第三章數據通信系統通信工程系第三章數據通信系統3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3局域網3.4TCP/IP3.5Internet和廣域網

數據的定義：通信的目的是為了傳遞信息（Information）。信息的載體可以是數字、文字、語音、圖形和圖像，常稱它們為數據（Data）。

信息：是抽象的消息，一般用數據來表示。

數據通信系統：是通過數據電路將分布在遠地的數據終端設備與計算機系統連接起來，實現數據傳輸、交換、存儲和處理的系統。3.1數據通信概述3.1數據通信概述數據通信是人—計算機或計算機—計算機之間的通信，通信過程可能沒有人的直接參與，為了保證通信的順利進行，必須采用嚴格統一的傳輸控制規程（通信協議）。所謂“規程”就是在通信過程中計算機必須遵守的一系列“約定”。數據通信系統由數據終端設備（DTE）、數據電路終接設備（DCE）和傳輸信道三部分組成。3.1數據通信概述1.數據終端設備（DTE：DataTerminalEquipment） DTE是計算機網中用于發送和接收用戶數據的設備，從簡單的數據終端（甚至I/O設備）到復雜的中心計算機均可稱為DTE。輸入/輸出設備通信控制器3.1數據通信概述2.數據電路終接設備（DCE：DataCircuit-terminatingEquipment）

用來連接DTE與數據通信網絡的設備稱為數據電路終接設備；調制解調器、線路接續控制設備及與線路連接的其他數據傳輸設備稱為DCE。調制解調器（Modem）：把DTE送來的數字信號變換為模擬信號再送往信道，或把信道送來的模擬信號變換為數字信號再送往DTE。DSU與CSU3.1數據通信概述

如果信道是數字信道，DCE由數據服務單元（DataServiceUnit，DSU）和信道服務單元（ChannelServiceUnit，CSU）組成。DSU的功能：把面向DTE的數字信道上的數據信號變換成雙極性的數字信號、包封的形成/還原、定時信號的產生與提?。籆SU的功能：完成信道特性的均衡、信號整形、環路檢測等。3.1數據通信概述3.數據電路：由DCE與信道一起構成。4.數據鏈路：數據電路加上兩端的傳輸控制器、通信控制器構成。數據鏈路包括物理鏈路和實現鏈路協議的軟件與硬件。只有建立了數據鏈路，雙方DTE才可進行數據傳輸。數據鏈路僅操作于兩個相鄰節點之間，從一個DTE到另一個DTE之間的連接可以包括多段數據鏈路。3.1數據通信概述3.1.3數據傳輸方式1.串行傳輸與并行傳輸串行傳輸是數字流以串行方式在一條信道上傳輸。優點：只需要一條信道，易于實現；缺點：存在收發雙方如何實現字符同步的問題；3.1數據通信概述3.1.3數據傳輸方式1.串行傳輸與并行傳輸并行傳輸指的是數據以成組的方式在多條并行的信道上同時傳輸。優點：收發雙方不存在字符同步的問題；缺點：必須同時有多條并行信道可供使用；3.1數據通信概述圖3-1-2串行并行傳輸方式3.1數據通信概述3.1.3數據傳輸方式2.異步傳輸與同步傳輸數據傳輸時常用的同步方式有兩種：異步傳輸方式同步傳輸方式3.1數據通信概述異步傳輸方式

也稱為起止式同步方式。以字符作為傳輸單位，為了實現字符同步，在傳送一個字符序列時，在字符的開始和末尾加上兩個碼元，分別表示該字符的起始和停止，稱為起始位和停止位。起始位長度為1個碼元，極性為“0”；停止位長度為1~2個碼元，極性為“1”。如圖3-1-3（a）所示。3.1數據通信概述圖3-1-3數據傳輸的同步3.1數據通信概述同步傳輸方式：又稱獨立同步方式，這種方式收發雙方要保證比特同步；字符同步是通過同步字符SYN來實現的，如圖3-1-3（b）所示。SYN的作用：一是當收端收到2個以上的SYN就開始與發端同步，并按每8位碼組成一個字符；二是當報文發完，但尚未斷開與收端的聯系，用SYN維持雙方的同步；多用在短距離高速數據傳輸中；3.1數據通信概述圖3-1-3數據傳輸的同步3.1數據通信概述3.1.4差錯控制1.差錯的檢測在計算機與計算機之間傳輸數據時，誤碼率要求低于≤10-7～10-9。因此，在進行數據傳輸時，要采取一定的方法發現差錯并糾正差錯，這稱為“差錯控制”。檢錯碼：能發現錯誤的碼；糾錯碼：能糾正錯誤的碼。3.1數據通信概述第三章數據通信系統3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3局域網3.4TCP/IP3.5Internet和廣域網3.2計算機網絡體系結構3.2.1網絡協議及網絡體系結構1.網絡協議計算機網是由多種計算機和各類終端設備通過通信線路連接起來的復合系統，由于計算機型號不同，終端類型各異，加之線路類型（固定線路或交換線路）、連接方式（點對點或多點）、同步方式（同步或異步）、通信方式（單工、半雙工、全雙工）的不同，給通信帶來極大不便。3.2計算機網絡體系結構3.2.1網絡協議及網絡體系結構1.網絡協議為了解決這一問題，應實施一套國際或國家標準，力爭做到統一硬件接口、統一信息編碼制度、統一報文格式、統一傳輸命令、統一差錯控制、統一通信過程等等，于是產生了通信（或網絡）協議。網絡協議（NetworkProtocol）：為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定，簡稱協議。執行協議代表著通信的標準化。

