1、計算機網(wǎng)絡復習,第一章：概論,計算機網(wǎng)絡的基本概念,廣義的觀點、資源共享的觀點與用戶透明性的觀點。 資源共享的觀點：以能夠相互共享資源的方式互聯(lián)起來的自治計算機系統(tǒng)的集合 。 與分布式系統(tǒng)，多終端聯(lián)機系統(tǒng)的區(qū)別。 組成：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng),計算機網(wǎng)絡的分類,根據(jù)網(wǎng)絡所使用的傳輸技術分類 廣播式網(wǎng)絡（Broadcast Networks） 點對點式網(wǎng)絡 根據(jù)網(wǎng)絡的覆蓋范圍與規(guī)模分類 局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）； 城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）； 廣域網(wǎng)（Wide Area Network， WAN）；,計算機網(wǎng)絡的組成與結構,由于

2、計算機網(wǎng)絡的基本功能分為數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信兩大部分。 從組成的角度看，典型的計算機網(wǎng)絡按其邏輯功能可以分為“資源子網(wǎng)”和“通信子網(wǎng)”兩部分,計算機網(wǎng)絡基本拓撲結構,星型 環(huán)型 樹型 總線型 網(wǎng)型,數(shù)據(jù)交換技術,電路交換 通信雙方必須通過網(wǎng)絡結點建立專用的通信信道 電路建立階段、數(shù)據(jù)傳輸階段和拆除電路連接3個階段。 報文交換 在報文交換(message switching)方式中，兩個節(jié)點之間無需建立專用通道 報文交換技術是一種存儲轉發(fā)(store-and-forward)技術 傳送單位是報文 分組交換 分組交換有虛電路分組交換 數(shù)據(jù)報分組交換兩種,三種交換技術對比,第二章：網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)

3、議,網(wǎng)絡體系結構的基本概念,網(wǎng)絡協(xié)議的概念 網(wǎng)絡協(xié)議：為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標準被稱為網(wǎng)絡協(xié)議。 網(wǎng)絡協(xié)議的三要素 語法：協(xié)議元素的格式，包括數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼和信號電平等； 。 語義：指交換的信息含義，包括用于協(xié)調(diào)與差錯處理的控制信息。 時序：也稱為同步，是對事件實現(xiàn)順序的詳細說明，即何時進行通信，先講什么，后講什么，講的速度等。,層是系統(tǒng)提供某種服務功能集合的“邏輯構造” 通信雙方系統(tǒng)的同一層之間的約定稱為協(xié)議 ；每一層都有一個或多個協(xié)議，所有層的協(xié)議集合稱為協(xié)議棧(protocol stack) 在一個系統(tǒng)中的上、下層之間的約定稱為接口(interface) ,下層通

4、過接口向上層提供服務 計算機網(wǎng)絡體系結構是分層與各層協(xié)議的集合,OSI/RM的層次結構,復雜問題簡單化 提供不同廠商間的標準接口 確?；ゲ僮餍?易于學習和操作,ISO/OSI參考模型,除物理層外，對等層通信是間接進行的,1.物理層：為計算機等開放系統(tǒng)之間建立、保持和斷開數(shù)據(jù)電路的物理連接，并確保在通信信道上傳輸可識別的透明比特流信號和時鐘信號。 2.數(shù)據(jù)鏈路層 :數(shù)據(jù)鏈路的建立和釋放，數(shù)據(jù)鏈路服務單元的定界、同步、定址、差錯控制和數(shù)據(jù)鏈路層管理。 3網(wǎng)絡層:路由選擇和中繼，激活和終止網(wǎng)絡連接，數(shù)據(jù)的分段與合段，差錯的檢測和恢復，排序，流量控制，擁塞控制，一條數(shù)據(jù)鏈路上復用多條網(wǎng)絡鏈接，以及網(wǎng)絡

5、層管理。 4傳輸層:傳輸連接的建立和釋放，分段與合段，拼接與分割，傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)站單元（TPDU）的傳輸，連接的拒絕，數(shù)據(jù)TPDU 的編號，加速數(shù)據(jù)傳輸及重同步等 5會話層:會話的建立;控制信息交換、同步以及施放；在數(shù)據(jù)流中設置同步點 ；中斷與恢復會話 6表示層：主要解決不同開放實體系統(tǒng)互連時的信息表示問題，并描述對等實體共享的數(shù)據(jù)。 7應用層：在實現(xiàn)多個系統(tǒng)中應用進程間相互通信的同時，完成一系列業(yè)務處理所需的功能,15,數(shù)據(jù)封裝：數(shù)據(jù)不是經(jīng)過各層直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄Ψ?，而是每一層在?shù)據(jù)前面增加頭部信息。 頭部包含一些控制信息，雙方就是用這個控制信息將數(shù)據(jù)傳遞給它的對等實體。 數(shù)據(jù)解封：接受方進行

