1、TCP/IP協議分析與編程陳亦萍陳亦萍課程大綱q第一章第一章 計算機網絡和因特網計算機網絡和因特網q第二章第二章 應用層應用層q第三章第三章 運輸層運輸層q第四章第四章 網絡層網絡層q第五章第五章 鏈路層鏈路層q第六章第六章 無線網絡和移動網絡無線網絡和移動網絡課程大綱q第一章第一章 計算機網絡和因特網計算機網絡和因特網q第二章第二章 應用層應用層q第三章第三章 運輸層運輸層q第四章第四章 網絡層網絡層q第五章第五章 鏈路層鏈路層q第六章第六章 無線網絡和移動網絡無線網絡和移動網絡要求q先修課程要求：計算機網絡，先修課程要求：計算機網絡，C/C+程序設計等程序設計等q課堂要求：上課保持安靜、關

2、閉通信及其他課堂要求：上課保持安靜、關閉通信及其他有聲設備。有聲設備。期末考核q 課堂成績課堂成績( (出勤和提問）出勤和提問）m10%10%q作業作業m10%10%q隨堂小測隨堂小測m10%10%q期末考試期末考試m70%70%第1章 計算機網絡和因特網q1.1 1.1 什么是因特網什么是因特網q1.2 1.2 網絡邊緣網絡邊緣q1.3 1.3 網絡核心網絡核心q1.4 1.4 分組交換網絡中的時延和分組丟失分組交換網絡中的時延和分組丟失q1.5 1.5 協議層次與服務模型協議層次與服務模型q1.8 1.8 小結小結1.1 什么是因特網因特網的組件說明因特網的組件說明移動網絡移動網絡全球全球

3、ISPISP區域區域ISPISP家庭網絡家庭網絡公司網絡公司網絡有線鏈路有線鏈路基站基站路由器路由器智能手機智能手機PCPC服務器服務器筆記本筆記本q端系統端系統 = = 主機主機 ：傳統設備：桌面傳統設備：桌面PCPC、工作站、工作站、服務器等服務器等非傳統設備：手機、非傳統設備：手機、TVTV、移動、移動計算機、汽車等。計算機、汽車等。q主要功能：運行網絡應用程序，進主要功能：運行網絡應用程序，進行數據處理、為用戶提供服務行數據處理、為用戶提供服務。1.1.1 具體構成描述因特網移動網絡移動網絡全球全球ISPISP區域區域ISPISP家庭網絡家庭網絡公司網絡公司網絡q通信子網通信子網通信鏈

4、路：把端系統連接到一起通信鏈路：把端系統連接到一起的物理線路。的物理線路。同軸電纜、雙絞線、光纖和無同軸電纜、雙絞線、光纖和無線電等。線電等。通信設備：連接端系統的中間交通信設備：連接端系統的中間交換設備，接收、轉發分組。換設備，接收、轉發分組。路由器、鏈路層交換機路由器、鏈路層交換機路徑：一個分組從發送端系統傳路徑：一個分組從發送端系統傳輸到接收端系統，所經過的一系輸到接收端系統，所經過的一系列通信鏈路和路由器。列通信鏈路和路由器。1.1.1 具體構成描述因特網移動網絡移動網絡全球全球ISPISP區域區域ISPISP家庭網絡家庭網絡公司網絡公司網絡q協議：保證數據通信，控制網絡協議：保證數據

5、通信，控制網絡中信息接收和發送。中信息接收和發送。每個端系統、路由器和其他每個端系統、路由器和其他因特網部件都要運行。因特網部件都要運行。因特網協議：因特網協議：TCP/IPTCP/IP協議協議q因特網標準因特網標準稱為稱為RFCRFC文檔文檔因特網工程任務組因特網工程任務組IETFIETF研發研發1.1.1 具體構成描述因特網移動網絡移動網絡全球全球ISPISP區域區域ISPISP家庭網絡家庭網絡公司網絡公司網絡1.1.1 具體構成描述因特網q計算機網絡是用計算機網絡是用通信設備和鏈通信設備和鏈路路將分散在不同地點的有獨立將分散在不同地點的有獨立功能的功能的端系統端系統互相連接起來，互相連接