相互通信的兩個計算機系統必須高度協調工作才行，而這種“協調”是相當復雜的。為了設計復雜的計算機網絡，提出了“分層”的方法?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱碗s的問題，轉化為若干較小的局部問題，而局部問題較容易研究和處理。3.2計算機網絡體系結構2.網絡體系結構（NetworkArchitecture）計算機網絡的各層及其協議的集合，稱為網絡的體系結構。換種說法，計算機網絡體系結構就是這個計算機網絡及其構件所應完成的功能的精確定義。1977年國際標準化組織（ISO）提出了開放系統互連（OSI）參考模型，如圖3-2-1所示。所謂“開放”，是指任意兩個系統，只要遵照此參考模型和相關標準就可以相互連接；3.2計算機網絡體系結構3.2計算機網絡體系結構通信媒介系統A系統B層次名稱應用層表示層會話層運輸層網絡層物理層數據鏈路層互換信息單元報文報文報文報文分組比特幀中繼節點圖3-2-1OSI參考模型以上七層按照功能特點又分為：低層功能和高層功能。低層功能包括1~3層的全部功能，又稱為通信子網，其作用是保證系統之間跨過網絡的可靠信息傳送。高層功能包括5~7層的功能，是在低層協議提供的端到端連接的基礎上生成用戶服務和一些附加功能。第4層是低層和高層之間的過渡層，它屏蔽了通信子網的差異，向用戶提供恒定的通信界面。3.2計算機網絡體系結構這種分層結構的特點是：①各層相對獨立，每一層完成自身定義的功能，可以單獨地開發、修改本層功能，而不影響其他層。②第n層完成自身定義的功能時，只利用（n-1）層所完成的功能（而不關心這些功能是怎樣完成的）。③不同系統的同層實體間使用該層協議進行通信，只有最低層才發生直接數據傳送，且最低層只提供服務。3.2計算機網絡體系結構④除最低層外，其他層實體間沒有直接物理連接不能直接交換信息，必須利用下一層實現的協議所提供的更為基本的服務來實現本層通信。⑤兩種不同的協議可能對應同一層，但它們之間不能協同工作，只有執行相同協議的實體才能通信。⑥在需要不同的通信服務時，可在一層內設置兩個或更多的子層。3.2計算機網絡體系結構實體（n+1）實體（n+1）實體（n）實體（n）協議（n）服務用戶服務提供者SAPSAP交換服務原語交換服務原語協議（n+1）第n層第n+1層下圖相鄰兩層之間的關系實體：任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程；協議：控制兩個對等實體進行通信的規則的集合；在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務?！皡f議”是水平的，而“服務”是垂直的。服務訪問點（SAP）：在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（交換信息）的地方。圖3-2-2分層協議中數據傳輸示意圖3.2.2物理層（PhusicalLayer） 物理層是OSI體系結構中最低的一層，其任務是為上一層（即數據鏈路層）提供一個物理連接，以便透明地傳輸比特流。“透明”表示經過實際電路傳送后的比特流沒有發生變化。注：傳遞信息的具體物理設備或傳輸媒質，例如光纖、同軸電纜、無線電波等，不在物理層之內，而在物理層以下。由于傳輸媒質種類繁多，通信手段各不相同，物理層的作用是屏蔽這些差異，使數據鏈路層感覺不到這些差異的存在。3.2計算機網絡體系結構3.2.3數據鏈路層（DataLinkLayer）數據鏈路層的功能：通過物理層提供的比特流服務，在相鄰節點間建立鏈路，對傳輸中的差錯進行檢錯和糾錯，向網絡層提供無差錯的透明服務。該層需完成：幀的封裝與解封，差錯控制，流量控制，鏈路管理，區分數據和控制信息，尋址等功能。數據鏈路層的鏈路分為點對點鏈路和點對多點鏈路。3.2計算機網絡體系結構3.2.4網絡層1.網絡層的功能數據鏈路層協議只能解決相鄰節點間的數據傳輸問題，不能解決兩個主機之間的數據傳輸問題，因為兩個主機之間的通信通常包括多段鏈路，涉及到路由選擇、流量控制等問題。在數鏈層提供服務的基礎上，網絡層解決多段鏈路的數據傳送問題，完成從源端向目地端有效、可靠的傳送信息。當信息傳送需經過兩個或多個網絡時，網絡層還解決網絡互聯問題。3.2計算機網絡體系結構網絡層的功能包括：①為傳輸層提供建立、維持和拆除網絡連接的手段；②完成選定交換方式、路由選擇、流量控制、順序控制、差錯控制、阻塞與非正常情況處理等；③當信息在不同網絡之間傳輸時，完成不同網絡層之間的協議轉換；④根據傳輸層要求選擇網絡服務質量；⑤向傳輸層提供虛電路服務或數據報服務。3.2計算機網絡體系結構西安郵電學院通信工程系數據報方式無連接分組中的全局目的地址決定下一跳路由對話期間路由可變分組到達目的終端需重整順序西安郵電學院通信工程系虛電路方式面向連接,但不沿路由預留資源每分組攜帶定長標簽,由定長標簽決定下一跳呼叫建立時確定固定的路由,對話期間不可變.交換機必須維持每一個呼叫的狀態3.2.5傳輸層3.2計算機網絡體系結構屏蔽差異：屏蔽掉各類通信子網的差異，向用戶提供一個能滿足其要求的服務，且具有一個不變的通信接口，使用戶只需了解該接口，便可方便地在任何網絡上使用網絡資源進行通信；②提供端到端的通信；③運輸層可以提高端到端的服務質量：包括吞吐量、傳輸時延、殘留誤碼率、優先級和可靠性等。④運輸層可以增加服務功能：即通過復用、分段與組裝、組塊與分塊方法增加服務功能。運輸層為相互通信的應用進程提供了邏輯通信54321運輸層提供應用進程間的邏輯通信主機A主機B應用進程應用進程路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP層LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP協議的作用范圍運輸層協議TCP和UDP的作用范圍AP33.2.6高層協議高層包括會話層、表示層和應用層。高層協議與網絡類型、用戶要求等密切相關，因此較難確定，目前尚無統一標準。這里只就高層功能做一介紹。1.會話層利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務，實施服務請求者與服務提供者之間的通信。3.2計算機網絡體系結構2.表示層定義信息的表示方法，將數據轉換成被各種入網計算機及運行的應用程序相互理解的約定格式（傳輸語法）。此外，其還完成數據的加密，解密，壓縮和擴展。3.應用層應用層為網絡用戶或應用程序提供各種各樣的網絡服務。3.2計算機網絡體系結構第三章數據通信系統3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3局域網3.4TCP/IP3.5Internet和廣域網3.3計算機局域網計算機網絡：一些相互連接的、自治的計算機的集合。 計算機網絡按其覆蓋范圍大小分為：局域網（LAN）：一般用微型計算機或工作站通過高速通信線路相連，但地理上則局限在較小的范圍（如1Km左右）；城域網（MAN）：作用范圍一般為一個城市，作用距離約為5~50Km；是一種公用設施，用來將多個局域網互聯；廣域網（WAN）：作用范圍通常為幾十到幾千公里，作為因特網的核心部分，其任務是通過長距離（例如，跨越不同的國家）運送主機所發送的數據。3.3.1局域網的特點①局域網覆蓋地理范圍有限，網絡結構簡單；②通信速率高，通常為1～1000Mbit/s，現在正在向10Gbit/s速率發展。③可采用多種傳輸媒質，包括雙絞線、同軸電纜、光纖、無線信道等，可根據不同要求選用；④誤碼率低于10-8～10-11；⑤多采用分布式控制和廣播式通信。3.3計算機局域網3.3.2局域網的組成工作站網卡收發器電纜匹配電阻≤500m圖3-3-1總線型局域網的組成由圖可見，它由傳輸媒質、網絡適配器（網卡）、收發器、網絡工作站、網絡服務器、文件服務器和操作系統構成。3.3計算機局域網1.網絡適配器網絡適配器又稱網絡接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），簡稱網卡，是計算機連入局域網的接口電路板。2.收發器將網卡的輸出信號變成適宜于電纜傳輸的信號。收發器具有以下功能: 3.3計算機局域網①從計算機經收發器電纜得到數據向總線發送，或從總線接收數據經收發器電纜送給計算機；②檢測在總線上發生的數據幀的沖突；③在總線和總線接口的電子設備之間進行電氣隔離；④當收發器所連接的網卡或工作站出故障時，保護總線不受影響。3.3計算機局域網3.網絡工作站工作站是用戶與網絡之間的接口，是連接到LAN上的可編址設備。一方面它可以當作普通計算機使用；另一方面，它可以通過網絡彼此通信，使用服務器管理的各種共享資源，如共享打印機、數據庫和各種應用軟件。3.3計算機局域網4.網絡服務器局域網中專門的節點，該節點為網上用戶周知，具有固定的地址，且裝入網絡操作系統核心軟件，可以為網上用戶提供服務，比如，管理網路、共享資源、通信管理和為用戶提供網絡服務等功能。5.文件服務器 文件服務器支持文件的生成、刪除、打開、讀和寫等。3.3計算機局域網6.操作系統網絡操作系統是使網絡上各計算機能方便而有效地共享網絡資源，為網絡用戶提供所需的各種服務的軟件和有關規程的集合。

