1、1第一章第一章 計算機網絡概述計算機網絡概述2計算機網絡概述計算機網絡概述國際標準化組織國際標準化組織計算機網絡體系結構計算機網絡體系結構計算機網絡計算機網絡組成組成計算機網絡計算機網絡功能功能31.1 計算機網絡概述計算機網絡概述本節主要內容本節主要內容1.1.1 計算機網絡計算機網絡的的產生與發展產生與發展 1.1.2 Internet簡介簡介 1.1.3 計算機局域網計算機局域網 1.1.4 計算機網絡的定義計算機網絡的定義4思考思考對于對于21世紀，你認為有世紀，你認為有那些重要特征？那些重要特征？5 21 21 世紀的一些重要特征就是世紀的一些重要特征就是數字化數字化、網網絡化絡化和

2、和信息化信息化，它是一個以網絡為核心，它是一個以網絡為核心的信息時代。的信息時代。 網絡現已成為信息社會的命脈和發展知網絡現已成為信息社會的命脈和發展知識經濟的重要基礎。識經濟的重要基礎。 網絡是指網絡是指“三網三網”，即電信網絡、有線，即電信網絡、有線電視網絡和計算機網絡。電視網絡和計算機網絡。 發展最快的并起到核心作用的是計算機發展最快的并起到核心作用的是計算機網絡。網絡。 6第一章 計算機網絡概述20世紀60年代初期的多用戶、分時共享系統多個終端共享一條通信線路和一臺主機最初的“計算機與通信線路的協同工作網”采用的是電路交換技術采用的是電路交換技術中心計算機終端終端終端6第一代網絡第一代

3、網絡-這種系統除中心計算機外，其余的終端設備都沒有自主處理功能。1.1.1 計算機網絡的產生與發展計算機網絡的產生與發展71.1.1 計算機網絡的產生與發展計算機網絡的產生與發展 包交換包交換（packet switching）（分組交換分組交換）技術的出現 ARPANet作為當今Internet的鼻祖，是第一次使用了包交是第一次使用了包交換技術的計算機網絡換技術的計算機網絡 電子郵件處理系統也于1972年誕生 1972年，ARPAnet擴展到了15個節點，采用“網絡控制網絡控制協議協議(NCP)” 7第一章 計算機網絡概述8概述概述 Internet起源于二十世紀六十年代后期。當時美國國防部

4、高級研究計劃局ARPA(Advanced Research Projects Agency)出于戰略考慮，研制了一個實驗性的網絡ARPANET，該網絡1969年問世，當時僅有四個結點。 91.1.2 Internet簡介簡介 ARPANet是Internet的鼻祖：第一次使用包交換技術的計算機網絡 20世紀70年代中期，很多組織機構建立了基于ARPAnet包交換技術的計算機網絡：（1）ALOHAnet：一個采用無線電鏈路連接夏威夷島內各大學的包交換網絡包交換網絡。（2）Telenet：美國BBN公司的包交換網絡包交換網絡。（3）Cyclades：法國包交換網絡包交換網絡。（4）SNA：IBM的

5、一個包交換網絡包交換網絡。 1988年9月，NSFnet投入運行，1990年，它全面取代ARPAnet，成為Internet的主干網20世紀80年代初，TCP/IP出現并取代了NCP，成為了Internet的通用標準協議 NSFnet讓位于ANSnet（1992年）9第一章 計算機網絡概述以上包交換網絡有一個之間有一個突出問題：這些網以上包交換網絡有一個之間有一個突出問題：這些網絡之間不能互連互通。絡之間不能互連互通。思考：為什么當時這些網絡之間無法互連互通？思考：為什么當時這些網絡之間無法互連互通？101.1.2 Internet簡介簡介u 20世紀90年代至今，在網絡技術方面也取得了長足的

6、進展。如今，人們已離不開網絡。如今，人們已離不開網絡。10計算機網絡基礎（第三版） 第一章 計算機網絡概述 Internet的迅猛發展始于上個世紀九十年代，歐洲粒子物理研究室開發的萬維網WWW(World Wide Web)被廣泛應用于Internet，大大方便了非網絡專業人員對網絡的使用，從而使Internet規模呈指數級數增長。至2001年底，接入Internet的主機數已超過14億臺，Web站點數超過3600萬個。 11 整個整個Internet由由Internet服務器提供商（服務器提供商（ISP）和企業網絡，以及廣大）和企業網絡，以及廣大網民組成。網民組成。 大型網站，淘寶、搜狐、新