6、起來，并按照并按照網絡協議網絡協議進行進行數據通信數據通信，實現，實現資源共享資源共享。移動網絡移動網絡全球全球ISPISP區域區域ISPISP家庭網絡家庭網絡公司網絡公司網絡1.1.2 因特網的服務描述q 分布式應用程序（分布式應用程序（APPAPP）：運行在）：運行在不同的不同的端系統端系統上，通過彼此通信實上，通過彼此通信實現各種因特網上的應用?，F各種因特網上的應用。q因特網：為網絡應用程序提供服務因特網：為網絡應用程序提供服務的基礎設施。的基礎設施。面向連接的可靠服務面向連接的可靠服務無連接的不可靠的服務無連接的不可靠的服務1.1.2 因特網的服務描述q應用程序編程接口應用程序編程接口

7、APIAPI：規定了運行：規定了運行在端系統上的軟件請求因特網基礎設在端系統上的軟件請求因特網基礎設施向運行在另外一個端系統上的特定施向運行在另外一個端系統上的特定目的軟件交付數據的方式。目的軟件交付數據的方式。人類任何時候都在執行協議。人類任何時候都在執行協議。例：問時間。例：問時間。你好你好你好你好請問幾點了請問幾點了? ?2:00時間1.1.3 什么是協議 正常情況正常情況 “不要煩我不要煩我”“我不會說英語我不會說英語”得不到任得不到任何回答何回答 “HELLOHELLO” 不正常情況不正常情況 人類任何時候都在執行協議。人類任何時候都在執行協議。例：問時間。例：問時間。你好你好你好你

8、好請問幾點了請問幾點了? ?2:00時間時間1.1.3 什么是協議 正常情況正常情況 r協議過程：協議過程： 發送發送“特定特定”報文報文 根據收到的根據收到的“應答應答”報文或其他事件采取動報文或其他事件采取動作作r協議的核心：協議的核心：報文的傳報文的傳輸、接收及所采取的動輸、接收及所采取的動作。作。r雙方執行不同的協議，雙方執行不同的協議，就不能互動，不能完成就不能互動，不能完成工作工作 1.1.3 什么是協議TCPTCP連接請求連接請求 TCPTCP連接響應連接響應Get http:/ 數據報文數據報文 q因特網的運行離不開協議因特網的運行離不開協議。因特網中的所有活動，。因特網中的所

9、有活動，都受協議制約。例如，網都受協議制約。例如，網卡中的協議、端系統中的卡中的協議、端系統中的擁塞控制協議等等。擁塞控制協議等等。q例如：用戶通過因特網訪例如：用戶通過因特網訪問某一個網頁問某一個網頁(http協議）協議）。 1.1.3 什么是協議q協議：定義了在兩個或多協議：定義了在兩個或多個網絡實體之間交換的報個網絡實體之間交換的報文格式和次序，以及報文文格式和次序，以及報文發送或接收一條報文或是發送或接收一條報文或是其他事件所采取的動作。其他事件所采取的動作。q不同的協議完成不同的通不同的協議完成不同的通信任務。信任務。 TCPTCP連接請求連接請求 TCPTCP連接響應連接響應時間時

10、間1.2 網絡邊緣r網絡結構包含：網絡結構包含： 網絡邊緣（資源子網）網絡邊緣（資源子網）端系統（客戶和服務端系統（客戶和服務器）器）接入網接入網網絡核心（通信子網）網絡核心（通信子網） 路由器路由器鏈路鏈路網絡邊緣網絡邊緣網絡核心網絡核心1.2.2 接入網q接入網：接入網：將端系統連接到其邊緣路由器將端系統連接到其邊緣路由器的物理鏈路。的物理鏈路。q邊緣路由器邊緣路由器(edge router) ： 端系統到任何其他遠程端系統端系統到任何其他遠程端系統的路徑上的第一臺路由器。的路徑上的第一臺路由器。接入網接入網邊緣路由器邊緣路由器區域區域ISPISPqISP:因特網服務提供商因特網服務提供商

