計算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

inH

為什么要學(xué)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以為我們干什么？

?商業(yè)應(yīng)用

資源共享（hardwareandinformation）

Communicationmedium、Email、視頻會議

E-commerce

?家庭應(yīng)用

■訪問遠(yuǎn)程信息：（瀏覽新聞、在線圖書館、聊天室）

Peer-to-peercommunication

?娛樂（頻點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò)模擬游戲）

電子商務(wù)（網(wǎng)上購物網(wǎng)上金融業(yè)務(wù)）

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程特點(diǎn)

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相互滲透、

密切結(jié)合而形成的一門交叉科學(xué)；

?網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了自身比

較完善的體系；

?目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展十分迅速，應(yīng)用廣泛，知識

更新快。

課程目標(biāo)

《計算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》是電氣信息類專業(yè)的必修

專業(yè)基礎(chǔ)課。主要內(nèi)容以五層協(xié)議的原理參考模型為

基礎(chǔ)，以TCP/IP協(xié)議族中的IP和TCP為核心，以較

成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主，側(cè)重計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本技術(shù).

掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)知識，包括數(shù)據(jù)通信技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與服務(wù)、Internet協(xié)議集以

及應(yīng)用.

本課程主要教學(xué)內(nèi)容:

第一講計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

第二講物理層

第三講數(shù)據(jù)鏈路層

第四講網(wǎng)絡(luò)層

第五講運(yùn)輸層

第六講應(yīng)用層

第七講網(wǎng)絡(luò)安全

第八講無線網(wǎng)絡(luò)

第九講下一代因特網(wǎng)

對該課程的學(xué)習(xí)要求

?掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念，熟悉計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

的基本技術(shù)，理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作原理。

?面對高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有積極動手、主

動跟蹤、繼續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和能力。

課程進(jìn)度安排?

?1周~16周，34個講授課時，8個實驗課

時,4個習(xí)題課時，2個考試課時

?教材：《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》（第5版），

謝希仁

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)釋疑與習(xí)題解答，謝希仁

編著，電子工業(yè)出版社，2011年4月

?考核方式：閉卷考試70%,平時成績

30%（作業(yè)+實驗+課堂表現(xiàn)）

實驗題目：：

實驗一網(wǎng)絡(luò)基本知識-S

了解網(wǎng)絡(luò)基本配置中包含的協(xié)議、服務(wù)和

基本參數(shù)；掌握WindowsXP系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組件的

安裝和卸載方法；掌握WindowsXP系統(tǒng)共享

目錄的設(shè)置和使用方法；學(xué)會制作兩種類型的

RJ-45接頭直通線、交叉線；掌握使用雙絞線

作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接方法；掌握測線儀的

使用方法。

實驗題目：：

實驗二網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗0

了解常用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；掌握IIS的安裝和配

置；掌握IP地址和TCP端口（SOCKET）的配

置；熟悉CRC校驗的原理，掌握CRC校驗的實

現(xiàn)方法。

實驗題目：；

實驗三網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析H

熟悉網(wǎng)絡(luò)分析軟件，學(xué)習(xí)捕捉數(shù)據(jù)的方法;

分析數(shù)據(jù)幀和報文，掌握以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀和IP數(shù)

據(jù)報的結(jié)構(gòu)；按照協(xié)議類型分析數(shù)據(jù)包的各個

首部的字段含義的方法；初步嘗試用軟件編寫

解析IP數(shù)據(jù)報首部的字段含義的方法。

實驗題目

實驗四轉(zhuǎn)發(fā)表與路由算法

熟悉廣域網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)理，理解轉(zhuǎn)發(fā)表的

作用；理解路由算法的基本思路。

聯(lián)系方式

胡小剛

電氣工程學(xué)院

電話：51688233

辦公室：電完樓509南

起子郵件：xghu@

答疑時間：

第1講概論

主要內(nèi)容

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理體系結(jié)構(gòu)

重點(diǎn)和難點(diǎn)：

計算機(jī)定義與分類

因特網(wǎng)主機(jī)工作方式與數(shù)據(jù)交換方式

?C/S和P2P、三種數(shù)據(jù)交換方式

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)基本概念

?協(xié)議與服務(wù)的區(qū)別、網(wǎng)絡(luò)層與運(yùn)輸層的區(qū)別、

OSI和TCP/IP

L機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程

從體系結(jié)構(gòu)來觀察，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可分

為三個階段（三代網(wǎng)絡(luò)）：

1.以主機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)

“計算機(jī)一終端”系統(tǒng)

2.以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

“計算機(jī)-計算機(jī)”網(wǎng)絡(luò)

3.體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)

層次化結(jié)構(gòu)，并對每層進(jìn)行了精確定義

?