7、浪一般托管到大型網站，淘寶、搜狐、新浪一般托管到ISP的機房的機房 企業、政府、學校可以將自己的機房接入企業、政府、學校可以將自己的機房接入Internet。對網民提供服務。對網民提供服務。12 我國因特網的發展我國因特網的發展 1989年，世界銀行貸款項目“中關村地區教育與科研示范網絡(NCFC)”立項。NCFC的主要目標是在北京大學、清華大學和中科院3個單位間建設高速互聯網絡，以及建立一個超級計算中心。1994年4月20日，NCFC通過美國Sprint公司連入Internet的64K國際專線開通，實現了與Internet的全功能連接。這才正式標志著中國真正加入到因特網的行列之中。13目前，

8、我國已建立了四大互聯網絡，它們是中國公用計算機互聯網CHINANET、中國教育和科研計算機網CERNET、中國科學技術網CSTNET、中國金橋信息網CHINAGBN。 141.1.3 計算機局域網計算機局域網進入20世紀80年代后，計算機局域網得到了迅速的發展和廣泛的應用。隨著PC性能的提高，價格的下降，其數據急劇增加，應用范圍迅速擴展到社會的各個方面。這個時期最有影響力的是以太網（Ethernet）人們在自己的組織內部建設局域網，又將局域網連接到Internet。因此，局域網已經和Internet不可分割，局域網是Internet的組成部分。著名產品有美國Xerox公司的以太網（Ethern

9、et），CORVUS公司的Omni-NET，ZILOG公司的Z-NET，IBM公司的PC-NET，NETSTAR公司的PLAN和DATAPOINT公司的ARCNET等。14基于信息交換、資源共享的需求，一些部門開始建立連接本部門有限區域內PC的計算機網絡，由于網絡的覆蓋范圍有限，一般是一個辦公室或一棟辦公樓，因此將其稱為局域網。第一章 計算機網絡概述15 三個方面來理解：多機系統、互聯系統、資源共享系統三個方面來理解：多機系統、互聯系統、資源共享系統16在計算機網絡形成的初期，尤其是小規模的局在計算機網絡形成的初期，尤其是小規模的局域網絡，可以這樣描述：域網絡，可以這樣描述：17計計算機網絡發

10、網絡發展到今天，沒沒有哪哪一句話話能夠夠準確定義當義當今的計計算機網絡網絡。Internet非常復雜復雜，無論從論從其硬件構構成還還是其軟軟件構構成以及所提供的功能，從從一開開始直到今天，變變化從從未終終止。18*按計算機技術的標準，計算機網絡分成硬件按計算機技術的標準，計算機網絡分成硬件和軟件兩個組成部分。和軟件兩個組成部分。1、計算機網絡的硬件和軟件、計算機網絡的硬件和軟件 網絡硬件：服務器網絡硬件：服務器（如（如Web服務器，郵件服務器服務器，郵件服務器） 工作站工作站(客戶機客戶機) 連接設備連接設備（如網卡，路由器）（如網卡，路由器） 傳輸介質傳輸介質（如雙絞線，光纖）（如雙絞線，光

11、纖）=物理通道物理通道 網絡軟件：網絡操作系統網絡軟件：網絡操作系統 （ （如（如Windows 2003 Server,Linux，UNIX) 網絡協議軟件網絡協議軟件(如如TCP/IP) 應用軟件應用軟件（如（如IE，QQ)19從硬件的角度來理解從硬件的角度來理解客戶機通常指一些適合家庭和辦公環境使用的筆記本或臺式機。服務器是指一些有別于普通用戶使用的PC的特殊計算機，這些計算機在網絡中用來提供各種網絡服務。20 從軟件角度來理解從軟件角度來理解 客戶機（Client）通常指一些安裝了享受網絡服務軟件的計算機。問題：我的計算機上同時安裝有電子郵件軟件和IE瀏覽器，那么可不可以說我的計算機同

12、時是Web客戶機和E-mail客戶機呢？答案：確實可以。 服務器（Server）通常指一些安裝了提供網絡服務軟件的計算機。問題：一臺普通的PC可不可以安裝像IIS這樣的軟件來提供網絡服務呢？答案：當然可以，前提是只要你的PC能夠為你的網絡提供服務，而且服務的質量還能讓你的老板和同事們滿意。 在本書的敘述中，除非特別聲明，否則服務器和客戶機都是從軟件的角度來理解的。 21l 網絡中的計算機網絡中的計算機l 網絡接口卡網絡接口卡l 中繼器和集線器中繼器和集線器l 網橋和交換機網橋和交換機l 路由器路由器l 傳輸介質連接器件傳輸介質連接器件22集線器集線器交換機交換機路由器路由器網卡網卡(網絡接口卡