11、1.2.2 接入網 q解決的問題解決的問題: : 端系統怎樣連接到邊緣路由器？端系統怎樣連接到邊緣路由器？q接入方式：接入方式：家庭接入（家庭用戶家庭接入（家庭用戶 ）企業接入（學校、單位等公共場所企業接入（學校、單位等公共場所) ) 廣域無線接入（移動設備）廣域無線接入（移動設備）q家庭接入：將家庭端系統（如家庭接入：將家庭端系統（如PCPC）與邊緣）與邊緣路由器相連接。路由器相連接。寬帶接入技術寬帶接入技術數字用戶線數字用戶線DSL DSL 電纜電纜光纖到戶光纖到戶FTTH FTTH 1.2.2 接入網 DSL因特網接入中心局ISP電話網絡DSLAMDSLmodem分配器接入復用器電纜電纜

12、調制解調器電纜調制解調器分配器分配器電纜頭端電纜頭端q企業接入：通過局域網企業接入：通過局域網(LAN)(LAN)連接端用戶和邊緣路連接端用戶和邊緣路由器。由器。先將多個端系統連接成局域網：如采用以太網技先將多個端系統連接成局域網：如采用以太網技術或是術或是wifiwifi，用雙絞線或同軸電纜將端系統彼此，用雙絞線或同軸電纜將端系統彼此連接。連接。局域網再與邊緣路由器連接：邊緣路由器負責與局域網再與邊緣路由器連接：邊緣路由器負責與外連接外連接1.2.2 接入網 企業（和家庭）接入以太網交換機機構服務器機構路由器到機構的ISPq廣域無線接入：廣域無線接入：3G/LTE/4G3G/LTE/4G基站

13、由電信提供商管理，覆蓋范圍基站由電信提供商管理，覆蓋范圍數萬米數萬米漫游的用戶可利用移動電話接入基漫游的用戶可利用移動電話接入基站。站。1.2.2 接入網 基站基站1.3 網絡核心q通信子網：網絡通信子網：網絡“內部內部”，連接，連接端系統的路由器機和鏈路形成的端系統的路由器機和鏈路形成的網狀網絡。網狀網絡。q基本問題基本問題: 端系統如何通過網絡端系統如何通過網絡核心傳送報文核心傳送報文?電路交換電路交換 分組交換分組交換1.3.1 分組交換q分組交換：分組交換：端到端的傳輸報文劃分為較小的分組。端到端的傳輸報文劃分為較小的分組。分組以鏈路的最大傳輸速率傳輸，即占用分組以鏈路的最大傳輸速率傳

14、輸，即占用鏈路的全部帶寬。鏈路的全部帶寬。傳輸過程中采用存儲轉發傳輸機制。存傳輸過程中采用存儲轉發傳輸機制。存儲儲轉發是指整個分組接收完畢路由器才能轉轉發是指整個分組接收完畢路由器才能轉發給輸出鏈路發給輸出鏈路 資源按需分配。資源按需分配。1.3.1 分組交換源源R bps目的地目的地123L bits/分組分組R bpsqt=0,源結點開始傳輸數據，源結點開始傳輸數據，qt= L/R 路由器接收完第一個分組路由器接收完第一個分組qt=2*L/R 路由器轉發完第一個分組并到達目的。并且路由器轉發完第一個分組并到達目的。并且第二個分組到達路由器。第二個分組到達路由器。qt=3*L/R,第二個分組

15、到達目的，第三個分組到達路由第二個分組到達目的，第三個分組到達路由器。器。qt=4*L/R,第三個分組到達目的。第三個分組到達目的。例：使用分組交換發送一個文件的時間q設兩臺主機之間有設兩臺主機之間有n n段鏈路，每條速率是段鏈路，每條速率是R bit/sR bit/s，分，分組長組長L bitL bit，忽略排隊時延和端到端傳播時延。，忽略排隊時延和端到端傳播時延。q每條鏈路傳輸時間：每條鏈路傳輸時間：L/R sL/R sq經過中間路由器存儲轉發經過中間路由器存儲轉發n-1n-1次到目的地。次到目的地。q文件發送時間為總時延：文件發送時間為總時延：nL/R s nL/R s n L/R sR