6、相反的轉換。,OSI參考模型中數(shù)據(jù)的傳輸方式,16,網(wǎng)絡服務類型 網(wǎng)絡服務是指彼此相鄰的兩層間下層為上層提供通信能力或操作而屏蔽其細節(jié)的過程。上層可看成是下層的用戶，下層是上層的服務提供者。 從通信角度看，各層（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層）所提供的服務有兩種形式： 面向連接的服務 無連接的服務,2.2.5 面向連接服務與無連接服務,基于硬件層次上執(zhí)行TCP/IP協(xié)議棧的因特網(wǎng)，如同OSI參考模型，由四個概念性層次組成，自上而下為應用層、傳輸層、網(wǎng)間互連子層 （ IP子層）、網(wǎng)絡接口層。 應用層對應于OSI_RM的高三層（應用層、表示層、會話層），用戶通過API（應用進程接口）調(diào)用應用程

7、序來運用TCP/IP因特網(wǎng)提供的多種服務。 傳輸層提供端到端應用進程之間的通信，常稱為端到端（End-to-End）通信。 網(wǎng)間互連層-IP層，負責異構網(wǎng)或同構網(wǎng)的計算機進程之間的通信 網(wǎng)絡接口層是TCP/IP協(xié)議棧的最下層，負責與物理網(wǎng)絡的連接。,因特網(wǎng)TCP/IP分層體系結構,TCP/IP參考模型,TCP/IP模型的工作機理,兩臺主機A、B上的應用程序之間的通信過程。主機A通過應用層、傳輸層、網(wǎng)絡互連層（IP層）到網(wǎng)絡接口層進入網(wǎng)絡1，按幀1格式傳送和處理；路由器收到網(wǎng)絡1的幀1，在IP層加以識別數(shù)據(jù)報頭，選擇轉發(fā)路徑，形成幀2，流經(jīng)網(wǎng)絡2，主機B在網(wǎng)絡2中獲取幀2，經(jīng)IP層、傳輸層、應用

8、層到達主機B；主機B到主機A的通信過程類似于AB方向的通信過程。,因特網(wǎng)上TCP/IP模型的工作原理,TCP/IP模型的工作機理,在實現(xiàn)TCP/IP分層模型的工作原理時,還需理解層間的界限。由圖所示可見，存在兩個界限： （1）應用程序與操作系統(tǒng)OS之間的界限； （2）協(xié)議地址的界限。,TCP/IP分層模型的界限,分層次的網(wǎng)絡體系結構,OSI 的七層網(wǎng)絡體系結構已經(jīng)過時 TCP/IP 的四層網(wǎng)絡體系結構已成主流 使用五層原理體系結構來闡明網(wǎng)絡的工作原理較為合適,第三章：物理層,功能:確定如何使用物理傳輸介質，即利用物理傳輸介質為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，在通信線路上傳輸數(shù)據(jù)比特的電信號。 協(xié)議(標

9、準)：規(guī)定了物理接口的各種特性 機械特性，電氣特性，功能特性，過程特性 例：RS-232、RJ45、RJ11、RS-449、V.24、 G.703/G.704 物理層真正作用：要盡可能地屏蔽掉各種媒體和設備的具體特性，使得數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到差異的存在。,010101,3.1 物理層(Physical Layer),一些基本概念,數(shù)據(jù)：可定義為有意義的實體，可以以多種形式存在。計算機中的數(shù)據(jù)一般指具有一定含義的數(shù)值、文字、聲音、圖形、圖像和動畫等。 數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)兩大類 模擬數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)是在某個區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值，如聲波、電波 數(shù)字數(shù)據(jù)：數(shù)字數(shù)據(jù)是離散的值 信息：信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

10、，數(shù)據(jù)是信息的載體。信息需要通過數(shù)據(jù)表示出來。,信號：信號是數(shù)據(jù)的電、磁、光形式的編碼。 數(shù)據(jù)和信息必須轉化為信號才能在介質中傳播。 信源：信源是指在通信的過程中產(chǎn)生和發(fā)送信號的設備或計算機。 信宿：信宿是指在通信的過程中接收和處理信息的設備或計算機。 信道：信道是指信源和信宿之間的傳輸線路和傳輸設備。 物理信道：是指用來傳送信號或數(shù)據(jù)的物理通路，它由傳輸介質及有關通信設備組成。 在一物理信道的基礎上，還可以存在著多條邏輯信道。,通信信道的分類,物理信道和邏輯信道 物理信道是指用來傳送信號或數(shù)據(jù)的物理通路，它由傳輸介質及有關通信設備組成。 同一物理信道上可以提供多條邏輯信道；而每一邏輯信道上只

