走進網絡精彩世界-計算機網絡概述主講人：XXX計算機網絡基礎思維導圖學習提示32主題：認識計算機網絡計算機網絡的表示計算機網絡的組成和分類計算機網絡的發展和趨勢網絡的表示及其在網絡拓撲中的應用3

計算機網絡的概念基本網絡組件網絡改變人們的互動方式網絡領域的就業方向1245主題一：認識計算機網絡學習目標知識目標本節目標1.了解信息網絡交互與社會發展之間的關系。2.理解計算機網絡的定義。3.掌握計算機網絡的主要功能。1.從計算機網絡概念的角度，引導學生認識網絡蘊含的共享與競爭和諧等優秀傳統文化思想。2.從計算機網絡應用的角度，引導學生認識到計算機網絡對于人類社會的重要性,引導學生認同自己的社會身份以及肩負的社會責任。素質目標能力目標1.能夠使用計算機網絡學習與工作。2.能夠描述計算機網絡的通用定義。課程導入重點本節目標計算機網絡的定義計算機網絡的主要功能難點信息交互方式概述7

語言交互是人類最早、最基本、最直接的信息交互方式。現在，我們已經生活在網絡中，不但信息交互方式種類很多，而且對社會發展所帶來的影響更加深刻信息網絡交互的特點8

一對一（單播）一對多（多播）一對所有（廣播）信息網絡交互的特點9

在疫情期間全國師生通過網絡進行線上教育，為線上教學工作提供了技術支持和物質保障，這其中體現了網絡的社會價值。計算機網絡的概念10

網絡的定義網絡原指用一個巨大的虛擬畫面把所有東西連接起來形成的一個整體（由節點和連線構成的圖）計算機網絡的概念11

計算機網絡的定義計算機網絡是個發展中的概念和技術計算機網絡的精確定義至今沒有統一不同的網絡定義反映了人們對網絡本質的不同理解，也體現了網絡技術的發展水平與階段資源共享的觀點：計算機網絡是以資源共享為目的、自治互聯的計算機系統的集合用戶透明的觀點：實質上定義了分布式計算機系統；分布式系統和計算機網絡系統是兩個不同的概念，但二者有十分密切的關系廣義的觀點：實質上定義了計算機網絡中的通訊網絡；主要應用在主機-終端系統中，目前已經不適用計算機網絡的概念12

實現資源共享和信息交互計算機網絡基本特征1互聯目的2聯網對象3操作方法自治系統互連使用合適的傳輸介質將計算機和傳輸設備連接起來，并遵守相同的規則實現通信交往信息資源交流計算機分布資源共享或協同工作計算機網絡的概念13

計算機網絡的功能數據通信資源共享分布處理集中管理負載均衡計算網絡的功能通過閱讀教材,探究如下問題問題1：在處理神舟飛船升空及飛行這一問題時，網絡中的所有計算機都協作完成一部分的數據處理任務，體現了網絡的（

）功能問題2：教師將教案和學習資料發布在BLOG上，所有學生都可以閱讀和下載，這體現了網絡的（

）功能問題3：某同學經常用msn和QQ和遠方的朋友交流，體現了網絡的（

）功能

A.數據通信B.資源共享C.分布處理D.負載均衡14

分布處理資源共享數據通信閱讀教材完成：15

1.下列屬于計算機網絡的最主要的特點的是（

）。A.精度高 B.共享資源 C.運算速度快 D.存儲量大2.下列不屬于計算機網絡主要功能的是（

）。A.資源共享 B.信息傳遞 C.分布處理 D.電子公告板課堂練習16

拓展練習：17

發布任務：騰訊文檔是一款可多人同時編輯的在線文檔，支持在線Word/Excel/PPT/PDF/收集表多種類型。可以在電腦端、移動端等多類型設備上隨時隨地查看和修改文檔。（1）新建一個通訊錄Excel文檔，允許班級所有學生能同時編輯。（2）新建一個Word文檔，只允許你的同桌在線編輯，且有版權保護。謝謝！走進網絡精彩世界-計算機網絡概述主講人：XXX計算機網絡基礎課前回顧課前回顧1.“點”與“線”之間的關系如圖所示。把研究的實體抽象成與其大小、形狀無關的“點”，實體之間的連接抽象成“線”，從幾何結構上看，圖反映了哪幾種幾何形狀？從連接關系上看，下圖還能反映其他幾何形狀嗎？為什么？課前回顧2．N個“點”的連接關系如圖1-7所示。如果把網絡中的研究實體，如計算機，視為一個“點”，把連接實體的傳輸介質視為“線”，則在圖1-7由N個“點”構成的結構圖中，分別有多少條“線”連接？學習提示32主題：認識計算機網絡計算機網絡的表示計算機網絡的組成和分類計算機網絡的發展和趨勢網絡的表示及其在網絡拓撲中的應用23

計算機網絡的概念基本網絡組件網絡改變人們的互動方式網絡領域的就業方向1245學習目標知識目標本節目標1.了解計算機網絡拓撲結構的概念。2.掌握計算機網絡的表示方式。3.掌握常見計算機網絡拓撲結構的特點。1.未來的網絡需要追求更靈活、更快捷的網絡拓撲結構，從抽象的計算機網絡拓撲結構變化形式，引導學生認識肯定-否定-否定之否定的規律過程。素質目標能力目標1.能夠正確使用網絡符號來表示計算機網絡拓撲結構圖。2.能夠使用常見繪圖工具繪制計算機網絡拓撲結構圖。課程導入重點本節目標典型的網絡拓撲結構常見網絡拓撲結構的特點難點主題二：計算機網絡的表示學習目標了解計算機網絡拓撲結構的概念；掌握網絡的表示方式；掌握常見網絡拓撲結構的特點。27

計算機網絡拓撲結構的概念28

拓撲：把所研究的實體抽象成與其大小、形狀無關的“點”，而把實體之間的連接抽象成“線”拓撲圖：表示“點”與“線”之間關系的圖拓撲結構（反映的是連接關系）與幾何結構（反映的是幾何形狀）屬于兩個不同的數學概念左圖幾何形狀不同，是否屬于不同的拓撲結構？計算機網絡拓撲結構的表示29

網絡圖通常使用符號來表示構成網絡的不同設備和連接計算機網絡拓撲結構的表示30

計算機網絡拓撲圖有兩種：物理拓撲圖：用于識別網絡設備和傳輸介質安裝的物理位置；邏輯拓撲圖：用于識別設備、端口和編址方案。自主學習31

常見的拓撲結構有哪些？計算機網絡拓撲結構的分類32

網絡拓撲是由網絡節點設備和通信介質構成的網絡結構圖中心計算機小王的終端小李的終端小張的終端小型局域網的拓撲圖1總線型拓撲結構2星型拓撲結構3環型拓撲結構4網狀拓撲結構5樹型拓撲結構33

總線型拓撲計算機網絡拓撲結構的分類總線型拓撲中采用一條公共傳輸信道傳輸信息，所有節點均通過專門的連接器連到這個公共信道上，這個公共的信道稱為總線。總線型拓撲連接器優點：成本較低、布線簡單、計算機增刪容易缺點：1.

