第三章數(shù)據(jù)通信技術(shù)

第三章數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通信工程系第三章數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3局域網(wǎng)3.4TCP/IP3.5Internet和廣域網(wǎng)

數(shù)據(jù)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(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形和圖像，常稱它們?yōu)閿?shù)據(jù)（Data）。

信息：是抽象的消息，一般用數(shù)據(jù)來(lái)表示。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：是通過(guò)數(shù)據(jù)電路將分布在遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的系統(tǒng)。3.1數(shù)據(jù)通信概述3.1數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)通信是人—計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)—計(jì)算機(jī)之間的通信，通信過(guò)程可能沒(méi)有人的直接參與，為了保證通信的順利進(jìn)行，必須采用嚴(yán)格統(tǒng)一的傳輸控制規(guī)程（通信協(xié)議）。所謂“規(guī)程”就是在通信過(guò)程中計(jì)算機(jī)必須遵守的一系列“約定”。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）、數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）和傳輸信道三部分組成。3.1數(shù)據(jù)通信概述1.數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE：DataTerminalEquipment） DTE是計(jì)算機(jī)網(wǎng)中用于發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備，從簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)終端（甚至I/O設(shè)備）到復(fù)雜的中心計(jì)算機(jī)均可稱為DTE。輸入/輸出設(shè)備通信控制器3.1數(shù)據(jù)通信概述2.數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE：DataCircuit-terminatingEquipment）

用來(lái)連接DTE與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備稱為數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備；調(diào)制解調(diào)器、線路接續(xù)控制設(shè)備及與線路連接的其他數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備稱為DCE。調(diào)制解調(diào)器（Modem）：把DTE送來(lái)的數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)再送往信道，或把信道送來(lái)的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)再送往DTE。DSU與CSU3.1數(shù)據(jù)通信概述

如果信道是數(shù)字信道，DCE由數(shù)據(jù)服務(wù)單元（DataServiceUnit，DSU）和信道服務(wù)單元（ChannelServiceUnit，CSU）組成。DSU的功能：把面向DTE的數(shù)字信道上的數(shù)據(jù)信號(hào)變換成雙極性的數(shù)字信號(hào)、包封的形成/還原、定時(shí)信號(hào)的產(chǎn)生與提??；CSU的功能：完成信道特性的均衡、信號(hào)整形、環(huán)路檢測(cè)等。3.1數(shù)據(jù)通信概述3.數(shù)據(jù)電路：由DCE與信道一起構(gòu)成。4.數(shù)據(jù)鏈路：數(shù)據(jù)電路加上兩端的傳輸控制器、通信控制器構(gòu)成。數(shù)據(jù)鏈路包括物理鏈路和實(shí)現(xiàn)鏈路協(xié)議的軟件與硬件。只有建立了數(shù)據(jù)鏈路，雙方DTE才可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路僅操作于兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間，從一個(gè)DTE到另一個(gè)DTE之間的連接可以包括多段數(shù)據(jù)鏈路。3.1數(shù)據(jù)通信概述3.1.3數(shù)據(jù)傳輸方式1.串行傳輸與并行傳輸串行傳輸是數(shù)字流以串行方式在一條信道上傳輸。優(yōu)點(diǎn)：只需要一條信道，易于實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)：存在收發(fā)雙方如何實(shí)現(xiàn)字符同步的問(wèn)題；3.1數(shù)據(jù)通信概述3.1.3數(shù)據(jù)傳輸方式1.串行傳輸與并行傳輸并行傳輸指的是數(shù)據(jù)以成組的方式在多條并行的信道上同時(shí)傳輸。優(yōu)點(diǎn)：收發(fā)雙方不存在字符同步的問(wèn)題；缺點(diǎn)：必須同時(shí)有多條并行信道可供使用；3.1數(shù)據(jù)通信概述圖3-1-2串行并行傳輸方式3.1數(shù)據(jù)通信概述3.1.3數(shù)據(jù)傳輸方式2.異步傳輸與同步傳輸數(shù)據(jù)傳輸時(shí)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(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)字符同步，在傳送一個(gè)字符序列時(shí)，在字符的開(kāi)始和末尾加上兩個(gè)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(zhǎng)度為1個(gè)碼元，極性為“0”；停止位長(zhǎng)度為1~2個(gè)碼元，極性為“1”。如圖3-1-3（a）所示。3.1數(shù)據(jù)通信概述圖3-1-3數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?.1數(shù)據(jù)通信概述同步傳輸方式：又稱獨(dú)立同步方式，這種方式收發(fā)雙方要保證比特同步；字符同步是通過(guò)同步字符SYN來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖3-1-3（b）所示。SYN的作用：一是當(dāng)收端收到2個(gè)以上的SYN就開(kāi)始與發(fā)端同步，并按每8位碼組成一個(gè)字符；二是當(dāng)報(bào)文發(fā)完，但尚未斷開(kāi)與收端的聯(lián)系，用SYN維持雙方的同步；多用在短距離高速數(shù)據(jù)傳輸中；3.1數(shù)據(jù)通信概述圖3-1-3數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?.1數(shù)據(jù)通信概述3.1.4差錯(cuò)控制1.差錯(cuò)的檢測(cè)在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，誤碼率要求低于≤10-7～10-9。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，要采取一定的方法發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)并糾正差錯(cuò)，這稱為“差錯(cuò)控制”。檢錯(cuò)碼：能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼；糾錯(cuò)碼：能糾正錯(cuò)誤的碼。3.1數(shù)據(jù)通信概述第三章數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3局域網(wǎng)3.4TCP/IP3.5Internet和廣域網(wǎng)3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)是由多種計(jì)算機(jī)和各類終端設(shè)備通過(guò)通信線路連接起來(lái)的復(fù)合系統(tǒng)，由于計(jì)算機(jī)型號(hào)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)或多點(diǎn)）、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(lái)極大不便。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為了解決這一問(wèn)題，應(yīng)實(shí)施一套國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)做到統(tǒng)一硬件接口、統(tǒng)一信息編碼制度、統(tǒng)一報(bào)文格式、統(tǒng)一傳輸命令、統(tǒng)一差錯(cuò)控制、統(tǒng)一通信過(guò)程等等，于是產(chǎn)生了通信（或網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（NetworkProtocol）：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定，簡(jiǎn)稱協(xié)議。執(zhí)行協(xié)議代表著通信的標(biāo)準(zhǔn)化。