11、允許一路信號通過。 有線信道和無線信道 模擬信道和數(shù)字信道 專用信道和公共交換信道,26,3.2 數(shù)據(jù)通信的基本概念,網(wǎng)絡通信系統(tǒng)設計中要解決的幾個基本問題(P65) 數(shù)據(jù)傳輸類型 模擬通信 數(shù)字通信 數(shù)據(jù)通信方式 串行通信、并行通信 單工通信、半雙工或全雙工通信 同步方式 同步通信 異步通信,傳輸介質,雙絞線 雙絞線一般用于星型網(wǎng)的布線連接，兩端安裝有RJ-45頭（水晶頭），連接工作站的網(wǎng)卡和集線器，最大網(wǎng)線長度為100米，如果要加大網(wǎng)絡的范圍，在兩段雙絞線之間可安裝中繼器，但最多可安裝4個中繼器，也就是最多為4個中繼器連5個網(wǎng)段，這時最大范圍可達500米 同軸電纜 同軸電纜可分為粗纜和細纜

12、 兩頭帶有電阻，用于吸收發(fā)送完畢的信號 光纖 無線傳輸媒體,28,3.3 數(shù)據(jù)編碼技術,數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)編碼方式分為兩類：模擬數(shù)據(jù)編碼與數(shù)字數(shù)據(jù)編碼。,3.3.1 數(shù)據(jù)編碼類型,29,基帶傳輸技術,基帶傳輸與頻帶傳輸 基帶信號（即基本頻帶信號）：來自信源的信號。例：計算機輸出的二進制比特序列。 數(shù)據(jù)信號的基本傳輸方式有兩種，即： 頻帶傳輸：用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號 在數(shù)字通信信道上，直接傳輸基帶信號，稱為基帶傳輸。,數(shù)據(jù)通信的技術指標,帶寬（bandwidth) 本意是指某個信號具有的頻帶寬度，是模擬信號的指標，如：電話信號的頻率范圍300hz3.4khz，這樣帶寬為3.1khz。 數(shù)字時代沿用，

13、指在信道（通信鏈路）能夠傳送的數(shù)字信號的速率。即數(shù)據(jù)傳輸速率S (比特率)單位時間內(nèi)所傳送的二進制代碼的有效位(bit)數(shù)。S 用每秒比特數(shù)(bit/s或bps) 。 單位：字長、字節(jié)（byte）、位（bit） 區(qū)別：通信領域與計算機領域的k、M、G。,信道復用技術,信道多路復用技術是指在同一傳輸介質上“同時”傳送多路信號的技術。 頻分多路復用 時分多路復用 波分多路復用 碼分多路復用 空分多路復用,SDH系統(tǒng),特點 統(tǒng)一的光接口和復用標準 采用同步復用和靈活的復用映射結構 健全的網(wǎng)絡管理功能,33,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)簡介,常見的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)有： 1電話撥號網(wǎng) 2公用分組交換網(wǎng)X.25 3數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)DD

14、N 4幀中繼 5綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN 6非對稱數(shù)字用戶環(huán)路ADSL 7微波無線網(wǎng) 8衛(wèi)星通信網(wǎng),第4章 數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層,定義：為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而制定的規(guī)程或協(xié)議。 數(shù)據(jù)鏈路層的作用： 通過各種控制協(xié)議，將有差錯的物理信道變?yōu)闊o差錯的、能可靠傳輸數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)鏈路。,差錯控制技術,差錯控制就是要在數(shù)據(jù)通信過程中能發(fā)現(xiàn)或糾正差錯。 差錯：接受端收到的二進制數(shù)位和發(fā)送端實際發(fā)送的二進制數(shù)位不一致，從而造成由“0”變成“1”或由“1”變成“0”的差錯。,差錯的控制方法,最常用的差錯控制方法是差錯控制編碼。數(shù)據(jù)信息位在向信道發(fā)送之前，先按照某種關系附加上一定的冗余位，構成一個碼字后再發(fā)送，