總線是共享的，容易引起沖突，造成傳輸失敗；

2.

如果計算機數量過多，會降低網絡的速度。總線局域網計算機網絡的概念34

星型拓撲星型拓撲中有一個中心節點，其它各節點通過點對點線路與中心節點相連，形成輻射型結構，在物理形狀上就像是星星。計算機之間不能直接進行通信，必須由中心設備轉發。星型拓撲結構優點：結構簡單、組網容易、控制方便，計算機故障影響范圍小且容易檢測和排除缺點：1.

通信線路數量多、利用率低；

2.

中心設備是全網可靠性的瓶頸，如果中心設備出現故障，整個網絡的通信都會癱瘓。中心節點局域網計算機網絡的概念35

環型拓撲在環型拓撲中，每臺計算機與相鄰的計算機直接相連，各節點和通信線路連接形成的一個閉合的環。環中的數據按照一個方向沿環逐個節點傳輸，或順時針方向，或逆時針方向。環型拓撲結構優點：結構簡單、實時性強缺點：1.

可靠性較差，環上任何一個節點發生故障都會影響到整個網絡，而且難以進行故障診斷。

2.

當增加或刪除節點時，操作步驟復雜且會干擾整個網絡的正常運行局域網計算機網絡的概念36

網狀拓撲各結點通過傳輸線相互連接起來，并且任何一個結點都至少與其他兩個結點相連網狀拓撲結構優點：可靠性高，設備之間存在多條連接路徑，局部的故障不會影響整個網絡的正常工作缺點：結構復雜、協議復雜、實現困難、不易擴充廣域網計算機網絡的概念37

樹型拓撲是一種分層結構，可以看做是星型拓撲的一種擴展，適用于分級管理和控制的網絡系統。樹型拓撲結構優點：易于擴展，易于故障隔離缺點：根節點出現故障，整個網絡都會癱瘓中心節點中心節點中心節點局域網星型拓撲結構環狀拓撲結構計算機網絡的概念混合拓撲結構混合拓撲結構38

星型拓撲結構總線型拓撲結構計算機網絡的概念39

網絡拓撲結構分析思考40

可否將拓撲名稱中的“型”寫成“形”？

如果節點之間連接形成的形狀為星形，拓撲結構是否為星型？課后練習41

實驗42

繪制網絡拓撲圖，要求每個元素都有標注，盡量不出現交叉，圖形重疊。謝謝！走進網絡精彩世界-計算機網絡概述主講人：XXX計算機網絡基礎課前回顧課前回顧不同的人對網絡的看法是不同的，部分用戶可能根本沒有網絡的概念，而部分用戶的看法可能來自家中使用的高速Internet連接，如數字用戶線（DSL）或有線電視（CATV），如圖所示。課前回顧企業網絡的用戶可能對他們公司的企業網絡有一些了解，意識到使用網絡可以完成許多任務，如圖所示。課前回顧請結合之前學過的網絡圖示標，說出上述兩圖中網絡的組件（Components）構成，以及它們所采用的網絡拓撲的類型，盡可能說出現實生活中存在的網絡名稱。學習提示32主題：認識計算機網絡計算機網絡的表示計算機網絡的組成和分類計算機網絡的發展和趨勢網絡的表示及其在網絡拓撲中的應用49

計算機網絡的概念基本網絡組件網絡改變人們的互動方式網絡領域的就業方向1245學習目標知識目標本節目標1.了解計算機網絡的物理構成。2.掌握計算機網絡的邏輯組成。3.掌握常見網絡的基本特點。4.理解分組交換的基本概念。1.分組交換是計算機網絡的基石，引導學生逐步建立“化整為零”“積零為整”的哲學思辨思維。素質目標能力目標1.能夠認識身邊常見的計算機網絡。2.能夠分析計算機網絡結構。課程導入重點本節目標計算機網絡的邏輯組成以及分類資源子網和通信子網難點主題三：計算機網絡的組成和分類學習目標了解計算機網絡的物理構成；掌握計算機網絡的邏輯組成；掌握各類常見網絡特征。53

理解分組交換的基本概念。計算機網絡的物理構成54

網絡基礎設施由終端設備、網絡設備和傳輸介質等網絡組件構成55

終端設備終端設備是發出或接收信息的設備。信息從一個終端設備發出，流經網絡，然后到達另一個終端設備。當一臺終端設備發起通信時，會使用目的終端設備的地址來指定應該將消息發送到哪里。計算機網絡的物理構成56

網絡設備網絡設備將每臺終端設備連接到網絡，并且可以將多個獨立的網絡連接成網絡中的網絡。計算機網絡的物理構成交換機無線路由器路由器集線器常見網絡設備（選講）簡單網絡結構拓撲圖交換機無線路由器路由器集線器1.網卡2.集線器/中繼器3.交換機/網橋4.路由器/三層交換機5.無線路由器57

1.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：28-29-02-71-E8-1958

2.集線器/中繼器簡單網絡結構拓撲圖交換機無線路由器路由器集線器集線器/中繼器負責在兩個節點的物理層上按比特傳遞信息，完成信號的整形、放大和復制功能，以此來延長網絡的長度。發送端發出信號衰減后信號中繼器放大調整后信號中繼器發送端接收端59

簡單網絡結構拓撲圖無線路由器路由器集線器交換機交換機/網橋網橋和交換機能夠實現一對一的轉發方式，它們是局域網的重要組網設備3.交換機/網橋地址表端口物理地址E1120012001111E2120012002222…………主機AMAC：120012001111主機BMAC：120012002222主機BMAC：120012004444主機CMAC：120012003333E1E2E3E4查詢地址表從E2發出交換機60

簡單網絡結構拓撲圖路由器集線器交換機4.無線路由器無線路由器61

用于用戶上網、帶有無線覆蓋功能的路由器。無線路由器可以看作是一個轉發器，將家中墻上接出的寬帶網絡信號通過天線轉發給附近的無線網絡設備簡單網絡結構拓撲圖無線路由器集線器交換機5.路由器路由器路由器/三層交換機主要用于不同網絡間的通信，或者是廣域網的通信，根據IP地址選擇數據轉發的鏈路路由器三層交換機路由器C路由器B主機B路由器A主機A以太網ATM專線以太網以太網路由器根據IP地址進行路由選擇并轉發分組62

63

傳輸介質網絡中的通信都在介質上傳輸的，介質為信息從源設備傳送到目的設備提供了通道。計算機網絡的物理構成地表衛星地球站衛星地球站衛星地面波電離層地表地表雙絞線光纖通信衛星無線電波64