16、RRLRL/R s例：一個簡單的分組交換網絡例：一個簡單的分組交換網絡ABC10 Mbps以太網1.5 MbpsDE等待輸出鏈路的分組隊列等待輸出鏈路的分組隊列兩對主機通信：兩對主機通信：A AE E 、B BE E。所有分組長度。所有分組長度相同。相同。排隊等待輸出排隊等待輸出Network Layer 4-32r轉發轉發: : 將分組從入鏈路移到將分組從入鏈路移到出鏈路出鏈路r路由路由: : 決定分組從源到目決定分組從源到目的所經過的路由器的所經過的路由器r路由選擇算法路由選擇算法路由算法路由算法轉發表轉發表目的地址目的地址輸出鏈路輸出鏈路0100010101111001322112301

17、111.3.2 電路交換q電路交換：電路交換：預留端到端資源：端系統之間預留端到端資源：端系統之間通信路徑上所需要的資源通信路徑上所需要的資源 ( (緩緩存，鏈路帶寬存，鏈路帶寬) )。建立連接。建立連接。發送方以恒定速率向接收方傳發送方以恒定速率向接收方傳送數據。送數據。通信結束，斷開連接，釋放資通信結束，斷開連接，釋放資源。源。如電話網絡如電話網絡。撥號撥號 接通接通 通信通信 掛機掛機1.3.2 電路交換q假設每個鏈路可有假設每個鏈路可有n n條電路，條電路，能夠支持能夠支持n n條同步連接。條同步連接。 q通信過程：通信過程：在兩臺主機在兩臺主機A A、B B之間創建之間創建一條專用的

18、端到端連接，一條專用的端到端連接，分別占用每條鏈路中的一分別占用每條鏈路中的一條電路；條電路；該連接獲得鏈路帶寬的該連接獲得鏈路帶寬的1/n1/n，進行通信。，進行通信。1.3.2 電路交換q多路復用技術：在一條傳輸鏈路上同時建立多條多路復用技術：在一條傳輸鏈路上同時建立多條連接，分別傳輸數據。連接，分別傳輸數據。 頻分多路復用頻分多路復用FDMFDM時分多路復用時分多路復用TDMTDM波分多路復用波分多路復用WDMWDM碼分多路復用碼分多路復用CDMCDMFDMFDM：劃分劃分4 4個頻段個頻段頻率頻率時間時間TDMTDM：每個幀劃分每個幀劃分4 4個時隙個時隙 頻率頻率時間時間幀幀例：例：

19、4 4個用戶復用一條鏈路個用戶復用一條鏈路鏈路的速率是鏈路的速率是400Mbps,400Mbps,每每個電路的速率是？個電路的速率是？例：使用電路交換發送一個文件的時間例：使用電路交換發送一個文件的時間q從主機從主機A A到主機到主機B B。已知：。已知：m文件長文件長640kb 640kb ，鏈路傳輸速率是，鏈路傳輸速率是1.536 Mb/s1.536 Mb/sm每條鏈路使用具有每條鏈路使用具有2424個時隙的個時隙的TDMTDMm創建端到端電路需創建端到端電路需500 ms500 msq發送一個文件時間發送一個文件時間= =創建電路時間創建電路時間+ +文件傳輸時間文件傳輸時間 文件傳輸時

20、間：文件傳輸時間：文件長文件長/ /電路的傳輸速率電路的傳輸速率 每條每條電路的傳輸速率：電路的傳輸速率：鏈路傳輸速率鏈路傳輸速率/ /時隙數時隙數 (1.536M b/s) /24=64kb/s (1.536M b/s) /24=64kb/s 文件傳輸時間：文件傳輸時間：640kb/(64kb/s)=10s640kb/(64kb/s)=10s A A到到B B的總發送時間：的總發送時間：0.5s+10s=10.5s1.3.2 電路交換q電路交換的缺點：電路交換的缺點：效率較低：靜默期（無數據傳輸）專用電路空效率較低：靜默期（無數據傳輸）專用電路空閑，網絡資源被浪費；閑，網絡資源被浪費；創建端