13、網絡接口卡或網絡適配器或網絡適配器)雙絞線雙絞線水晶頭水晶頭2310Mbps10Mbps、 100Mbps100Mbps、10/100Mbps10/100Mbps、1000Mbps1000Mbps將計算機處理的數據轉換為能夠通過將計算機處理的數據轉換為能夠通過介質傳輸的信號介質傳輸的信號由網卡驅動程序和網卡硬件組成由網卡驅動程序和網卡硬件組成網絡網絡的的組組成成設備設備之一：之一：網網卡卡241.網卡（網絡適配器）簡單網絡結構拓撲圖交換機無線路由器路由器集線器網卡也稱網絡適配器整理計算機上發往網絡上的數據，并將數據分解為適當大小的數據包之后向網絡上發送出去。有線網卡無線網卡MAC地址：28-2

14、9-02-71-E8-1925內置網卡圖片內置網卡圖片26 * *按網絡中各部分的功能，計算機網絡分按網絡中各部分的功能，計算機網絡分成通信子網和資源子網兩部分。成通信子網和資源子網兩部分。2、通信子網和資源子網、通信子網和資源子網 （1）資源子網）資源子網 負責全網面向應用的數據處理工作，向用戶提供數負責全網面向應用的數據處理工作，向用戶提供數據處理能力、數據存儲能力、數據管理能力、數據輸據處理能力、數據存儲能力、數據管理能力、數據輸入輸出能力以及其他數據資源。入輸出能力以及其他數據資源。 （2）通信子網）通信子網 主要任務是將各種計算機互連起來，完成數據之主要任務是將各種計算機互連起來，完

15、成數據之間的交換和通信處理。間的交換和通信處理。27 通信子網和資源子網通信子網和資源子網 28 資源子網由主機、終端、終端控制器、連網外設、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網負責全網的數據處理業務，向網絡用戶提供各種網絡資源與網絡服務。資源子網 通信子網由通信控制處理機、通信線路與其它通信設備組成，完成網絡數據傳輸、轉發等通信處理任務。通信子網通信子網和資源子網通信子網和資源子網 29l資源共享資源共享( (軟件、硬件、數據）軟件、硬件、數據）l數據通信數據通信l分布式處理分布式處理l負載均衡負載均衡l提高了系統可靠性和可用性提高了系統可靠性和可用性30計算機網絡中的計算機之間或計算機與終

16、端之間，可以快速可靠地相互傳遞數據、程序或文件。數據交換和通信在一些用于計算機實時控制和要求高可靠性的場合，通過計算機網絡實現備份技術可以提高計算機系統的可靠性。 提高系統的可靠性對于大型的任務或當網絡中某臺計算機的任務負荷太重時，可將任務分散到網絡中的各臺計算機上進行，或由網絡中比較空閑的計算機分擔負荷，同時又提高了計算機的可用性，這就是分布式處理和負載均衡的基本含義。分布式網絡處理和負載均衡充分利用計算機網絡中提供的資源（包括硬件、軟件和數據）是計算機網絡組網的主要目標之一。資源共享31本節主要內容本節主要內容 1.4.1 計算機網絡的分類計算機網絡的分類 1.4.2 計算機網絡的拓撲結構

17、計算機網絡的拓撲結構322.按連接距離和規模按連接距離和規模1.按傳輸技術分類按傳輸技術分類*按網絡組件的關系按網絡組件的關系區分不同類型的網絡，區分不同類型的網絡，不能僅根據距離及規不能僅根據距離及規模，還要看其采用的模，還要看其采用的通信方式和傳輸技術。通信方式和傳輸技術。331 局域網（LAN）局域網（Local Area Network，LAN），是指在一個較小的范圍（例如一棟大樓、一所學校）內的計算機、終端和外部設備通過高速通信線路相連接形成的計算機網絡交換機交換機交換機辦公室內局域網一棟樓內局域網路由器1有限的地理范圍通常具有較好的性能2易于建立、管理和維護3有線局域網VS無線局域

