛(wèi)星信號。三、計算機網(wǎng)絡的類型按通信媒體劃分（1）有線網(wǎng)。有線網(wǎng)是指采三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的使用范圍劃分（1）公用網(wǎng)。公用網(wǎng)對所有的人提供服務，只要符合網(wǎng)絡擁有者的要求就能使用這個網(wǎng)，也就是說它是為全社會所有的人提供服務的網(wǎng)絡。如郵電部的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)CHINAPAC。（2）專用網(wǎng)。專用網(wǎng)為一個或幾個部門所擁有，它只為擁有者提供服務，這種網(wǎng)絡不向擁有者以外的人提供服務。如軍事專網(wǎng)、鐵路調(diào)度專網(wǎng)等。2三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的使用范圍劃分（1）公用網(wǎng)。公用網(wǎng)三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的傳輸技術進行分類在通信技術中，通信信道的類型有兩類：廣播通信信道與點到點通信信道。1．廣播方式網(wǎng)絡

在廣播式網(wǎng)絡中，發(fā)送的報文分組的目的地址可以分為三類：單一節(jié)點地址、多節(jié)點地址和廣播地址。其特點如下。

廣播式網(wǎng)絡僅有一條通信信道，網(wǎng)絡上的所有計算機都共享這個通信信道。當一臺計算機在信道上發(fā)送分組或數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)絡中的每臺計算機都會接收到這個分組，并且將自己的地址與分組中的目的地址進行比較，如果相同，則處理該分組，否則將它丟棄。

在廣播式網(wǎng)絡中，若某個分組發(fā)出以后，網(wǎng)絡上的每一臺機器都接收并處理它，則稱這種方式廣播（Broadcasting），若分組是發(fā)送給網(wǎng)絡中的某些計算機，則被稱為多點播送或組播（Multicasting），若分組只發(fā)送給網(wǎng)絡中的某一臺計算機，則稱為單播（Unicasting）。三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的傳輸技術進行分類在通信技術中，通三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的傳輸技術進行分類2．點到點式網(wǎng)絡

與廣播式網(wǎng)絡相反，在點到點式網(wǎng)絡中，每條物理線路連接一對計算機。假如兩臺計算機之間沒有直接連接的線路，那么它們之間的分組傳輸就要通過中間節(jié)點的接收、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，直至目的節(jié)點。由于連接多臺計算機之間的線路結(jié)構(gòu)可能是復雜的，因此從源節(jié)點到目的節(jié)點可能存在多條路由。決定分組從通信子網(wǎng)的源節(jié)點到達目的節(jié)點的路由是路由選擇算法。采用分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點到點式網(wǎng)絡與廣播式網(wǎng)絡的重要區(qū)別之一。三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的傳輸技術進行分類2．點到點式網(wǎng)絡三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的作用范圍劃分

按距離劃分就是根據(jù)網(wǎng)絡的作用范圍劃分網(wǎng)絡，可分為局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）、廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork,WAN）和城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）。1．局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）

局域網(wǎng)地理范圍一般在十幾公里以內(nèi)，屬于一個部門或單位組建的小范圍網(wǎng)。例如，一個建筑物內(nèi)、一個學校、一個單位內(nèi)部等。局域網(wǎng)組建方便，使用靈活，是目前計算機網(wǎng)絡發(fā)展中最活躍的分支。LAN是計算機通過高速線路相連組成的網(wǎng)絡，網(wǎng)上傳輸速率較高，從10Mbps～100Mbps～1000Mbps。通過LAN，各種計算機可以共享資源。例如，共享打印機和數(shù)據(jù)庫。三、計算機網(wǎng)絡的類型按網(wǎng)絡的作用范圍劃分按距離三、計算機網(wǎng)絡的類型按距離劃分廣域網(wǎng)（又稱遠程網(wǎng)）WAN（WideAreaNetwork）廣域網(wǎng)有如下特點。WAN覆蓋的地理范圍從數(shù)百公里至數(shù)千公里，甚至上萬公里?？梢允且粋€地區(qū)或一個國家，甚至世界幾大洲，故稱遠程網(wǎng)。WAN在采用的技術、應用范圍和協(xié)議標準方面有所不同。在WAN中，通常是利用郵電部門提供的各種公用交換網(wǎng)，將分布在不同地區(qū)的計算機系統(tǒng)互連起來，達到資源共享的目的。

廣域網(wǎng)使用的主要技術為存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術。三、計算機網(wǎng)絡的類型按距離劃分廣域網(wǎng)（又稱遠程網(wǎng)）WAN（W三、計算機網(wǎng)絡的類型按距離劃分3．城域網(wǎng)MAN（MetropolitanAreaNetwork）

城域網(wǎng)的作用范圍在LAN與WAN之間，規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，覆蓋的地理范圍從幾十公里至數(shù)百公里。其運行方式與LAN相似，基本上是一種大型LAN，通常使用與LAN相似的技術。MAN是對局域網(wǎng)的延伸，用來連接局域網(wǎng)，在傳輸介質(zhì)和布線結(jié)構(gòu)方面牽涉范圍較廣。城域網(wǎng)示意圖如圖所示。三、計算機網(wǎng)絡的類型按距離劃分3．城域網(wǎng)MAN（Metrop三、計算機網(wǎng)絡的類型按企業(yè)和公司管理分類1.內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet）Intranet是指企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)，是由企業(yè)內(nèi)部原有各種網(wǎng)絡環(huán)境和軟件平臺組成的2.外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）

相對企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，Extranet是泛指企業(yè)之外的網(wǎng)絡，需要擴展連接到與自己相關的其他企業(yè)網(wǎng)。3.因特網(wǎng)（Internet）Internet是目前最流行的一種國際互連網(wǎng)。Internet起源于美國，自1995年開始啟用，發(fā)展非常迅速，特別是隨著Web瀏覽器的普遍應用，Internet已在全世界范圍得到應用。三、計算機網(wǎng)絡的類型按企業(yè)和公司管理分類1.內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Int四、計算機網(wǎng)絡的功能計算機網(wǎng)絡主要有如下功能：1．數(shù)據(jù)通信2．資源共享3．提高系統(tǒng)可靠性4．易于進行分布處理5．系統(tǒng)負載的均衡與調(diào)節(jié)四、計算機網(wǎng)絡的功能計算機網(wǎng)絡主要有如下功能：五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)

拓撲學把實體抽象成與其大小、形狀無關的點，將連接實體的線路抽象成線，進而研究點、線、面之間關系。計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡中通信線路和站點（計算機或設備）的幾何排列形式。

計算機網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)一般可以分為：總線型、星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀型等。五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)拓撲學把實體抽五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)

總線型拓撲是一種比較簡單的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道，即通過一根傳輸線路將網(wǎng)絡中所有結(jié)點連接起來，這根線路稱為總線。各結(jié)點直接與總線相連接，信息沿總線介質(zhì)逐個結(jié)點地廣播傳送，在同一時刻只能允許一對結(jié)點占用總線通信。五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)總線型拓撲是一五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)

星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是最流行的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以中央結(jié)點為中心與各個結(jié)點連接而組成的，呈輻射狀排列在中心結(jié)點周圍，各結(jié)點與中央結(jié)點通過點到點的方式連接，其他節(jié)點間不能直接通信，通信時需要通過該中心節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)

各站點通過通信介質(zhì)連成一個封閉的環(huán)形。環(huán)形網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡建成后，難以增加新的站點。環(huán)型拓撲是將各臺聯(lián)網(wǎng)的計算機用通信線路連接成一個閉合的環(huán)。五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)各站點通過通信五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)

樹型拓撲由星線型拓撲演變而來，它是在星線型網(wǎng)絡上加分支形成的，其結(jié)構(gòu)圖看上去像一棵倒掛的樹，頂端有一個帶分支的根，每個分支還可以延伸出子分支，樹最上端的結(jié)點叫根結(jié)點，一個結(jié)點發(fā)送信息時，根結(jié)點接收該信息并向全樹廣播。五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)樹型拓撲由星五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)其他結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（MashTopology）