計算機網絡的邏輯組成從面向計算機網絡的兩大基本功能：數據處理和數據通信出發分為通信子網和資源子網通信子網CommunicationSubnet它主要負責全網的信息/數據處理，為網絡用戶提供網絡服務和資源共享功能等。它主要包括網絡中所有的主機、I/O設備、終端，各種網絡協議、網絡軟件和數據庫等。它負責全網的數據通信，為網絡用戶提供數據傳輸、轉接、加工和變換等通信處理工作。它包括通信線路（即傳輸介質）、網絡連接設備（如網絡接口設備、通信控制處理機、網橋、路由器、交換機、網關、衛星地面接收站等）、網絡通信協議和通信控制軟件等。介質協議計算機交換機資源終端路由器資源子網ResourceSubnet65

計算機網絡的邏輯組成書上圖66

計算機網絡的分類按數據傳輸方式按數據交換方式按覆蓋的地理范圍廣播式網絡（BroadcastNetwork）點到點式網絡（PointtoPoint）67

按數據傳輸方式-廣播式計算機網絡的分類網絡中的計算機或設備共享一條通信信道廣播式網絡（BroadcastNetwork）特點1.任一計算機發出的信息，其他計算機都能收到，根據報文中的目的地址來判斷是接收還是丟棄該報文2.在廣播式網絡中要實現正確有效的通信，需要解決尋址（Addressing）和訪問沖突（Collision）的問題68

按數據傳輸方式-點到點式計算機網絡的分類計算機或網絡設備以點對點的連接方式，把各節點連接起來，進行數據傳輸。特點1.點到點通信的特點是一條線路連接一對節點，信息傳輸采用存儲轉發（StoreandForward）方式。3.從源結點到目的結點可能存在多條路由，決定路由需要有路由選擇算法。3.這種傳播方式主要用于廣域網中，廣域網中路由器之間的數據傳輸就是采用點到點的方式。路由器廣域網路由器點到點式網絡（PointtoPoint）69

按覆蓋的地理范圍計算機網絡的分類按數據傳輸方式按數據交換方式按覆蓋的地理范圍局域網LAN城域網MAN廣域網WAN按覆蓋范圍分按覆蓋范圍分各類特點？個域網PAN70

按覆蓋的地理范圍-個域網

計算機網絡的分類個域網個域網（PersonalAreaNetwork，PAN）是指圍繞某個人而搭建的計算機網絡，如圖所示，覆蓋范圍一般小于10米，通常包含筆記本電腦、智能手機、個人數字助理與平板電腦iPad等。個域網可以用線纜（如USB）來構建，也可以使用無線（如藍牙）來構建。71

按覆蓋的地理范圍-局域網

計算機網絡的分類局域網局域網（LocalAreaNetwork，LAN），是指在一個較小的范圍內的計算機、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。局限在一個地點、一幢建筑或一組建筑范圍內的計算機網絡。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有限的地理范圍數據傳輸具有高速率、低延遲和低誤碼率2一個人或者組織所擁有3局域網特點72

按覆蓋的地理范圍-城域網

計算機網絡的分類城域網城市區域網絡簡稱城域網（MetropolitanAreaNetwork，MAN），也稱為都市網。通常是跨越一個城市或大型校園的計算機網絡，由公司或企業擁有和運作，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73

按覆蓋的地理范圍-廣域網

計算機網絡的分類廣域網廣域網（Wide

Area

Network,

WAN）也稱為遠程網，是指覆蓋一個國家甚至全世界的廣大區域的計算機網絡。其網絡覆蓋范圍巨大。廣域網的覆蓋范圍從幾百千米到幾千千米不等。路由器北京市網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1數據傳輸速率比局域網低適應綜合業務服務的要求2適應大容量與突發性通信的要求3廣域網特點完善的通信服務與網絡管理474

按數據交換方式計算機網絡的分類按數據交換方式按覆蓋的地理范圍按數據傳輸方式交換的本質含義網絡的目標是實現網絡上終端之間的數據通信發送終端接收終端數據傳輸通路建立連接在網絡上的任何兩個終端之間的數據傳輸通路的機制控制數據沿著源終端至目的終端傳輸通路完成傳輸過程的機制75

76

按數據交換方式-電路交換計算機網絡的分類電路交換電路交換（CircuitSwitching）也稱為線路交換，由電路交換機按需在兩個終端之間動態建立信道的過程稱為電路交換過程，也稱為連接建立過程，在源節點和目的節點之間建立一條專用的通路用于數據傳輸的方式稱為電路交換方式。原理：呼叫撥號過程就是電路建立通話就是數據傳輸掛機就是電路拆除建立連接(占用通信資源)->數據傳輸(一直占用通信資源)->釋電路拆除(歸還通信資源)77

按數據交換方式-電路交換計算機網絡的分類電路交換的特點電路交換的優點數據傳輸可靠電路交換的缺點線路利用率低應用場合：終端之間信道具有固定的數據傳輸速率，適合語音傳輸78

按數據交換方式-報文交換計算機網絡的分類報文交換報文交換（MessageSwitching）又稱消息交換，采用存儲轉發交換原理，發送給下一個節點的是一個完整的報文，其長度并無限制。傳輸單位：報文

報文交換為終端分配地址，將用戶數據、源地址、目的地址、長度、檢驗碼等封裝成報文（報文封裝），發送給下一個節點下一個節點轉發表中的轉發項給出通往每一個終端的傳輸路徑以報文目的地址查找轉發表，確定分組轉發端口接收、錯誤檢查、緩存報文，再根據目的地址發送報文數據報交換的交換機制：控制數據傳輸過程機制交換機1轉發表A端口1B端口2C端口3D端口4E端口4F端口4終端A終端B終端C終端D終端E終端F交換機113413422ABCDEF數據BA分組數據修改后報文格式目的地址源地址數據報文格式標識符按數據交換方式-報文交換計算機網絡的分類79

80

按數據交換方式-報文交換計算機網絡的分類報文交換的特點報文交換的優點不獨占信道，線路利用率高報文交換的缺點網絡延時長且不確定轉發速度不高應用場合：適合非實時通信，如公共電報系統81

按數據交換方式-分組交換計算機網絡的分類分組（Packet）的概念把較長的報文（Massage）劃分成較短的、固定長度的數據段交換（Switching）的概念把一條電話線轉接到另一條電話線，使它們連通起來從通信資源的分配角度來看，交換就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源82

按數據交換方式-分組交換計算機網絡的分類這個報文較長不便于傳輸分組交換分組交換（PacketSwitching）是將報文分解為若干個小的、按一定格式組成的分組（Packet），這些分組逐個被中間節點采用存儲轉發方式傳輸，最終達到目的端。

83

按數據交換方式-分組交換計算機網絡的分類分組交換的工作原理數據數據數據

在發送端把要發送的報文分隔為較短的數據塊每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組（包）依次把各分組發送到接收端接收端剝去首部，抽出數據部分，還原成報文數據分組111010011101?

???????00101001110報文發送端首部分組2數據首部分組n首部數據發送發送發送接收端數據首部數據首部數據首部11010011101?