15、這個過程稱為差錯控制編碼過程。接收端收到該碼字后，檢查信息位和附加的冗余位之間的關系，以檢查傳輸過程中是否有差錯發(fā)生，這個過程稱為檢驗過程。 差錯控制編碼可分為檢錯碼和糾錯碼。 糾錯碼：海明糾錯碼、正反糾錯碼。 檢錯碼：檢查到錯誤的發(fā)生。,循環(huán)冗余檢測 CRC,循環(huán)冗余碼在計算機網(wǎng)絡中用得最廣泛，漏檢率低，也便于實現(xiàn)。,在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗 CRC 的檢錯技術。,差錯控制,差錯控制常用方法 停止等待協(xié)議 連續(xù)ARQ協(xié)議 拉回方式 選擇重發(fā),數(shù)據(jù)鏈路的基本概念,數(shù)據(jù)鏈路與數(shù)據(jù)電路 數(shù)據(jù)電路是一條通信雙方的物理電路（可以是含線傳輸媒體，也可以是軟傳輸媒體）段，中間不包括任

16、何交換節(jié)點。 數(shù)據(jù)鏈路（data link）有邏輯上的控制關系。在一條線路上傳送數(shù)據(jù)時，除了必須具有一條物理電路外還必須有一些必要的規(guī)程 protocol來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。把實現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加到物理鏈路上，就構成了數(shù)據(jù)鏈路。,數(shù)據(jù)鏈路控制的功能,1. 幀同步（frame synchronous） 2. 尋址（addressing） 3. 流量控制（flow contro1） 4. 差錯控制（error control） 5. 數(shù)據(jù)和控制信息的識別（identification） 6. 透明傳輸（transparent transmission） 7. 鏈路管理（link manag

17、ement）,數(shù)據(jù)鏈路層的主要協(xié)議標準,面向字符型的傳輸控制規(guī)程 面向位的鏈路控制規(guī)程(HDLC) “0”比特插入法的實現(xiàn) 發(fā)送端：發(fā)送“01111110”后，開始數(shù)據(jù)發(fā)送，并在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，檢查發(fā)送的位流，一旦發(fā)現(xiàn)連續(xù)的5個1，則自動在其后插(附)上1個0，并繼續(xù)傳輸后繼的位流；數(shù)據(jù)發(fā)送結束后，追加幀間隔符“01111110”。 接收端： 執(zhí)行相反的動作：一旦識別出幀間隔符“01111110”之后的位流不是“01111110”，則啟動接收過程；若識別出連續(xù)5個1和1個0，則自動丟棄該0，以恢復原來的位流；若識別出連續(xù)的6個1，表示數(shù)據(jù)結束，該數(shù)據(jù)幀接收完成。,PPP協(xié)議（point-to-

18、point Protocol）,PPP概念PPP協(xié)議：為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包而設計的鏈路層協(xié)議。 目的：主要是用來通過撥號或專線方式建立點對點連接發(fā)送數(shù)據(jù)，使其成為各種主機、網(wǎng)橋和路由器之間簡單連接的一種共通的解決方案。 在slip的基礎上發(fā)展起來,第5章 介質訪問控制子層,5.1 局域網(wǎng)的技術特點,局域網(wǎng)覆蓋有限的地理范圍，它適用于公司、機關、校園等有限范圍內(nèi)的計算機連網(wǎng)的需求； 局域網(wǎng)提供高數(shù)據(jù)傳輸速率（10100Mbps）、低誤碼率的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，數(shù)據(jù)傳輸速率高達1Gbps的高速局域網(wǎng)正在發(fā)展中； 從介質訪問控制方法的角度來看，局域網(wǎng)可分為共享介質式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)兩類。,47,

19、決定局域網(wǎng)性能的三要素： 網(wǎng)絡拓撲結構 傳輸介質 介質訪問控制方法Medium Access Control 常用的局域網(wǎng)介質訪問控制方法有三種： 帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD） 令牌總線（Token Bus） 令牌環(huán)（ Token Ring） 局域網(wǎng)的傳輸介質類型： 同軸電纜 雙絞線 光纖 無線通信信道,帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）： CSMA/CD是采用爭用技術的一種介質訪問控制方法 。可將CSMA/CD形象地概括為用先聽后發(fā)/邊聽邊發(fā)的方法來共享傳輸介質。 令牌環(huán)（Token Ring）訪問控制 ： 令牌環(huán)介質訪問控制方法，是通過在環(huán)型網(wǎng)上傳遞令牌的方

20、式來實現(xiàn)對介質的訪問控制的。 令牌總線（Token Bus）訪問控制 ： 令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其操作原理與令牌環(huán)相同。,數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層的作用： 負責建立和管理節(jié)點間的鏈路。 該層通常又被分為介質訪問控制（MAC）和邏輯鏈路控制（LLC）兩個子層。 MAC子層的主要任務是解決共享型網(wǎng)絡中多用戶對信道競爭的問題，完成網(wǎng)絡介質的訪問控制； LLC子層的主要任務是建立和維護網(wǎng)絡連接，執(zhí)行差錯校驗、流量控制和鏈路控制。,局域網(wǎng)中， MAC 地址屬于硬件地址，又稱為物理地址。 MAC地址就是適配器(網(wǎng)卡)地址，也就是所屬計算機的地址 MAC地址用