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分為全連接網(wǎng)狀和不完全連接網(wǎng)狀兩種形式2.混合型拓撲（MixerTopology）

混合型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是指多種結(jié)構(gòu)（如星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)）單元組成的結(jié)構(gòu)，但常見的是由星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起組成的。這樣的拓撲結(jié)構(gòu)更能滿足較大網(wǎng)絡的拓展，解決星型網(wǎng)絡在傳輸距離上的局限，而同時又解決了總線型網(wǎng)絡在連接用戶數(shù)量的限制。五、計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)其他結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（MashTo六、網(wǎng)絡的計算模式以大型機為中心的計算模式20世紀80年代以前，計算機界普遍使用的是功能強大的大型機，許多用戶同時共享CPU資源和數(shù)據(jù)存儲功能。但訪問會受到嚴格的控制，在與其進行數(shù)據(jù)交換時需要通過穿孔卡和簡單的終端。在以后的若干年中，雖然有關技術飛速發(fā)展，但總體而言，還局限于對資源的集中控制和不友好的用戶界面中，在這種技術條件下，所采用的是以大型機為中心的計算模式，也稱分時共享模式六、網(wǎng)絡的計算模式以大型機為中心的計算模式六、網(wǎng)絡的計算模式以服務器為中心的計算模式20世紀70年代初，個人計算機（PC）得到了飛速發(fā)展，由此導致了原有計算模式的重大發(fā)展和變化。雖然個人計算機在用戶的桌面上提供了有限的CPU處理能力、數(shù)據(jù)存儲能力以及一些界面比較友好的軟件，但是PC機在大多數(shù)大型應用中，處理數(shù)據(jù)能力仍顯不足，這便促使了局域網(wǎng)的產(chǎn)生。通過局域網(wǎng)的連接，PC機與大型機之間的資源被集成在一個網(wǎng)絡中，使PC機的資源（文件和打印機資源）得到了延伸。這種模式是以服務器為中心的計算模式，也被稱為資源共享模式。它向用戶提供了靈活的服務，但管理控制和系統(tǒng)維護工具的功能還是很弱的六、網(wǎng)絡的計算模式以服務器為中心的計算模式2六、網(wǎng)絡的計算模式C/S計算模式的出現(xiàn)

人們已經(jīng)不滿足于資源共享模式，而是開發(fā)出一種新的計算機模式，這就是客戶機/服務器（Client-Server）模式，簡稱C/S模式。六、網(wǎng)絡的計算模式C/S計算模式的出現(xiàn)人們已經(jīng)六、網(wǎng)絡的計算模式B/S計算模式的應用

隨著Internet/Intranet技術和應用的發(fā)展，WWW服務成為核心服務，用戶通過瀏覽器漫游世界。而隨著瀏覽器技術的發(fā)展，用戶通過瀏覽器不僅能進行超文本的瀏覽查詢，而且還能收發(fā)電子郵件，進行文件上傳和下載等工作。也就是說，用戶在瀏覽器統(tǒng)一的界面上能完成網(wǎng)絡上各種服務和應用功能。一種新的網(wǎng)絡計算模式在20世紀90年代中期逐漸形成和發(fā)展，這種基于瀏覽器、WWW服務器和應用服務器的計算結(jié)構(gòu)稱為瀏覽器/服務器

（Browser/Server）的計算模式，簡稱B/S模式。六、網(wǎng)絡的計算模式B/S計算模式的應用隨著In六、網(wǎng)絡的計算模式P2P模式P2P（peer-to-peer）為對等網(wǎng)絡技術，又稱點對點技術，是無中心服務器、依靠用戶群（peers）交換信息的互聯(lián)網(wǎng)體系。與有中心服務器的中央網(wǎng)絡系統(tǒng)不同，對等網(wǎng)絡的每個用戶端既是一個節(jié)點，也有服務器的功能，任何一個節(jié)點無法直接找到其他節(jié)點，必須依靠其戶群進行信息交流。P2P計算模式可簡單地定義為通過直接交換共享計算機資源和服務。P2P可消除僅用單一資源造成的瓶頸問題。P2P可被用來通過網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)分配、控制及滿足負載平衡請求，以幫助優(yōu)化性能。P2P模式還可用來消除由于單點故障而影響全局的危險。在企業(yè)采用P2P模式，可利用客戶機之間的分布式服務代替數(shù)據(jù)中心功能。數(shù)據(jù)檢索和備份可在客戶機上進行。六、網(wǎng)絡的計算模式P2P模式P2P（peer六、網(wǎng)絡的計算模式云計算模式