11.1,以主機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)???:?

?特征：終端(Terminal)共享主機(jī)(Host)的軟硬件資源

?單臺主機(jī)：執(zhí)行計算和通信任務(wù)

?多臺終端：執(zhí)行用戶交互

?(終端集中器/終端服務(wù)器)工

?連接方式：本地或遠(yuǎn)程丁一

T工

舉例::

?例子：飛機(jī)訂票系統(tǒng)SABRE-1

HOST（航空公司總部）

Terminals（訂票點(diǎn)）

通信線路（電話線路）

?缺點(diǎn)

?主機(jī)負(fù)荷重——數(shù)據(jù)處理+通信

?線路利用率低

?集中控制方式，可靠性低

?改進(jìn)

?終端集中器（近/遠(yuǎn)距）

?前端處理機(jī)（Front-EndProcessor,FEP）,將通信

任務(wù)從主機(jī)中分離出來

1J.2.以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

?特征

?多個終端聯(lián)機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)，形成了多主機(jī)互聯(lián)網(wǎng)

絡(luò)

?網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從“主機(jī)一終端”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C(jī)一

主機(jī)”

HOSTHOST

主機(jī)一主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演變

演變階段1

■通信任務(wù)從主機(jī)中

分離,由通信控制

處理機(jī)（CCP）完

成

?CCP：處理主機(jī)之

間通信任務(wù)的專用

計算機(jī)廠

m-

兩層網(wǎng)絡(luò)

?兩層網(wǎng)絡(luò)概念的出現(xiàn)

?由CCP組成的傳輸網(wǎng)絡(luò)一通信子網(wǎng),提供信息

傳輸服務(wù)

?建立在通信子網(wǎng)基礎(chǔ)上的主機(jī)集合一資源子網(wǎng),

提供計算資源

主機(jī)一主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演變

?演變階段2

?通信子網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大HOST

私有一社會公用/

?公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(T

公用數(shù)據(jù)T)

PSTN(公共交換電話網(wǎng)絡(luò))通信網(wǎng)

X.25

?優(yōu)點(diǎn)

THOSTHOSTT

降低用戶系統(tǒng)建設(shè)成

提高通信線路利用率

兼容性好T

舉例:

?因特網(wǎng)的前身——ARPANET

?美蘇冷戰(zhàn)時期由美國軍方建立的實驗性網(wǎng)絡(luò)

最初4個節(jié)點(diǎn)—70飛的60多個節(jié)點(diǎn)

?地域跨越美洲、歐洲

具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的許多特征，例如：

-分組交換

■分層次的網(wǎng)絡(luò)體系

■較為完善的通信協(xié)議

.體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)：：

1.1.3??

?為什么需要標(biāo)準(zhǔn)化？

?不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的兼容性和互操作性是推動網(wǎng)絡(luò)

體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化的原動力

?而兼容性和互操作性的最終目的仍是資源共享

?標(biāo)準(zhǔn)化的時機(jī)？

?先制定標(biāo)準(zhǔn)再開發(fā)還是先開發(fā)再制定標(biāo)準(zhǔn)？

?各廠商、研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、方法、理論

等方面的研究日趨成熟是基礎(chǔ)。

標(biāo)準(zhǔn)化過程::

?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化過程的演變

?廠商標(biāo)準(zhǔn)：舊M-SNA,DECDNA等

缺點(diǎn)：適用范圍：兼容性？

技術(shù)壟斷：競爭？

標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：用戶利益？

?國際標(biāo)準(zhǔn)（ISOOSI/RM）

OpenSystemInterconnection/RecommendedModel（開放系

統(tǒng)互聯(lián)套考模型，簡稱OSI參考模型）

OSI參考模型是一種概念上的網(wǎng)絡(luò)模型，規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