21、48位表示，全球惟一。例：,網(wǎng)卡的物理地址,局域網(wǎng)絡的類型,10Base2 10Base5 10BaseT,高速局域網(wǎng)的研究方法,第一種方案：提高Ethernet的數(shù)據(jù)傳輸速率：10Mbps100Mbps10Gbps ； 第二種方案：將一個大型局域網(wǎng)劃分成多個用網(wǎng)橋 或路由器互連的子網(wǎng)，導致局域網(wǎng)互連技術的發(fā)展； 第三種方案：將“共享介質方式”改為“交換方式”，導致“交換式局域網(wǎng)”技術的發(fā)展。,交換式以太網(wǎng),1.以太交換原理 所謂交換式以太網(wǎng)技術方案，就是采用擁有一個共享內(nèi)存交換矩陣和多個端口的以太交換機，將LAN分為多個獨立的網(wǎng)段 2.以太交換模式 (1) 存儲轉發(fā) (2) 直通: (3)

22、不分段方式（改進的直通方式） 3.特點 以太交換主要解決共享總線網(wǎng)絡的網(wǎng)段微化，即沖突域的分割，均衡負荷。 從設計目的上看，以太交換解決網(wǎng)絡帶寬的不足，即網(wǎng)絡瓶頸。,局域網(wǎng)（LAN）通常被定義為一個單獨的廣播域，處于不同局域網(wǎng)段內(nèi)的設備之間的通信如果經(jīng)過網(wǎng)絡路由器的轉發(fā)，增加了網(wǎng)絡延時。需要一種技術：既能劃分不同的廣播域，又不降低傳輸速度。 VLAN（Virtual Local Area Network）即虛擬局域網(wǎng)，雖然VLAN所連接的設備來自不同的網(wǎng)段，但是相互之間可以進行直接通信，好像處于同一網(wǎng)段中一樣，由此得名虛擬局域網(wǎng)。 它是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設備邏輯而不是物理地劃分成一個個網(wǎng)段從

23、而實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術。 標準化VLAN實現(xiàn)方案的802. 1q協(xié)議標準草案。,虛擬局域網(wǎng)VLAN,第6章 網(wǎng)絡層,網(wǎng)絡層（network layer）是OSI模型的第三層，它是OSI參考模型中最復雜的一層，也是通信子網(wǎng)的最高一層。 向資源子網(wǎng)提供兩種類型服務： 數(shù)據(jù)報無連接的服務 虛電路服務面向連接的服務,57,常用的網(wǎng)絡互聯(lián)設備有中繼器、集線器、網(wǎng)橋、局域網(wǎng)交換機、路由器和網(wǎng)關等。 第1層（物理層）：中繼器（Repeater）。中繼器在兩個局域網(wǎng)電纜段之間復制并傳送二進制位信號，即復制每一個比特流； 第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）：網(wǎng)橋（Bridge）。網(wǎng)橋互連兩個獨立的局域網(wǎng)，在局域網(wǎng)之間存儲

24、轉發(fā)數(shù)據(jù)幀； 第3層（網(wǎng)絡層）：路由器（Router）。路由器在不同的邏輯子網(wǎng)及異構網(wǎng)絡之間，轉發(fā)數(shù)據(jù)分組； 第4層以上（包括：傳輸層、會話層、表示層和應用層）：網(wǎng)關(Gateway)。應用程序網(wǎng)關，可以工作在傳輸層以上，具有協(xié)議轉換功能。,網(wǎng)絡互連設備,網(wǎng)絡地址,邏輯網(wǎng)絡地址用于指明源和目的地網(wǎng)絡(IP地址)。 物理設備地址用于標識源或目的地計算機（網(wǎng)卡地址,MAC）。 服務地址標識運行于源或目的地計算機上的特定應用進程（端口號）。,IP地址,1. 什么是因特網(wǎng)地址？ 因特網(wǎng)設計了一個網(wǎng)絡子層來實現(xiàn)格式的統(tǒng)一，也就是在IP協(xié)議層提供IP地址。IP地址在集中管理下進行分配，確保每一臺上網(wǎng)計算機

