計算機網(wǎng)絡

第一章概述

，計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.3因特網(wǎng)的組成

內(nèi)容導航

1.4計算機網(wǎng)絡的定義與分類

CONTENTS

1.5計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.6計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

1.7計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

1.8兩個重要的新興網(wǎng)絡技術(shù)

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代的作用

?21世紀的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和信息化，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。

?以因特網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡得到了飛速的發(fā)展，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。

?因特網(wǎng)是人類自印刷術(shù)發(fā)明以來在通信方面的最大變革，已成為全球性的信息服務基礎設施的雛形。

計算機網(wǎng)絡向用戶提供豐富的應用與服務

91瀏覽信息和發(fā)布信息的平臺。電子商務的平臺。

02通信和交流的平臺。遠程協(xié)作的平臺。

OPTION

O0PTION6

S?休閑和娛樂的平臺。0?網(wǎng)上辦公的平臺C

典資源共享的平臺。

1.3因特網(wǎng)的組成

內(nèi)容導航

1.4計算機網(wǎng)絡的定義與分類

CONTENTS

1.5計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.6計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

1.7計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

1.8兩個重要的新興網(wǎng)絡技術(shù)

1.2.1網(wǎng)絡的網(wǎng)絡

?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)

?網(wǎng)絡(network)由若干結(jié)點(node)和連接這些結(jié)點的鏈路(Iink)組成。

?互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”(networkofnetworks)。

?連接在因特網(wǎng)上的計算機都稱為主機(host)。

網(wǎng)絡與因特網(wǎng)

?網(wǎng)絡把許多計算機連接

網(wǎng)絡（物理網(wǎng)絡）互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡的網(wǎng)絡）

在一起。

?因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡連

接在一起。

?為了避免意義上的不明

確，我們把直接連接計

算機的網(wǎng)絡稱為物理網(wǎng)

絡，而互聯(lián)網(wǎng)是由物理

網(wǎng)絡集合構(gòu)成的邏輯網(wǎng)

絡。

因特網(wǎng)與連接的主機

主機口I

因特網(wǎng)口

□

.2.2因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段

?第一階段是從單個網(wǎng)絡ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。

?1983年TCP/1P協(xié)議成為ARPANET上的標準協(xié)議。

?人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時間。

.2.2因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段

internet和Internet的區(qū)別三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

?以小寫字母i開始的internet（互聯(lián)網(wǎng)?第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。

或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多

?三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園

個計算機網(wǎng)絡互連而成的網(wǎng)絡。網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。

?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)絡相互連接而成多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

的特定計算機網(wǎng)絡，它采用TCP/IP協(xié)議

?第三階段的特點是逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的

族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的

因特網(wǎng)。

ARPANETo

?出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務提供者ISP

（InternetServiceProvider）o

用戶通過ISP上

?根據(jù)提供服務的

覆蓋面積大小以因

及所擁有的特

網(wǎng)

?IP地址數(shù)目的

不同，ISP也分

成為不同的層次。

主機A第三層

本地

本地第二層

本地ISP本地

大公司

第二層ISP本地大公司

本地

第一層ISP

二層

本地

二層

第二層ISP

本地

本地ISP本地

主機B

校園網(wǎng)校園網(wǎng)

萬維網(wǎng)WWW的問世

?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。

?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)WWW(WorldWideWeb)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(qū)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(gòu)數(shù)

19801010210210。

1990103105106101

2000105107108102

2005106108109103

1.2.3因特網(wǎng)的標準化工作

因特網(wǎng)協(xié)會ISOC

因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會IAB

特網(wǎng)工程部IETF

因特網(wǎng)研究部IRTF

因特網(wǎng)研究指導小組因特網(wǎng)工程指導小組

IRSGIESG

領(lǐng)域領(lǐng)域

RGRGWGWGWGWG

制訂因特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過

以下的四個階段

?因特網(wǎng)草案(InternetDraft)——在這個階段還不是RFC文檔。

?建議標準(ProposedStandard)----從這個階段開始就成為RFC文檔。

?草案標準(DraftStandard)

?因特網(wǎng)標準(InternetStandard)

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

內(nèi)容導航1.4計算機網(wǎng)絡的定義與分類

CONTENTS

1.5計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.6計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

1.7計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

1.8兩個重要的新興網(wǎng)絡技術(shù)

1.3因特網(wǎng)的組成

因特網(wǎng)的邊緣部分與核心部分

■1因特網(wǎng)的邊緣部分■

主機/

絡

因特網(wǎng)的核心部分,

3.1因特網(wǎng)的邊緣部分

?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)o

?“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”。

?即“主機A的某個進程和主機B上的另一個進程進行通信”o或簡稱為

“計算機之間通信”

網(wǎng)絡應用程序的工作方式

在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的g工作方式通?？蓜澐譃閮纱箢?