18、網共享式局域網VS交換式局域網局域網特點342城域網（MAN）城市區域網絡簡稱城域網（Metropolitan Area Network，MAN），覆蓋范圍約為幾千米到幾十千米，是介于局域網和廣域網之間的一種高速網絡1用于局域網之間的連接實現大量用戶間的數據、語音、圖形與視頻等多種信息的傳遞2城域網特點路由器XX工業大學局域網路由器XX師范大學局域網路由器路由器XX科技大學局域網XX信息大學局域網353廣域網（WAN）廣域網（Wide Area Network，WAN），其網絡覆蓋范圍巨大。廣域網的覆蓋范圍從幾十千米到幾千千米不等。廣域網可以覆蓋若干個國家和地區，甚至橫跨幾個洲。路由器北京市網

19、絡路由器上海市網絡路由器廣州市網絡西安市網絡路由器通信網絡接入廣域網需要申請36 局域網局域網 一般企業自己購買設備，將物理位置較近的辦公一般企業自己購買設備，將物理位置較近的辦公區的計算機使用網絡設備連接起來，一般覆蓋范圍是幾千區的計算機使用網絡設備連接起來，一般覆蓋范圍是幾千米以內。局域網使用的網絡設備有集線器或交換機，帶寬米以內。局域網使用的網絡設備有集線器或交換機，帶寬為為10M10M、100M100M、1000M1000M、1000M1000M等幾個標準，而使用無線連等幾個標準，而使用無線連接的局域網帶寬標準為接的局域網帶寬標準為54M54M等。等。 廣域網廣域網 一般企業租用網通或

20、電信的線路，通常跨接的范一般企業租用網通或電信的線路，通常跨接的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個城市或國家。廣圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個城市或國家。廣域網的帶寬由企業所付的費用決定，比如我們上網的域網的帶寬由企業所付的費用決定，比如我們上網的ADSLADSL就是租用網通或電信的服務，帶寬有就是租用網通或電信的服務，帶寬有1M1M、2M2M、4M4M等。等。 廣域網和局域網的劃分有時候也不是單純從距離上劃分的。廣域網和局域網的劃分有時候也不是單純從距離上劃分的。37分 解 室路由器路由器物資供銷辦公大樓臺車工區木業公司運輸公司鑄造分廠機電 分廠綜合保障鋼架車間組裝車間裝 備 部

21、100M 100M 100M 100M TX100BASE-FX100Base-FX100Base-FX100-FX100Base100Base-FX100Base-FX局域網和廣域網示例局域網和廣域網示例Frame RelayWANInternet路由器路由器北車唐山車輛廠局域網北車唐山車輛廠局域網企業服務器企業服務器廣域網廣域網交換機交換機 100M 三層交換三層交換南車石家莊車輛廠南車石家莊車輛廠 局域網局域網交換機交換機廣域網廣域網38廣域網中的主機和子網廣域網中的主機和子網通信子網資源子網資源子網資源子網資源子網3940 結構：各工作節點（包括服務器與工作站）結構：各工作節點（包括服

22、務器與工作站）均連在一條總線上，傳輸介質通常采用同軸均連在一條總線上，傳輸介質通常采用同軸電纜。在需要分支的地方，電纜線上配有特電纜。在需要分支的地方，電纜線上配有特制的分支插口，與之相連的各工作站、服務制的分支插口，與之相連的各工作站、服務器節點內也有相應的分支插頭。器節點內也有相應的分支插頭。 411.1.總線拓撲總線拓撲1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構42總線形拓撲圖總線形拓撲圖總總 線線 型型 拓拓 撲撲1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構43 各節點地位平等，無中心節點控制。所有結各節點地位平等，無中心節點控制。所有結點都可以通過總線傳輸介質發送或

23、接收數據點都可以通過總線傳輸介質發送或接收數據，但一段時間內只允許一個結點利用總線發，但一段時間內只允許一個結點利用總線發送數據送數據“共享共享” 。 總線上的信息通常以基帶形式串行傳輸，并總線上的信息通常以基帶形式串行傳輸，并從發送節點向兩端擴散，當一個結點利用總從發送節點向兩端擴散，當一個結點利用總線傳輸介質以線傳輸介質以“廣播廣播”方式發送信號時時，方式發送信號時時，其他結點都可以用其他結點都可以用“收聽收聽”到所發送的信號到所發送的信號，故又稱廣播式網絡，故又稱廣播式網絡 “共享共享”產生產生“沖突沖突”（collision），沖突造），沖突造成數據傳輸的失效，需要提供一種機制用于成數