21、到端電路及預留端到端帶寬的過程復雜。創建端到端電路及預留端到端帶寬的過程復雜。 1.3.2 電路交換和分組交換比較q鏈路利用率：鏈路利用率：電路交換效率不高，預先分配傳輸鏈路，空閑時，電路交換效率不高，預先分配傳輸鏈路，空閑時，浪費鏈路時間。浪費鏈路時間。分組交換按需分配鏈路，利用率高。分組交換按需分配鏈路，利用率高。q實時性：實時性：分組交換端到端時延不確定，不適合實時服務。分組交換端到端時延不確定，不適合實時服務。電路交換適合實時服務。電路交換適合實時服務。q 發展趨勢：分組交換帶寬共享好，簡單，有效，成本發展趨勢：分組交換帶寬共享好，簡單，有效，成本更低。廣泛使用分組交換，電路交換話網向

22、分組交換更低。廣泛使用分組交換，電路交換話網向分組交換轉變。轉變。 q分組傳輸過程：從源主機出發，通過一系列路由器分組傳輸過程：從源主機出發，通過一系列路由器傳輸，最后到目的主機。傳輸，最后到目的主機。q產生四種時延：節點處理時延、排隊時延、傳輸時產生四種時延：節點處理時延、排隊時延、傳輸時延和傳播時延等。延和傳播時延等。q節點總時延：各時延累加。節點總時延：各時延累加。 AB傳播時延傳播時延 傳輸時延傳輸時延節點處理節點處理時延時延排隊時延排隊時延1.4 分組交換網絡中時延和丟包是怎樣出現的？1.4.1 時延的類型q處理時延通常是微秒級或更低。處理時延通常是微秒級或更低。檢查比特差錯檢查比特

23、差錯決定輸出鏈路決定輸出鏈路AB處理時延處理時延1.4.1 時延的類型q 傳輸時延或存儲轉發時延：將分組的所有比特推傳輸時延或存儲轉發時延：將分組的所有比特推（傳）向鏈路所需要的時間。（傳）向鏈路所需要的時間。傳輸時延傳輸時延= L / R= L / R R = R = 鏈路的傳輸速率鏈路的傳輸速率 (bps) (bps) L = L = 分組長度分組長度 ( (比特比特) ) 傳輸時延在毫秒到微秒級傳輸時延在毫秒到微秒級。 AB 傳輸時延傳輸時延節點處理節點處理排隊時延排隊時延1.4.1 時延的類型q傳播時延：一個比特從鏈路的起點到下一節點（路由器）傳播時延：一個比特從鏈路的起點到下一節點（

24、路由器）傳播所需要的時間。傳播所需要的時間。傳播時延傳播時延= d/s= d/s。d d是兩個節點之間的距離是兩個節點之間的距離鏈路傳播速率鏈路傳播速率s s。傳播時延在毫秒級傳播時延在毫秒級。AB傳播時延傳播時延 傳輸傳輸節點處理節點處理排隊排隊注意區分傳輸時延注意區分傳輸時延和傳播時延和傳播時延 1.4.1 時延的類型q排隊時延：分組等待在鏈路上傳輸的排隊時排隊時延：分組等待在鏈路上傳輸的排隊時間。間。 若隊列若隊列“空空”、無其他分組傳輸，排隊時、無其他分組傳輸，排隊時延為延為0 0。排隊分組多，排隊時延大。排隊分組多，排隊時延大。排隊時延在毫秒到微秒級排隊時延在毫秒到微秒級。AB節點處

