課程要求和參考書課程要求：1.每章交一次作業(yè)，時(shí)間為布置作業(yè)后一周。2.由于課程中不包含實(shí)驗(yàn)課時(shí)，因此布置的實(shí)驗(yàn)自行安排時(shí)間完成，要求做好演示文稿，會酌情安排小組演示，該演示將會在總評成績中給予加分。3.課程成績由3部分組成：

平時(shí)：考情、作業(yè)（30%）+期末成績（60%）

+實(shí)驗(yàn)演示（10%）參考書：1.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第4版），Andrew

S.Tanenbaum著，潘愛民譯，清華大學(xué)出版社，2004.82.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第5版），謝希仁著，電子工業(yè)出版社，2008.1第1章

概述1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其特征

1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的起源和發(fā)展

1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能和指標(biāo)1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

1.2.1拓?fù)?/p>

1.2.2工作模式

1.2.3傳輸介質(zhì)

1.2.4覆蓋范圍1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

1.3.1分層和協(xié)議

1.3.2

OSI體系結(jié)構(gòu)

1.3.3

TCP/IP參考模型

1.3.4互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件

1.4.1

C/S模式

1.4.2套接字

1.4.3協(xié)議軟件實(shí)現(xiàn)

1.4.4互聯(lián)網(wǎng)軟件實(shí)現(xiàn)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開放性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其特征計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用21世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。功能——連通和共享連通：網(wǎng)絡(luò)用戶間可以互相交互信息共享：信息共享、軟件共享、硬件共享1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的起源和發(fā)展第一階段是從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時(shí)間。第二階段的特點(diǎn)是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。三級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。第三階段的特點(diǎn)是逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(InternetServiceProvider)。1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)1目的——實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的共享2核心——多臺獨(dú)立的計(jì)算機(jī)

電話網(wǎng)的核心在網(wǎng)絡(luò)中心，終端是傻瓜式設(shè)備

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心在終端，網(wǎng)絡(luò)中心的計(jì)算比重較小

那么電視網(wǎng)絡(luò)呢？

三網(wǎng)融合后網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算部分在哪？

3交互——協(xié)議

協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)見計(jì)算機(jī)相互通信的共同語言4組成方式——資源子網(wǎng)+通信子網(wǎng)+協(xié)議1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)帶寬帶寬具有兩種含義“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）?，F(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)。（在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中）速率即數(shù)據(jù)率或比特率是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。是連接在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率。其單位有b/s，kb/s,Mb/s,Gb/s等帶寬指每秒有多少比特從計(jì)算機(jī)注入到線路。就像火車掛了多少節(jié)車廂，掛車廂越多，則一次性運(yùn)輸?shù)呢浳镆捕唷捙c線路的速度無關(guān)，線路的速度必然是光速。帶寬越大也不是類似于多車道，多道公路是并行傳輸?shù)?，而通信線路上是串行傳輸。吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。一般來講,網(wǎng)絡(luò)帶寬是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的最高性能,是一個(gè)理論值,而吞吐量則反映了網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)情況.1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)時(shí)延發(fā)送時(shí)延——由數(shù)據(jù)量大小決定：

發(fā)送時(shí)延=發(fā)送數(shù)據(jù)包大小/鏈路速度

傳播時(shí)延——由傳輸?shù)木嚯x決定

傳播時(shí)延=傳輸?shù)木嚯x/光速隊(duì)列時(shí)延——不同的隊(duì)列方式

車站上開出的列車總有先后，而鐵路只有1條處理時(shí)延——調(diào)度和排隊(duì)類似于等待旅客檢票、上下車的時(shí)間抖動——變化的時(shí)延丟包——數(shù)據(jù)報(bào)在信道中丟失1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——總線型、環(huán)形、星型傳輸介質(zhì)——有線、無線覆蓋范圍1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類——工作模式1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)本節(jié)主要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

OSI開放系統(tǒng)互連參考模型

TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)EnterEnterEnterEnter網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

協(xié)議（protocol）:是通信雙方為了實(shí)現(xiàn)通信所進(jìn)行的約定或所作的對話規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成

語義：做什么（whattodo）語法：怎么做（howtodo）定時(shí)關(guān)系：何時(shí)做（whentodo）1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

實(shí)體(entity):指能發(fā)送和接收信息的任何東西。它可以是用戶應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、電子郵件設(shè)備和終端等。服務(wù)(server):

在形式上是用一組原語(操作)來描述的，它是指某一層向上一層提供的一組原語。服務(wù)原語可以劃分為如下表所示的4類。

2、幾個(gè)重要的概念服務(wù)原語原語意義請求用戶實(shí)體要求服務(wù)做某項(xiàng)工作指示用戶實(shí)體被告知某事件發(fā)生響應(yīng)用戶實(shí)體表示對某事件的響應(yīng)確認(rèn)用戶實(shí)體收到關(guān)于它的請求的答復(fù)服務(wù)與協(xié)議的比較協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實(shí)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。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。