3.3計算機局域網3.3.3局域網協議——IEEE802標準 隨著局域網應用的日益普及，美國IEEE（電氣和電子工程師協會）于1980年2月成立了局域網標準委員會（簡稱IEEE802委員會），IEEE802系列標準也采用了OSI體系結構，并被ISO采納，作為LAN的國際標準系列，稱為ISO802系列標準。3.3計算機局域網

由于局域網的拓撲結構非常簡單，且多個站點共享傳輸信道，所以局域網中沒有必要單獨設置網絡層，而是將網絡層的一些功能，如分組尋址、排序、流量控制、差錯控制等交給數據鏈路層去完成。所以，IEEE802的工作集中在物理層、數據鏈路層和網絡層的接口上，如右圖所示。3.3計算機局域網物理層媒體訪問控制（MAC）邏輯鏈路控制（LLC）服務訪問點（SAP）IEEE802參考模型的范圍圖3-3-2局域網參考模型3.3計算機局域網為了使數據鏈路層能更好地適應多種局域網標準，802委員會就將局域網的數據鏈路層拆成兩個子層：邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層與接入到傳輸媒體有關的內容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協議的局域網對LLC子層來說都是透明的由于TCP/IP體系經常使用的局域網是DIXEthernetV2而不是802.3標準中的幾種局域網，因此現在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層LLC（即802.2標準）的作用已經不大了。很多廠商生產的網卡上就僅裝有MAC協議而沒有LLC協議。3.3計算機局域網目前IEEE802委員會下屬的活躍工作組只有八個：802.1——橋接/體系結構802.3——CSMA/CD802.11——無線局域網802.15——無線個人區域網802.16——寬帶無線接入（Wimax）802.17——彈性分組環802.20——移動寬帶無線接入（MBWA）802.21——媒體無關切換3.3計算機局域網3.3.4以太網及IEEE802.3標準

IEEE802.3局域網是一種基帶總線局域網，它以無源的電纜作為總線來傳送數據幀，并以曾經在歷史上表示傳播電磁波的以太（Ether）來命名?！耙蕴W”是Ethernet的中譯名，采用“載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）”作為媒體訪問控制方法。3.3計算機局域網最初的以太網是將許多計算機都連接到一根總線上。當初認為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線上沒有有源器件。CSMA/CD協議B向

D發送數據CDAE匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B發送的數據CSMA/CD協議

CSMA/CD允許多臺計算機隨時訪問總線。希望發送的站首先偵聽載波，以確定媒質是否有數據傳輸。若總線已被占用，發送站繼續監聽載波并推遲發送直到總線空閑；若總線空閑，該站可以發送數據。由于傳播時延的存在，沖突是不可避免的。為此，此協議增加了“沖突檢測”，即一邊發送，一邊偵聽。如發生沖突，則發送站經過一個隨機時延后，重新發起傳送，并重復以上過程，直至發送成功。3.3計算機局域網2.以太網（Ethernet）以太網按傳輸速率可分成10Mbit/s以太網、100Mbit/s以太網和1000Mbit/s以太網，每種以太網又根據不同的物理媒質有多種物理子標準，形成了IEEE802.3標準系列。（1）CSMA/CD的幀格式 在IEEE802.3的CSMA/CD協議中，定義了如圖3-3-5所示的幀格式。3.3計算機局域網圖3-3-5802.3MAC幀結構3.3計算機局域網3.3計算機局域網幀格式中的各個字段的意義如下：①前同步碼：包括前導碼(PA)和幀定界符(SFD)。PA：幀同步序列，持續7個字節的二進制序列“10101010”，其作用是使接收節點在開始接收幀之前達到穩定的同步狀態；SFD：表示一個有效幀開始，格式為二進制序列“10101011”；②目的地址、源地址(DA，SA）：分別表示目的節點和源節點（發送節點）地址，地址字段為2或6字節，可以選擇16位或48位地址長度，但這兩個地址長度必須保持一致。3.3計算機局域網③幀長度（FL）：表示PDU數據的實際長度。④協議數據單元（PDU）：表示要傳送的LLC層數據，LLC層數據應是一個8位組序列，最大數據長度為1500個字節。⑤PAD（填充）：在數據字段與幀校驗序列之間有一個填充字段(圖中未畫出)。⑥FCS（幀校驗序列）：采用32位CRC校驗。用規定的生成多項式去除數據信息，獲得的余數作為校驗序列填入FCS字段。第三章數據通信技術3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3計算機局域網3.4無線局域網3.5TCP/IP3.6廣域網3.7因特網（Internet）3.4.1無線局域網（WLAN）1.概述無線局域網（WirelessLAN，WLAN）是90年代計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。無線局域網是利用射頻（RadioFrequency，RF）無線信道或紅外信道取代有線信道所構成的局域網絡。其數據傳輸速率已經能夠達到11Mb/s（802.11b），最高速率可達54Mb/s（802.11a），視不同情況傳輸距離可從10m至10Km。3.4無線局域網2.無線局域網的組成 無線局域網的基本構件有無線網卡和橋接器。（1）無線網卡作用類似于以太網卡，作為無線網絡的接口，實現計算機與無線網絡的連接。（2）無線網橋無線網橋也稱無線網關、無線接入點或無線AP（AccessPoint），可以起以太網中集線器的作用，無線AP有一個以太網接口，用于實現無線與有線的連接。3.4無線局域網2.無線局域網的組成