云計算是一種新興的網(wǎng)絡計算模式。云計算以網(wǎng)絡化的方式組織和聚合計算與通信資源，以虛擬化的方式為用戶提供可以縮減或擴展規(guī)模的計算資源，增加了用戶對于計算系統(tǒng)的規(guī)劃、購置、占有和使用的靈活性。在云計算中，用戶所關心的核心問題不再是計算資源本身，而是所能獲得的服務，因此，服務問題（服務的提供和使用）是云計算中的核心和關鍵問題。云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物。六、網(wǎng)絡的計算模式云計算模式云計算是一種新興的感謝您的觀看名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology感謝您的觀看名校名師精品系列教材Foundationsof計算機網(wǎng)絡技術基礎名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology計算機名校名師精品系列教材FoundationsofCo計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)——第二章名校名師精品系列教材計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)——第二章名校名師精品系列教材CONTENTSCONTENTS01計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)概述02開放系統(tǒng)互連參考模型03TCP/IP體系結(jié)構(gòu)CONTENTSCONTENTS01計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)概述0一、計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡由多個互連的節(jié)點組成，節(jié)點之間要不斷地交換數(shù)據(jù)和控制信息。要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，每個結(jié)點就必須遵守一整套合理而嚴謹?shù)慕Y(jié)構(gòu)化管理體系。計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是指計算機網(wǎng)絡層次結(jié)構(gòu)模型，它是各層的協(xié)議以繼層次之間端口的集合。在計算機網(wǎng)絡中實現(xiàn)通信必須依靠網(wǎng)絡通信協(xié)議，目前廣發(fā)采用的是ISO1997年提出的開放系統(tǒng)互連（OpenSystemInterconnection，OSI）參考模型，習慣上成為ISO/OSI參考模型。一、計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡由多個互連的節(jié)點組成，節(jié)點之接口時同一個節(jié)點或節(jié)點內(nèi)相鄰層次之間交換信息的連接點。同一節(jié)點的相鄰層之間存在明確規(guī)定的接口，低層通過接口向高層提供服務。只要接口不變，低層功能不變，低層功能的具體實現(xiàn)方法九奴會影響整個系統(tǒng)的工作。一、計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)協(xié)議就是為實現(xiàn)網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換建立而制定的規(guī)則、約定與標準。協(xié)議由語法、語義和時序三部分組成，即協(xié)議的三要素：語義語法時序在網(wǎng)絡分層體系結(jié)構(gòu)中，每一層都由一些實體組成，這些實體抽象地表示了通信時的軟件元素（如進程或子程序）或硬件元素（如智能I/O芯片等）。實體是通信時能發(fā)送和接收信息的任何軟硬件設施。協(xié)議（Protocol）實體（Entity）接口(Interface)網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的相關概念層次(Arrangemengt)為了實現(xiàn)網(wǎng)絡中計算機之間的通信，網(wǎng)絡層次體系結(jié)構(gòu)需要把每個計算機互連的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定同層次進程的通信的協(xié)議及相鄰層次之間的接口服務。接口時同一個節(jié)點或節(jié)點內(nèi)相鄰層次之間交換信息的連接點。一、計一、計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)設計完成計算機間的通信合作，把每個計算機互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定同層次進程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口服務，將這些同層進程通信的協(xié)議以及相鄰層的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)（NetworkArchitecture）。計算機網(wǎng)絡中采用層次結(jié)構(gòu)的好處是：（1）各層之間相互獨立。高層并不需要知道低層是如何實現(xiàn)的，而僅需要知道該層通過層間接口所提供的服務。（2）靈活性好。當任何一層發(fā)生變化時，只要接口保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響，此外，當某層提供的服務不再需要時，甚至可將這層取消。（3）結(jié)構(gòu)上可分割。各層都可采用最合適的技術來實現(xiàn)。各層實現(xiàn)技術的改變不影響其他層。（4）易于實現(xiàn)和維護。層次結(jié)構(gòu)使得實現(xiàn)和調(diào)試一個龐大而復雜的系統(tǒng)變得容易，因為整個系統(tǒng)已被分解為若干個相對獨立的子系統(tǒng)。（5）有利于促進標準化。這主要是因為每層的功能與所提供的服務已有明確的說明。標準化對于計算機網(wǎng)絡來說非常重要，因為協(xié)議時通信雙方共同遵守的約定。一、計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)設計完成計算機間的通信合作，把二、開放系統(tǒng)互連參考模型1974年，IBM公司提出了世界上第一個網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，這就是系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)（SystemNetworkArchitecture，SNA），此后，許多公司紛紛提出各自的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的共同之處在于它們都采用了分層技術，但層次的劃分、功能的分配與采用的技術術語均不相同。隨著信息技術的發(fā)展，各種計算機系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和各種計算機網(wǎng)絡的互聯(lián)成為人們迫切需要解決的課題，OSI參考模型就是在這一背景下提出并加以研究的。二、開放系統(tǒng)互連參考模型1974年，IBM公司提出了世界上第二、開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型OSIOSI參考模型分層的原則是：（1）每層的功能應是明確的，并且是相互獨立的。當某一層具體實現(xiàn)方法更新時，只要保持與上、下層的接口不變，那么就不會對鄰層產(chǎn)生影響。（2）層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應盡可能少。（3）每一層的功能選定都應基于已有的成功經(jīng)驗。（4）在需要不同的通信服務時，可在一層內(nèi)再設置兩個或更多的子層次，當不需要該服務時，也可繞過這些子層次。二、開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型OSIOSI參考二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI參考模型各層之間的關系二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI參考模型各層之間的關系二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI各層的功能概述第1層：物理層(PhysicalLayer)在物理信道上傳輸原始的數(shù)據(jù)比特（bit）流，提供為建立、維護和拆除物理鏈路連接所需的各種傳輸介質(zhì)、通信接口特性等。第2層：數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)在物理層提供比特流服務的基礎上，建立相鄰節(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀在信道上無差錯地傳輸，并進行數(shù)據(jù)流量控制。第3層：網(wǎng)絡層(NetworkLayer)為傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸提供建立、維護和終止網(wǎng)絡連接的手段，把上層來的數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)包(Packet)在節(jié)點之間進行交換傳送，并且負責路由控制和擁塞控制。第4層：傳輸層(TransportLayer)為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。所謂透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細節(jié)。第5層：會話層(SessionLayer)為表示層提供建立、維護和結(jié)束會話連接的功能，并提供會話管理服務。第6層：表示層(PresentationLayer)為應用層提供信息表示方式的服務，如數(shù)據(jù)格式的變換、文本壓縮、加密技術等。第7層：應用層(ApplicationLayer)為網(wǎng)絡用戶或應用程序提供各種服務，如文件傳輸、電子郵件(E-mail)、分布式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡管理等。二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI各層的功能概述第1層：物理層二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程二、開放系統(tǒng)互連參考模型OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)OSI參考模型最初時開發(fā)網(wǎng)絡通信協(xié)議簇的一個工業(yè)測安靠標準。通過嚴格遵守OSI參考模型標準不同的網(wǎng)絡技術之間可以輕松地實現(xiàn)互操作。但由于Internet在全世界的飛速發(fā)展，使得TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的應用，雖然TCP/IP不是ISO標準，但廣泛的使用也使TCP/IP成為一種“實際上的標準”，并形成了TCP/IP參考模型。不過，ISO的OSI參考模型的制定，也參考了TCP/IP協(xié)議集及其分層體系結(jié)構(gòu)的思想。而TCP/IP在不斷發(fā)展的過程中也吸收了OSI標準中的概念及特征。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)OSI參考模型最初時開發(fā)網(wǎng)絡通信協(xié)議三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的概念TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是指傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議。它起源于美國ARPAnet網(wǎng)，由它的兩個主要協(xié)議即TCP和IP協(xié)議而得名。TCP/IP是Interent上所有網(wǎng)絡和主機之間進行交流所使用得共同“語言”，是Internet上的標準網(wǎng)絡連接協(xié)議。通常所說的TCP/IP協(xié)議實際上包含了大量的協(xié)議和應用，且由多個獨立定義的協(xié)議組合在一起，協(xié)同工作，因此，更確切的說，應該稱其為TCP/IP協(xié)議集和TCP/IP協(xié)議棧或TCP/IP協(xié)議簇。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的概念TC三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議簇具有以下幾個特點2341TCP/IP協(xié)議開放的協(xié)議標準，可以免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)；獨立于特定的網(wǎng)絡硬件，可以運行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互連網(wǎng)中；統(tǒng)一的網(wǎng)絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網(wǎng)中都具有唯一的地址；標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務。TCP/IP的概念三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議簇具有以下幾個特點2三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)TCP/IP分為四個層次，分別是網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應用層。TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)與OSI層次結(jié)構(gòu)的對照關系如右圖所示：三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)TCP/IP應用層在TCP/IP模型中，應用程序接口是最高層，它與OSI模型中的高三層的任務相同，用于提供網(wǎng)絡服務，比如文件傳輸、遠程登錄、域名服務和簡單網(wǎng)絡管理等。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡接口層網(wǎng)絡接口層，也被稱為網(wǎng)絡訪問層，包括了能使用TCP/IP與物理網(wǎng)絡進行通信的協(xié)議，它對應OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。TCP/IP標準并沒有定義具體的網(wǎng)絡接口協(xié)議。網(wǎng)際層網(wǎng)際層是在TCP/IP標準中正式定義的第一層。網(wǎng)際層所執(zhí)行的主要功能是處理來自傳輸層的分組，將分組形成數(shù)據(jù)包（IP數(shù)據(jù)包），并為該數(shù)據(jù)包進行路徑選擇，最終將數(shù)據(jù)包從源主機發(fā)送到目的主機，在網(wǎng)際層中，最常用的協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，其他一些協(xié)議用來協(xié)助IP的操作。傳輸層TCP/IP的傳輸層也被稱為主機至主機層，與OSI的傳輸層類似，主要負責主機到主機之間的端對端通信，該層使用了兩種協(xié)議來支持兩種數(shù)據(jù)的傳送方法，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。應用層三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡接三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議集三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議集三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——IP網(wǎng)際協(xié)議IP(InternetProtocol)IP協(xié)議的任務是對數(shù)據(jù)包進行相應的尋址和路由，并從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡。IP協(xié)議在每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包前加入一個控制信息，其中包含了源主機的IP地址、目的主機的IP地址和其他一些信息。IP協(xié)議的另一項工作是分割和重編在傳輸層被分割的數(shù)據(jù)包。由于數(shù)據(jù)包要從一個網(wǎng)絡到另一個網(wǎng)絡，當兩個網(wǎng)絡所支持傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的大小不相同時，IP協(xié)議就要在發(fā)送端將數(shù)據(jù)包分割，然后在分割的每一段前再加入控制信息進行傳輸。當接收端接收到數(shù)據(jù)包后，IP協(xié)議將所有的片段重新組合形成原始的數(shù)據(jù)。IP是一個無連接的協(xié)議。無連接是指主機之間不建立用于可靠通信的端到端的連接，源主機只是簡單地將IP數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，而數(shù)據(jù)包可能會丟失、重復、延遲時間大或者IP包的次序會混亂。因此，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的可靠傳輸，就必須依靠高層的協(xié)議或應用程序，如傳輸層的TCP協(xié)議。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——IP網(wǎng)際協(xié)議IP(三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——ICMP網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP(InternetControlMessageProtocol)網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP為IP協(xié)議提供差錯報告。由于IP是無連接的，且不進行差錯檢驗，當網(wǎng)絡上發(fā)生錯誤時它不能檢測錯誤。向發(fā)送IP數(shù)據(jù)包的主機匯報錯誤就是ICMP的責任。例如，如果某臺設備不能將一個IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡，它就向發(fā)送數(shù)據(jù)包的源主機發(fā)送一個消息，并通過ICMP解釋這個錯誤。