25、對應一個IP地址 2. IP地址的格式 IP地址有不同的版本：IPv4，IPv6 IPv4:4字節(jié)32比特,包括網(wǎng)絡號和主機號 采用”點分十進制”的方法表示,IP 地址的結構和表示方法,例如,網(wǎng)絡ID又由兩部分組成：網(wǎng)絡類型，網(wǎng)絡號,IP地址最左側字節(jié)的8比特的高位用于區(qū)分網(wǎng)絡的類型 A類網(wǎng)：網(wǎng)絡號為1字節(jié)，定義最高比特為0 為A類網(wǎng)識別符，余下7比特為網(wǎng)絡號，主機號則可有24比特編址 B類網(wǎng)：網(wǎng)絡號為2字節(jié)，定義最高二比特為10為B類網(wǎng)識別符，余下14比特為網(wǎng)絡號,主機號則可有16比特編址 C類網(wǎng)：網(wǎng)絡號為3字節(jié)，定義最高三比特為110為C類網(wǎng)識別符，余下21比特為網(wǎng)絡號，主機號僅有8比特編

26、址 D類網(wǎng)：表示一個多播地址。,因特網(wǎng)IP地址分類,特殊IP地址,子網(wǎng)編址 子網(wǎng)編址模式 子網(wǎng)掩碼及其表示 IP協(xié)議標準規(guī)定：每一個使用子網(wǎng)的網(wǎng)點都應選擇一個32位的位模式，網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號對應為1，而主機號對應為0 子網(wǎng)劃分 不論A，B類網(wǎng)，還是C類網(wǎng)，都可按需來劃分子網(wǎng)。在C類網(wǎng)絡地址中，僅8位可用于定義主機,子網(wǎng)編址模式,子網(wǎng)編碼地址結構,將主機ID進一步劃分為子網(wǎng)ID和主機ID 通過子網(wǎng)掩碼來區(qū)分地址的網(wǎng)絡部分和主機部分,子網(wǎng)掩碼的表示方法,從主機的高位開始,“/16” 表示子網(wǎng)掩碼有16位，也就是 “/24” 表示子網(wǎng)掩碼有24位,也就是

27、,計算網(wǎng)絡ID,IP 地址匱乏,解決IP地址浪費： 無類別域間路由CIDR 地址轉換NAT IPV6,CIDR的特性,消除地址分類 路由匯聚 超網(wǎng),網(wǎng)絡地址轉換NAT,NAT主要是隱藏內(nèi)部地址 保留三段地址作為私有地址 55 55 55,路由選擇（Routing）是指在一個計算機網(wǎng)絡內(nèi)或多個網(wǎng)絡互連的網(wǎng)際網(wǎng)以及Internet內(nèi)，除接收者的目的節(jié)點外，其余節(jié)點都要確定分組沿本節(jié)點的哪一條輸出鏈路繼續(xù)傳送。路由選擇算法是指實現(xiàn)路由選擇功能的算法過程。 因特網(wǎng)使用的路

28、由協(xié)議分為兩類：內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議IGP（在一個AS內(nèi)運行）和外部網(wǎng)關協(xié)議EGP（在AS間運行）。 路由算法分為兩大類：距離向量算法，如RIP。鏈路狀態(tài)算法，如OSPF，屬于內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 。 距離向量與鏈路狀態(tài)的區(qū)別：距離向量算法：每個節(jié)點僅告訴與它直連的鄰點，但告訴本節(jié)點所學到的一切（如它到所有節(jié)點的距離），只對鄰居說，但任何人的事都說。鏈路狀態(tài)算法：每個節(jié)點告訴所有其它節(jié)點，但僅告訴它們自己確認的信息（如僅告訴與它直連鏈路的狀態(tài)），對任何人都說，但只說鄰居的事。,路由信息協(xié)議RIP采用距離矢量路由算法，它是最為廣泛流傳的IP路由選擇算法之一。路由信息協(xié)議有兩種工作模式：主動模式和被動模式。主動模

29、式主動向其他路由器發(fā)布路由信息廣告。被動模式只監(jiān)聽路由信息廣告，并根據(jù)廣告內(nèi)容更新它們的路由表，本身不發(fā)布路由信息廣告。 開放最短路徑優(yōu)先OSPF是一種鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議。RIP和OSPF同屬于內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議。OSPF協(xié)議有兩個要點：一是每個路由器不斷地測試所有相鄰路由器的狀態(tài)；二是周期性地向所有其他路由器廣播鏈路的狀態(tài)。 外部網(wǎng)關協(xié)議的典型代表是邊界網(wǎng)關協(xié)議BGP。BGP協(xié)議中定義了4種類型的消息。,網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個最主要的協(xié)議之一。 特點： Internet的核心，采用的是不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報協(xié)議； 負責在任意兩個主機之間進行數(shù)據(jù)傳送； IP協(xié)議為傳輸層屏蔽了