???????0010100111084

按數據交換方式-分組交換計算機網絡的分類虛電路交換（類似于電路交換）的特點相當于掛號信服務：需要建立連接→資源預留→所有分組都經過同一傳輸路徑；不會出現分組亂序；容錯性差數據包交換（類似于報文交換）的特點終端A終端B終端D終端C終端E終端F終端H終端G1234123412341234分組交換機1分組交換機2分組交換機3分組交換機4123相當于平信服務：不需要建立連接→每個分組攜帶目的地址信息→分組獨立選擇傳輸路徑；出現分組亂序情況；但容錯性較高85

按數據交換方式-分組交換計算機網絡的分類分組交換的特點分組交換的優點線路利用率高、數據傳輸效率高和較高的轉發速度分組交換的缺點無法確保達到分組的有序達到應用場合：廣泛應用于計算機網絡，交換中等或大量數據的情況。86

交換技術的比較計算機網絡的分類練習87

課后練習88

1.一般局域網的數據傳輸速率要比廣域網的數據傳輸速率()。A.高 B.低 C.相同 D.不確定2.電路交換是實現數據交換的一種技術，其特點是()。A.無呼叫損失 B.不同速率的用戶之間可以進行數據交換C.信息延時短，且固定不變 D.可以把一個報文發送到多個目的節點中3.下列對局域網特點說法不正確的是（

）。

A.局域網拓撲結構規則 B.可用通信介質較少 C.范圍有限 D.誤碼率低4.以下關于分組交換的敘述中。錯誤的是（

）。A.分組交換采用定長的分組 B.分組由頭部和分組體構成C.分組頭含有控制信息和路由信息 D.分組體攜帶要傳送的數據5.下列有關廣域網的敘述中，正確的是（

）。

A.廣域網必須使用撥號接入 B.廣域網必須使用專用的物理通信線路

C.廣域網必須進行路由選擇 D.廣域網都按廣播方式進行數據通信課后練習89

數據報方式與虛電路方式的主要區別是（）A.數據發送之前，站與站之間是否要建立一條路徑

B.可靠性

C.高效性

D.實時性以下不屬于局域網特點的是（）A.有限的地理范圍B.通常具有較好的性能C.易于建立、管理和維護D.覆蓋范圍較廣點-點網絡與廣播式網絡的根本區別是（）

A.點-點網絡只有兩個節點，廣播式網絡中有多個節點

B.所采用的拓撲結構不同

C.點-點網絡獨占鏈路信道，廣播式網絡共享鏈路信道

D.是否采用存儲轉發與路由選擇廣播式網絡中，一臺主機發出的數據包可能會被同一網絡中的部分主機接收到

A.正確B.錯誤點到點的網絡中，節點間發送數據，只有固定的目的節點能夠收到，其它的節點收不到

A.正確B.錯誤課后練習90

以下關于分組交換技術的敘述中，說法錯誤的是（）。

A．每個數據報分組自身攜帶足夠的信息，它的傳送是被單獨處理的

B．數據報分組在整個傳送過程中，不需要事先建立虛電路

C．每個虛電路分組自身攜帶有足夠的信息，它的傳送是自尋址的

D．網絡節點無須為每個虛電路分組做出路由選擇拓展練習91

分析以下網絡圖：謝謝！走進網絡精彩世界-計算機網絡概述主講人：XXX計算機網絡基礎課前回顧課前回顧電話通信距今已有300多年的歷史，電話通信系統的拓撲結構如左圖所示。因特網發展至今只有50多年的時間，因特網的拓撲結構如右圖所示。課前回顧請描述兩圖采用何種類型的拓撲結構？這兩種拓撲結構中，哪一種可靠性高？請分析因特網在改變世界的過程中所帶來的社會影響遠比電話網絡要大得多的原因是什么？學習提示32主題：認識計算機網絡計算機網絡的表示計算機網絡的組成和分類計算機網絡的發展和趨勢網絡的表示及其在網絡拓撲中的應用97

計算機網絡的概念基本網絡組件網絡改變人們的互動方式網絡領域的就業方向1245學習目標知識目標本節目標1.了解計算機網絡的發展過程。2.了解計算機網絡的發展趨勢。3.了解網絡領域的就業方向。1.了解計算機網絡發展史上發生的里程碑事件和科學家做出的杰出貢獻，樹立正確的人生觀和價值觀，建立端正的學習態度。2.了解中國從網絡大國向網絡強國邁進的過程，激發愛國情懷，增強民族自豪感。素質目標能力目標1.具備在計算機網絡領域獲得工作機會的能力。課程導入重點本節目標計算機網絡的發展過程計算機網絡的發展趨勢難點主題四：計算機網絡的發展和趨勢學習目標了解計算機網絡的發展過程；了解計算機網絡的發展趨勢；了解網絡領域的就業方向。101

計算機網絡的發展過程102

計算機網絡形成條件強烈的社會需求軍事需求——指揮系統等社會需求——數據共享等科研需求——信息交換等商業需求——快速高效安全個人需求——娛樂信息服務成熟的先期技術計算機技術和通信技術的高度融合通信技術為計算機之間的數據傳遞和交換提供了必要手段。計算機技術的發展滲透到通信技術中，提高了網絡的各種性能。硬件技術軟件技術有線通信技術無線通信技術微電子技術光電子技術Network計算機網絡Electronics電子技術Comunication通信技術Computer計算機技術計算機網絡的發展過程103

計算網絡發展的四個階段低級到高級簡單到復雜計算機網絡的發展過程104

中心計算機小王的終端小李的終端小劉的終端1.數據通信型網絡(20世紀50年代中期到60年代中期)ABC技術條件：數據通信技術的研究與應用，為計算機網絡的產生做好了技術準備社會需求：人們意識到，將地理位置分散的多個終端通過通信線路連接到一臺中心計算機上，由一臺計算機以集中方式處理不同地理位置用戶數據ABC中心計算機體積大、價格昂貴、不可能在所有的地方配置一臺計算機重要貢獻：計算機技術和通信技術首次結合，提出了分組交換的概念終端不具備計算能力，只能在計算機的控制下，完成信息的發送與接收特點：數據處理和通信有了分工；主機負荷重，響應時間長；通信線路利用率低；可靠性低計算機網絡的發展過程105

2．資源共享型網絡(20世紀60年代末至70年代末)

誘發因素：冷戰高峰期，美國國防部領導的高級研究規劃局ARPA（AdvancedResearchProjectAgency）希望建立一個命令和控制網絡，即使在核戰爭的情況下它也能夠保存下來傳統電話網絡的脆弱性：較少的冗余PaulBaran的網絡解決方案，提出分組交換技術它對計算機網絡技術的突出貢獻是：證明了分組交換的理論正確性；提出了資源子網（ResourceSubnet）和通信子網（CommunicationSubnet）兩級網絡結構的概念；采用了層次結構的網絡體系結構模型與協議體系。計算機網絡的發展過程106

3．體系結構標準化網絡(20世紀70年代末至80年代初)重要貢獻廠商標準：IBM-SNA，DEC-DNA等國際標準：ISOOSI/RM）工業標準：美國國防部將TCP/IP作為所有計算機網絡的標準1物理層2數據鏈路層3網絡層4運輸層5會話層6表示層7應用層OSITCP/IP網絡接口層網際層IP運輸層TCP,UDP應用層(各種應用協議如TELNET,FTP,SMTP等)計算機網絡的發展過程107