ICMP能夠報告的一些普通錯誤類型有：目標無法到達、阻塞、回波請求和回波應答等。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——ICMP網(wǎng)際控制報文三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——IGMP網(wǎng)際主機組管理協(xié)議IGMP(InternetGroupManagementProtocol)IP協(xié)議只是負責網(wǎng)絡中點到點的數(shù)據(jù)包傳輸，而點到多點的數(shù)據(jù)包傳輸則要依靠網(wǎng)際主機組管理協(xié)議IGMP完成。它主要負責報告主機組之間的關系，以便相關的設備（路由器）支持多播發(fā)送。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——IGMP網(wǎng)際主機組管三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——ARP和RARP地址解析協(xié)議ARP(AddressResolutionProtocol)和反向地址解析協(xié)議RARP計算機網(wǎng)絡中各主機之間要進行通信時，必須要知道彼此的物理地址（OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的地址）。因此，在TCP/IP的網(wǎng)際層有ARP協(xié)議和RARP協(xié)議，它們的作用是將源主機和目的主機的IP地址與它們的物理地址相匹配。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的協(xié)議——ARP和RARP地址三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)傳輸層協(xié)議——TCP傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)TCP協(xié)議是傳輸層一種面向連接的通信協(xié)議，提供可靠的數(shù)據(jù)傳送。對于大量數(shù)據(jù)的傳輸，通常都要求有可靠的傳送。TCP協(xié)議將源主機應用層的數(shù)據(jù)分成多個分段，然后將每個分段傳送到網(wǎng)際層，網(wǎng)際層將數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)包，并發(fā)送到目的主機。目的主機的網(wǎng)際層將IP數(shù)據(jù)包中的分段傳送給傳輸層，再由傳輸層對這些分段進行重組，還原成原始數(shù)據(jù)，傳送給應用層。TCP協(xié)議還要完成流量控制和差錯檢驗的任務，以保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)傳輸層協(xié)議——TCP傳輸控制協(xié)議TC三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)傳輸層協(xié)議——UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)UDP協(xié)議是一種面向無連接的協(xié)議，因此，它不能提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而且UDP不進行差錯檢驗，必須由應用層的應用程序?qū)崿F(xiàn)可靠性機制和差錯控制，以保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。雖然UDP與TCP相比，顯得非常不可靠，但在一些特定的環(huán)境下還是非常有優(yōu)勢的。例如，要發(fā)送的信息較短，不值得在主機之間建立一次連接。另外，面向連接的通信通常只能在兩個主機之間進行，若要實現(xiàn)多個主機之間的一對多或多對多的數(shù)據(jù)傳輸，即廣播或多播，就需要使用UDP協(xié)議。三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)傳輸層協(xié)議——UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議U三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)應用層協(xié)議遠程終端協(xié)議TELNET本地主機作為仿真終端，登錄到遠程主機上運行應用程序；文件傳輸協(xié)議FTP實現(xiàn)主機之間的文件傳送；簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP實現(xiàn)主機之間電子郵件的傳送；域名服務DNS用于實現(xiàn)主機名與IP地址之間的映射；動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP實現(xiàn)對主機的地址分配和配置工作。路由信息協(xié)議RIP用于網(wǎng)絡設備之間交換路由信息；超文本傳輸協(xié)議HTTP用于Internet中的客戶機與WWW服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸；網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS實現(xiàn)主機之間的文件系統(tǒng)的共享；引導協(xié)議BOOTP用于無盤主機或工作站的啟動簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP實現(xiàn)網(wǎng)絡的管理；三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)應用層協(xié)議遠程終端協(xié)議TELNET三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)OSI與TCP/IP參考模型的比較世界上任何地方的任何系統(tǒng)只要遵循OSI標準即可進行相互通信。TCP/IP是最早作為ARPAnet使用的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標準，以它為基礎的Internet是目前國際上規(guī)模最大的計算機網(wǎng)絡。1．模型設計的差別2．層數(shù)和層間調(diào)用關系不同3．最初設計的差別4．對可靠性的強調(diào)不同5．標準的效率和性能上存在差別6．市場應用和支持上不同三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)OSI與TCP/IP參考模型的比較世感謝您的觀看名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology感謝您的觀看名校名師精品系列教材Foundationsof計算機網(wǎng)絡技術基礎名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology計算機名校名師精品系列教材FoundationsofCo數(shù)字通信基礎——第三章名校名師精品系列教材數(shù)字通信基礎——第三章名校名師精品系列教材數(shù)據(jù)通信技術的基本內(nèi)容數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)信息、數(shù)據(jù)、信號數(shù)據(jù)通信的主要技術指標數(shù)據(jù)傳輸方式串行通信、并行通信單工通信、半雙工通信、全雙工通信基帶傳輸、頻帶傳輸、寬帶傳輸數(shù)據(jù)的同步技術異步傳輸、同步傳輸數(shù)據(jù)編碼技術數(shù)字數(shù)據(jù)信號模擬傳輸幅移鍵控ASK、頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK數(shù)字傳輸不歸零碼NRZ、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼模擬數(shù)據(jù)信號模擬傳輸調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相數(shù)字傳輸脈沖編碼調(diào)制PCM多路復用技術時分多路復用、頻分多路復用、波分多路復、碼分多路復用數(shù)據(jù)交換技術電路交換、報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換、報文分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（數(shù)據(jù)報方式、虛電路方式）傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)類型與特點差錯控制技術檢錯碼、糾錯碼和差錯控制機制一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信技術的基本內(nèi)容數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)信一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本概念通信的目的是單、雙向地傳遞信息。從廣義上說，采用任何方法，通過任何介質(zhì)將信息從一端傳送到另一端的過程都可以稱為通信。在計算機網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)通信時指在計算機之間、計算機與終端，以及終端之間傳送表示字符、數(shù)字、語音、圖像的二進制代碼0、1比特序列的過程。一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本概念通信的目的是單、雙向地傳遞一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本概念信息?？陀^事物屬性和相互聯(lián)系特征的表征，反映了客觀事物的存在形式和運動狀態(tài)。數(shù)據(jù)。事實或觀察的結(jié)果，是對客觀事物的邏輯的歸納，用于表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。信號。攜帶信號的傳輸介質(zhì)。理解數(shù)據(jù)、信息和信號的聯(lián)系和區(qū)別。信息、數(shù)據(jù)和信號這三者是緊密相關的，通常用數(shù)據(jù)表達信息，傳送這個信息就是把表達這個信息的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，為此更依賴于一定的物理信號，這與使用的傳輸介質(zhì)有關。一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本概念信息?？陀^事物屬性和相互聯(lián)一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的。如圖所示是通信系統(tǒng)的基本模型。在通信系統(tǒng)中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之間的通信線路稱為信道。信息在進入信道時要經(jīng)過變換器變換為適合信道傳輸?shù)男问?，?jīng)過信道的傳輸，在進入信宿時要經(jīng)過反變換器變換為適合信宿接收的形式。信號在傳輸過程中會受到來自外部或信號傳輸過程本身的干擾，噪聲源是信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型1．數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由三個部分組成：信源、信宿和信道。（1）信源（2）信道（3）信宿2．數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術指標描述數(shù)據(jù)傳輸速率的大小和傳輸質(zhì)量的好壞，往往需要運用數(shù)據(jù)傳輸率、波特率、信道容量和誤碼率等技術指標。（1）數(shù)據(jù)傳輸率（2）波特率（3）信道容量（4）誤碼率（5）吞吐量（6）信道的傳播延遲一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型1．數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成：二、數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式設計一個通信系統(tǒng)時，首先要確定是采用串行通信方式，還是采用并行通信方式。采用串行通信方式只需要在收發(fā)雙方之間建立一條通信信道；采用并行通信方式時，收發(fā)雙方之間必須建立多條并行的通信信道。通信信道可由一條或多條通信信道組成，根據(jù)信道在某一時間信息傳輸?shù)姆较?，可以分為單工、半雙工和全雙工三種通信方式。第3章數(shù)據(jù)通信基礎二、數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式設計一個通信系統(tǒng)時，首先要確定是二、數(shù)據(jù)通信方式并行傳輸并行傳輸是一次將傳送信號經(jīng)由n條通信信道同時發(fā)出。并行通信的優(yōu)點是速度快，但發(fā)端與收端之間有若干條線路，導致費用高，僅適合于近距離和高速率的通信。第3章數(shù)據(jù)通信基礎二、數(shù)據(jù)通信方式并行傳輸并行傳輸是一次將傳送信號經(jīng)由n條通信二、數(shù)據(jù)傳輸方式串行傳輸串行傳輸時指一位位地傳輸，從發(fā)送端到接收端只需要一條通信信道，經(jīng)由這條通信信道逐位地將待傳送信號的每個二進制代碼一次發(fā)送出去。串行傳輸?shù)膬?yōu)點是收、發(fā)雙方只需要一條傳輸信道，易于實現(xiàn)，成本低，但速度比較低。因此在遠程通信中，人們一般采用串行通信方式。二、數(shù)據(jù)傳輸方式串行傳輸串行傳輸時指一位位地傳輸，從發(fā)送端到二、數(shù)據(jù)傳輸方式異步傳輸在異步傳輸方式中，每個字符（6~8位）作為一個單元獨立傳輸，為了標記字符的開始和結(jié)尾，都要在每個字符碼前加1個起始位，結(jié)尾加1位、1.5位或2位停止位，從而構(gòu)成一個個“字符”。接收方根據(jù)起始位和停止位來判斷一個新字符的開始。從而起到通信雙方的同步作用。加入校驗位的目的是檢查傳輸中的錯誤，一般使用奇偶校驗。異步傳輸?shù)膬?yōu)點是簡單，但起止位和校驗位的加入會增加20%~30%的開銷，所以傳輸效率不是很高。二、數(shù)據(jù)傳輸方式異步傳輸在異步傳輸方式中，每個字符（6~8位二、數(shù)據(jù)傳輸方式同步傳輸同步傳輸方式與異步傳輸方式不同，它不是對每一個字符單獨進行同步，而是對一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進行同步。同步的方法不是加1位起始位，而是在數(shù)據(jù)塊前面加特殊模式組合或同步（Synchronous，SYN）字符，并且通過位填充或字符填充技術保證數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會與SYN字符混淆。按照這種方式，發(fā)送方會在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先發(fā)送一串SYN字符，接收方只要檢測到連續(xù)兩個及以上SYN字符就能確認已經(jīng)進入同步狀態(tài)，準備接收數(shù)據(jù)。在隨后的傳送過程中，雙方以同一頻率工作，直到傳送完指示數(shù)據(jù)結(jié)束的控制字符。這種同步方式僅在數(shù)據(jù)塊的前面加入SYN控制字符，效率更高。在短距離高速傳輸數(shù)據(jù)傳輸中，多采用同步傳輸方式。二、數(shù)據(jù)傳輸方式同步傳輸同步傳輸方式與異步傳輸方式不同，它不二、數(shù)據(jù)傳輸方式基帶傳輸在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機中二進制數(shù)據(jù)比特序列的數(shù)字數(shù)據(jù)信號是典型的矩形脈沖信號。人們把矩形脈沖信號的固有頻帶稱為基本頻帶，簡稱“基帶”。這種矩形脈沖信號就叫做基帶信號。在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸。基帶傳輸時一種最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式，一般用于距離較近的數(shù)據(jù)通信中。第3章數(shù)據(jù)通信基礎二、數(shù)據(jù)傳輸方式基帶傳輸在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機中二進制數(shù)據(jù)二、數(shù)據(jù)傳輸方式頻帶傳輸基帶傳輸要占據(jù)整個線路能提供的頻率范圍，同一個時刻，一條線路只能傳送一路基帶信號。為了提高通信線路的利用率，可以占據(jù)小范圍帶寬的模擬信號作為載波來傳送數(shù)字信號。人們將這種利用模擬信道傳送數(shù)字信號的傳輸方式叫做頻帶傳輸。收發(fā)雙發(fā)都需要配置調(diào)制解調(diào)設備，用來實現(xiàn)數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)。頻帶傳輸凡是的優(yōu)點時可以利用現(xiàn)有的大量模擬信道進行通信，線路利用率高，價格便宜，容易數(shù)線，尤其適合遠距離數(shù)字通信；缺點時效率低，誤碼率高。第3章數(shù)據(jù)通信基礎二、數(shù)據(jù)傳輸方式頻帶傳輸基帶傳輸要占據(jù)整個線路能提供的頻率范二、數(shù)據(jù)傳輸方式寬帶傳輸頻帶傳輸方式有時候也稱為寬帶傳輸方式。更為精確的說法是，在頻帶傳輸中，如果調(diào)制后的模擬信號的頻率在音頻范圍（300~3400Hz）之內(nèi)，稱為頻帶傳輸；若調(diào)制成的模擬信號的頻率比音頻范圍還寬，則稱為寬帶傳輸。例如，在公用電話線上通過調(diào)制解調(diào)器進行數(shù)據(jù)通信，可以稱為頻帶傳輸；在有線電視網(wǎng)上通過線纜調(diào)制解調(diào)器進行高速的數(shù)據(jù)通信，則稱為寬帶傳輸。第3章數(shù)據(jù)通信基礎二、數(shù)據(jù)傳輸方式寬帶傳輸頻帶傳輸方式有時候也稱為寬帶傳輸方式二、數(shù)據(jù)傳輸方式單工通信單工方式指通信信道是單向信道，數(shù)據(jù)信號僅沿一個方向傳輸，發(fā)送方只能發(fā)送不能接收，接收方只能接收而不能發(fā)送，任何時候都不能改變信號傳送方向。無線電廣播和電視都屬于單工通信。二、數(shù)據(jù)傳輸方式單工通信單工方式指通信信道是單向信道，數(shù)據(jù)二、數(shù)據(jù)傳輸方式半雙工通信半雙工通信是指信號可以沿兩個方向傳送，但同一時刻一個信道只允許單方向傳送，即兩個方向的傳輸只能交替進行，而不能同時進行。當改變傳輸方向時，要通過開關裝置進行切換。半雙工信道適合于會話式通信，比如公安系統(tǒng)使用的“對講機”和軍隊使用的“步話機”。半雙工方式在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中適用于終端與終端之間的會話式通信。二、數(shù)據(jù)傳輸方式半雙工通信半雙工通信是指信號可以沿兩個方向二、數(shù)據(jù)傳輸方式全雙工通信全雙工通信是指數(shù)據(jù)可以同時沿相反的兩個方向作雙向傳輸。