802.11標準規定無線局域網的最小構件是“基本服務集（BasicServiceSet，BSS）”，一個BSS包括一個AP和若干個移動站。一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶，AP通過標準接口，經由集線器（Hub）、路由器（Router）與因特網（Internet）相連，如下圖所示。3.4無線局域網3.4無線局域網InternetRouterHub（集線器）AP計算機無線網卡計算機無線網卡計算機無線網卡服務器打印機臺式機圖3-4-10WLAN的基本服務集（BSS）一個基本服務集BSS包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本BSS以內都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時都要通過本BSS的基站。有固定基礎設施的無線局域網基本服務集BSS擴展的服務集ESS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統DS門橋門橋802.x局域網因特網3.4無線局域網無固定基礎設施的無線局域網

自組網絡(adhocnetwork)自組網絡AEDCBF源結點目的結點轉發結點轉發結點轉發結點自組網絡沒有上述基本服務集中的接入點AP而是由一些處于平等狀態的移動站之間相互通信組成的臨時網絡。無線局域網不能簡單地搬用CSMA/CD協議，其中存在的問題隱蔽站問題暴露站問題在802.11標準中，采用CSMA/CA協議無線局域網的特殊問題A的作用范圍無線局域網的特殊問題C的作用范圍ABCD當A和C檢測不到無線信號時，都以為B是空閑的，因而都向B發送數據，結果發生碰撞。這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題叫做隱蔽站問題(hiddenstationproblem)B的作用范圍無線局域網的特殊問題C的作用范圍ADCB？B向A發送數據，而C又想和D通信。C檢測到媒體上有信號，于是就不敢向D發送數據。其實B向A發送數據并不影響C向D發送數據這就是暴露站問題(exposedstationproblem)4.無線局域網標準簡介（1）IEEE802.111990年11月成立的IEEE802.11委員會負責制定WLAN標準,1997年6月制定出全球第一個WLAN標準IEEE802.11。1999年8月，802.11標準得到進一步完善和修訂，還增加了兩項高速的標準版本：802.11b和802.11a，它們的主要差別在于MAC子層和物理層。3.4無線局域網①IEEE802.11b 802.11b規定物理層采用DSSS和補償編碼鍵控（CCK）調制方式，工作在2.4～2.4835GHz頻段，每5MHz一個載頻，共14個頻點，由于信道帶寬是22MHz，故實際可同時使用的頻點只有3個。速率最高可達11Mb/s，根據實際情況可選用5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。3.4無線局域網②IEEE802.11a 802.11a擴充了標準的物理層，工作在5.15～5.25GHz、5.25～5.35GHz和5.728～5.825GHz三個可選頻段，采用QFSK調制方式，物理層可傳送從6～54Mbit/s的速率。采用正交頻分復用（OFDM）擴頻技術，可提供25Mb/s的無線ATM接口和10Mb/s的以太網無線幀結構接口，支持語音、數據、圖像業務。3.4無線局域網（2）HiperLAN 歐洲電信標準化協會（ETSI）的寬帶無線電接入網絡（BRAN）小組制定了HiperLAN標準。目前已推出HiperLAN1和HiperLAN2。

HiperLAN1對應IEEE802.11b，HiperLAN2與IEEE802.11a具有相同的物理層。3.4無線局域網（3）“藍牙”（bluetooth）標準 在傳輸骨干網方面，已經找到有效的手段來統一傳輸了。但在終端方面，還沒有很好的統一終端技術?！八{牙”技術涉及與網絡終端相關的短距離無線通信技術。“藍牙技術”的初衷是使移動電話、筆記本電腦、掌上電腦及各種數字化信息設備都能不用電纜，而是用一種低功率、低成本的無線通信技術連接起來，使得在無線網絡覆蓋范圍之內，各種信息化的移動便攜設備都能無縫的實現資源共享。3.4無線局域網（3）“藍牙”（bluetooth）標準“藍牙”的工作頻段是2.4GHz頻段，采用1600跳/秒的快速跳頻技術，傳輸速率為1Mb/s，有效傳輸距離為10m，添加放大器后可將傳輸距離增加到100m。目前“藍牙”技術遇到的問題：一是互操作性，即不同廠家產品的互聯互通；二是藍牙產品的普及與價格較高。3.4無線局域網（4）HomeRFHomeRF技術為了滿足家庭用戶獨特網絡應用而開發的。工作頻率2.4GHz，有效覆蓋范圍45m，支持語音和數據業務。近期出臺的HomeRF2.0最高傳輸速率已提至10Mbit/s。 各種標準的比較如表3-4-1所示。3.4無線局域網第三章數據通信技術3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3計算機局域網3.4無線局域網3.5TCP/IP3.6廣域網3.7因特網（Internet）3.5

TCP／IP3.5.1TCP/IP簡介網絡互連是指將不同的子網連接起來，以解決子網間的數據流通，從而達到共享子網內資源的目的。不同類型局域網互聯要解決很多問題：尋址方式、最大分組長度、超時控制機制、差錯控制方式、路由選擇方式等都不同。網絡互連就是在不改變原來網絡體系結構的條件下，解決這些差異，把一些異構的網絡互聯成一個統一的通信系統，使不同網絡之間具有連通性和互操作能力。3.5

TCP／IP網際協議IP是TCP/IP體系中兩個最主要的協議之一。與IP協議配套使用的還有四個協議：地址解析協議ARP逆地址解析協議RARP因特網控制報文協議ICMP因特網組管理協議IGMP圖3-5-1

TCP/IP協議數據格式3.5

TCP／IP（5）TCP/IP數據格式數據從一層傳到另一層時，每一層都要按照較低層協議要求的格式對數據進行封裝。各層協議封裝格式如圖3-5-1所示。IP地址TCP／IP的網際層有自己的地址系統，稱為IP地址。IP地址放在IP數據報的首部，而硬件地址放在MAC幀的首部。網際層及以上各層使用IP地址，網絡接口層使用物理地址。3.5