24、據傳輸的失效，需要提供一種機制用于解決沖突問題。解決沖突問題。 442.2.環型拓撲環型拓撲1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構45環型拓撲圖環型拓撲圖環環 型型 拓拓 撲撲1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構46 各節點通過環路接口連在一各節點通過環路接口連在一條閉合的環型通信線路中條閉合的環型通信線路中 傳輸介質可采用電纜或光纜傳輸介質可采用電纜或光纜 數據以基帶信號串行傳輸，數據以基帶信號串行傳輸，但從發送節點出來后，在環但從發送節點出來后，在環中沿一個中沿一個固定方向固定方向繞環逐站繞環逐站傳輸傳輸 多個結點共享一條環通路的多個結點共享一條環通路的共享介

25、質結構，也要提供旨共享介質結構，也要提供旨在解決沖突問題介質訪問控在解決沖突問題介質訪問控制。制。 47 為增加環形拓撲可為增加環形拓撲可靠性，還引入了雙靠性，還引入了雙環拓撲。環拓撲。 在單環的基礎上在在單環的基礎上在各站點之間再連接各站點之間再連接一個備用環，從而一個備用環，從而當主環發生故障時當主環發生故障時，由備用環繼續工，由備用環繼續工作。作。 48 結構：網絡由各節點以結構：網絡由各節點以中央節點中央節點為中心相連接為中心相連接，各節點與中央節點以點對點方式連接。，各節點與中央節點以點對點方式連接。 傳輸介質可采用電纜或光纜傳輸介質可采用電纜或光纜493.3.星型拓撲星型拓撲 中央

26、中央 結點結點1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構50星型拓撲圖星型拓撲圖星星 形形 拓拓 撲撲1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構51 任何兩節點之間的數據通信都要通任何兩節點之間的數據通信都要通過中央節點，中央節點集中執行通過中央節點，中央節點集中執行通信控制策略，如完成節點間通信時信控制策略，如完成節點間通信時物理連接的建立、維護和拆除；物理連接的建立、維護和拆除； 中央節點通常為集線器或交換機中央節點通常為集線器或交換機52 一般，星形網絡結構中的數據信息傳播方式有一般，星形網絡結構中的數據信息傳播方式有兩種：一種是中心節點以廣播的方式工作，從兩種：一種

27、是中心節點以廣播的方式工作，從一個節點傳送來的數據到達中心節點后，被重一個節點傳送來的數據到達中心節點后，被重傳到外出鏈路上。在這種情況下，盡管這種安傳到外出鏈路上。在這種情況下，盡管這種安排在物理上是星形，在邏輯上卻是總線形，采排在物理上是星形，在邏輯上卻是總線形，采用的是廣播的方式。（如中心節點采用集線器用的是廣播的方式。（如中心節點采用集線器）；另一種方式是中心節點作為一個數據交換）；另一種方式是中心節點作為一個數據交換設備工作，一個到達中心節點的數據經過處理設備工作，一個到達中心節點的數據經過處理后，找到相應的節點，并被傳送出去，采用的后，找到相應的節點，并被傳送出去，采用的是點對點方

28、式。（如中心節點采用交換機）是點對點方式。（如中心節點采用交換機）5353星型拓撲星型拓撲的拓展結構的拓展結構1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構544.4.樹型拓撲樹型拓撲AB CDEFG根根結結點點1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構55 是星形拓撲結是星形拓撲結構的一種擴展構的一種擴展，又叫樹型拓，又叫樹型拓撲結構撲結構 ； 結構特點：一結構特點：一個星形拓撲的個星形拓撲的末端節點又是末端節點又是其他星形型拓其他星形型拓撲的中央節點撲的中央節點。HUB1HUB2HUB3HUB4HUB5PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC856樹型拓撲圖樹型拓撲圖

29、1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構57 樹形網絡結構與星型網絡結構相比，降樹形網絡結構與星型網絡結構相比，降低了通信線路的成本，但增加了網絡的低了通信線路的成本，但增加了網絡的復雜性。網絡中除最低層節點及其連線復雜性。網絡中除最低層節點及其連線外，任一節點或連線的故障均影響其所外，任一節點或連線的故障均影響其所在支路網絡的正常工作。在支路網絡的正常工作。585.5.網狀拓撲網狀拓撲1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構59網狀拓撲圖網狀拓撲圖網狀結構分為全連接網狀和不完全連接網狀兩種形式。在全連接網狀結構中，每一個結點和網中其他結點均有鏈路連接。在不完全連接網狀