比如，電話通話。二、數(shù)據(jù)傳輸方式全雙工通信全雙工通信是指數(shù)據(jù)可以同時沿相反二、數(shù)據(jù)傳輸方式頻分多路復用FDM當介質(zhì)的有效帶寬超過被傳輸?shù)男盘枎挄r，可以把多個信號調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實現(xiàn)同時傳送多路信號，即將信道的可用頻帶（帶寬）按頻率分割多路信號的方法劃分為若干互不交疊的頻段，每路信號占據(jù)其中一個頻段，從而形成許多個子信道.二、數(shù)據(jù)傳輸方式頻分多路復用FDM當介質(zhì)的有效帶寬超過被傳輸二、數(shù)據(jù)傳輸方式頻分多路復用FDM頻分多路復用系統(tǒng)的原理示意圖如圖所示，它假設有6個輸入源，分別輸入6路信號到頻分多路器FDM-MUX，多路器將每路信號調(diào)制在不同的載波頻率上（例如f1，f2，…，f6）。每路信號以其載波頻率為中心，占用一定的帶寬，此帶寬范圍稱作一個通道，各通道之間通常用保護頻帶隔離，以保證各路信號的頻帶間不發(fā)生重疊。二、數(shù)據(jù)傳輸方式頻分多路復用FDM頻分多路復用系統(tǒng)的原理示意二、數(shù)據(jù)傳輸方式時分多路復用TDM時分多路復用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）是將傳輸時間劃分為許多個短的互不重疊的時隙，而將若干個時隙組成時分復用幀，用每個時分復用幀中某一固定序號的時隙組成一個子信道，每個子信道所占用的帶寬相同，每個時分復用幀所占的時間也是相同的。即在同步TDM中，各路時隙的分配是預先確定的時間且各信號源的傳輸定時是同步的。對于TDM，時隙長度越短，則每個時分復用幀中所包含的時隙數(shù)就越多，所容納的用戶數(shù)也就越多。二、數(shù)據(jù)傳輸方式時分多路復用TDM時分多路復用（TimeD二、數(shù)據(jù)傳輸方式波分多路復用WDMWDM技術時頻率分割技術在光纜介質(zhì)中的應用，它主要用于全光纜組成的通信系統(tǒng)中。WDM技術是指在一根光纜上能同時傳送多個不同波長的光載波的復用技術。使用WDM技術，可使原來在一根光纜上只能傳輸一個光載波的單一光信道，變成可傳輸多個不同波長的光載波的光信道，使光纜的傳輸能力成倍提高，也可以利用不同波長的光載波沿不同方向傳輸來實現(xiàn)單根光纜的雙向傳輸。WDM技術將是今后計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的主干信道采用的主要多路復用技術之一。二、數(shù)據(jù)傳輸方式波分多路復用WDMWDM技術時頻率分割技術在二、數(shù)據(jù)傳輸方式碼分多路復用CDM前面介紹的FDM（或WDM）技術是以頻段的不同來區(qū)分地址的，其特點是獨立占頻段而共享時間。而TDM則是共享頻段而獨占時間，相當于在同一頻段內(nèi)不同相位上發(fā)送和接收信息，而頻率資源共享。碼分多路復用（CodeDivisionMultiplexing，CDM）則是一種用于移動通信系統(tǒng)的新技術，筆記本電腦和掌上電腦等移動性計算機的聯(lián)網(wǎng)通信將會大量使用碼分多路復用技術。碼分多路復用技術的基礎是微波擴頻通信，擴頻通信的特征是使用比發(fā)送的數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機碼對載荷數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶低功率頻譜密度的信號來發(fā)射。二、數(shù)據(jù)傳輸方式碼分多路復用CDM前面介紹的FDM（或WDM三、數(shù)據(jù)交換技術數(shù)據(jù)交換技術——電路交換電路交換（CircuitSwitching）也叫線路交換，是數(shù)據(jù)通信領域最早使用的交換方式。通過電路交換進行通信，就是要通過中間交換節(jié)點在兩個站點之間建立一條專用的通信線路。最普通的電路交換例子是電話通信系統(tǒng)。電話交換系統(tǒng)利用交換機，在多個輸入線和輸出線之間通過不同的撥號和呼號建立直接通話的物理鏈路。物理鏈路一旦接通，相連的兩站點即可直接通信。在該通信過程中，交換設備對通信雙方的通信內(nèi)容不做任何干預，即對信息的代碼、符號、格式和傳輸控制順序等沒有影響。利用電路交換進行通信包括建立電路、傳輸數(shù)據(jù)和拆除電路三個階段。三、數(shù)據(jù)交換技術數(shù)據(jù)交換技術——電路交換電路交換（Circ三、數(shù)據(jù)交換技術電路交換通信的三個階段建立電路傳輸數(shù)據(jù)之前，必須建立一個端到端的物理連接，這個連接過程實際上就是一個個站（節(jié)）點的接續(xù)過程。傳輸數(shù)據(jù)在通信線路建立之后，兩個通信節(jié)點即可進行數(shù)據(jù)傳輸。釋放電路數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，要釋放（拆除）該物理鏈路。釋放動作可由兩個通信節(jié)點中的任一通信節(jié)點發(fā)起并完成，釋放信號必須傳送到電路經(jīng)過的各個節(jié)點，以便重新分配資源。010203三、數(shù)據(jù)交換技術電路交換通信的三個階段建立電路010203三、數(shù)據(jù)交換技術電路交換的特點和優(yōu)點（1）線路交換中的每個節(jié)點都是電子式或電子機械式的交換設備，它不對傳輸?shù)男畔⑦M行任何處理；（2）數(shù)據(jù)傳輸開始前必須建立兩個工作站之間實際的物理連接，然后才能通信；（3）通道在連接期間是專用的，線路利用率較低；（4）除鏈路上的傳輸延時外，不再有其他的延時，在每個節(jié)點的延時是很小的；（5）整個鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的通信節(jié)點必須同時工作。電路交換的優(yōu)點是實時性好，由于通道專用，通信速率較高；缺點是線路利用率低，不能連接不同類型的線路組成鏈路，通信雙方必須同時工作。三、數(shù)據(jù)交換技術電路交換的特點和優(yōu)點（1）線路交換中的每個節(jié)三、數(shù)據(jù)交換技術報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換報文交換（MessageExchanging）與線路交換不同，它采取的是“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的兩個節(jié)點之間建立專用的物理線路。數(shù)據(jù)以報文（Message）的方式發(fā)出，報文中除包括用戶所要傳送的信息外，還有源地址和目的地址等信息。報文從源節(jié)點發(fā)出后，要經(jīng)過一系列的中間節(jié)點才能到達目的節(jié)點。各中間節(jié)點收到報文后，先暫時存儲起來，然后分析目的地址、選擇路由并排隊等候，待需要的線路空閑時才將它轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點，并最終到達目的節(jié)點。其中的交換節(jié)點要有足夠大的存儲空間，用以緩沖收到的長報文。交換節(jié)點對各個方向上收到的報文排隊，尋求下一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后再轉(zhuǎn)發(fā)出去，這些都帶來了排隊等待延遲。三、數(shù)據(jù)交換技術報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換報文交換（MessageE三、數(shù)據(jù)交換技術報文交換的特點（1）報文從源點傳送到目的地采用“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”方式，在傳送報文時，一個時刻僅占用一段通道；（2）在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，所以報文交換不能滿足實時通信的要求。三、數(shù)據(jù)交換技術報文交換的特點（1）報文從源點傳送到目的地采三、數(shù)據(jù)交換技術報文交換的優(yōu)缺點報文交換的優(yōu)點（1）線路利用率高，因為有許多報文可以分時共享一條節(jié)點到節(jié)點的通道；（2）不需要同時啟動發(fā)送器和接收器來傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡可以在接收器啟動之前，暫存報文信息；（3）在通信容量很大時，交換網(wǎng)絡仍可接收報文，只是傳輸延遲會增加；（4）報文交換系統(tǒng)可把一份報文發(fā)往多個目的地；（5）交換網(wǎng)絡可以對報文進行速度和代碼等的轉(zhuǎn)換（如將ASCII碼轉(zhuǎn)換為EBCDIC碼）。報文交換的缺點（1）不能滿足實時或交互式的通信要求，報文經(jīng)過網(wǎng)絡的延遲時間長且不定；（2）當節(jié)點收到過多的數(shù)據(jù)而無空間存儲或不能及時轉(zhuǎn)發(fā)時，就不得不丟棄報文，且發(fā)出的報文將不按順序到達目的地。三、數(shù)據(jù)交換技術報文交換的優(yōu)缺點報文交換的優(yōu)點三、數(shù)據(jù)交換技術分組交換分組交換是1964年提出來的，它也屬于存儲-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。在這種交換方式中數(shù)據(jù)包有固定的長度，因此交換節(jié)點只要在內(nèi)存中開辟一個小的緩沖區(qū)就行了。在進行分組交換時，發(fā)送節(jié)點先把發(fā)送的數(shù)據(jù)包分成若干個分組（packet），對各個分組編號，每個分組按格式必須附加收發(fā)地址標志、分組編號、分組的起始、結(jié)束標志和差錯校驗等信息，以供存儲轉(zhuǎn)發(fā)之用。分組的過程叫做信息打包，分組也叫信息包，分組交換有時也叫包交換。分組在網(wǎng)絡中傳播有兩種不同的方式：數(shù)據(jù)報和虛電路。三、數(shù)據(jù)交換技術分組交換分組交換是1964年提出來的，它也屬三、數(shù)據(jù)交換技術數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報方式同報文交換一樣，將每個分組單獨處理。每個分組都有完整的地址信息，正常情況下都可以到達目的地。但由于每個分組獨立地在網(wǎng)內(nèi)傳送，同一個報文的各個分組可能經(jīng)由不同的路由到達目的節(jié)點，所以到達目的節(jié)點的順序就有可能和發(fā)送的順序不一致。目標主機必須對收到的分組重新排序才能恢復原來的報文。三、數(shù)據(jù)交換技術數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報方式同報文交換一樣，將每個分組單三、數(shù)據(jù)交換技術虛電路虛電路方式的工作過程類似于電路交換，也包括三個階段：虛電路的建立、數(shù)據(jù)傳輸、虛電路拆除。在發(fā)送分組之前，要求先在發(fā)送端和接收端之間建立所謂的邏輯連接，即虛電路。在會話開始時，發(fā)送端先發(fā)送一個要求建立連接的請求信息，這個請求信息在網(wǎng)絡中傳播，途中經(jīng)過的各個節(jié)點根據(jù)當時的網(wǎng)絡通信狀況決定取哪條線路來響應這一請求，最后到達目的節(jié)點。如果目的節(jié)點給予肯定的回答，則邏輯連接就建立了。以后由發(fā)送端發(fā)出的一系列分組都走這條通路，直至會話結(jié)束，拆除連接。三、數(shù)據(jù)交換技術虛電路虛電路方式的工作過程類似于電路交換，也三、數(shù)據(jù)交換技術高速交換技術目前常用的數(shù)據(jù)交換方式主要是電路交換和分組交換，但近幾年又出現(xiàn)了綜合電路交換和分組交換的高速交換方式，也叫混合交換方式?；旌辖粨Q采用動態(tài)時分復用技術，將一部分帶寬分配給電路交換用，而將另一部分帶寬分配給分組交換用。這兩種交換所占的帶寬比例也是動態(tài)可調(diào)的，以便使這兩種交換都能得到充分利用，提供多媒體傳輸服務。典型的ATM（AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式）、DQDB（分布式隊列雙總線）等均屬混合交換，它們同時提供等時電路交換和分組交換服務。FR（FrameRelay，幀中繼）交換是在分組交換技術上發(fā)展起來的快速分組交換技術。三、數(shù)據(jù)交換技術高速交換技術目前常用的數(shù)據(jù)交換方式主要是電路四、差錯控制技術錯誤產(chǎn)生原因及控制方法1．錯誤產(chǎn)生原因通信過程中出現(xiàn)的差錯大致分為兩類：一類是由熱噪聲引起的隨機錯誤；一類是由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯誤。熱噪聲是由電子的熱運動產(chǎn)生的，熱噪聲隨時存在，具有很寬的頻譜，且幅度較小。通信線路的信噪比越高，熱噪聲引起的差錯越少。這種差錯具有隨機性，一次只影響個別比特，且錯誤之間沒有關聯(lián)。沖擊噪聲通常是由瞬間的脈沖噪聲引起的，如雷電等。雖然持續(xù)的時間短，但由于線路上數(shù)據(jù)速率高，影響面比較大，例如速率為9600bps時，10ms的噪聲將影響96比特，因而沖擊噪聲一般會影響連續(xù)的許多比特。四、差錯控制技術錯誤產(chǎn)生原因及控制方法1．錯誤產(chǎn)生原因四、差錯控制技術錯誤產(chǎn)生原因及控制方法2．差錯控制方法最常用的差錯控制方法是差錯控制編碼。差錯控制編碼是指發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)信息之前，先向數(shù)據(jù)塊中加入一些冗余信息，使數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)建立某種形式的關聯(lián)，接收端通過驗證這種關聯(lián)關系是否存在，來判斷數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出錯，這種在數(shù)據(jù)塊中加入冗余信息的過程稱為差錯編碼。最常用的差錯控制編碼有兩種，一種是使碼字只具有檢錯的功能，即接收方只能判斷數(shù)據(jù)塊有錯，但不能準確判斷錯誤位置，從而也不能糾正錯誤，這種編碼稱為檢錯碼；另一種是使碼字具有一定的糾錯功能，即接收方不僅能夠知道數(shù)據(jù)塊有錯，還知道錯誤的準確位置，這時只需將錯誤位取反即能獲得正確的數(shù)據(jù)，這種碼字稱為糾錯碼。四、差錯控制技術錯誤產(chǎn)生原因及控制方法2．差錯控制方法四、差錯控制技術奇偶校驗碼奇偶校驗通過在編碼中增加一位校驗位來使編碼中1的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗），從而使碼距變?yōu)?。對于奇校驗，它可以檢測代碼中奇數(shù)位出錯的情況，但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)位出錯的情況，即當合法編碼中有奇數(shù)位發(fā)生了錯誤（編碼中的1變成0或0變成1）時，該編碼中1的個數(shù)的奇偶性就會發(fā)生變化，從而可以發(fā)現(xiàn)錯誤。目前常的奇偶校驗碼有三種：水平奇偶校驗碼、垂直奇偶校驗碼和水平垂直校驗碼。四、差錯控制技術奇偶校驗碼奇偶校驗通過在編碼中增加一位校驗位四、差錯控制技術循環(huán)冗余碼CRCCRC是一種較為復雜的校驗方法，它先將要發(fā)送的信息數(shù)據(jù)與一個通信雙方共同約定的數(shù)據(jù)進行除法運算，并根據(jù)余數(shù)得出一個校驗碼，然后將這個校驗碼附加在信息數(shù)據(jù)幀之后發(fā)送出去。接收端接收數(shù)據(jù)后，將包括校驗碼在內(nèi)的數(shù)據(jù)幀再與約定的數(shù)據(jù)進行除法運算，若余數(shù)為“0”，就表示接收的數(shù)據(jù)正確，若余數(shù)不為“0”，則表明數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中出錯。四、差錯控制技術循環(huán)冗余碼CRCCRC是一種較為復雜的校驗方感謝您的觀看名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology感謝您的觀看名校名師精品系列教材Foundationsof計算機網(wǎng)絡技術基礎名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology計算機名校名師精品系列教材FoundationsofCoTCP/IP協(xié)議簇——第4章名校名師精品系列教材TCP/IP協(xié)議簇——第4章名校名師精品系列教材CONTENTSCONTENTS01網(wǎng)際協(xié)議02網(wǎng)際控制報文協(xié)議03用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議04傳輸控制協(xié)議05IPv606TCP/IP實用工具CONTENTSCONTENTS01網(wǎng)際協(xié)議02網(wǎng)際控制報文一、網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議（InternetProtocol，IP）是TCP/IP體系中最常用的網(wǎng)際層協(xié)議。設計IP的目的是提高網(wǎng)絡的可擴展性：一是解決大規(guī)模、異構(gòu)網(wǎng)絡的互聯(lián)互通問題；二是分割頂層網(wǎng)絡應用和低層網(wǎng)絡技術之間的耦合關系，以利用兩者獨立發(fā)展。根據(jù)端到端的設計原則，IP只位主機提供一種無連接、不可靠、盡力而為的數(shù)據(jù)報傳輸服務。一、網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議（InternetPro一、網(wǎng)際協(xié)議與IP配套使用的協(xié)議IP是整個TCP/IP協(xié)議簇的核心，也是構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)的基礎。IP位于TCP/IP參考模型的網(wǎng)際層（相當于OSI參考模型的網(wǎng)絡層)，對上可傳送傳輸層各種協(xié)議（如TCP、UDP等）的信息；對下通過以太網(wǎng)、令牌環(huán)（TokenRing）網(wǎng)絡等各種結(jié)束將IP數(shù)據(jù)報傳送到鏈路層。與IP配套使用的協(xié)議由4種：地址解析協(xié)議（AddressResolutionProtocol，ARP）、反向地址解析協(xié)議（ReverseAddressResolutionProtocol，RARP）、網(wǎng)際控制報文協(xié)議（InternetControlMessageProtocol，ICMP）和網(wǎng)際組管理協(xié)議（InternetGroupManagementProtocol，IGMP）。一、網(wǎng)際協(xié)議與IP配套使用的協(xié)議IP是整個TCP一、網(wǎng)際協(xié)議IP數(shù)據(jù)報格式IP數(shù)據(jù)報的完整格式一、網(wǎng)際協(xié)議IP數(shù)據(jù)報格式IP數(shù)據(jù)報的完整格式一、網(wǎng)際協(xié)議IP地址的表示形式