TCP／IP西安郵電學院通信工程系

IPv4分類編址機制表示方法：一個IPv4地址由4個8位字節組成，用小數點分隔。點分十進制：2點分十六進制：0x8.0x43.0x10.0x26主機所在的網絡號一個網絡內的某個主機號西安郵電學院通信工程系net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001注意：①IP地址不僅標識主機，還標識主機與網絡的連接。因此，當主機移到另一個網絡時，它的地址必須改變。②TCP要求同一物理網絡的每個網絡接口具有相同的網絡號和惟一的主機號。③路由器連接到多個網絡上，它就有多個IP地址，因為它所連接的每一個網絡都有一個網絡地址。3.5

TCP／IP（2）子網掩碼為了充分利用IP地址資源，降低路由選擇的復雜性，可以將主機地址細分為子網地址和主機地址。3.5

TCP／IP網絡主機B類10網絡主機B類10子網圖3-5-2采用子網的IP地址結構子網掩碼：有32位，其中網絡號和子網號部分用二進制“1”表示，主機號部分用二進制“0”表示。通過將IP地址和子網掩碼進行邏輯“與”運算，就可以得到網絡號和子網號。（3）域名IP地址可以惟一地確定一臺主機，但由于IP地址是數字型標識，難以理解。為此，Internet采用了一種字符型標識，用字符串標識主機地址，這就是域名。域名采用層次命名法，類似于下列結構：

計算機主機名.機構名.網絡名.最高層域名最高層域名：通常為國家代碼，如中國為cn。網絡名：最高層域名的進一步劃分，如教育（edu）、網絡服務機構（net）、政府（gov）、商業（com）。機構名：第二層域名的進一步劃分。3.5

TCP／IP（3）域名

實現“IP地址”和“域名”相互翻譯功能的軟件，稱為“域名系統（DNS）”。裝有“域名系統”的主機稱為“域名服務器”。注：個人PC機要連入Internet，關鍵在于獲得IP地址。對Internet的連接通常以網絡為單位進行，一個LAN只要通過路由器控制Internet，該LAN便成為Internet的一部分。3.5

TCP／IP3.端口（運輸層地址）網際層以下（含網際層）只提供兩個相鄰節點之間的計算機到計算機（點到點）傳輸，沒有涉及應用程序即進程的概念。當數據傳送到目的主機時，應該由哪個應用程序（進程）處理到達的數據？網際層不能解決此問題，運輸層協議可以解決。運輸層的基本任務是提供應用程序之間的通信，稱為端到端通信。3.5

TCP／IP3.端口（運輸層地址）“端口”用于應用程序與運輸層之間的通信，端口標識應用程序，運輸層傳給該端口的數據都被此應用程序接收?！岸丝谔枴惫?6位，分標準服務保留端口和自由端口兩種。（1）標準服務保留端口是眾所周知的端口，端口號從0～255，統一分配。每個服務器進程都有一個端口號，同一計算機上不同服務器有不同端口號，不同計算機上同樣服務器有相同端口號。例如FTP服務器端口號是21、Telnet服務器端口號是23等等。3.5

TCP／IP（2）自由端口（＞255）由本地分配，當本地應用程序要與遠地應用程序通信時，先在本地申請一個端口號，然后根據自己所需的服務，通過保留端口與遠地服務器建立聯系。為了使應用程序的標識唯一，TCP/IP引入了“套接字（socket）”的概念，套接字由IP地址和端口號組成：源端套接字=源端計算機IP地址+信源端口號目的端套接字=目的端計算機IP地址+信宿端口號3.5

TCP／IP3.5.5網際層 網際層協議的核心是IP協議。此外，網際層還包括：Internet控制信息協議（ICMP）地址轉換協議（ARP）反向地址轉換協議（RARP）。3.5

TCP／IP1.ICMP（InternetControlMessageProtocol，因特網控制報文協議）

ICMP是Internet層的另一個比較重要的協議。路由器使用該協議對數據報的傳輸過程進行控制。即路由器使用ICMP消息將傳輸過程中的問題通知源IP進行處理。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IPping命令ping實用程序通過發送方發送“ICMP回顯（ehco）”請求消息，接收方對該回顯請求進行自動回顯應答，來驗證兩臺支持TCP/IP協議的計算機之間的IP層連接，并在發送方將回顯應答消息的接收情況與往返過程的次數一起顯示出來。ping是用于檢驗網絡連接性、可達性和名稱解析等疑難問題的主要TCP/IP命令。命令的基本格式：ping[-命令參數]目的主機的域名或IP地址2.ARP（AddressResolutionProtocol） TCP/IP的應用程序和網際層以上的所有協議軟件只使用IP地址，而網絡接口層使用物理地址，ARP用來實現IP地址到物理地址的轉換。ARP技術的關鍵是ARP表，ARP表放在ARP高速緩存器（ARPcache）中，ARP表的每一行有IP地址和相應的物理地址，每一行對應一臺主機。3.5

TCP／IParp命令arp命令使用ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協議）查看和修改本地計算機上的ARP高速緩存（IP-MAC地址映射表）中的選項。命令的基本格式：arp[-命令參數]常用命令參數及用途：-a：顯示本機ARP表中內容。-d：主動清空ARP表中內容。-s：手工設置ARP表的表項。3.5

TCP／IP3.RARP（ReverseARP）將物理地址轉換成IP地址。RARP主要用于無盤工作站，當無盤工作站啟動時，往往只知道自己的物理地址，不知道自己的IP地址。為了使用高層協議進行通信，無盤工作站必須從外部獲得IP地址。3.5

TCP／IP4.IP（1）IP的功能①封裝：將上層數據（如TCP段或UDP數據報）或同層的其他數據（如ICMP數據）封裝到IP數據報中。②路由選擇：尋找一條將數據報從源端主機送往目的主機的最佳傳輸路徑。路由選擇根據路由表進行。③分段和重新組裝：物理網絡不同，傳輸的數據幀大小也不同，數據幀的最大長度即最大傳輸單元（MaximumTransferUnit，MTU）由硬件決定，通常保持不變。而IP數據報長度可任意選擇，IP模塊可將數據報分解成更小的數據報，以滿足不同MTU的要求。3.5

TCP／IP④差錯報告：當一個IP數據單元因超時被丟掉時，IP產生一個差錯報告，告訴源節點出現錯誤的位置和性質。⑤報頭的差錯控制：IP對IP數據單元報頭進行校驗和計算，以便及時發現差錯。⑥生命期控制：IP限制IP數據單元在整個網絡中的停留時間，由經過的路由器和中繼器節點修改此值，逐漸減少（以秒計），若減至零還未達到目的節點，則將此數據單元丟棄。3.5

TCP／IP（2）IP層的特點①IP實現相鄰節點機到機（點到點）的通信。②IP層提供無連接數據報傳輸機制。③IP著眼于傳輸效率，協議非常簡單，無服務質量（QoS）保證。④IP便于互連異構型網絡。3.5