30、網中，兩節點之間不一定有直接鏈路連接，它們之間的通信，依靠其他節點轉接。廣域網中一般用不完全連接網狀結構。 網網 狀狀 型型 拓拓1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構60拓撲的選擇拓撲的選擇經濟性經濟性靈活性靈活性可靠性可靠性1.4.2 計算機網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構6162本節主要內容本節主要內容1.5.1 1.5.1 協議和網絡體系結構協議和網絡體系結構1.5.2 1.5.2 ISO/OSIISO/OSI參考模型參考模型1.5.3 1.5.3 TCP/IPTCP/IP參考模型參考模型63你好Hello語言不通無法溝通協議不一致無法通信AB網絡協議是指網絡數據交換而

31、制定的規則、約定和標準AHelloHelloB語言一樣方可溝通協議一致才能通信網絡中的通信就需要網絡協議646465 計算機網絡協議：協議定義了計算機網絡中兩個或多個通計算機網絡協議：協議定義了計算機網絡中兩個或多個通信實體之間交換信息的格式和順序以及信息傳輸過程中所應產信實體之間交換信息的格式和順序以及信息傳輸過程中所應產生的各項行為的規則約定。生的各項行為的規則約定。語法語法定義數據的格式或信號的形式；(控制信息的格式、數據編碼等）=如何做？如何做？語義語義包含了對等進程協調配合和數據管理所需要的信息結構；=做什么？做什么？（控制信息的內容，需要做出的動作及響應）時序（同步）時序（同步）指

32、收、發速率匹配和接收排序（事件的先后順序和速度匹配） A=A公司秘書再加上一個信封，注明給公司秘書再加上一個信封，注明給B B公司的秘書，并交下一層處理公司的秘書，并交下一層處理每往下經過一層，就包上一個新的信封每往下經過一層，就包上一個新的信封. 信件到信件到B B公司后，每層拆去一個信封后公司后，每層拆去一個信封后，然后交給它的上一層，然后交給它的上一層.B B公司公司高層。高層。87 在分層模型中，每一層的功能是為它的上層提供服務在分層模型中，每一層的功能是為它的上層提供服務的，該層就稱為服務提供者的，該層就稱為服務提供者(Service Provider)(Service Provid

33、er)。 而它的上層使用它所提供的服務，稱之為服務用戶而它的上層使用它所提供的服務，稱之為服務用戶（Service UserService User）。）。如“郵政系統信件發送、接收過程郵政系統信件發送、接收過程 ”中的“郵局服務業務” 相鄰層之間要交換信息，要有一些接口，且對接口必相鄰層之間要交換信息，要有一些接口，且對接口必須有一致的規則。須有一致的規則。 如如“郵政系統信件發送、接收過程郵政系統信件發送、接收過程 ”中的中的“郵箱郵箱（筒）（筒）”就是其中的一個接口。就是其中的一個接口。 3.接口和服務接口和服務88網絡體系結構是網絡層次結構模型和各層次協議的集合。服務N+1層N-1層接

34、口接口N+1層N層N-1層實體實體實體實體實體實體N層N+1層協議N層協議N-1層協議接口接口1.每一層為相鄰的上一層所提供的功能稱為服務2. N層使用N-1層所提供的服務，向N+1層提供功能更強大的服務3. N層向N+1層提供的服務通過N層和N+1層之間的接口來實現 3.接口和服務接口和服務89 服務和協議是完全不同的概念。 服務是各層向它的上層提供的一組操作，但不涉及如何完成操作。服務定義了兩層之間的接口，只能通過接口實現上下兩層的訪問。(垂直的垂直的） 協議是定義同層對等實體之間交換的幀、分組和報文的格式及意義的一組規則。（水平的水平的） 實體利用協議來實現它們的服務定義。90網絡體系結

35、構是網絡層次結構模型和各層次協議的集合。接口N+1層N層N-1層N+1層N-1層接口接口實體實體實體實體實體實體N層N+1層協議N層協議N-1層協議接口接口1.相鄰層之間交換信息的連接點2.同一節點內的各相鄰層之間都應有明確的接口，高層通過接口向低層提出服務請求，底層通過接口向高層提供服務 3.接口和服務接口和服務9120世紀70年代各家公司使用的通信模型不一致導致無法實現互通使用SNA通信模型使用DNA通信模型使用FNA通信模型A公司C公司B公司使用統一的通信模型方可進行互相通信n 伴隨著計算機網伴隨著計算機網絡的飛躍發展，絡的飛躍發展，各大廠商各大廠商根據自根據自己的協議己的協議生產出生產

