復習計算機網絡的定義：組成、功能因特網概述：網絡與互聯網因特網發展的三個階段因特網的組成：邊緣部分+核心部分邊緣部分（C/S、P2P）核心部分（電路交換和分組交換）1.4計算機網絡在我國的發展從1987年至1990年代，中國互聯網主要依靠撥號上網。2000年后，寬帶用戶接入數量開始快速攀升。在中國，寬帶是互聯網的主要接入方式，占總體網民比例的90.6%；近年來，無線接入方式，特別是手機訪問互聯網的數量在迅速上升，使用固定電話撥號上網人數，自從在2004年達到峰值后，逐年繼續減少。中國互聯網供應商主要由中國電信、中國聯通、中國移動三大企業支配要接入互聯網，要租用三大企業的線路。中國電信：有線網絡（撥號上網、FTTx）、CDMA無線網中國聯通：有線網絡（撥號上網、FTTx）、WCDMA無線網中國移動：有線網絡（撥號上網、FTTx）、GPRS和TD-SCDMA無線網1.5計算機網絡的分類不同作用范圍的網絡

從網絡的使用者進行分類把用戶接入到因特網的網絡1.不同作用范圍的網絡廣域網WAN(WideAreaNetwork)也稱為遠程網，作用范圍通常是幾十到幾千公里。連接廣域網中間結點的鏈路一般是高速鏈路，采用光纖傳輸介質進行連接。城域網MAN(MetropolitanAreaNetwork)作用范圍是一個城市，距離約為5-50km局域網LAN(LocalAreaNetwork)

一般用微型計算機或工作站通過高速通信線路連接，使用雙絞線作為傳輸介質。作用范圍比較小。個人區域網PAN(PersonalAreaNetwork)

也稱為無線個人區域網（WPAN），作用范圍大約10m左右。2.不同使用者的網絡公用網(publicnetwork)也稱為公眾網，是指電信公司出資建造的大型網絡。三大網絡服務提供商（ISP）：中國移動、中國聯通、中國電信專用網(privatenetwork)

某個部門為本單位的特殊業務工作的需要建造的網絡，不向本單位以外的人提供服務。銀行網絡、鐵路票務管理網、校園網VPN（虛擬專用網）：在公用網絡上建立專用網絡的技術。濱州學院VPN地址2把用戶接入到因特網的網絡接入網

AN(AccessNetwork)，又稱為本地接入網或居民接入網。由ISP提供的接入網起到用戶與因特網連接的“橋梁”作用。接入網本身既不屬于因特網的核心部分，也不屬于因特網的邊緣部分。1.6計算機網絡的性能1.速率（網速）比特（bit）是計算機中數據量的最小單位來源于binarydigit，意思是一個“二進制數字”，一個比特就是二進制數字中的一個1或0速率即數據率(datarate)或比特率(bitrate)是連接在計算機網絡中上的主機在數字信道上傳送數據的速率單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s

，Tb/s2.帶寬模擬傳輸網（電話網）：信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。數字傳輸網（計算機網絡）：在計算機網絡中，“帶寬”是數字信道所能傳送的“最高數據率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。常用的帶寬單位常用的帶寬單位是千比每秒，即kb/s（103

b/s）兆比每秒，即Mb/s（106

b/s）吉比每秒，即Gb/s（109

b/s）太比每秒，即Tb/s（1012

b/s）3.吞吐量吞吐量(throughput)：表示在單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的數據量。吞吐量經常用于對現實世界中的網絡的一種測量，以便知道有多少數據量通過了網絡。吞吐量=帶寬*時間1011001…發送器隊列在鏈路上產生傳播時延結點在發送器產生傳輸時延(即發送時延)在發送節點中產生處理時延和排隊時延數據鏈路時延：數據從網絡的一端傳送到另一端所需的時間4.時延(delay或latency)發送時延：數據塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。傳播時延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。傳播時延=信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）發送時延=

數據塊長度（比特）信道帶寬（比特/秒）處理時延：為存儲轉發進行處理所花費的時間排隊時延：結點緩存隊列中分組排隊所經歷的時延，取決于網絡中當時的通信量。數據經歷的總時延就是發送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延之和。練習收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2*108m/s。試問以下情況的發送時延和傳播時延。數據長度為107比特，數據發送速率為100kb/s數據長度為103比特，數據發送速率為1Gb/s5.利用率信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）完全空閑的信道的利用率是零信道利用率并非越高越好網絡利用率是全網絡的信道利用率的加權平均值。時延與網絡利用率的關系根據排隊論的理論，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。若令D0表示網絡空閑時的時延，D表示網絡當前的時延。在適當的假定條件下，可以用下面的簡單公式表示D和D0之間的關系：U是網絡的利用率，數值在0到1之間。時延

D利用率

U10D0時延急劇增大假定網絡的利用率到達了90%，請估算現在的網絡時延是它的最小值多少倍？1.7計算機網絡的體系結構網絡體系結構提出的背景——網絡的復雜性、異質性不同的通信介質——有線、無線、…

…不同種類的設備——主機、路由器、交換機…

…不同的操作系統——Unix、Windows、…

…不同的軟/硬件、接口和通信約定（協議）不同的應用環境——固定、移動、…

…不同種類業務——分時、交互、實時、…

…結構清晰簡化設計與實現便于更新與維護較強的獨立性和適應性復雜的網絡系統，如何合理組織結構達到：解決：分而治之！一個生活中的例子：物流系統郵政系統的組織:層次的觀點：