TCP／IP（3）IP數據報網絡運行中，每個協議層或每個協議都包含一些供它自己使用的信息。這些信息通常置于數據的前面，通常把它叫做頭信息。IP數據報格式如圖3-5-3所示。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IPIP數據報由報頭和數據區兩部分組成。版本：長度4bit，指lP協議的版本號；頭長度：長度4bit，指出以4字節為一個單位的報頭長度；服務類型：長度8bit，規定對本數據報的處理方式，包括對優先級、時延、吞吐量、可靠性、路由選擇等方面的要求；總體長度：占2個字節，指出整個IP數據報的長度，單位為字節，最長為216-1（65535）字節。標識（indentification）號：是為了使分片后的各數據報片最后能準確地重裝成為原來的數據報。3.5

TCP／IP分段標志（flag）：占3bit，只有前兩個比特有意義。最低位記為MF（MoreFragment），MF=1表示后面還有分片的數據報；MF=0表示這是最后一個數據報片；中間一位記為DF（Don’tFragment），意即“不能分片”。只有當DF=0時才允許分片。片偏移：也叫分段號，占l3bit。其指出較長的分組在分片后，某片在原分組中的相對位置。生存時間：記為TTL（TimeToLive），設置數據報在網絡中的生存時間（單位為s），以控制數據報的傳輸延遲。3.5

TCP／IP協議：占8bit，表示該數據報攜帶的運輸層數據是使用何種協議，以便目的主機的IP層知道應將此數據報上交給哪個進程（比如，UDP：17、TCP：6、ICMP：1）。報頭檢驗和：只檢驗數據報的報頭，不包括數據部分。地址：參閱前述IP地址部分。數據報選項：選項字段用于排錯、測量以及安全等，長度可從1個字節到40個字節，取決于所選擇的項目。3.5.6運輸層1.端到端的通信設置運輸層的目的是為高層用戶屏蔽通信子網的細節，使應用進程看見的就好像在兩個傳輸層實體之間有一條端到端的邏輯信道一樣。運輸層使用了兩個傳輸協議：一個是傳輸控制協議（TCP），TCP傳送的數據單位稱為TCP報文段（segment）；另一個是用戶數據報協議（UDP），UDP傳送的數據單元稱為UDP數據報。3.5

TCP／IP2.傳輸控制協議（TCP）（1）TCP的特性①面向數據流的處理方式：TCP采用連續方式對數據進行處理。②完全的可靠性：TCP通過面向連接的傳輸方式，以及一些差錯控制、流量控制的手段，確保了數據不會發生丟失；TCP還能對接收到的IP數據報進行重新排序，解決了數據亂序的問題；最后TCP進行傳送確認和超時重傳。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IP③TCP的流量控制必須保證快速的發送方不會阻塞低速的接收方，即提供緩沖傳送能力。④TCP提供面向連接的虛電路服務：連接控制必須提供端到端的連接建立、傳輸數據和關閉連接。⑤TCP提供全雙工的通信：TCP連接允許數據在任何一個方向流動，并允許任何一個應用程序在任何時刻發送數據。⑥安全性和優先級：TCP在建立連接時，相互之間協商由高層協議提出的安全性和優先級要求，TCP為每一次連接規定安全性和優先級這兩種屬性。（2）TCP段的格式 TCP段的格式如圖3-5-4所示。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IP各字段域的含義如下：源端口（sourceport）：16位，分配給源計算機上的應用程序的端口號。目的端口（destinationport）：16位，分配給目的計算機上的應用程序的端口號。序號（sequencenumber）：32位，指出段中數據在發送端數據流中的位置。確認號（acknowledgmentnumber）：32位，指出本計算機希望下一個接收字節的序號。3.5

TCP／IP數據偏移量（dataoffset）：又稱頭標長度，4位，指出以32bit為單位的數據段頭標信息的長度。保留（reserved）：6位，留作將來使用的字段域。該字段域必須全部置為0。碼位域（codebits）：6位，具體含義不再累述。窗口（window）：16位，用來通告接收端接收緩沖區的大小。校驗和（checksum）：用來檢驗數據流完整性的一個字域段。3.5

TCP／IP

緊急指示碼（urgentpointer）：當緊急指示碼有效，表示發送者將數據指定為“緊急”，需要立即發送數據。選項（option）：用于各種情況，例如在建立連接的過程中傳送緩沖區的大小。填充位（padding）：是一些額外的0（按需要填充），以確保數據從一個32位的邊界處開始。數據（Data）：該數據流的有效負載。（3）TCP連接TCP通過TCP端口提供連接服務，通過連接服務來接收和發送數據。建立連接的過程主要解決3個問題：①使通信各方確知通信對方的存在；通信雙方協商某些通信參數（如最大報文段長度、服務質量等）；對傳輸實體資源（如緩沖區大小、連接表中的項目等）進行分配。3.5

TCP／IP3.用戶數據報協議（UDP）UDP是一種不可靠的、無連接的協議，它提供UDP協議端口，可以保證應用程序進程間的通信。UDP的消息格式如圖3-4-7所示。3.5

TCP／IP源端口目的端口長度校驗和UDP數據消息的有效負載（可變長）圖3-5-5UDP消息的格式3.5.7應用層 應用層在最高層，用戶調用應用程序訪問TCP／IP互聯網絡，以享受各種服務。每個應用程序可以選擇所需要的傳輸服務類型：如果傳輸層是TCP，就是連續的字節流------TCPStream；如果傳輸層是UDP，就是獨立的報文序列------UDPMessage。應用層把數據按照傳輸層的要求組織好，再向下層傳送。3.5

TCP／IP3.5.8網絡互連設備分類從協議的層次看，不同網絡互連設備可以在OSI模型的不同層次上實現網絡互連：①中繼器（repeater）：物理層互連設備；②網橋（bridge）：數據鏈路層互連設備；③路由器（router）：網絡層互連設備；④網關（gateway）：傳輸層或更高層次的互連設備。3.5

TCP／IP3.5.9中繼器中繼器又稱為重發器。不同類型的局域網采用不同的中繼器互連。中繼器的主要功能是：①實現物理信號的接收、放大整形及轉發，轉發是雙向的。②實現同類物理網段的連接，借以擴展網絡的覆蓋范圍，或延長站點間的最大距離。注意：中繼器工作在物理層，所以它只能用于執行相同協議但傳輸媒質不同的局域網互聯。3.5

TCP／IP中繼器分雙口中繼器和多口中繼器。前者有兩個接口，一個用于輸入，一個用于輸出；后者接口數大于兩個，又稱集線器。集線器（Hub）集線器又稱集中器，是一種多口中繼器。集線器可以作為多個網絡電纜段的中間轉接設備，將各個網段連接起來。當某個網段出現故障時，不會影響其他節點。3.5