客戶服務器方式（C/S方式）

?即Client/Server方式

對等方式（P2P方式）

?即Peer-to-Peer方式

客戶服務器方式

運行服務

客戶(cIient)和服務器器程序

(server)都是指通信中所涉及

的兩個應用進程。

客戶服務器方式所描述的是進

程之間服務和被服務的關(guān)系。

客戶是服務的請求方，服務器

是服務的提供方。客戶A向服務器B發(fā)出請求服務,

而服務器B向客戶A提供服務。

客戶軟件的特點

被用戶調(diào)用后運行，在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。

02可與多個服務器進行通信。

OPTION

03不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。

OPTIOH

2.對等連接方式

在對等連接(peer-to-peer,P2P)的網(wǎng)絡中，通

運行運行

常沒有固定的服務請求者和服務提供者，分布在

P2PP2P程序

網(wǎng)絡中的應用進程是對等的，被稱為對等方

對等連接方式的特點

?對等連接方式從本質(zhì)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。

運行

?例如主機C請求D的服務時，C是客P2P程序

戶，D是服務器。但如果C又同時向FP2P程序

提供服務，那么C又同時起著服務器的

作用。對等方相互之間直接通信，每個對等方

即是服務的請求者，又是服務的提供者

.3.2因特網(wǎng)的核心部分

?網(wǎng)絡核心部分是因特網(wǎng)中最復雜的部分。

?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))。

?在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器的重要任務

?路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)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

W_____B

W

?W

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

I5部電話機兩兩相連，需10對電線。

IN部電話機兩兩相連，需N(N-1)/2對電線。

I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

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。w

?*

“交換”的含義

在這里，“交換”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起

來。

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

?電路交換必定是面向連接的C

?電路交換的三個階段：

建立連接

通信

釋放連接

電路交換舉例

電路交換舉例

?C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機

?通話在C到D的連接上進行

電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低

計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。1

2

這導致通信線路的利用率很低O

2.分組交換的主要特點

在發(fā)送端，先把較長的報文劃分報文

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

添加首部構(gòu)成分組

每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。

首部

分組2

首部

分組3

請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”

首部

分組交換的傳輸單元

分組1

?分組交換網(wǎng)以“分組”作數(shù)據(jù)

為數(shù)據(jù)傳輸單元。

分組2

?依次把各分組發(fā)送到接收首部數(shù)據(jù)

端（假定接收端在左邊）。

分組3

首部數(shù)據(jù)

分組交換的傳輸單元

每一個分組的首部都含有地址等控制信息C

分組交換網(wǎng)中的結(jié)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(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點交換機。

用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達最終目的地。

收到分組后剝?nèi)ナ撞?/p>

分組1

接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€：

?首部數(shù)據(jù)

原成報文。I分組2

首部數(shù)據(jù)

箔且3

收到的數(shù)據(jù)首部數(shù)據(jù)

最后還原成原來的報文

?最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復成為原來的報文。

報文

101000110101010110101011100010011010010

?這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉(zhuǎn)發(fā)時也沒有被丟棄。

分組交換網(wǎng)的示意圖

單

個

分

組

的

轉(zhuǎn)

發(fā)

過

程

連

續(xù)

多

個

分

組

的

轉(zhuǎn)

發(fā)

過

程

兩

臺

主

機

同

時

發(fā)

送

的

情

況

兩

臺

主

機

連

續(xù)

發(fā)

送

的

情

況

路由器

?在路由器中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。

?路由器處理分組的過程是：

?把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；

?查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個目的地址應從哪個端口轉(zhuǎn)發(fā);