4．高速綜合型網絡(20世紀90年代末至今)計算機技術通信技術HTTP網絡已經滲透到我們生活的各個方面Internet的廣泛應用高速網絡技術的研究與發展寬帶網絡的研究與發展光網絡技術的研究與發展計算機網絡的發展過程108

1.數據通信型網絡2.資源共享型網絡3.標準系統型網絡4.高速綜合型網絡計算機網絡的發展歷程你知道了嗎？中國計算機網絡的發展過程109

計算機網絡雖然誕生自美國，中國起步較晚，但發展迅速，成果斐然。當前的中國已成為名副其實的網絡大國，正向著網絡強國邁進。計算機網絡的發展趨勢01自帶設備(BYOD)02在線協作03視頻通信04云計算05智能家庭技術111

計算機網絡的發展趨勢自帶設備自帶設備（BYOD）是指最終用戶可以使用個人工具通過企業或園區網絡訪問信息和相互通信。

智能手機、PAD、電腦等個人智能設備的廣泛使用，正在改變著我們的世界，不僅豐富了人們的娛樂生活，也成為學習、工作的好幫手。自帶設備辦公（BYOD）已經漸漸成為當下一種流行趨勢。

112

計算機網絡的發展趨勢在線協作“與合辦項目中的其他人在線合作的行為”113

計算機網絡的發展趨勢視頻通信

使用Internet連接可以向任何地方和從任何地方發出視頻通話。云計算

云計算使我們可以在Internet上存儲個人文件，甚至可以在服務器上備份整個硬

盤驅動器。云計算的類型主要有公共云、私有云、混合云和定制云等四種。114

計算機網絡的發展趨勢智能家庭技術

智能家庭技術是集成到日常設備中的一項技術，以便它們與其他設備互連，從而使日常設備更加“智能”或自動化。課后練習115

1.世界上第一個計算機網絡是（

）。A.ARPANET B.ChinaNet C.Internet D.CERNET2.因特網采用的數據交換技術是()。A.電路交換 B.報文交換C.虛電路交換 D.分組交換謝謝！網絡體系結構主講人：XXX計算機網絡基礎思維導圖課前回顧課前回顧1.如圖所示為三國時期“曹沖稱象”的場景，我們從這個故事中得到什么啟示？在現實生活中，人們在面對復雜問題時也采用了與此類似的方法來處理，你能舉例說明嗎？課前回顧2．假如你在重慶，需要通過書信與美國芝加哥的朋友進行溝通交流。考慮到通信距離較遠，信件無法直接由你自己交到你的朋友手中，信件的分揀和投遞需要交給郵政局來處理，信件的轉送和運輸需要交給運輸部門來處理，如圖所示。請根據郵政通信系統的業務運行過程，回答下列問題。課前回顧（1）根據圖中提示，將空白處補充完整。（2）通信雙方需要知道去對方的具體路徑嗎？郵政局或運輸部門需要了解通信雙方的信件內容嗎？（3）郵政通信系統從邏輯上劃分為幾個步驟或幾個層次的優點是什么？（4）將郵政通信系統業務運行過程進一步抽象，畫出抽象模型圖。學習提示132實現計算機網絡通信需要具備哪些條件？為什么需要對計算機網絡結構進行分層？什么是計算機網絡分層結構？123

學習目標知識目標本節目標1.了解分層結構的好處。2.理解協議對網絡通信的作用和遵守規則的意義。3.掌握計算機網絡體系結構的概念。1.通過介紹網絡協議的內涵，引導學生遵守規則和紀律的重要性，養成遵守法律或約定俗成的社會規則的意識。2.通過學習協議分層和網絡體系結構的概念，培養學生化繁為簡、分而治之、從抽象到具體的分析與解決問題的思維方法。素質目標能力目標1.能夠安裝和使用協議分析工具。課程導入重點本節目標1.層次結構理解2.計算機網絡體系結構理解層次結構理解難點主題一：計算機網絡協議分層結構學習目標了解層次結構的好處；理解協議對網絡通信的作用和遵守協議棧的意義；掌握計算機網絡體系結構的概念；127

分層實例享用牛奶的人未必了解其生產過程我不管怎么做的，好喝就行。128

層次結構分層實例使用網絡的人未必知道數據的傳輸過程我不管怎么傳的，能聊就行。129

層次結構郵政系統的層次結構模型寫信人收信人郵局收發郵件郵局收發郵件郵局分揀郵件郵局分揀郵件寫信、貼郵票收集信件、蓋郵戳分揀信件運輸郵件拆信、閱讀信件分發郵件分揀信件運輸郵件通信者之間約定收件規則分揀規則運輸部門之間的約定信紙信信袋信紙信信袋郵局運輸部門郵局運輸部門接口130

層次結構四川重慶分層：將復雜的流程分解為幾個功能相對單一的子過程層次結構郵政系統的分層設計方法，成功的解決了億萬人民信件傳送的問題。可見分層思維能夠幫助解決復雜問題。131

分層思維新冠疫情防控中的分層思維：郵政系統的分層設計方法，成功的解決了億萬人民新建傳送的問題。為我們設計計算機網絡系統提供了思路。132

（1）主機和端系統與通信子網，以及網絡中節點間的物理連接處，用于實現物理連接。（2）網絡中相鄰節點之間實現可靠的數據傳輸。（3）源主機和目的主機節點之間實現跨網絡的數據傳輸。（4）源主機和目的主機上實現不同應用進程的可靠傳輸。（5）網絡應用之間的可靠傳輸。分層思維層次結構網絡分層結構的好處按功能進行劃分，便于理解和掌握便于標準化工作，利于不同系統之間兼容各層功能相對獨立，易于開發和實現某層功能實現變動，不會對給其它各層帶來影響便于管理和維護網絡故障問題133

層次結構你好Hello語言不通無法溝通協議不一致無法通信AB網絡協議是指通信雙方為了實現通信而設計的約定或會話規則。AHelloHelloB語言一樣方可溝通協議一致才能通信Internet網絡中的通信就需要網絡協議134

網絡協議是用戶數據與控制信息的結構與格式，以及數據出現的順序的意義，表示要怎么做。例如，報文中內容的組織形式，報文中內容的順序、形式等就是協議的語法問題。語法135

網絡協議三要素用于解釋傳輸數據每一部分的含義。它規定了需要發出何種控制信息，以及完成的動作與響應。例如，對于報文，它由什么部分組成，哪些部分用于控制數據，哪些部分是真正的通信內容。這就是協議的語義問題。通俗講就是要做什么。語義136

網絡協議三要素又稱同步，協議定義了何時進行通信，先講什么，后講什么，講話的速度等，這就是時序問題，即對事件實現順序的詳細說明，表示要什么時候做。例如在雙方進行通信時，發送端發出一個數據報文，如果目標端正確收到，則回答源端接收正確；若接收到錯誤的信息，則要求源端重發一次。時序137