TCP／IP具有三個端口的集線器集線器網卡工作站網卡工作站網卡工作站雙絞線網橋站表端口管理軟件網橋協議實體端口1端口2緩存①②③網段B網段A1112①③⑤2②④⑥2站地址端口網橋網橋④⑤⑥網橋的類型 根據網橋所用路由選擇算法的不同，網橋分為：透明網橋：IEEE802.3和802.4選用；源路由網橋：IEEE802.5選用；轉換橋：可在具有不同媒質類型格式及傳輸機制的網絡間進行幀格式的轉換，例如從CSMA/CD到令牌環，或相反。3.5

TCP／IP目前使用得最多的網橋是透明網橋(transparentbridge)。“透明”是指局域網上的站點并不知道所發送的幀將經過哪幾個網橋，因為網橋對各站來說是看不見的。透明網橋是一種即插即用設備，其標準是IEEE802.1D。透明網橋透明網橋容易安裝，但網絡資源的利用不充分，不一定是最佳路由源路由(sourceroute)網橋依據幀首部詳細的路由信息進行轉發。源站以廣播方式向欲通信的目的站發送一個發現幀，每個發現幀都記錄所經過的路由。發現幀到達目的站時就沿各自的路由返回源站。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由。凡從該源站向該目的站發送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。源路由網橋重要概念沖突域：在共享介質型局域網中，會發生沖突碰撞的區域稱為一個沖突域或碰撞域。在一個沖突域中，同時只能有一個站點發送數據。

廣播域：當局域網上任意一個站點發送廣播幀時，凡能收到廣播幀的區域稱為廣播域，這一區域中的所有站點稱為處在同一個廣播域。西安郵電學院通信工程系集線器一個沖突域，同時也是一個廣播域通過中繼器、集線器等物理層設備進行網絡連接，可以擴大通信范圍，但不能隔離碰撞域。通過網橋、局域網交換機等數鏈層設備進行網的連接，可以隔離碰撞域，但不能隔離廣播域。只有通過三層以上設備，才能隔離廣播域?，F代移動通信網絡技術125路由器路由器是網絡層的互連設備，它具有網橋的全部功能，并增加了最佳路由選擇、支持多種協議路由選擇、流量控制、網絡管理等功能，因而互連功能更強。注意：路由器識別網絡層地址（IP地址），而網橋只能識別鏈路層地址（MAC地址）。3.5

TCP／IP路由器的功能

路由器的基本功能就是根據目的地址選擇最優路徑轉發數據包并且維護路由表

。此外，它還具備以下功能：

連通不同類型的網絡：路由器支持各種局域網和廣域網接口，可以連接不同種類的網絡，實現網絡間的互聯互通；數據處理：提供包括數據包過濾、轉發、優先級、加密、壓縮和防火墻等功能。網絡管理：提供包括路由器配置管理、性能管理、容錯管理和流量管理等功能。支持多種業務：支持MPLS、三層VPN和二層VPN等新業務。3.5

TCP／IP2.路由器基本組成 路由器由計算機和連接不同媒質的網卡組成，如圖3-5-6所示。 網卡執行TCP/IP低兩層的功能。3.5

TCP／IP圖3-5-6路由器基本組織結構3.路由轉發基本流程當路由器收到一個報文時，IP首先檢查該報文的生存時間，若為0，則丟棄該報文，并給源站返回報文超時ICMP消息；若生存期未到，則根據目的站IP地址確定目的網絡號；查找路由表，把IP數據報放入相應的輸出緩存區的隊列中排隊輸出；3.5

TCP／IP3.5.13網關網關用于連接“異構型網絡”。所謂“異構型網絡”可以是從應用層到物理層協議都不相同的網絡，至少是從網絡層到物理層協議不同的網絡。因此，利用網關可實現異構LAN互聯、LAN與WAN的互聯等。3.5

TCP／IP第三章數據通信技術3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3計算機局域網3.4無線局域網3.5TCP/IP3.6廣域網3.7因特網（Internet）3.6廣域網3.6.1廣域網的構成當主機之間的距離較遠時，例如，相隔幾十或幾百公里，甚至幾千公里，局域網顯然就無法完成主機之間的通信任務。這時就需要另一種結構的網絡，即廣域網。

互聯網局域網局域網廣域網路由器結點交換機相距較遠的局域網通過路由器與廣域網相連組成了一個覆蓋范圍很廣的互聯網3.6廣域網3.6.2X.25網

X.25網就是X.25分組交換網，它是在二十多年前根據CCITT（即現在的ITU-T）的X.25建議書實現的計算機網絡。X.25只是一個對公用分組交換網接口的規約。X.25所討論的都是以面向連接的虛電路服務為基礎。3.6廣域網X.25規定了DTE-DCE的接口X.25接口X.25接口X.25公用分組交換網VC2VC1DTEDTEDCEDCEDCEDTEX.25接口3.6廣域網用戶數據在X.25的分組層（相當于網絡層）加上X.25的首部控制信息后，就組裝成為X.25分組。在數據鏈路層使用的是HDLC的一個子集——平衡型鏈路接入規程LAPB。在分組層DTE與DCE之間可建立多條邏輯信道(0~4095號)，使一個DTE同時和網上其他多個DTE建立虛電路并進行通信。X.25還規定了在經常需要進行通信的兩個DTE之間可以建立永久虛電路。這些虛電路號以及分組序號等控制信息都寫在X.25分組的首部中。3.6廣域網LAPB幀X.25分組分組層（網絡層）數據鏈路層用戶數據用戶數據X.25首部LAPB首部LAPB尾部3.6廣域網X.25的層次關系X.25網與IP網基于IP協議的因特網是無連接的，只提供盡最大努力交付的數據報服務，無服務質量可言。X.25網是面向連接的，能夠提供可靠交付的虛電路服務，能保證服務質量。正因為X.25網能保證服務質量，在二十多年前它曾經是頗受歡迎的一種計算機網絡。3.6廣域網X.25網退出了歷史舞臺到了20世紀90年代，情況就發生了很大的變化。通信主干線路已大量使用光纖技術，數據傳輸質量大大提高使得誤碼率降低好幾個數量級，而X.25十分復雜的數據鏈路層協議和分組層協議已成為多余的。PC機的價格急劇下降使得無硬盤的啞終端退出了通信市場。這正好符合因特網當初的設計思想：網絡應盡量簡單而智能應盡可能放在網絡以外的用戶端。3.6.3幀中繼FR網