每層實現一種特定的服務通過自己內部的功能依賴自己的下層提供的服務用戶(寄件者)快遞員(取信)分檢員(分檢)運輸工具(出發)用戶(收件者)快遞員(送信)分檢員

(分檢)運輸工具(到達)運輸線路分層的物流系統組織:服務用戶-to-用戶：信息服務快遞員-to-快遞員：傳遞服務分檢員-to-分檢員：地址選擇服務

運輸工具-to-運輸工具：運輸服務層次功能的分布式實現運輸工具(出發)運輸工具(到達)運輸線路信件發送方信件接收方中間交通樞紐運輸線路運輸線路用戶(寄件者)用戶(收件者)快遞員(取信)快遞員(送信)分檢員(分檢)分檢員(分檢)相互通信的兩個計算機系統必須高度協調工作才行，這種“協調”是相當復雜的。“分層”將龐大而復雜的問題，轉化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題比較易于研究和處理。

1.7.1網絡體系結構的形成1974年，美國IBM公司宣布了系統網絡體系結構SNA1983年，國際標準化組織ISO形成開放系統互連參考模型（OSI/RM）的正式文件。互連網實際遵守的體系結構標準：TCP/IP網絡體系結構標準1.開放系統互連參考模型OSI/RM開放：只要遵循OSI標準，一個系統就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一標準的其他任何系統進行通信系統：指在現實的系統中與互連有關的部分1983年形成了OSI的正式文件，即七層協議體系結構。應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層法律上的(dejure)國際標準OSI沒有得到市場的認可注意只有物理層存在直接連接，其余層均為間接連接以運輸層為界，將體系結構分為兩大部分：通信子網（核心部分）、資源子網（邊緣部分）2.TCP/IP模型應用層運輸層（TCP）網絡層（IP）網絡接口層非國際標準TCP/IP獲得了最廣泛的應用稱為事實上的(defacto)國際標準應用層運輸層網絡層網絡接口層應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層1.7.2協議與劃分層次1.網絡協議（networkprotocol），簡稱為協議，是為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定。

計算機網絡中的數據交換必須遵守事先約定的規則。規則明確規定了所交換的數據的格式以及有關的同步問題。網絡協議的組成要素：語法（數據與控制信息的結構或格式）語義（需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應）同步（事件實現順序的詳細說明）2.劃分層次的概念舉例計算機

1

向計算機

2

通過網絡發送文件。第一類工作與傳送文件直接有關。確信對方已做好接收和存儲文件的準備。雙方協調好一致的文件格式。兩個計算機將文件傳送模塊作為最高的一層，剩下的工作由下面的模塊負責。兩個計算機交換文件文件傳送模塊計算機

1計算機

2文件傳送模塊只看這兩個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行發送把收到的文件交給上層模塊再設計一個通信服務模塊文件傳送模塊計算機

1計算機

2文件傳送模塊只看這兩個通信服務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行發送把收到的文件交給上層模塊通信服務模塊通信服務模塊再設計一個網絡接入模塊文件傳送模塊計算機

1計算機

2文件傳送模塊通信服務模塊通信服務模塊網絡接入模塊網絡接入模塊通信網絡網絡接口網絡接口網絡接入模塊負責做與網絡接口細節有關的工作例如，規定傳輸的幀格式，幀的最大長度等。3.計算機網絡的體系結構計算機網絡的體系結構（architecture）是計算機網絡的各層及其協議的集合。體系結構是計算機網絡及其部件所應完成的功能的精確定義。1.7.3具有五層協議的體系結構

兩種體系結構標準：OSI七層體系結構：應用層、表示層、會話層、運輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層TCP/IP四層體系結構：應用層、運輸層、網際層和網絡接口層。采取折中的辦法，綜合

OSI和

TCP/IP

的優點，采用有五層協議的體系結構。

五層協議的體系結構應用層(applicationlayer)運輸層(transportlayer)網絡層(networklayer)數據鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數據鏈路層5應用層4運輸層3網絡層2數據鏈路層1物理層主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2應用進程數據先傳送到應用層加上應用層首部，成為應用層

PDU主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2應用層PDU再傳送到運輸層加上運輸層首部，成為運輸層報文主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2運輸層報文再傳送到網絡層加上網絡層首部，成為IP數據報（或分組）主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2IP數據報再傳送到數據鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數據鏈路層幀主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2數據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

1

向主機

2

發送數據應用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體主機

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

2主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2物理層接收到比特流，上交給數據鏈路層主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2數據鏈路層剝去幀首部和幀尾部取出數據部分，上交給網絡層主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2網絡層剝去首部，取出數據部分上交給運輸層主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2運輸層剝去首部，取出數據部分上交給應用層主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2應用層剝去首部，取出應用程序數據上交給應用進程主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2我收到了

AP1

發來的應用程序數據！主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2應用程序數據應用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝去首部（尾部）的層次應用程序數據H5應用程序數據H4H5應用程序數據H3H4H5應用程序數據H4運輸層首部H3網絡層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

210100110100101比特流110101110101計算機2的物理層收到比特流后交給數據鏈路層H2T2H3H4H5應用程序數據H3H4H5應用程序數據主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2數據鏈路層剝去幀首部和幀尾部后把幀的數據部分交給網絡層H2T2H3H4H5應用程序數據H4H5應用程序數據H3H4H5應用程序數據主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2網絡層剝去分組首部后把分組的數據部分交給運輸層H5應用程序數據H4H5應用程序數據主機

1