網絡協議三要素為什么要分層主機A主機B數據封裝將計算機數據轉為信號告知網絡如何識別目的端測試接收方是否開機，連接是否正常保證數據能被安全地發送到接收端……計算機網絡的通信是一個非常復雜的過程為了減少網絡協議的復雜性分層的方法設計網絡協議協議1功能1協議2功能2138

網絡協議分層網絡協議各層次之間關系從郵政通信系統得到的啟示，進一步抽象為網絡協議分層模型分層模型特點：N+1層N層N-1層實體實體實體實體實體實體N+1層N層N-1層N+1層協議N層協議N-1層協議接口接口接口接口1.同一結點內相鄰層間通過接口通信2.不同結點的同等層具有相同的功能3.各層功能通過協議實現139

網絡協議分層網絡協議各層次之間關系實體與對等實體N+1層N層N-1層實體實體實體實體實體實體N+1層N層N-1層N+1層協議N層協議N-1層協議接口接口接口接口

不同機器上位于同一層次、完成相同功能的實體稱為對等實體。140

網絡協議分層

任何可以發送或者接收信息的硬件或者軟件進程稱為實體。網絡協議各層次之間關系服務N+1層N層N-1層實體實體實體實體實體實體N+1層N層N-1層N+1層協議N層協議N-1層協議接口接口接口接口1.每一層為相鄰的上一層所提供的功能稱為服務2.上層通過接口向下層請求服務141

網絡協議分層網絡協議各層次之間關系接口N+1層N層N-1層實體實體實體實體實體實體N+1層N層N-1層N+1層協議N層協議N-1層協議接口接口接口接口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142

網絡協議分層層、服務、接口之間的關系通信的兩端，具有相同的層次服務定義了本層做什么，而不是具體實現本層向相鄰上層提供服務，利用相鄰下層的服務，是“垂直”關系層與層之間通過接口完成服務請求和服務提供，只要求提供調用的參數或中間結果相同層次之間的信息交互是通過協議來實現的，屬于內部事務，是“水平”關系記住：協議是“水平的”，即協議是控制對等實體之間通信的規則服務是“垂直的”，即服務是由下層向緊鄰的上層通過層間接口提供的143

網絡協議的格式144

例如，人們熟知的TCP/IP協議棧是一系列以TCP和IP協議為核心的協議，是Internet的通信語言。如今計算機連接Internet都要進行TCP/IP協議設置，TCP/IP協議成了Internet中人與人之間通信的“牽手協議”。一系列網絡協議的集合。提供了使用計算機能夠進行網絡通信的軟件。網絡協議棧網絡協議棧提供了能夠進行網絡通信的軟件TCP/IP---傳輸控制協議/因特網互聯協議

廣泛使用IPX/SPX---互聯網絡數據包交換/序列分組交換協議NetWare系統使用

NetBEUI---NetBios增強用戶接口

為IBM開發的非路由協議AppleTalk---蘋果交流協議Apple創建，用于Apple系列的個人計算機SNA--IBM系統網絡體系結構IBM開發的網絡體系結構，廣泛應用于IBM的主機環境145

網絡協議棧協議數據單元（PDU）PDU：是在不同站點的各層對等實體之間，為實現該層協議所交換的信息單元PDU由控制部分和數據部分組成控制部分由若干字段組成，表示通信中用到的雙方可以理解和遵循的協議和規則

PDU是各層功能的集中體現者146

網絡協議的格式147

由于網絡協議是分層來描述的，因此計算機網絡中的每一層次都有該層對應的PDU。人們經常說的協議打包（封裝），指的是發送方從高層到低層，高層的PDU到低層時，成為該層PDU的數據部分的內容。網絡協議的格式協議數據單元（PDU）每一層傳輸的數據都需要重新封裝，封裝的目的是適合這一層傳輸，因此每一層的PDU是不同的OSI參考模型各層的協議數據單元，需要記住TCP報文段/UDP用戶數據段IP數據報（分組）以太網MAC幀比特流用戶數據應用層數據應用層傳輸層應用層數據網絡層傳輸層報段數據鏈路層IP分組FCSMAC幀首部源MAC目的MAC…IP首部源IP目的IP首部檢驗和……TCP/UDP首部源端口目的端口檢驗和……物理層以太網幀幀定界碼148

網絡協議的格式協議數據單元（PDU）封裝：數據要通過網絡進行傳輸，要從高層一層一層地向下傳送，如果一個主機要傳送數據到別的主機，為了可靠準確地發送到目的地，并且高效地利用傳輸資源（傳輸設備和傳輸線路），事先要對數據包進行拆分和打包，在所發送的數據包上附加上目標地址，本地地址，以及一些用于糾錯的字節，安全性和可靠性較高時，還要進行加密處理等等，這些操作就叫數據封裝149

網絡協議的格式協議數據單元（PDU）數據傳輸過程hellohelloTCP/UDP頭helloTCP/UDP頭IP包頭helloTCP/UDP頭IP包頭LLC子層helloTCP/UDP頭IP包頭LLC子層MAC子層FCS150

網絡協議的格式協議數據單元（PDU）解封裝：數據被封裝并通過網絡傳輸后，接收設備將刪除添加的信息，并根據報頭中的信息決定如何將數據沿協議棧向上傳給合適的應用程序151

網絡協議的格式國際標準化組織提出試圖使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標準框架。于1983年正式發布著名的ISO7498國際標準。也就是所謂的七層協議體系架構。OSI開放系統互聯參考模型1984年，美國國防部將TCP/IP作為所有計算機網絡的標準。1985年，因特網架構理事會舉行了關于計算產業使用TCP/IP的工作會議，幫助TCP/IP協議成為商業應用最廣泛的協議。TCP/IP協議1974年，美國IBM宣布系統網絡體系結構（SystemNetworkArchitecture），該結構采用分層方法制定。SNA網絡體系結構197419831984網絡體系結構網絡體系結構的演進1.網絡報文內容的組織形式，這屬于網絡協議三要素中的（

）。2.在計算機網絡中，不同節點的相同層次的功能是不一樣的。（

）3.同一結點內相鄰層之間通過協議通信。（

）4.協議的標準化使得遵循相同協議的不同的硬件產品通信成為可能。（）5.