?把分組送到適當?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

主機和路由器的作用不同

主機是為用戶進

路由器對分組進

行信息處理的，

行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最

并向網(wǎng)絡發(fā)送分

后把分組交付給

組，從網(wǎng)絡接收

目的主機。

分組。

因特網(wǎng)的核心部分

?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。

?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。

?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(zhuǎn)發(fā)分組的，即進行分組交換的。

因特網(wǎng)的核心部分

網(wǎng)絡核心部分

H4

路由器

網(wǎng)絡

主機H1

因特網(wǎng)的核心部分

發(fā)送的

分組

H3

分組交換的優(yōu)點

高效

?動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。

靈活

?以分組為傳送單位和查找路由。

迅速

?不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組。

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

?分組在各結(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊，這就會造成一定的時延。

?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。

?無法確保通信時端到端所需的帶寬，在通信量較大時可能造成網(wǎng)絡擁塞。

存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理并非完全新的概念

?在20世紀40年代，電報通信也采用了基于人工存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理的報文交換

(messageswitching)o

?報文交換雖然采用的是人工方式，但原理上就是存儲轉(zhuǎn)發(fā)。

三種交換的比較

數(shù)洪

傳曉比特流直達終點

的蘋電路交換

占占

〃一

連接建立

報文報文報文

I數(shù)據(jù)傳送

3

存儲存儲

轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)I連接釋放

分組分組分組

6￥￥\

存儲存儲ABC

轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.3因特網(wǎng)的組成

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CONTENTS

1.5計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.6。計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

1.7,計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

1.8兩個重要的新興網(wǎng)絡技術(shù)

1.4.1計算機網(wǎng)絡的定義

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。

1.4.2計算機網(wǎng)絡的分類

從網(wǎng)絡的作用范圍進行分類

?廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)

?局域網(wǎng)LAN(LocaIAreaNetwork)

?城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)

?個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonaIAreaNetwork)

從網(wǎng)絡的使用者進行分類

?公用網(wǎng)(publicnetwork)

?專用網(wǎng)(privatenetwork)

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.3因特網(wǎng)的組成

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1.4計算機網(wǎng)絡的定義與分類

CONTENTS

1.5?計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.6?計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

1.7,計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

1.8<>兩個重要的新興網(wǎng)絡技術(shù)

速率

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。

Bit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。

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。

2.帶寬

?“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，鑿位是赫(或千赫、兆赫、吉

赫等)。

?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/s(bit/s)o

?吞吐量/吞吐率(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(或信道、接口)的數(shù)

據(jù)量。

?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。

?受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。

4.時延（delay或Iatency）

?

?發(fā)送時延（傳輸時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒?、、數(shù)據(jù)塊長度（比特）

體所需要的時間。1發(fā)送時延=----------u

?發(fā)送速率（比特/秒）

?發(fā)送速率通常是以信道最高數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)，因此就是信道帶寬。?

?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。信道長度（米）

傳播時延二

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

?信號在信道上的

的概念。傳播速率（米/秒）

?癖時延交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時

間。

總時延=發(fā)送時延+傳播時延+

排隊時延結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。

?處理時延+排隊時延

?排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信■,隨時間變化會很大。

?分組從一個結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)到另一個結(jié)點所經(jīng)歷的總時延就是以上四種時延

-7Tn.

三種時延所產(chǎn)生的地方

從結(jié)點A向結(jié)點B發(fā)送數(shù)據(jù)

結(jié)點A發(fā)送器結(jié)點B

容易產(chǎn)生的錯誤概念

?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。

?提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。

5.丟包率

?丟包率即分組丟失率，是指在一定的時間范圍內(nèi)，分組在傳輸過程中丟失的分組數(shù)量與總的

分組數(shù)量的比率。

?具體：接口丟包率、結(jié)點丟包率、鏈路丟包率、路徑丟包率、網(wǎng)絡丟包率等。

在現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡中網(wǎng)絡擁塞是丟包的主要原因。因此，丟包率往往反映了網(wǎng)絡的擁塞情況。