30、網(wǎng)絡底層的差異。,6.5 網(wǎng)際協(xié)議IP,6.5.2 IP 數(shù)據(jù)報的格式,在TCP/IP的網(wǎng)絡層需要把傳輸層傳來的數(shù)據(jù)按IP包的格式打包，再交給接口層進行發(fā)送； 一個 IP 數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成： 數(shù)據(jù)：高層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)； 首部：為了正確傳輸高層數(shù)據(jù)而增加的控制信息。 首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報必須具有的。 在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長度是可變的。,IP封裝,IP數(shù)據(jù)報在 各個物理網(wǎng) 絡中需要重 新封裝,6.5.3 IP協(xié)議工作原理,TCP,進程1,進程2,Sn,Data,IP 數(shù)據(jù)報分片與重組,S3,S2,S1,TCP,Data,路由選擇

31、,地址轉換協(xié)議和反向地址轉換協(xié)議,地址轉換協(xié)議（ARP）用于將一個目的地IP地址映射到待求的物理網(wǎng)卡地址 反向地址轉換協(xié)議(RARP)則用于解決已知網(wǎng)卡地址，求其對應的IP地址,ARP工作原理,因特網(wǎng)控制報文協(xié)議,控制報文協(xié)議（ICMP：Internet Control Message Protoco1）。ICMP是網(wǎng)絡互連層的一部分，網(wǎng)絡互連層和傳輸層的協(xié)議實體調(diào)用ICMP消息來傳送一些控制信息，,ICMP的消息格式,第7章 傳輸層,傳輸層,OSI前3層為數(shù)據(jù)通信，后3層為數(shù)據(jù)處理，傳輸層是兩者的橋梁，連接通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)。 向用戶提供可靠的端到端的差錯和流量控制，保證報文的正確傳輸 數(shù)據(jù)

32、鏈路層負責點到點之間的數(shù)據(jù)通信，這個點與點信道是一條物理鏈路。而傳輸層則是端對端通信，這是一個通信子網(wǎng)。,網(wǎng)絡環(huán)境中分布式進程通信的特點,兩個主機通信實質：兩個主機中的應用進程互相通信 實現(xiàn)分布式進程通信，是整個協(xié)議結構的核心 為了使運行不同操作系統(tǒng)的計算機的應用進程能夠互相通信，必須用統(tǒng)一的方法對 TCP/IP 體系的應用進程進行標志。 解決這個問題的方法：在運輸層使用協(xié)議端口號，或通常簡稱為端口(port)。 軟件端口是應用層的各種協(xié)議進程與運輸實體進行層間交互的一種地址。 網(wǎng)絡上兩個進程之間進行通信需要用一個五元組來標識： （本地主機IP地址，本地服務端口號，協(xié)議，遠程主機IP地址，遠程

33、服務端口號）,網(wǎng)絡應用程序進程間相互作用的客戶/服務器模式,網(wǎng)絡的主要功能：通信與資源共享。 網(wǎng)絡上進程間的相互作用模式為客戶/ 服務器（C/S）模式。,客戶-服務器模式(S-C模式)？,在用戶 PC 機上運行的瀏覽器程序也叫做客戶程序，簡稱客戶(client)。 在因特網(wǎng)中服務器上運行的服務器程序也叫做服務器(server)。 工作過程：客戶向服務器主動發(fā)出服務請求，服務器等待接收服務請求，并根據(jù)自身的資源狀態(tài)應答與服務。 并發(fā)服務器方案針對于面向連接的客戶服務器模型；重復服務器方案面向無連接的客戶服務器模型,應用進程之間的通信,兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應用進程互相通信，又稱為

34、端到端的通信。 運輸層的一個很重要的功能就是復用和分用。應用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到運輸層，再往下就共用網(wǎng)絡層提供的服務。 “運輸層提供應用進程間的邏輯通信”?！斑壿嬐ㄐ拧钡囊馑际牵哼\輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實上這兩個運輸層之間并沒有一條水平方向的物理連接。,兩種不同的運輸協(xié)議,運輸層向高層用戶屏蔽了下層網(wǎng)絡核心的細節(jié)（如網(wǎng)絡拓撲、所采用的路由選擇協(xié)議等），使應用進程看起來好像在兩個運輸層實體之間有一條端到端的邏輯通信信道。 當運輸層采用面向連接的 TCP 協(xié)議時，盡管下面的網(wǎng)絡是不可靠的（只提供盡最大努力服務），但這種邏輯通信信道就相當于一條全雙工的可靠信道