的框架：7個層次

只說明了做什么（WHATTODO）而未規(guī)定怎樣做（HOW

TODO）

太復(fù)雜，幾乎沒有與之完全符合的網(wǎng)絡(luò)

?事實上的標(biāo)準(zhǔn)：TCP/IP（因特網(wǎng)的骨干協(xié)議）

從體系結(jié)構(gòu)上看，它是OSI參考模型的簡化（4層）

1.1.4.因特網(wǎng)時代的到來那‘

?????

?截止到2000年，Internet的規(guī)模為

?網(wǎng)絡(luò)數(shù)達(dá)到105數(shù)量級，主機(jī)數(shù)達(dá)到107數(shù)量級，用戶數(shù)108

數(shù)量級，主干速率大于2.5Gbit/s

?美國政府資助的“下一代因特網(wǎng)計劃”目標(biāo)是

?主干網(wǎng)的速率比現(xiàn)在

的因特網(wǎng)高1000倍

?端到端的速率要達(dá)到

100Mbit/s-10Gbit/s

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義孑

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義的主要觀點(diǎn)：

■從應(yīng)用的觀點(diǎn)：以相互共享資源方式連接起來，且

各白具有獨(dú)立功能的計算機(jī)系統(tǒng)的集合。

■從物理的觀點(diǎn)：在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的控制下，由若干臺計

算機(jī)和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備組成的系統(tǒng)。

■觀點(diǎn)3：利用各種通信手段，把地理分散的計算機(jī)

互聯(lián)起來，能夠互相通信且共享資源的系統(tǒng)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：

相互連接的自治計算機(jī)的集合

?自治:能獨(dú)立運(yùn)行，不依賴于其他計算機(jī)

-“主控-從屬”類型的系統(tǒng)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)嗎？

-“主機(jī)-終端”系統(tǒng)（第一代網(wǎng)絡(luò)）呢？

?互連:以任何可能的通信連接方式

-有線方式：銅線、光纖

.無線方式：紅外、無線電（微波）、衛(wèi)星

計算機(jī)廠噓E紇」________計算機(jī)

系統(tǒng)信網(wǎng)絡(luò)」系統(tǒng)

因特網(wǎng)的組成

?邊緣部分：連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)

?Client/ServerP2P(Peer-to-Peer)

?核心部分：網(wǎng)絡(luò)和路由器

?電路交換分組交換報文交換

------Chent/Server

網(wǎng)絡(luò)邊緣

邊緣部分主機(jī)的通信方式

------Peer-to-Peer,P2P

運(yùn)行P2P

程序

「、、

（一-------/一Q扈

運(yùn)行P2P/______『

21'、、、

程序網(wǎng)絡(luò)邊緣個

Z\日\

、/

：-1~~z\一\

?、K//\1

\\,/網(wǎng)絡(luò)核心-\UJ;

__?/

運(yùn)行P2P

運(yùn)行P2P-

程序「一--…一一口一一,—一—、程序

核心部分——路由器(Router)

?網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)的連接依靠路由器

?路由器的具體任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，實現(xiàn)

分組轉(zhuǎn)發(fā)(PacketSwitching)

1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類方法

電路交換(CircuitSwitching)

模擬信道

???

電路交換舉例

?A和B通話經(jīng)過四個交換機(jī)

?通話在A到B的連接上進(jìn)行

???