3.6廣域網在20世紀80年代后期，許多應用都迫切要求增加分組交換服務的速率。幀中繼FR(FrameRelay)就是一種支持高速交換的網絡體系結構。幀中繼在許多方面非常類似于X.25，被稱為第二代的X.25。今天的數字光纖網比早期的電話網具有低得多的誤碼率，如果減少結點對每個分組的處理時間，則各分組通過網絡的時延亦可減少，同時結點對分組的處理能力也就增大了。幀中繼不使用差錯恢復和流量控制機制。當幀中繼交換機收到一個幀的首部時，只要一查出幀的目的地址就立即進行轉發。因此在幀中繼網絡中，一個幀的處理時間比X.25網約減少一個數量級。這樣，幀中繼網絡的吞吐量要比X.25網絡的提高一個數量級以上。3.6廣域網幀中繼的邏輯連接的復用和交換都在第二層處理，而不是像X.25在第三層處理。幀中繼網絡向上提供面向連接的虛電路服務。虛電路一般分為交換虛電路SVC

和永久虛電路PVC

兩種。幀中繼的呼叫控制信令是在與用戶數據分開的另一個邏輯連接上傳送的（即共路信令或帶外信令）。這點和X.25很不相同。X.25使用帶內信令，即呼叫控制分組與用戶數據分組都在同一條虛電路上傳送。3.6廣域網幀中繼網幀中繼交換機路由器局域網局域網虛電路路由器幀中繼提供虛電路服務幀中繼網路由器局域網局域網虛電路路由器虛電路像一條專用電路用戶看不見幀中繼網絡內的幀中繼交換機3.6廣域網第三章數據通信技術3.1數據通信概述3.2計算機網絡體系結構3.3計算機局域網3.4無線局域網3.5TCP/IP3.6廣域網3.7因特網（Internet）3.7因特網（Internet） Internet，多個計算機網絡互連組成的國際互聯網，其研究始于1969年，它的前身是美國國防計算機互聯網-----ARPAnet。凡以TCP/IP為標準實現的物理網絡，遵守Internet的工作原理及運行機制（統一的IP地址分配、名字、路由、域名體系等等）且連入到Internet，便成為全球Internet的一部分。我國于1994年4月加入Internet。3.7.1Internet的優點①入網方式靈活多樣。②Internet采用客戶/服務程序方式，使網絡信息服務極為靈活方便。③收費低廉。④信息資源極為豐富、信息服務方式及用戶接口友好。3.7因特網（Internet）3.7.2Internet的基本信息服務1.客戶機/服務器（Client/Server）這種應用系統由兩部分組成：即客戶程序和服務程序。客戶程序是運行于網絡計算機上要求服務的程序；服務程序是運行于網絡計算機上提供服務的程序。它們分別安裝在不同地點的計算機上。用戶使用此應用程序時，首先啟動客戶程序，并告訴客戶程序需要與哪個服務程序建立連接以及完成哪種操作，服務程序則按照客戶程序的要求提供服務。3.7因特網（Internet）2.電子郵件服務(E-mail)電子郵件是利用計算機和通信網絡傳遞文字信息的現代化手段。

Internet通過在一些特定的通信節點計算機上運行相應的軟件，使之充當“郵局”的角色，用戶可以在這臺計算機上租用一個“電子郵箱”（分配一個存放往來郵件的磁盤存儲區域）來發送電子郵件。由于其采用SMTP（簡單報文傳輸協議），因此只能傳送ASCII文本信息，而不能傳送語音、圖像和視頻郵件。3.7因特網（Internet）2.電子郵件服務(E-mail)用戶發信時，只要同那臺計算機聯機，把信件內容和收件人的電子郵件地址通過計算機輸入自己租用的郵箱，然后經過電信網絡的傳輸，幾秒鐘就可達到千里之外的目的地。當郵件送到目的地后，便存入收件人的電子郵箱中。用戶只要隨時以計算機聯機的方式打開自己的電子郵箱，便可以讀取自己的信件。電子郵件地址的格式：username@hostname。Username：主機上登錄的用戶標示；Hostname：主機IP地址或主機域名。3.7因特網（Internet）電子郵件的最主要的組成構件發送方郵件緩存

接收端郵件服務器用戶代理SMTPSMTPPOP3

發送端郵件服務器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件服務器

郵件服務器SMTPSMTPPOP3(發送郵件)(發送郵件)（發送郵件）(發送郵件)(讀取郵件)(讀取郵件)(TCP連接)(TCP連接)(TCP連接)因特網3.7因特網（Internet）電子郵件的發送和接收過程發送方郵件緩存

接收端郵件服務器用戶代理

發送端郵件服務器用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件服務器

郵件服務器(發送郵件)SMTPSMTP(發送郵件)(TCP連接)因特網(1)發信人調用用戶代理來編輯要發送的郵件。用戶代理用SMTP把郵件傳送給發送端郵件服務器。3.7因特網（Internet）電子郵件的發送和接收過程發送方

接收端郵件服務器用戶代理SMTP

發送端郵件服務器郵件緩存用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件服務器

郵件服務器SMTP(發送郵件)(發送郵件)(TCP連接)因特網(2)發送端郵件服務器將郵件放入郵件緩存隊列中，等待發送。3.7因特網（Internet）電子郵件的發送和接收過程發送方郵件緩存

接收端郵件服務器用戶代理SMTP

發送端郵件服務器用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件服務器

郵件服務器SMTP(發送郵件)(發送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發送郵件）(發送郵件)(TCP連接)因特網(3)運行在發送端郵件服務器的SMTP客戶進程，發現在郵件緩存中有待發送的郵件，就向運行在接收端郵件服務器的SMTP服務器進程發起TCP連接的建立。3.7因特網（Internet）電子郵件的發送和接收過程發送方郵件緩存

接收端郵件服務器用戶代理SMTP

發送端郵件服務器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件服務器

郵件服務器SMTP(發送郵件)(發送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發送郵件）(發送郵件)(TCP連接)因特網(4)TCP連接建立后，SMTP客戶進程開始向遠程的SMTP服務器進程發送郵件。當所有的待發送郵件發完了，SMTP就關閉所建立的TCP連接。3.7因特網（Internet）電子郵件的發送和接收過程發送方郵件緩存

接收端郵件服務器用戶代理SMTP

發送端郵件服務器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件服務器

郵件服務器SMTP(發送郵件)(發送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發送郵件）(發送郵件)(TCP連接)因特網(5)運行在接收端郵件服務器中的SMTP服務器進程收到郵件后，將郵件放入收信人的用戶郵箱中，等待收信人在方便時進行讀取。3.7因特網（