35、。 當運輸層采用無連接的 UDP 協(xié)議時，這種邏輯通信信道是一條不可靠信道。,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）是一種簡單的數(shù)據(jù)報傳輸協(xié)議，實現(xiàn)不可靠的、無連接的服務，特別適用于交互式短信息，效率高，尤其是在通信子網(wǎng)已經(jīng)相當可靠的環(huán)境中，UDP仍有用武之地 UDP報文是由UDP報頭和數(shù)據(jù)域兩部分組成,UDP格式及偽報頭結構,傳輸控制協(xié)議,TCP分設源端口（source port）、目的端口（destination port），用于標識通信的進程。 端口分配有兩種基本的方式： 全局分配； 本地分配 傳輸連接的建立/釋放 TCP采用三次握手過程建立傳輸連接 TCP 的“四次握手”釋放連接,T

36、CP段格式,TCP段格式,TCP偽報頭結構,傳輸控制協(xié)議,傳輸連接建立過程,傳輸連接釋放過程,TCP流量、擁塞控制和超時和重傳機制,（1） TCP的流量控制 TCP采用滑動窗口（可變）機制進行流量控制 （2） TCP的阻塞控制 發(fā)送窗口=min（接收方通告窗口，阻塞窗口） TCP的超時和重傳機制 對于每個連接，TCP都維持一個變量往返時間RTT，RTT是當前發(fā)送端到接收端往返時間的最佳估算值,序列號、確認號與窗口,第8章 應用層,應用層 應用層（application layer）是OSI參考模型的最高層，它是計算機用戶，以及各種應用程序和網(wǎng)絡之間的接口，其功能是“直接向用戶提供服務，完成用戶

37、希望在網(wǎng)絡上完成的各種工作”。,域名與域名系統(tǒng),域名:設計用名字來代替點分十進制的數(shù)字，而這個名字把它分成一層一層的域。 域名結構 域名系統(tǒng)（DNS：Domain Name System )是一個命名的系統(tǒng)，它按命名規(guī)則產(chǎn)生名字管理和名字與IP地址的對應方法,因特網(wǎng)的域名結構,域名與域名系統(tǒng),域： 域名系統(tǒng)包含了兩個部分：一是名字的命名方法與管理方法，二是名字與IP地址對應的算法 域名服務： 域名解析 域名解析就是從域名求得對應的IP地址 域名解析有兩種方法：遞歸解析和迭代解析。,電子郵件,電子郵件可傳送文字信息，還可附上聲音和圖像 發(fā)送電子郵件使用 SMTP 協(xié)議，接收電子郵件使用 POP3

38、 協(xié)議。 簡化郵件傳送協(xié)議（SMTP：Simple Mail Transfer Protocol）作為電子郵件（也稱電子函件）傳輸?shù)臉藴史椒ㄊ且蛱鼐W(wǎng)上應用最為廣泛的一種基本服務。當兩代使用SMTP協(xié)議的主機通過Internet實現(xiàn)了連接時，即可透明地交換郵件。,FTP,文件傳輸協(xié)議（FTP：File Transmission Protocol）也是因特網(wǎng)上常用的基本應用服務。FTP是Internet的文件傳輸標準，它允許在連網(wǎng)的不同主機和不同操作系統(tǒng)之間傳輸文件，并許可含有不同的文件的結構和字符集。,FTP功能模塊與連接,WWW服務,WWW服務在因特網(wǎng)技術發(fā)展中有重要的影響。核心技術：超文本標

39、記語言HTML、超文本傳輸協(xié)議HTTP和超鏈接。統(tǒng)一資源定位符 URL 惟一地確定了萬維網(wǎng)上文檔的地址。超文本傳送協(xié)議 HTTP 用于萬維網(wǎng)瀏覽器程序和服務器程序的信息交互。超文本標記語言 HTML 使萬維網(wǎng)文檔有了統(tǒng)一的格式。 HTTP是為分布式超媒體信息系統(tǒng)設計的一種網(wǎng)絡協(xié)議，支持傳送任意類型數(shù)據(jù)對象以滿足Web服務器與客戶之間的多媒體通信的需要 HTTP成為因特網(wǎng)中發(fā)布多媒體信息的主要協(xié)議。,基于Web的客戶機/服務器應用模式,因特網(wǎng)中，采用了基于Web的客戶機/服務器應用模式,基于Web的客戶機/服務器應用模式,考試題型,1、選擇題 2、填空題 3、簡答題 4、綜合題,IP地址分類練習,地址,類別,網(wǎng)絡,主機,,00,4,,6,20,IP地址分類練習（答案）,地址,類別,網(wǎng)絡,主機,,00,4,,6,20,A,B,C,C,B,不存在,,128