電路交換舉例

?C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機(jī)

?通話在C到D的連接上進(jìn)行

電路交換的特點(diǎn)::

?電路交換必定是面向連接的。

?電路交換的三個階段：

?建立連接

?通信

?釋放連接

?通話過程中，兩個用戶始終占用端到端的通信

資源，線路傳輸效率低。

報文（幀F(xiàn)rame）

志地址控制信息FCS志

標(biāo)志：表示幀的開始和結(jié)束

地址：包括源地址和目的地址

控制：報文類型和功能

信息：傳送的數(shù)據(jù)

FCS：幀校驗碼

報文交換：不定長報文為單位

報文交換每次是無需通過物理連接而建立通信信道的。這種

聯(lián)網(wǎng)方式稱為無連接的(connectionless)。

T2

目的站

存儲交換：數(shù)字化網(wǎng)絡(luò);

存儲-轉(zhuǎn)發(fā)方式

緩

輸沖

信息處理

入存輸

儲和轉(zhuǎn)發(fā)

存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文的優(yōu)點(diǎn)::

?信道利用率高。多報文共享“節(jié)點(diǎn)一節(jié)點(diǎn)”信

道

?接收方和發(fā)送方無需同時工作。節(jié)點(diǎn)暫存報文

?可同時向多個目標(biāo)發(fā)送同一報文。

?在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)報文的差錯控制和糾錯處理。

b在發(fā)送端把要發(fā)送的報文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊

向每個塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包）

分組交換b依次把各分組發(fā)送到接收端

，接收端剝?nèi)ナ撞浚槌鰯?shù)據(jù)部分，還原成報文

分組交換（包交換）：定常報文

為單位分組傳輸

一欲發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)：報文—

------分組--------------分組------*------分組

分組(packet)又稱為“包”,是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳送

的數(shù)據(jù)單元。分組交換時在傳送數(shù)據(jù)之前可不必先建立一條

連接，即使用無連接(connectionless)方式，亦可使用面向

連接方式。因為分組的首部(header)也稱為“包頭”,包

含了諸如目的地址和源地址等重要信息，使每個分組能夠在

個組交換網(wǎng)中獨(dú)立地選擇路由，故分組交換的特征是基于標(biāo)

記(label-based)。

???

三種交換的比較

報文報文報文分組分組分組、

比特流直達(dá)終點(diǎn)

數(shù)據(jù)傳送

的特點(diǎn)回

存儲存儲存儲存儲

轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)）

?分組交換優(yōu)點(diǎn)

高效：傳輸過程中動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路逐段獨(dú)占；

靈活：為每一個分組獨(dú)立地選擇轉(zhuǎn)發(fā)路由;

迅速：以分組為傳送單位，傳輸出錯時重傳的是小的分組；可

不先建立連接，分組暫存于內(nèi)存；網(wǎng)絡(luò)使用高速鏈路；

可靠：完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，分布式多路由的分組交換網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)

有很好的生存性。

?分組交換缺點(diǎn)

分組在各結(jié)點(diǎn)存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊，尤其通信量過大時，時延

可能很大。

分組攜帶的控制信息增加了開銷，且需要專門的管理控制機(jī)制O

o.o

⑶集中式網(wǎng)絡(luò)（b）具有集中器或復(fù)用器的集中式網(wǎng)絡(luò)

?）分布式網(wǎng)絡(luò)

o一終端；?——交換結(jié)點(diǎn)；△——集中器或復(fù)用器

圖1?9幾種常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

1.集中式（星型結(jié)構(gòu)）

[OQOgQOGDflOOOOC!

ipQoopopoq'oFo

2,分布式（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）

3.總線結(jié)構(gòu)

4,環(huán)形結(jié)構(gòu)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類-

?幾種不同的分類方法

?從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類

?電路交換、報文交換、分組交換、混合交換

?從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分類

集中式網(wǎng)絡(luò)、分散式網(wǎng)絡(luò)、分布式網(wǎng)絡(luò)

?從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類

廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)

局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)

?從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類

公用網(wǎng)、專用網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)internet

內(nèi)部網(wǎng)Intranet

外部網(wǎng)Extranet

因特網(wǎng)Internet

1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)::

?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)（雜性

和異質(zhì)性

?不同的通信介質(zhì)——有線、無線......

?不同種類的設(shè)備——主機(jī)、路由器、交換機(jī)......

?不同的操作系統(tǒng)---Unix、Windows、....