25、理節點處理排隊時延排隊時延平均排隊時延與流量強度關系： q設，設，R= 鏈路速率鏈路速率 (bps)、L= 分組長度分組長度 (比特比特)、a= 平均平均分組到達速率（每秒分組，分組到達速率（每秒分組，pkt/s） q則流量強度則流量強度=La/R（比特到達隊列速率是（比特到達隊列速率是La bit/s）L*a/R 0 ：平均排隊時延?。ń悠骄抨爼r延?。ń咏? 0）。幾乎沒有分組到達或間隔。幾乎沒有分組到達或間隔很大（稀疏），到達的分組幾乎不很大（稀疏），到達的分組幾乎不排隊。排隊。L*a/R - 1 ：分組陸續到達，形成：分組陸續到達，形成隊列，隊列，時延變大。時延變大。L*a/R 1

26、：更多：更多“分組分組”到達，到達，超出了服務能力，超出了服務能力，平均時延無窮平均時延無窮大！大！1.4.2 分組丟失q分組丟失分組丟失(lost)(lost)： 通常，一條鏈路的緩存隊列容量有限。通常，一條鏈路的緩存隊列容量有限。當到達的分組發現隊列已滿，沒有空間存儲，被當到達的分組發現隊列已滿，沒有空間存儲，被丟棄丟棄(drop)(drop)。丟失的分組可能由前面的節點或由源端系統重丟失的分組可能由前面的節點或由源端系統重傳，或根本不重傳。傳，或根本不重傳。ABpacket being transmitted該分組被丟棄隊列 (waiting area)1.4.3 端到端時延q端到端的時

27、延：從源到目的地的時延。端到端的時延：從源到目的地的時延。m設源主機和目的主機之間有設源主機和目的主機之間有N-1N-1個路由器個路由器m網絡無擁塞，忽略排隊時延網絡無擁塞，忽略排隊時延d dqueuequeuem路由器和源主機的處理時延是路由器和源主機的處理時延是dprocm路由器和源主機的輸出速率是路由器和源主機的輸出速率是R bit/s sm每條鏈路的傳播時延是每條鏈路的傳播時延是dpropm每個節點時延：每個節點時延： dproc+dtrans+dprop+d dqueuequeuem端到端時延：端到端時延： dend-end =N(dproc+dtrans+dprop+d dqueu

28、equeue) dtrans=L/R Traceroute Traceroute ： qTracerouteTraceroute診斷程序，在任何因特網主機上運行。診斷程序，在任何因特網主機上運行。qTracerouteTraceroute程序可追蹤源和目的之間經過的路由。程序可追蹤源和目的之間經過的路由。q當用戶指定一個目的主機時，源主機中的該程序朝目的地當用戶指定一個目的主機時，源主機中的該程序朝目的地發送多個特殊的分組，中間通過一系列路由器。發送多個特殊的分組，中間通過一系列路由器。q對所有路由器對所有路由器i:i:m發送發送3 3個分組，該分組在朝著目的地的路徑上到達路由個分組，該分組在

29、朝著目的地的路徑上到達路由器器 i i m路由器路由器i i 將向發送方返回分組將向發送方返回分組m發送方度量傳輸和響應間的時間間隔發送方度量傳輸和響應間的時間間隔3 探測分組3 探測分組3 探測分組“實際的”因特網時延和路由1 cs-gw (54) 1 ms 1 ms 2 ms2 (45) 1 ms 1 ms 2 ms3 (30) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0- (

30、29) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0- (36) 21 ms 18 ms 18 ms 6 () 22 ms 18 ms 22 ms7 (6) 22 ms 22 ms 22 ms8 53 (53) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2- (29) 109 ms 102 ms 104 ms10 (62.4

31、0.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater- (4) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (3) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (02) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (10) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom- (4) 135 ms 1

32、28 ms 133 ms16 5 (5) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *19 fantasia.eurecom.fr (42) 132 ms 128 ms 136 mstraceroute: to www.eurecom.frThree delay measements from to * means no reponse (probe lost, router not