OSI/RM是互聯網上廣為使用的通信協議。（）6.不同系統上的同等功能層之間按相同的協議進行通信。（

）153

課堂練習謝謝！規劃網絡宏偉藍圖-網絡體系結構主講人：XXX計算機網絡基礎課前回顧課前回顧1．網絡模型也稱為網絡架構或網絡藍圖，指的是一組綜合性文檔。這些文檔分別描述了實現網絡所需的一小部分功能，它們共同定義了計算機網絡運行過程。請結合所學知識，回答下列問題。（1）是否有必要為每一個計算機網絡系統分別設計一個分層結構模型？（2）在構建計算機網絡時，目前有沒有可供借鑒的網絡分層結構模型？課前回顧2．右圖是郵政通信系統業務運行過程的分層結構描述，反映了服務、接口和協議之間的關系，請仔細觀察并回答下列問題。（1）通信的兩端，是否要求具有相同的層次？不同系統的相同層次是否具有相同的功能？課前回顧（2）服務反映了相鄰層之間__________功能的調用關系，本層向相鄰上層提供服務，利用相鄰下層的服務。例如，圖中的郵政局利用了相鄰下層南京站提供的運輸服務，同時向相鄰的上層發信人提供信件投遞服務。（3）接口是完成相鄰層之間完成服務請求和服務提供的信息交換點，如圖中畫圈的位置，請說出發信人與郵政局相鄰層之間的接口名稱是__________。（4）不同系統的相同層次之間的信息交互是通過__________協議來實現的。學習提示132什么是OSI參考模型？OSI體系結構與TCP/IP體系結構有何不同？什么是TCP/IP的體系結構？160

學習目標知識目標本節目標1.了解OSI參考模型的概念。2.掌握OSI參考模型的分層、服務和功能。3.掌握TCP/IP協議模型的層次結構及各層功能。1.通過介紹為異構網絡互聯提供了理論指導的OSI/RM和應用實踐解決方案的TCP/IP參考模型，引導學生在處理個人、社會的矛盾問題時，能夠靈活運用求同存異的智慧。素質目標能力目標1.能夠安裝TCP/IP協議棧并掌握驗證TCP/IP協議棧正常工作的方法。課程導入重點本節目標OSI和TCP/IP模型每一層表示的含義TCP/IP模型每一層功能難點主題二：計算機網絡模型學習目標了解OSI參考模型的概念；掌握OSI參考模型的分層、服務和功能；掌握TCP/IP協議模型的層次結構及各層功能；164

從郵政系統得到的啟示165

運輸規則運輸規則鐵路信紙信信袋南京地址、郵編、分發規則發信人郵局南京站芝加哥機場上海站芝加哥信紙信郵包航空南京芝加哥接口約定上海機場收信人郵局存在發信和收信兩端發信一端逐層封裝，收信一端逐層剝離封裝兩端相同層之間都有相應的約定運輸過程由于運輸工具不同存在信件重新封裝的過程從郵政系統得到的啟示166

運輸規則運輸規則鐵路信紙信信袋南京地址、郵編、分發規則發信人郵局南京站芝加哥機場上海站芝加哥信紙信郵包航空南京芝加哥接口約定上海機場收信人郵局網絡層以太網接口PSTN接口瀏覽器Ｗeb服務器HTTPTCPIPIP網絡互連設備網絡接口層網際層傳輸層應用層網絡接口層網際層傳輸層應用層點到點點到點端到端通過瀏覽器訪問Web服務器接收端發送端互連設備OSI參考模型新構建網絡體系結構，其過程是極其繁瑣的。在網絡領域中，最常用的方法是選取一個模板或范例。常見的網絡模型有兩種基本類型：協議模型和參考模型。167

OSI參考模型①把網絡結構分成7層；②實現復雜，運行效率低；③層次劃分不合理，有些功能在多個層次重復出現；TCP/IP協議模型①各層之間獨立；②靈活性好；③結構上可分割；④易于實現和維護；OSI參考模型168

OSI參考模型是什么ISO是國際化標準組織的簡稱OSI/RM(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel)開放式系統互聯參考模型開放表示能使任何兩個遵守參考模型和有關標準的系統進行連接互聯是指將不同的系統互相連接起來，以達到相互交換信息，共享資源的目的OSI主要解決了什么問題

主要解決不同網絡系統之間互聯的兼容性問題OSI能帶給網絡人員哪些好處提供網絡故障診斷的一種工具或方法提供描述網絡的通用語言OSI參考模型169

OSI參考模型的結構OSI參考模型的7個層次從上向下是哪些層？從下向上是哪些層？每一層的英文詞匯或簡稱怎么表達？注意：提及某個協議在第幾層，默認情況是從向下向上方向進行計數每一層的PDU怎么描述1—Bits，2—Frame，3—Packet，4—Segment，5~7--Message注意：應用層沒有上層，向用戶提供網絡服務；物理層沒有下層，與介質相連實現真正的數據通信；其余各層次中有緊鄰的上層和下層，對等層之間通過對等層協議實現虛通信OSI參考模型170

OSI參考模型的組織兩級網絡結構數據處理和數據通信通信功能分離對應資源子網和通信子網計算機網絡結構的低級抽象OSI參考模型171

OSI參考模型的組織七層模型結構三大層次：低3層、高三層和中間層次三級抽象：協議、服務和體系結構計算機網絡結構的高級抽象面向數據處理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參考模型面向數據通信系統的體系結構并沒有提出任何具體協議，也沒有給出任何具體實現方法。服務定義協議規格說明OSI參考模型172

OSI參考模型的通信過程傳輸層網絡層鏈路層物理層會話層表示層應用層傳輸層網絡層鏈路層物理層會話層表示層應用層網絡層鏈路層物理層網絡層鏈路層物理層網絡層鏈路層物理層終端A分組交換機1終端C分組交換機3分組交換機2終端A到終端C傳輸路徑思考：每一層是否都直接和對方的同等層進行通信？同等層之間的通信是何種類型的通信？在進行數據傳輸的過程中，發送方和接收方對數據進行了何種操作？OSI參考模型173

OSI參考模型的通信過程發送端接收端路由器應用層表示層應用程序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應用程序網絡層數據鏈路層物理層應用層協議表示層協議會話層協議傳輸層協議10101110……10101110……封裝解封裝10101110……10101110……OSI參考模型174

OSI各層功能概述如何掌握OSI參考模型的各層功能

從利用了低層的何種服務、本層定義了何種服務和向高層提供了何種服務三個層次去理解；注意歸納總結相鄰節點概念的理解：是由同一物理鏈路直接連接的所有節點。具體形式有：點到點網絡環境中的兩個節點同一物理線路連接的共享介質網絡環境中的所有節點位于不同物理線路上，但由物理層設備互聯的節點透明概念的理解：是指經實際電路傳輸后比特沒有發生變化OSI參考模型各層功能175

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參考模型實現了比特流的透明傳輸物理層利用了傳輸介質提供的信號傳輸服務；實現了相鄰節點之間的比特流的透明傳輸；不涉及具體的網絡設備和傳輸介質，定義了建立、維護和拆除物理鏈路的規范、協議和通信接口標準（機械的、電氣的、功能的和規程的四種特性）；向數據鏈路層屏蔽了底層實現的技術細節主機A主機B010101010101OSI參考模型各層功能176

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了物理層相鄰節點之間的數據傳輸服務；節點或設備之間的尋址—發給誰；數據的定界(識別幀)—如何區分開始和結束；數據的準確性—如何知道數據是否有損壞或丟失（差錯控制）？收發雙方速率不匹配問題(流量控制)；在廣播式網絡中數據鏈路層需要解決節點對共享信道的訪問控制新問題；向網絡層無差錯的透明數據傳輸服務。010101010101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OSI參考模型各層功能177