相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。為了設(shè)計(jì)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，提出了“分層”的方法?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而局部問(wèn)題較容易研究和處理。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（NetworkArchitecture）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。換種說(shuō)法，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)件所應(yīng)完成的功能的精確定義。1977年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型，如圖3-2-1所示。所謂“開(kāi)放”，是指任意兩個(gè)系統(tǒng)，只要遵照此參考模型和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就可以相互連接；3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)通信媒介系統(tǒng)A系統(tǒng)B層次名稱應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層數(shù)據(jù)鏈路層互換信息單元報(bào)文報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組比特幀中繼節(jié)點(diǎn)圖3-2-1OSI參考模型以上七層按照功能特點(diǎn)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(wǎng)，其作用是保證系統(tǒng)之間跨過(guò)網(wǎng)絡(luò)的可靠信息傳送。高層功能包括5~7層的功能，是在低層協(xié)議提供的端到端連接的基礎(chǔ)上生成用戶服務(wù)和一些附加功能。第4層是低層和高層之間的過(guò)渡層，它屏蔽了通信子網(wǎng)的差異，向用戶提供恒定的通信界面。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)這種分層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：①各層相對(duì)獨(dú)立，每一層完成自身定義的功能，可以單獨(dú)地開(kāi)發(fā)、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(shí)，只利用（n-1）層所完成的功能（而不關(guān)心這些功能是怎樣完成的）。③不同系統(tǒng)的同層實(shí)體間使用該層協(xié)議進(jìn)行通信，只有最低層才發(fā)生直接數(shù)據(jù)傳送，且最低層只提供服務(wù)。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)④除最低層外，其他層實(shí)體間沒(méi)有直接物理連接不能直接交換信息，必須利用下一層實(shí)現(xiàn)的協(xié)議所提供的更為基本的服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)本層通信。⑤兩種不同的協(xié)議可能對(duì)應(yīng)同一層，但它們之間不能協(xié)同工作，只有執(zhí)行相同協(xié)議的實(shí)體才能通信。⑥在需要不同的通信服務(wù)時(shí)，可在一層內(nèi)設(shè)置兩個(gè)或更多的子層。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實(shí)體（n+1）實(shí)體（n+1）實(shí)體（n）實(shí)體（n）協(xié)議（n）服務(wù)用戶服務(wù)提供者SAPSAP交換服務(wù)原語(yǔ)交換服務(wù)原語(yǔ)協(xié)議（n+1）第n層第n+1層下圖相鄰兩層之間的關(guān)系實(shí)體：任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程；協(xié)議：控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合；在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)?！皡f(xié)議”是水平的，而“服務(wù)”是垂直的。服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（SAP）：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互（交換信息）的地方。圖3-2-2分層協(xié)議中數(shù)據(jù)傳輸示意圖3.2.2物理層（PhusicalLayer） 物理層是OSI體系結(jié)構(gòu)中最低的一層，其任務(wù)是為上一層（即數(shù)據(jù)鏈路層）提供一個(gè)物理連接，以便透明地傳輸比特流?！巴该鳌北硎窘?jīng)過(guò)實(shí)際電路傳送后的比特流沒(méi)有發(fā)生變化。注：傳遞信息的具體物理設(shè)備或傳輸媒質(zhì)，例如光纖、同軸電纜、無(wú)線電波等，不在物理層之內(nèi)，而在物理層以下。由于傳輸媒質(zhì)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(shù)據(jù)鏈路層感覺(jué)不到這些差異的存在。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2.3數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）數(shù)據(jù)鏈路層的功能：通過(guò)物理層提供的比特流服務(wù)，在相鄰節(jié)點(diǎn)間建立鏈路，對(duì)傳輸中的差錯(cuò)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，向網(wǎng)絡(luò)層提供無(wú)差錯(cuò)的透明服務(wù)。該層需完成：幀的封裝與解封，差錯(cuò)控制，流量控制，鏈路管理，區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和控制信息，尋址等功能。數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)鏈路。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2.4網(wǎng)絡(luò)層1.網(wǎng)絡(luò)層的功能數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議只能解決相鄰節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，不能解決兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，因?yàn)閮蓚€(gè)主機(jī)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(wèn)題。在數(shù)鏈層提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)層解決多段鏈路的數(shù)據(jù)傳送問(wèn)題，完成從源端向目地端有效、可靠的傳送信息。當(dāng)信息傳送需經(jīng)過(guò)兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)層還解決網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問(wèn)題。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層的功能包括：①為傳輸層提供建立、維持和拆除網(wǎng)絡(luò)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(cuò)控制、阻塞與非正常情況處理等；③當(dāng)信息在不同網(wǎng)絡(luò)之間傳輸時(shí)，完成不同網(wǎng)絡(luò)層之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換；④根據(jù)傳輸層要求選擇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量；⑤向傳輸層提供虛電路服務(wù)或數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)西安郵電學(xué)院通信工程系數(shù)據(jù)報(bào)方式無(wú)連接分組中的全局目的地址決定下一跳路由對(duì)話期間路由可變分組到達(dá)目的終端需重整順序西安郵電學(xué)院通信工程系虛電路方式面向連接,但不沿路由預(yù)留資源每分組攜帶定長(zhǎng)標(biāo)簽,由定長(zhǎng)標(biāo)簽決定下一跳呼叫建立時(shí)確定固定的路由,對(duì)話期間不可變.