根據(jù)TCP/IP協(xié)議規(guī)定，IP地址由32bit組成，它包括3個部分：地址類別、網(wǎng)絡號和主機號。一、網(wǎng)際協(xié)議IP地址的表示形式根據(jù)TCP/IP協(xié)一、網(wǎng)際協(xié)議IP地址的表示形式

由于IP地址是以32位二進制數(shù)的形式表示的，這種形式非常不適合閱讀和記憶，因此，為了便于用戶閱讀和理解IP地址，Internet管理委員會采用了一種“點分十進制”表示方法來表示IP地址。也就是說，將IP地址分為4個字節(jié)（每個字節(jié)為8bit），且每個字節(jié)用十進制表示，并用點號“.”隔開，如圖：一、網(wǎng)際協(xié)議IP地址的表示形式由于IP地址是以3一、網(wǎng)際協(xié)議IP地址分類IP協(xié)議規(guī)定：IP地址的長度為四個字節(jié)（32位），其格式分為五種類型，見表：地址類第1個8位位組的格式可能的網(wǎng)絡數(shù)目網(wǎng)絡中節(jié)點的最大數(shù)目地址范圍A類0xxxxxxx27-2224-2～54B類10xxxxxx214216-2～54C類110xxxxx22128-2～54D類1110xxxx1110后跟28比特的多路廣播地址～54E類11110xxx11110開始，為將來使用保留～54一、網(wǎng)際協(xié)議IP地址分類IP協(xié)議規(guī)定：IP地址一、網(wǎng)際協(xié)議特殊IP地址IP地址空間中的某些地址已經(jīng)為特殊目的而保留，而且通常并不允許作為主機地址，見表：網(wǎng)絡號主機號源地址使用目的地址使用代表的意思全0全0可以不可以本網(wǎng)絡中的本主機全0特定可以不可以本網(wǎng)絡中特定的主機全1全1不可以可以只在本網(wǎng)絡中進行廣播（各路由器均不轉(zhuǎn)發(fā)）特定全1不可以可以對特定所有主機進行廣播特定全0不可以不可以用于識別網(wǎng)絡號為特定的網(wǎng)絡127非全0全1可以可以用作本地軟件環(huán)回測試之用一、網(wǎng)際協(xié)議特殊IP地址IP地址空間中的某些地址一、網(wǎng)際協(xié)議私用地址