36、出了不同的硬件和了不同的硬件和軟件軟件引入引入92為了實現網絡設備為了實現網絡設備間的互相通訊，間的互相通訊，ISO和和IEEE相繼相繼提出了提出了OSI參考參考模型模型及及TCP/IP模型模型。A公司C公司B公司使用統一的通信模型方可進行互相通信93OSI 協議模型協議模型通信通信協議協議協議協議分層分層OSI7OSI7層層模型模型通信的雙方需要通信的雙方需要“講講”相同的語言相同的語言網絡通信的過程很復雜，為了降低復雜性網絡通信的過程很復雜，為了降低復雜性1983年，年，ISO組織發布了組織發布了OSI參考模型參考模型v OSI(Open System Interconnection Re

37、ference Mode)開放系統互聯參考模型開放系統互聯參考模型94 國際標準化組織（國際標準化組織（ISOISO）在）在19831983年提出了年提出了開放開放系統互連參考模型系統互連參考模型（OSI/RMOSI/RM：Open System InterOpen System Interconnection /Reference Modeconnection /Reference Mode），該模型是設計），該模型是設計和描述網絡通信的基本框架。生產廠商根據和描述網絡通信的基本框架。生產廠商根據OSIOSI模模型的標準設計自己的產品。型的標準設計自己的產品。OSIOSI描述了網絡硬件和描述

38、了網絡硬件和軟件如何以層的方式協同工作進行網絡通信。軟件如何以層的方式協同工作進行網絡通信。 該模型是為了解決異種機互連而制定的開放式該模型是為了解決異種機互連而制定的開放式計算機網絡層次結構模型。是一種抽象結構，而并計算機網絡層次結構模型。是一種抽象結構，而并非具體實現的描述。非具體實現的描述。 95OSI模型有七層其分層原則： （1）根據不同功能抽象分層，每個層應該實現一個定義明確的功能。 （2）不能太少，不能太多。分層如果太少，使每層的功能太多，從而無實現將問題簡化的目的，另外，無法將各層獨立出來；如果層次太多，相反又會使問題變得復雜。 （3）每層功能的選擇應有助于制定網絡協議的國際標準

39、，各層邊界的選擇應盡量減少跨過接口的通信量。 （4）保留以前的好的相關分層方法。通信技術有一百多年的歷史，已經成熟和完善。因此我們完全可以利用它來服務于網絡。 （5）允許每層分子層。 （6）允許某層旁路。96971.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型Web服務電子郵件FTP路由器C路由器B路由器A主機A以太網ATM專線以太網981.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型A公司C公司B公司使用統一的通信模型方可進行互相通信991.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層O

40、SI參考模型軍長師長旅長司令軍長師長旅長司令部隊A部隊B100OSI參考模型各層功能1.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型定義了通信網絡之間物理鏈路的電氣或機械特性物理層負責將0、1的比特流與電壓（高電平、低電平）或光等傳輸方式之間的互換，實現的是按位(bit)傳輸主機A主機B0101010101011011.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型負責物理層面上互連的、節點之間的通信傳輸數據鏈路層利用物理層的服務，在通信的實體間透明地傳輸以“幀”為單位的數據單元，并采用差錯控制和流量控制方法建立可靠

41、的數據傳輸鏈路。OSI參考模型各層功能010101主機A主機B數據幀與比特流之間的轉換負責節點之間的數據傳輸1021.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型傳輸以“分組”為單位的數據，完成目標尋址、路由轉發的功能網絡層由于網絡是錯綜復雜的，要想傳輸到目的地，要解決的關鍵問題是選擇路徑，另外還要解決擁塞、服務質量等問題主機A主機B網路層負責選擇一條路徑將數據傳送到目的端OSI參考模型各層功能OSI參參考模型中最復雜復雜的一層層1031.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型在兩個節點之間通信鏈路已建立的基

42、礎上，實現節點間端到端的傳輸傳輸層傳輸層要向會話層提供通信服務的可靠性，避免報文的出錯、丟失、延遲時間紊亂、重復、亂序等差錯。主機A主機B傳輸層在網絡層的基礎上實現端到端的傳輸應用程序1應用程序1OSI參考模型各層功能1041.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型管理和協調不同主機上各種進程之間的通信會話層用戶之間進行數據傳輸可以理解為用戶之間進行對話，在傳輸層建立端到端連接的基礎上，對話用戶之間建立和釋放會話連接，確保會話過程的連續性以及實現管理數據交換等功能。主機A主機B負責建立、管理和終止應用程序之間的會話OSI參考模型各層功能1051.物