?不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）

?對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)

絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到：

?結(jié)構(gòu)清晰、簡化設(shè)計與實現(xiàn)、便于更新與維護(hù)、較

強(qiáng)的獨(dú)立性和適應(yīng)性

?解決方法：分而治之！

劃分層次日常實例

中國消息德國

教師教師

2/3接口2/3接口

翻譯“HELLO”翻譯

1/2接口1/2接口

秘書傳真秘書

協(xié)議與劃分層次

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定

好的規(guī)則。

?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(guān)的同步問題(同步含有時序的意思)

?為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)

準(zhǔn)或藥定即向維協(xié)雙(networkprotocol),簡

稱為協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素

語法數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。

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(yīng)。

同步事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。

■B

連接請求

時序例

建立連接連接確認(rèn)

數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)傳輸

釋放連接

釋放連接

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)::

??

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也采用了分層方法?！褟?fù)雜

的問題劃分為若干個較小的、單一的局部問題

,在不同層上予以解決。

?網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題：

?網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（

分層與功能）

?各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？（

服務(wù)與接口）

?通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議）

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，層、協(xié)議和層間接口的集合被稱

為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

?換句話說:體系結(jié)構(gòu)包括三個內(nèi)容:分層結(jié)構(gòu)與每層

的功能,服務(wù)與層間接口,協(xié)議。

?最早的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)源于舊M的SNA；

?其它的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)還有DEC的DNA等

?由國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO制定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)國際

標(biāo)準(zhǔn)是OSI/RM；

?實際中應(yīng)用最廣泛的是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

任何可急件系結(jié)構(gòu)的分層原理

任何可以發(fā)送_____________

或接收信息的兩個不同系統(tǒng)

硬件/軟件進(jìn)程的同級層次

系統(tǒng)A系統(tǒng)B

實體

服務(wù)

對等實體

接口

分別位于不同

系統(tǒng)對等層中

的兩個實體

相鄰兩層之間交互

物理網(wǎng)絡(luò)

的界面，定義相鄰

兩層之間的操作及服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其

（下層對工度的服務(wù)相鄰上層。

1協(xié)議：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。

???

網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)

????

?網(wǎng)絡(luò)中的任何一個去統(tǒng)都

系統(tǒng)A系統(tǒng)B

是按照層次結(jié)構(gòu)來組織的

?同一網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個端

系統(tǒng)必須具有相同的層次

?每層使用其下層提供的服

務(wù)，并向其上層提供服務(wù)

?通信只在對等層間進(jìn)行

（間接的、邏輯的、虛擬

的），非對等層之間不能

互相“通信”

?實際的物理通信只在最底

層完成

?Pn：第n層協(xié)議,即第n

層對等實體間通信時必須

遵循的規(guī)則或約定

物理通信線路

關(guān)鍵問題1:協(xié)議與服務(wù)區(qū)別

?本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下

而的面'議。

?下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。

?協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體

之間通信的規(guī)則。

?服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層

通過層間接口提供的。

關(guān)鍵問題2：對等層通信的實質(zhì)

?實際上，每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來

與另一臺主機(jī)的對等層通信Q

。上層便用下層提供的服務(wù)----Serviceuser;

?下層向上層提供:服務(wù)----Serviceprovider。

■第n+1層是第n層的服務(wù)用戶，第n?1層是第n層的服務(wù)

提供者

?第n層的服務(wù)也依賴于第n?1層以及以下各層的服務(wù)

?例:郵政通信

對等通信例：兩個人收發(fā)信件

收信人rln

郵局郵局

運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)、

?問題：

?收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎?

?郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？

?郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？

對等層通信的實質(zhì)

?對等層實體之間實現(xiàn)的是

虛擬的邏輯通信；

?下層向上層提供服務(wù)；

?上層依賴下層提供的服務(wù)

來與其它主機(jī)上的對等層

通信；

?實際通信在最底層完成。

?源進(jìn)程傳送消息到

目標(biāo)進(jìn)程的過程：

?消息送到源系統(tǒng)的

最圖層；

?從最高層開始，自

上而下逐層封裝:

?經(jīng)物理線路傳輸?shù)?/p>

目標(biāo)系統(tǒng)；

?目標(biāo)系統(tǒng)將收到的

信息自下而上逐層

處理并拆封:

?由最高層將消息提

交給目標(biāo)進(jìn)程。

物理通信線路

協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）

?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對等層之間交換的信息報文統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)