為了節(jié)約IP地址空間，增強網(wǎng)絡的安全性，一些IP地址被保留作為私網(wǎng)的IP地址。私有IP地址不能再Internet中使用，處于私有IP地址的網(wǎng)絡稱為內(nèi)網(wǎng)或私網(wǎng)當網(wǎng)絡上的公用地址不足時，可以通過網(wǎng)絡地址翻譯（NAT），利用少量的公用地址把大量的配有私用地址的機器連接到公用網(wǎng)上。下列地址作為私用地址：（1）A類地址中：~54，只有1個網(wǎng)段。（2）B類地址中：~54，有16個網(wǎng)段。（3）C類地址中：~54，有256個網(wǎng)段。一、網(wǎng)際協(xié)議私用地址為了節(jié)約IP地址空間，增強網(wǎng)一、網(wǎng)際協(xié)議物理地址與IP地址

理解主機的物理地址（也稱硬件地址）和IP地址在學習IP地址時非常重要?；ヂ?lián)網(wǎng)時由路由器將一些物理網(wǎng)絡互聯(lián)而成的邏輯網(wǎng)絡。從源主機發(fā)送的分組在達到目的主機之前可能要經(jīng)過許多不同的物理網(wǎng)絡。在邏輯的互聯(lián)網(wǎng)上，主機和路由器使用它們的邏輯地址進行標識；而在具體的物理網(wǎng)絡上，主機和路由器必須使用他們的物理地址進行標識Internet采用一種全局通用的地址格式，為全網(wǎng)的每一個網(wǎng)絡和每一臺主機分配一個Internet地址，以此屏蔽物理網(wǎng)絡地址的差異。IP協(xié)議的一項重要功能就是專門處理這個問題，即通過IP協(xié)議把主機原來的物理地址隱藏起來，在網(wǎng)絡層中使用統(tǒng)一的IP地址。一、網(wǎng)際協(xié)議物理地址與IP地址理解主機的物理地一、網(wǎng)際協(xié)議地址解析協(xié)議1.MAC地址