交換機(jī)必須維持每一個(gè)呼叫的狀態(tài)3.2.5傳輸層3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)屏蔽差異：屏蔽掉各類通信子網(wǎng)的差異，向用戶提供一個(gè)能滿足其要求的服務(wù)，且具有一個(gè)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(wǎng)絡(luò)上使用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行通信；②提供端到端的通信；③運(yùn)輸層可以提高端到端的服務(wù)質(zhì)量：包括吞吐量、傳輸時(shí)延、殘留誤碼率、優(yōu)先級(jí)和可靠性等。④運(yùn)輸層可以增加服務(wù)功能：即通過(guò)復(fù)用、分段與組裝、組塊與分塊方法增加服務(wù)功能。運(yùn)輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信54321運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信主機(jī)A主機(jī)B應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP層LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP協(xié)議的作用范圍運(yùn)輸層協(xié)議TCP和UDP的作用范圍AP33.2.6高層協(xié)議高層包括會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。高層協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)類型、用戶要求等密切相關(guān)，因此較難確定，目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這里只就高層功能做一介紹。1.會(huì)話層利用傳輸層提供的端到端數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，實(shí)施服務(wù)請(qǐng)求者與服務(wù)提供者之間的通信。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.表示層定義信息的表示方法，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成被各種入網(wǎng)計(jì)算機(jī)及運(yùn)行的應(yīng)用程序相互理解的約定格式（傳輸語(yǔ)法）。此外，其還完成數(shù)據(jù)的加密，解密，壓縮和擴(kuò)展。3.應(yīng)用層應(yīng)用層為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第三章數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3局域網(wǎng)3.4TCP/IP3.5Internet和廣域網(wǎng)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：一些相互連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其覆蓋范圍大小分為：局域網(wǎng)（LAN）：一般用微型計(jì)算機(jī)或工作站通過(guò)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(wǎng)（MAN）：作用范圍一般為一個(gè)城市，作用距離約為5~50Km；是一種公用設(shè)施，用來(lái)將多個(gè)局域網(wǎng)互聯(lián)；廣域網(wǎng)（WAN）：作用范圍通常為幾十到幾千公里，作為因特網(wǎng)的核心部分，其任務(wù)是通過(guò)長(zhǎng)距離（例如，跨越不同的國(guó)家）運(yùn)送主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)。3.3.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)①局域網(wǎng)覆蓋地理范圍有限，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②通信速率高，通常為1～1000Mbit/s，現(xiàn)在正在向10Gbit/s速率發(fā)展。③可采用多種傳輸媒質(zhì)，包括雙絞線、同軸電纜、光纖、無(wú)線信道等，可根據(jù)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(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.3.2局域網(wǎng)的組成工作站網(wǎng)卡收發(fā)器電纜匹配電阻≤500m圖3-3-1總線型局域網(wǎng)的組成由圖可見(jiàn)，它由傳輸媒質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）、收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)工作站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、文件服務(wù)器和操作系統(tǒng)構(gòu)成。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)1.網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器又稱網(wǎng)絡(luò)接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡，是計(jì)算機(jī)連入局域網(wǎng)的接口電路板。2.收發(fā)器將網(wǎng)卡的輸出信號(hào)變成適宜于電纜傳輸?shù)男盘?hào)。收發(fā)器具有以下功能: 3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)①?gòu)挠?jì)算機(jī)經(jīng)收發(fā)器電纜得到數(shù)據(jù)向總線發(fā)送，或從總線接收數(shù)據(jù)經(jīng)收發(fā)器電纜送給計(jì)算機(jī)；②檢測(cè)在總線上發(fā)生的數(shù)據(jù)幀的沖突；③在總線和總線接口的電子設(shè)備之間進(jìn)行電氣隔離；④當(dāng)收發(fā)器所連接的網(wǎng)卡或工作站出故障時(shí)，保護(hù)總線不受影響。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.網(wǎng)絡(luò)工作站工作站是用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的接口，是連接到LAN上的可編址設(shè)備。一方面它可以當(dāng)作普通計(jì)算機(jī)使用；另一方面，它可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)彼此通信，使用服務(wù)器管理的各種共享資源，如共享打印機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)和各種應(yīng)用軟件。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)4.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器局域網(wǎng)中專門的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)上用戶周知，具有固定的地址，且裝入網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)核心軟件，可以為網(wǎng)上用戶提供服務(wù)，比如，管理網(wǎng)路、共享資源、通信管理和為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等功能。5.文件服務(wù)器 文件服務(wù)器支持文件的生成、刪除、打開(kāi)、讀和寫等。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)6.操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是使網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)能方便而有效地共享網(wǎng)絡(luò)資源，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供所需的各種服務(wù)的軟件和有關(guān)規(guī)程的集合。