據(jù)單元（ProtocolDataUnit,PDU）。

?運(yùn)輸層及以下各層的PDU另外還有各自特寫的名稱f

?運(yùn)輸層---段（Segment）層與層之

?網(wǎng)絡(luò)層---分組/包（Packet）間交換的

?數(shù)據(jù)鏈路層——幀（Frame）建I據(jù)里三J

?物理層——比特（Bit）

?PDU由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和數(shù)據(jù)（SDff）組成：

協(xié)議控制信息數(shù)據(jù)(SDU)

?協(xié)議首部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息:

?地址、序號、長度、分段標(biāo)志、差錯控制信息、…

?下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)加以封裝，然后加

入本層的協(xié)議首部（和尾部）形成本層的PDU。

?封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議首部。

N+1層PDU

N層PDU

?因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實際上就是

不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過

程就是不斷拆封的過程?！惐?發(fā)送信件

?數(shù)據(jù)在傳輸時，其外面實際上要被包封多層“信封”。

五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

?應(yīng)用層(applicationlayer)

5應(yīng)用層

?運(yùn)輸層(transportlayer)

4運(yùn)輸層

?網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)

3網(wǎng)絡(luò)層

?數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)

2數(shù)據(jù)鏈路層

?物理層(physicallayer)

1物理層

物理層

?利用傳輸介質(zhì)為通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間建立

、管理和釋放物理連接；

?實現(xiàn)比特流的透明傳輸，為數(shù)據(jù)鏈路層提

供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；

?物理層的數(shù)據(jù)傳輸單元是比特。

RS-232-C

?外形為25針或9針的D型連接器

?通信速率（b/s）：

?100、300、600、1200、2400、4800、9600、

19.2K、33.6K、56K

?信號電平：

?邏輯“1”：-3V?-15V

?邏輯“0”：+3V?+15V

?等等：

數(shù)據(jù)鏈路層

?在物理層提供的服務(wù)基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)鏈路層

在通信的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接；

?傳輸以“幀”為單位的數(shù)據(jù)包；

?采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯

的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路，在相

鄰結(jié)點(diǎn)之間無差錯地傳輸幀。

網(wǎng)絡(luò)層

?通過路由選擇算法為分組通過通信子網(wǎng)選

擇最適當(dāng)?shù)穆窂剑?/p>

?為數(shù)據(jù)在結(jié)點(diǎn)之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路；

?實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能，在源和

目的結(jié)點(diǎn)之間選擇路由和控制擁塞。

運(yùn)輸層

?向用戶提供端到端(end-to-end)服務(wù)；

?處理數(shù)據(jù)包錯誤、數(shù)據(jù)包次序，以及其他一些

關(guān)鍵傳輸問題；

?運(yùn)輸層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)，是

計算機(jī)通信體系結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的一層。

應(yīng)用層

?為應(yīng)用程序提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；

?應(yīng)用層需要識別并保證通信對方的可用性，使

得協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間的同步；

?建立傳輸錯誤糾正與保證數(shù)據(jù)完整性的控制機(jī)

制。

運(yùn)輸層與網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系：?!■

?網(wǎng)絡(luò)層則提供網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)間的“邏輯通信”；而

運(yùn)輸層提供主機(jī)中的進(jìn)程間的“邏輯通信”。

?二者之間的差別：微妙而又重要

?類比

?主機(jī)：單位的傳達(dá)室

進(jìn)程：單位中的職工

?應(yīng)用層報文：信件

?網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議=郵局的投遞服務(wù)，只負(fù)責(zé)遞送到傳達(dá)室

?運(yùn)輸層協(xié)議二傳達(dá)室的收發(fā)服務(wù)，負(fù)責(zé)遞送到每個職工

網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點(diǎn)間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)

（主機(jī)間的邏輯通信）

運(yùn)輸層的任務(wù)兩端點(diǎn)間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸

（應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信）

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層畫

Ak

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

//

AP

A2

5

4運(yùn)輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層4

Z

3,加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報（或分組）3

22

11

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

AP

A2

5

4

3

數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層2

最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體1

???