在局域網(wǎng)中，物理弟子已固化在網(wǎng)卡上的只讀存儲器（Read-OnlyMemory，ROM）中，因此常常將物理弟子稱為硬件地址。因為局域網(wǎng)MAC幀中的源地址和目的地址都是硬件地址，所以硬件地址又稱為MAC地址。MAC地址長度為48位。其中1~23位位組織標識符，代表網(wǎng)卡生產(chǎn)廠商，24~47位時由廠商自己分配。例如，MAC地址00-90-27-99-11-cc的前6個十六進制數(shù)字（即二進制的0~23位）00-90-27表示該網(wǎng)卡由Intel公司生產(chǎn)，相應的網(wǎng)卡序列號為99-11-cc（24~47位）。MAC地址就如同人們的身份證號碼一樣，具有全球唯一性。世界上任何我兩塊網(wǎng)卡MAC地址都是不一樣的。MAC地址時數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址。一、網(wǎng)際協(xié)議地址解析協(xié)議1.MAC地址一、網(wǎng)際協(xié)議地址解析協(xié)議2．ARP工作原理ARP（AddressResolutionProtocol），即地址解析協(xié)議，實現(xiàn)通過IP地址得知其物理地址（MAC地址）。

在以太網(wǎng)協(xié)議中規(guī)定，同一局域網(wǎng)中的一臺主機要和另一臺主機進行直接通信，必須要知道目標主機的MAC地址。

在每臺安裝有TCP/IP協(xié)議的計算機中都有一個ARP緩存表，表里的IP地址與MAC地址是一一對應的。一、網(wǎng)際協(xié)議地址解析協(xié)議2．ARP工作原理一、網(wǎng)際協(xié)議地址解析協(xié)議3．主機ARP緩存

當主機A第一次訪問主機B時，先需要通過ARP將主機B的IP地址解析為相應的MAC地址，再封裝并發(fā)送MAC幀（幀的目的MAC地址為主機B的MAC地址），同時主機A會把解析的結(jié)果放在本機的緩存中，這樣主機A再次訪問主機B時，就不需要通過