3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.3.3局域網(wǎng)協(xié)議——IEEE802標(biāo)準(zhǔn) 隨著局域網(wǎng)應(yīng)用的日益普及，美國(guó)IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）于1980年2月成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（簡(jiǎn)稱IEEE802委員會(huì)），IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)也采用了OSI體系結(jié)構(gòu)，并被ISO采納，作為L(zhǎng)AN的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系列，稱為ISO802系列標(biāo)準(zhǔn)。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

由于局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，且多個(gè)站點(diǎn)共享傳輸信道，所以局域網(wǎng)中沒(méi)有必要單獨(dú)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層，而是將網(wǎng)絡(luò)層的一些功能，如分組尋址、排序、流量控制、差錯(cuò)控制等交給數(shù)據(jù)鏈路層去完成。所以，IEEE802的工作集中在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的接口上，如右圖所示。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)物理層媒體訪問(wèn)控制（MAC）邏輯鏈路控制（LLC）服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（SAP）IEEE802參考模型的范圍圖3-3-2局域網(wǎng)參考模型3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)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(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無(wú)關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層來(lái)說(shuō)都是透明的由于TCP/IP體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是802.3標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)在802委員會(huì)制定的邏輯鏈路控制子層LLC（即802.2標(biāo)準(zhǔn)）的作用已經(jīng)不大了。很多廠商生產(chǎn)的網(wǎng)卡上就僅裝有MAC協(xié)議而沒(méi)有LLC協(xié)議。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)目前IEEE802委員會(huì)下屬的活躍工作組只有八個(gè)：802.1——橋接/體系結(jié)構(gòu)802.3——CSMA/CD802.11——無(wú)線局域網(wǎng)802.15——無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)802.16——寬帶無(wú)線接入（Wimax）802.17——彈性分組環(huán)802.20——移動(dòng)寬帶無(wú)線接入（MBWA）802.21——媒體無(wú)關(guān)切換3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.3.4以太網(wǎng)及IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.3局域網(wǎng)是一種基帶總線局域網(wǎng)，它以無(wú)源的電纜作為總線來(lái)傳送數(shù)據(jù)幀，并以曾經(jīng)在歷史上表示傳播電磁波的以太（Ether）來(lái)命名。“以太網(wǎng)”是Ethernet的中譯名，采用“載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）”作為媒體訪問(wèn)控制方法。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)最初的以太網(wǎng)是將許多計(jì)算機(jī)都連接到一根總線上。當(dāng)初認(rèn)為這樣的連接方法既簡(jiǎn)單又可靠，因?yàn)榭偩€上沒(méi)有有源器件。CSMA/CD協(xié)議B向