實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)（續(xù)）

協(xié)議(n+1)SAPSAP交換原語交換原語實(shí)體(n+1)服務(wù)提供者第n層第n+1層實(shí)體(n+1)服務(wù)用戶實(shí)體(n)實(shí)體(n)協(xié)議(n)服務(wù)訪問點(diǎn)(ServiceAccessPoint)：它是在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交換信息的地方。體系結(jié)構(gòu)(Architecture)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是按照層次結(jié)構(gòu)模型來組織的。我們將網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)?？傊后w系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。2、幾個(gè)重要的概念（續(xù)）協(xié)議很復(fù)雜協(xié)議必須把所有不利的條件事先都估計(jì)到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的?？匆粋€(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是否正確，不能光看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細(xì)地檢查這個(gè)協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。

著名的協(xié)議舉例

【例1-1】占據(jù)東、西兩個(gè)山頂?shù)乃{(lán)軍1和藍(lán)軍2與駐扎在山谷的白軍作戰(zhàn)。其力量對比是：單獨(dú)的藍(lán)軍1或藍(lán)軍2打不過白軍，但藍(lán)軍1和藍(lán)軍2協(xié)同作戰(zhàn)則可戰(zhàn)勝白軍?，F(xiàn)藍(lán)軍1擬于次日正午向白軍發(fā)起攻擊。于是用計(jì)算機(jī)發(fā)送電文給藍(lán)軍2。但通信線路很不好，電文出錯(cuò)或丟失的可能性較大（沒有電話可使用）。因此要求收到電文的友軍必須送回一個(gè)確認(rèn)電文。但此確認(rèn)電文也可能出錯(cuò)或丟失。試問能否設(shè)計(jì)出一種協(xié)議使得藍(lán)軍1和藍(lán)軍2能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定（即100%而不是99.999…%）取得勝利？

明日正午進(jìn)攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………這樣的協(xié)議無法實(shí)現(xiàn)！結(jié)論這樣無限循環(huán)下去，兩邊的藍(lán)軍都始終無法確定自己最后發(fā)出的電文對方是否已經(jīng)收到。沒有一種協(xié)議能夠藍(lán)軍能100%獲勝。3、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的提出

（1）分層的思想“分層”可將龐大而復(fù)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。

兩個(gè)主機(jī)交換文件文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個(gè)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(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊再設(shè)計(jì)一個(gè)通信服務(wù)模塊文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個(gè)通信服務(wù)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(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入模塊文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷剑瑤淖畲箝L度等。3、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的提出

（2）分層的好處計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用層次結(jié)構(gòu)，它有以下一些好處：各層之間相互獨(dú)立，它不關(guān)心下一層是如何實(shí)現(xiàn)的，只關(guān)心下一層給我提供了什么服務(wù)。靈活性好。每一層都有一種相對獨(dú)立的功能，各層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的改變不影響其他層。1.3.2開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI/RM)OSI/RM中的“開放”是表示任何兩個(gè)遵守OSI/RM的系統(tǒng)都可以進(jìn)行互連，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)能按OSI/RM與另一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí)，就稱為該系統(tǒng)為開放系統(tǒng)。OSI/RM它將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能劃分成7個(gè)層次，而且在兩個(gè)通信實(shí)體之間的通信必須遵循這7層結(jié)構(gòu)。

1.OSI參考模型的概念OSI參考模型以及兩個(gè)通信實(shí)體之間的通信分層結(jié)構(gòu)4、OSI各層的功能概述物理層(PhysicalLayer)：與傳輸媒體的接口，完成傳輸媒體上的信號與二進(jìn)制之?dāng)?shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)：通常把數(shù)據(jù)分成幀，并保證幀的正確發(fā)送和接受。網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)：提供主機(jī)到主機(jī)之間的通路，其間可能有多條路由。傳輸層(TransportLayer)：向用戶提供端到端(最終用戶到最終用戶)、應(yīng)用到應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

會話層(SessionLayer)：

為表示層提供建立、維護(hù)和結(jié)束會話連接的功能，并提供會話管理服務(wù)等功能。表示層(PresentationLayer)：

用于處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式，主要包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。應(yīng)用層(ApplicationLayer)：包括所有應(yīng)用方面的協(xié)議，為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種服務(wù)，如文件傳輸(FTP)、電子郵件(E－mail)、分布式數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)管理等。

Back主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報(bào)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(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

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(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體主機(jī)

1AP2AP1電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層主機(jī)

2主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

210100110100101比特流110101110101計(jì)算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

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向主機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

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向主機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！BackBack1.3.3TCP/IP參考模型1.TCP/IP模型

TCP/IP是Internet上所有網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)之間進(jìn)行交流所使用得共同“語言”，