43、理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型關心的是所傳輸的數據的表現方式，它的語法和語義表示層表示層提供一個可供應用層選擇的服務的集合，使得應用層可以根據這些服務功能解釋數據的含義，它如同應用程序和網絡之間的翻譯官主機B語音、圖像等數據格式轉換數據加解密過程網絡標準格式主機AOSI參考模型各層功能1061.物理層2.數據鏈路層3.網絡層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應用層OSI參考模型直接向應用程序提供服務應用層負責管理和執行應用程序，提供各種網絡服務。主機B主 機AOSI參考模型各層功能107108109110111計算機 1AP17564321計

44、算機2AP27564321應用程序數據我要發數據給AP2 ，數據流向：112計算機 1AP17564321計算機2AP27564321應用層首部H7應用程序數據113計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H7應用程序數據H6表示層首部114計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數據H5會話層首部115計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數據H5H4傳輸層首部116計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數據H5H4H3網絡層首部117計算機 1AP17564321計算

45、機2AP27564321H6H7應用程序數據H5H4H3H2數據鏈路層首部T2尾部118計算機 1AP17564321計算機2AP2756432110100110100101 比 特 流 110101110101物理傳輸媒體10100110100101 比 特 流 110101110101119計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數據H5H4H3數據鏈路層首部H2T2尾部120計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數據H5H4H3網絡層首部121計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數

46、據H5H4傳輸層首部122計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H6H7應用程序數據H5會話層首部123計算機 1AP17564321計算機2AP27564321H7應用程序數據H6表示層首部124計算機 1AP17564321計算機2AP27564321應用層首部H7應用程序數據125計算機 1AP17564321計算機2AP27564321應用程序數據126計算機 1AP17564321計算機2AP27564321我收到了 AP1 發來的應用程序數據！127計算機 1AP17564321計算機2AP27564321128對等通信1 1物 理 層2 2數據鏈路層4 4傳

47、輸 層3 3網 絡 層5 5會 話 層7 7應 用 層6 6表 示 層物 理 層數據鏈路層傳 輸 層網 絡 層會 話 層應 用 層表 示 層129對等通信1301.網絡接口層2.網絡層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧與OSI參考模型不同，TCPIP模型更側重于通信的實現方式發送端接收端131開放的協議標準獨立于特定的網絡硬件統一的網絡分配地址標準化的高層協議可以免費使用，并獨立于特定的計算機硬件與操作系統可以運行在局域網、廣域網，更適合于互聯網使得整個TCPIP設備在網絡中都具有唯一的地址可以提供多種可靠的用戶服務132 TCP/IP是20世紀70年代中期美國國防部為ARPANET開發的

48、網絡體系結構網絡接口層網絡接口層網絡網絡( (際際) )層層傳輸層傳輸層應用層應用層TCP/IP 4層模型層模型物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層網絡層網絡層OSI 7層模型層模型會話層會話層表示層表示層應用層應用層傳輸層傳輸層網絡層網絡層傳輸層傳輸層應用層應用層物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層5層模型層模型133134 常見的協議： FTP文件傳輸協議 HTTP超文本傳輸協議 SMTP簡單郵件傳輸協議 DNS域名系統 TFTP簡單文件傳輸協議 TELNET遠程終端訪問協議 1351.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層客戶端Web瀏覽器FTP客戶端E-mail客戶端Web服務器FTP服務器

49、E-mail服務器請求（Request）響應（Response）注：提供服務的程序叫服務端，接受服務的程序叫客戶端。客戶端可以隨時發送請求給服務端。136 提供了兩個主要協議： 傳輸控制協議（TCP）； 用戶數據報協議（UDP）。1371.網絡接口層2.網絡層3.傳輸層4.應用層客戶端Web瀏覽器FTP客戶端E-mail客戶端Web服務器FTP服務器E-mail服務器傳輸層實現的是端到端應用程序間的通信138 該層有5個重要協議： IP網際協議。 ICMP網際控制報文協議。 ARP地址解析協議。 RARP反向地址解析協議。 IGMPInternet組管理協議。1391.網絡接口層2.網絡層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧主機A主機B網絡層負責選擇一條路徑將數據傳送到目的端140TCP/IP標準并沒有定義具體的該層協議，它負