D發(fā)送數(shù)據(jù)CDAE匹配電阻（用來(lái)吸收總線上傳播的信號(hào)）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B發(fā)送的數(shù)據(jù)CSMA/CD協(xié)議

CSMA/CD允許多臺(tái)計(jì)算機(jī)隨時(shí)訪問(wèn)總線。希望發(fā)送的站首先偵聽(tīng)載波，以確定媒質(zhì)是否有數(shù)據(jù)傳輸。若總線已被占用，發(fā)送站繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)載波并推遲發(fā)送直到總線空閑；若總線空閑，該站可以發(fā)送數(shù)據(jù)。由于傳播時(shí)延的存在，沖突是不可避免的。為此，此協(xié)議增加了“沖突檢測(cè)”，即一邊發(fā)送，一邊偵聽(tīng)。如發(fā)生沖突，則發(fā)送站經(jīng)過(guò)一個(gè)隨機(jī)時(shí)延后，重新發(fā)起傳送，并重復(fù)以上過(guò)程，直至發(fā)送成功。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)2.以太網(wǎng)（Ethernet）以太網(wǎng)按傳輸速率可分成10Mbit/s以太網(wǎng)、100Mbit/s以太網(wǎng)和1000Mbit/s以太網(wǎng)，每種以太網(wǎng)又根據(jù)不同的物理媒質(zhì)有多種物理子標(biāo)準(zhǔn)，形成了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)系列。（1）CSMA/CD的幀格式 在IEEE802.3的CSMA/CD協(xié)議中，定義了如圖3-3-5所示的幀格式。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)圖3-3-5802.3MAC幀結(jié)構(gòu)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)幀格式中的各個(gè)字段的意義如下：①前同步碼：包括前導(dǎo)碼(PA)和幀定界符(SFD)。PA：幀同步序列，持續(xù)7個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制序列“10101010”，其作用是使接收節(jié)點(diǎn)在開(kāi)始接收幀之前達(dá)到穩(wěn)定的同步狀態(tài)；SFD：表示一個(gè)有效幀開(kāi)始，格式為二進(jìn)制序列“10101011”；②目的地址、源地址(DA，SA）：分別表示目的節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)（發(fā)送節(jié)點(diǎn)）地址，地址字段為2或6字節(jié)，可以選擇16位或48位地址長(zhǎng)度，但這兩個(gè)地址長(zhǎng)度必須保持一致。3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)③幀長(zhǎng)度（FL）：表示PDU數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度。④協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）：表示要傳送的LLC層數(shù)據(jù)，LLC層數(shù)據(jù)應(yīng)是一個(gè)8位組序列，最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1500個(gè)字節(jié)。⑤PAD（填充）：在數(shù)據(jù)字段與幀校驗(yàn)序列之間有一個(gè)填充字段(圖中未畫(huà)出)。⑥FCS（幀校驗(yàn)序列）：采用32位CRC校驗(yàn)。用規(guī)定的生成多項(xiàng)式去除數(shù)據(jù)信息，獲得的余數(shù)作為校驗(yàn)序列填入FCS字段。第三章數(shù)據(jù)通信技術(shù)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.4無(wú)線局域網(wǎng)3.5TCP/IP3.6廣域網(wǎng)3.7因特網(wǎng)（Internet）3.4.1無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）1.概述無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLAN，WLAN）是90年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無(wú)線局域網(wǎng)是利用射頻（RadioFrequency，RF）無(wú)線信道或紅外信道取代有線信道所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)。其數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)能夠達(dá)到11Mb/s（802.11b），最高速率可達(dá)54Mb/s（802.11a），視不同情況傳輸距離可從10m至10Km。3.4無(wú)線局域網(wǎng)2.無(wú)線局域網(wǎng)的組成 無(wú)線局域網(wǎng)的基本構(gòu)件有無(wú)線網(wǎng)卡和橋接器。（1）無(wú)線網(wǎng)卡作用類似于以太網(wǎng)卡，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接口，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接。（2）無(wú)線網(wǎng)橋無(wú)線網(wǎng)橋也稱無(wú)線網(wǎng)關(guān)、無(wú)線接入點(diǎn)或無(wú)線AP（AccessPoint），可以起以太網(wǎng)中集線器的作用，無(wú)線AP有一個(gè)以太網(wǎng)接口，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線與有線的連接。3.4無(wú)線局域網(wǎng)2.無(wú)線局域網(wǎng)的組成