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

AP

AP12

k=7|

55

_____Z

4

4_____Z

33

_____Z

22

1物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層可

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

AP

____2，

5

44z\

網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分

33

上交給運(yùn)輸層

22

11

???

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

JJ

AP2

5

運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分-

上交給應(yīng)用層4

3

2

1

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

???

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟?/p>

計算機(jī)1計算機(jī)2

應(yīng)用層首部應(yīng)用整序數(shù)據(jù)AP

A2

運(yùn)輸層首部.

應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5

網(wǎng)絡(luò)層首部＞

04,鏈路層\LHH應(yīng)程序數(shù)據(jù)4

45鏈路層

\7首部廠應(yīng)用程序數(shù)據(jù)

3尾部3

/

v2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)|丁22

10100110100101比特流1101011101011

0□

???

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

Q

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

r

???

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

0_____________________________□

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機(jī)1計算機(jī)2

???

計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

協(xié)議很復(fù)雜：

?協(xié)議必須將各種不利的條件事先都估計到

,而不能假定一切情況都是很理想和很順

利的。

?必須非常仔細(xì)地檢查所設(shè)計協(xié)議能否應(yīng)付

所有的不利情況。

?應(yīng)當(dāng)注意：事實上難免有極個別的不利情況在

設(shè)計協(xié)議時并沒有預(yù)計到。在出現(xiàn)這種情況時

,協(xié)議就會失敗。因此實際上協(xié)議往往只能應(yīng)

付絕大多數(shù)的不利情況。

著名的協(xié)議舉例

?占據(jù)兩個山頂?shù)乃{(lán)軍與駐扎在這山谷的白軍作

戰(zhàn)。力量對比是：一個山頂上的藍(lán)軍打不過白

軍，但兩個山頂?shù)乃{(lán)軍協(xié)同作戰(zhàn)就可戰(zhàn)勝白軍

O一個山頂上的藍(lán)軍擬于次日正午向白軍發(fā)起

攻擊。于是發(fā)送電文給另一山頂上的友軍。但

通信線路很不好，電文出錯的可能性很大。因

此要求收到電文的友軍必須發(fā)送確認(rèn)電文。但

確認(rèn)電文也可能出錯。試問能否設(shè)計出一種協(xié)

議，使得藍(lán)軍能實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定（即100

%）取得勝利？

明日正午進(jìn)攻，如何?

收到“同意”

OSI與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較

OSI的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的三個服務(wù)層次

OSI/RM體系結(jié)構(gòu)

?OSI/RM的體系結(jié)構(gòu)分為宏

7應(yīng)用層Application——為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)

6層Presentation數(shù)據(jù)表示

5會話層Session——在用戶間建立會話關(guān)系

4運(yùn)輸層Transport——不同主機(jī)進(jìn)程間的通信

3網(wǎng)絡(luò)層Network——在主機(jī)間傳輸分組

2數(shù)據(jù)鏈路層DataLink——在節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸幀

1物理層Physical——位流的透明傳輸

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

?應(yīng)用層application

?運(yùn)輸層transport

?網(wǎng)際層internet

?網(wǎng)絡(luò)接口層networkdatalink

=數(shù)據(jù)鏈路層+物理層

interfacephysical

注:TCP/IP體系結(jié)構(gòu)有時也采用5層表示方法,即用數(shù)

據(jù)鏈路層和物理層代替網(wǎng)絡(luò)接口層。

TCP/IP與。SI/RM的對應(yīng)學(xué)

OSI/RM、TCP/IP

7應(yīng)用層

FTPHTTPSMTP

表示層應(yīng)用層

6POP3SNMPDNS

5會話層

4運(yùn)輸層運(yùn)輸層TCPUDP

3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層IPICMPARPIGMP

2數(shù)據(jù)鏈路層PPP,HDLC,FDDI,

網(wǎng)絡(luò)接口層Ethernet,802.3,

1物理層802.5等等

目結(jié)合的層結(jié)構(gòu)原理體系經(jīng)

OSI/HMWTUP7TP5TCP/IP支持

?應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層所有標(biāo)準(zhǔn)的物

理