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利用了數據鏈路層相鄰節點之間數據的可靠傳輸服務；如何定位主機在網絡中的位置—尋址（IP地址）；源和目標節點之間存在多條路徑，如何選擇最佳路徑—路由；源和目標節點之間可能跨越多個LAN、MAN或WAN，如何實現數據跨網絡傳輸—網絡互聯；如何解決傳輸路徑上流量不均的問題—擁塞控制；如同數據鏈路層，也會產生收發雙方速率不匹配問題---流量控制；向網絡層提供主機到主機之間的數據傳輸服務。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178

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參考模型在兩個節點之間通信鏈路已建立的基礎上，實現節點間端到端的傳輸傳輸層利用了網絡層主機之間數據的傳輸服務；向高層可靠的數據，應避免數據出錯、丟失、亂序、重復等現象—差錯控制、流量控制；數據交互給主機上運行的那個應用程序，需要一種標識方法—端口號尋址主機A主機B傳輸層在網絡層的基礎上實現端到端的傳輸微信微信OSI參考模型各層功能179

一些分配的常見端口號端口協議用途20，21FTP文件傳輸22SSH遠程登錄，Telnet的替代品25SMTP電子郵件80HTTP萬維網110POP-3訪問遠程郵件443HTTPS安全的Web（SSL/TLS之上的HTTP）631IPP打印共享OSI參考模型各層功能180

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參考模型管理和協調不同主機上各種進程之間的通信會話層在兩個節點之間建立、維持和釋放面向用戶的連接；對會話進行管理，會話連接方式：一對一、一對多和多對一；數據交換管理：單工、半雙工和全雙工；會話同步管理：在數據流中定義檢查點把會話分割成若干單元，當網絡出現故障時，從最后一個檢查點開始重傳數據。OSI參考模型各層功能181

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關心信息傳輸的語法和語義；處理多個通信系統之間交換信息的表示方法：數據格式的轉換、數據加密和解密、數據壓縮和解壓縮。OSI參考模型各層功能182

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參考模型定義某個應用的消息格式和實現過程應用層不為任何其它任何OSI層提供服務，只為OSI參考模型以外的應用程序提供服務；為網絡用戶提供各種網絡服務；如HTTP就定義了瀏覽器訪問Web服務器所涉及的命令、響應格式及相互作用過程OSI參考模型各層功能183

OSI各層需要進一步討論的問題在OSI參考模型中，提供流量控制的是哪幾層數據鏈路層（相鄰節點）網絡層（主機到主機）傳輸層（進程到進程））從以上可以看出，OSI參考模型中，多個層次都存在流量控制和差錯控制等機制，與每層功能應獨立相違背，從而使模型變得相當復雜，缺乏實現上的可操作性OSI參考模型各層功能184

OSI各層功能總結層次主要功能應用層為用戶的應用進程提供網絡服務，不為其它任何OSI層提供服務表示層為應用進程之間傳輸信息提供傳輸服務。需要解決數據格式變換、數據加密與解密、數據壓縮與解壓縮等一系列問題會話層提供一個面向用戶的連接服務。解決會話的傳輸方式、會話質量和同步控制等一系列問題。傳輸層實現通信系統之間端到端的數據傳輸服務。需要解決流量控制、差錯控制、數據傳輸管理、復用和分用管理等一系列問題。網絡層實現源和目標節點（主機）之間的數據傳輸服務。需要解決路徑選擇、尋址、擁塞控制、異構網絡互聯等一系列問題。數據鏈路層實現相鄰節點之間的可靠數據傳輸。需要解決尋址、成幀、流量控制、差錯控制、鏈路管理等一系列問題。物理層在傳輸介質上提供原始比特流的透明傳輸服務。需解決傳輸媒體、信道類型、數據與信號之間的轉換、信號傳輸中的衰減和噪聲、物理接口等一系列問題。課堂練習185

TCP/IP協議186

提出背景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起源于美國國防部高級研究規劃署（ARPA）的一項研究計劃，核心思想是將使用不同底層協議的異構網絡，在網絡層建立一個統一的虛擬邏輯網絡，以此來屏蔽、隔離所有物理網絡的硬件差異，從而實現網絡的互聯。1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧TCP/IP協議187

TCP/IP協議簡介1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧TCP/IP主要由傳輸控制協議(TCP)和網際協議(IP)而得名，它是Internet上所有網絡和主機之間進行交流所使用的共同“語言”，是Internet上使用的一組完整的標準網絡連接協議。TCP/IP協議188

TCP/IP協議的概述1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧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TCP／IP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TCP/IP協議189

TCP/IP參考模型各層功能及特點1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧將IP分組封裝成適合通過該網絡傳輸的幀格式接收網際層下傳的IP數據報并通過物理網絡發送不同類型的網絡有著不同的網絡接口層，有著相應的網絡接口層協議由具體網絡實現同一網絡上結點之間的幀傳輸過程接收物理網絡傳來的數據幀，去掉本層的控制信息再傳送到網際層主機A主機B010101010101網際層網際層TCP/IP協議190

TCP/IP參考模型各層功能及特點1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧網際層負責確定一臺計算機在整個網絡上的位置，并找出通向它的路徑，然后才能夠相互交換數據。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TCP/IP協議191

TCP/IP參考模型各層功能及特點1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧能夠讓應用程序之間實現通信，與OSI參考模型傳輸層功能相似。客戶端服務器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TCP/IP協議192

TCP連接建立——三次握手法TCP/IP協議193

確保數據能夠完整傳輸。TCP連接釋放——四次揮手法TCP/IP協議194

TCP/IP參考模型各層功能及特點1.網絡接口層2.網際層3.傳輸層4.應用層TCP/IP協議棧主要是向用戶提供調用和訪問網絡中各種應用程序的接口，并向用戶提供各種標準的應用程序及相應的協議客戶端服務器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。TCP/IP協議196

TCP/IP參考模型各層功能總結層次主要功能應用層（用戶對用戶）任務：提供系統與用戶的接口。功能：文件傳輸、電子郵件、訪問和管理。協議：FTP、SMTP、FTP、HTTP等傳輸層（進程對進程）任務：負責主機中兩個進程之間的通信。功能：端到端的可靠數據傳輸服務。協議：TCP、UDP。網絡層（主機對主機）任務：負責節點之間的數據傳輸服務功能：路由、尋址、擁塞控制、異構網絡互聯等。協議：IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP等。網絡接口層（面向低層異構網絡）任務：實現低層異構網絡互聯，僅定義接口。功能：具有物理層和數據鏈路層的功能。協議：使用哪些標準，TCP/IP參考模型沒有規定等197

三種模型的對應關系OSI分層過“碎”，高層中很多可以進行融合的功能進行了過細也過于理論化的區分。TCP/IP分層卻又稍“糙”，低層中本應進行區分的功能沒有通過模型表現出來。OSI中的會話層和表示層在TCP/