33、 replying)1.4.4 計算機網絡中的吞吐量q吞吐量（吞吐量（ThroughputThroughput）: :端到端比特傳播速率端到端比特傳播速率。 m瞬時吞吐量瞬時吞吐量m平均吞吐量平均吞吐量服務器發送服務器發送F bit件件給客戶端給客戶端 鏈路速率鏈路速率 Rs bits/sec鏈路速率鏈路速率 Rc bits/sec1.4.4 計算機網絡中的吞吐量51qRs Rc端到端的吞吐量是多少端到端的吞吐量是多少? ?Rs bits/sec Rc bits/sec吞吐量吞吐量=min(Rs,Rc)瓶頸鏈路吞吐量瓶頸鏈路吞吐量1.4.4 計算機網絡中的吞吐量52qRs Rc端到端的吞吐量是

34、多少端到端的吞吐量是多少? ?Rs bits/sec Rc bits/sec文件傳輸時間t = F/min(Rs,Rc)服務器到客戶傳輸服務器到客戶傳輸文件文件F F所需時間所需時間1.4.4 計算機網絡中的吞吐量q假設假設10 10 連接共用容量為連接共用容量為R R bits/secbits/sec瓶頸鏈路：瓶頸鏈路：q則 每 個 連 接 的 吞 吐 量則 每 個 連 接 的 吞 吐 量 : : min(Rc,Rs,R/10)min(Rc,Rs,R/10)q實際中實際中: :瓶頸經常是接入瓶頸經常是接入網的限制網的限制 Rc Rc 或或 Rs RsRsRsRsRcRcRcR公共鏈路公共鏈路

35、1.5 協議層次及其服務模型q計算機網絡非常復雜。計算機網絡非常復雜。 q包括許多包括許多“構件構件”m主機主機m路由器路由器m各種媒體的鏈路各種媒體的鏈路m應用應用m協議協議m硬件，軟件硬件，軟件如何組成一個如何組成一個完整的體系？完整的體系？q計算機網絡的分層模型計算機網絡的分層模型m按照分層的方式將計算機網絡中的每臺設備抽象為若按照分層的方式將計算機網絡中的每臺設備抽象為若干層，每層實現一種相對獨立的功能。干層，每層實現一種相對獨立的功能。m每一層為相鄰的上一層所提供服務功能。每一層為相鄰的上一層所提供服務功能。實體實體實體實體實體實體實體實體實體實體實體實體N+1N+1層層N N層層N

36、-1N-1層層接口接口 接口接口N+1N+1層協議層協議N N層協議層協議N-1N-1層協議層協議1.5.1 分層體系結構1.5.1 分層體系結構q因特網分層體系結構：因特網分層體系結構：第第5層層第第4層層第第3層層第第2層層第第1層層應用層應用層運輸層運輸層網絡層網絡層鏈路層鏈路層物理層物理層協議數據單元協議數據單元1.5.1 分層體系結構q一個協議層實現：以軟件、硬件或兩者結一個協議層實現：以軟件、硬件或兩者結合的方式。合的方式。q應用層：應用層：m功能：提供各種網絡應用。是網絡應用功能：提供各種網絡應用。是網絡應用程序及他們應用層協議預留的地方。程序及他們應用層協議預留的地方。m協議：

37、協議：HTTP,SMTP,DNSHTTP,SMTP,DNS等等m實現：在端系統中用軟件方式實現：在端系統中用軟件方式q運輸層：運輸層：m功能：在應用程序端點間（客戶機和服功能：在應用程序端點間（客戶機和服務器）傳輸應用層報文。務器）傳輸應用層報文。m協議：協議：TCPTCP，UDPUDP等等m實現：在端系統中用軟件方式實現：在端系統中用軟件方式應用層應用層運輸層運輸層網絡層網絡層鏈路層鏈路層物理層物理層1.5.1 分層體系結構q網絡層：網絡層：m功能：負責從源主機和目的主機之功能：負責從源主機和目的主機之間傳輸網絡層分組（數據報）。間傳輸網絡層分組（數據報）。m協議：協議：IPIP等等m實現：硬件、軟件混合。實現：硬件、軟件混合。q數據鏈路層：數據鏈路層：m功能：負責將幀從一個結點傳輸到功能：負責將幀從一個結點傳輸到路徑上的下一個結點。路徑上的下一個結點。m協議：協議：PPP, HDLCPPP, HDLC等等m實現：軟件、硬件混合實現，