6.利用率

?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。

?網(wǎng)絡利用率則是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權(quán)平均值。

?信道利用率并非越高越好。

時延與網(wǎng)絡利用率的關(guān)系

?根據(jù)排隊論的理論，當某信道的利用率時延D

增大時，該信道引起的時延也就迅速增

力口。

?若令4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

和功之間的關(guān)系：

D=^-4-利用率。

1—U0

〃是網(wǎng)絡的利用率，數(shù)值在o到1之間。

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.3因特網(wǎng)的組成

內(nèi)容導航

1.4計算機網(wǎng)絡的定義與分類

CONTENTS

1.6.1網(wǎng)絡協(xié)議

?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。

?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)。

?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)議的三要素

語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。例如，地址字段多長以及它在整個分組中的什么位置。

語義，即各個控制信息的具體含義，包括需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響

應。

同步［或時序），即事件實現(xiàn)順序和時間的詳細說明，包括數(shù)據(jù)應該在何時發(fā)送出去以及數(shù)據(jù)應

該以什么速率發(fā)送。

1.6.2層次模型與計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當復雜的。

“分層”可將龐大而復雜的問題，轉(zhuǎn)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。

郵政系統(tǒng)分層實例

傳遞的信息

你好4

用戶A1AArPMPtibbua3______________」DUM口Eli國IS心用戶B

用戶應用層信信

件'件

.標0B你好

a麗口口口口口口口口gm口四口叩即◎

信件遞送層郵局郵局

郵郵

郵包運送層包包

郵包郵包

運送部門運送部門運送部門

交通運輸層貨貨物貨物

物物

鐵路［汽運

交通工具層鐵路部門部門［部門汽運部門

貨物貨物

層數(shù)多少要適當

01各層之間是獨立的。04易于實現(xiàn)和維護。

OPTION

OPTION

02靈活性好。

OPTION05能促進標準化工作。

OPTION

03結(jié)構(gòu)上可分割開。

OPTION

分層的好處

若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復雜。

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(jié)構(gòu)

?計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計算機網(wǎng)絡的各層及其協(xié)議的集合。

?體系結(jié)構(gòu)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。

?實現(xiàn)(i即Iementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的

問題。

?體系結(jié)構(gòu)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。

開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM

?只要遵循0SI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。

?在市場化方面0SI卻失敗了。

>0SI的專家們在完成0SI標準時沒有商業(yè)驅(qū)動力；

>0SI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復雜，目運行效率很低；

>0SI標準的制定周期太長，因而使得按0SI標準生產(chǎn)的設備無法及時進入市場；

>0SI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)。

國際標準

法律上的國際標準OSI并沒有得到市場的認可。

是非國際標準TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應用。

TCP/IP常被稱為事實上的國際標準。

.6.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡接口層。

但最下面的網(wǎng)絡接口層并沒有具體內(nèi)容。

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(jié)

構(gòu)°

OS與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較

0SI的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)五層原理體系結(jié)構(gòu)

7應用層應用層

6表示層（各種應用層協(xié)議如5應用層

TELNET,FTP,

5會話層SMTP等）

4運輸層運輸層（TCP或UDP）4運輸層

3網(wǎng)絡層網(wǎng)際層IP3網(wǎng)絡層

2數(shù)據(jù)鏈路層2數(shù)據(jù)鏈路層

網(wǎng)絡接口層

1物理層1物理層

各層協(xié)議要解決的問題

進程

各層協(xié)議的主要功能

物理層：如何在物理媒體上傳送比特流

數(shù)據(jù)鏈路層：相鄰節(jié)點間分組（幀）的傳輸

叩P,以太網(wǎng)

網(wǎng)絡層：如何將分組從源主機通過中間路由器傳送到目的主機

IP,選路協(xié)議

運輸層：提供不同主機上應用程序間的數(shù)據(jù)傳輸服務

TCP,UDP

應用層:如何通過應用進程間的交互來完成特定網(wǎng)絡應用。

FTP,SMTP,STTP

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

APiAP

J2

55

44

33

數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層

22

最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體

11

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

APi

|AP2

55

44

33

電信號（或光信號）在物理媒體中傳播

22

從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層

■11?

匚）物理傳輸媒體匚）

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

APiAP

j2

55

44

33

22

物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層

11

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1*機2

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

應用層首部應用程序數(shù)據(jù)

IAP

運輸層首部2

%

5

網(wǎng)絡層首部口?n

心u|

鏈路層

鏈路層4

應用程序數(shù)據(jù)尾部

首部H4HJ

3

HHH應用程序數(shù)據(jù)

H2345

r2

1010C110100101比特流110101110101

11

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

APi

55

44

計算機2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層

33

HHHH應用程序數(shù)據(jù)

223452

10100110100101比特流110101110101

11

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

APi

IAP2

55

數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交

4給網(wǎng)絡層4

3H_HJ3

H34應用程序數(shù)據(jù)

2H立用程序數(shù)據(jù)2

2H3H5

11

主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)

主機1主機2

AP|L

IAP2

5［網(wǎng)絡層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運輸層

5

1