802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定無(wú)線局域網(wǎng)的最小構(gòu)件是“基本服務(wù)集（BasicServiceSet，BSS）”，一個(gè)BSS包括一個(gè)AP和若干個(gè)移動(dòng)站。一個(gè)AP能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個(gè)無(wú)線用戶，AP通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口，經(jīng)由集線器（Hub）、路由器（Router）與因特網(wǎng)（Internet）相連，如下圖所示。3.4無(wú)線局域網(wǎng)3.4無(wú)線局域網(wǎng)InternetRouterHub（集線器）AP計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)卡計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)卡計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)卡服務(wù)器打印機(jī)臺(tái)式機(jī)圖3-4-10WLAN的基本服務(wù)集（BSS）一個(gè)基本服務(wù)集BSS包括一個(gè)基站和若干個(gè)移動(dòng)站，所有的站在本BSS以內(nèi)都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時(shí)都要通過(guò)本BSS的基站。有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng)基本服務(wù)集BSS擴(kuò)展的服務(wù)集ESS基本服務(wù)集BSSAB接入點(diǎn)AP接入點(diǎn)AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網(wǎng)因特網(wǎng)3.4無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng)

自組網(wǎng)絡(luò)(adhocnetwork)自組網(wǎng)絡(luò)AEDCBF源結(jié)點(diǎn)目的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有上述基本服務(wù)集中的接入點(diǎn)AP而是由一些處于平等狀態(tài)的移動(dòng)站之間相互通信組成的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)不能簡(jiǎn)單地搬用CSMA/CD協(xié)議，其中存在的問(wèn)題隱蔽站問(wèn)題暴露站問(wèn)題在802.11標(biāo)準(zhǔn)中，采用CSMA/CA協(xié)議無(wú)線局域網(wǎng)的特殊問(wèn)題A的作用范圍無(wú)線局域網(wǎng)的特殊問(wèn)題C的作用范圍ABCD當(dāng)A和C檢測(cè)不到無(wú)線信號(hào)時(shí)，都以為B是空閑的，因而都向B發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測(cè)出媒體上已存在的信號(hào)的問(wèn)題叫做隱蔽站問(wèn)題(hiddenstationproblem)B的作用范圍無(wú)線局域網(wǎng)的特殊問(wèn)題C的作用范圍ADCB？B向A發(fā)送數(shù)據(jù)，而C又想和D通信。C檢測(cè)到媒體上有信號(hào)，于是就不敢向D發(fā)送數(shù)據(jù)。其實(shí)B向A發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響C向D發(fā)送數(shù)據(jù)這就是暴露站問(wèn)題(exposedstationproblem)4.無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介（1）IEEE802.111990年11月成立的IEEE802.11委員會(huì)負(fù)責(zé)制定WLAN標(biāo)準(zhǔn),1997年6月制定出全球第一個(gè)WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11。1999年8月，802.11標(biāo)準(zhǔn)得到進(jìn)一步完善和修訂，還增加了兩項(xiàng)高速的標(biāo)準(zhǔn)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(wú)線局域網(wǎng)①IEEE802.11b 802.11b規(guī)定物理層采用DSSS和補(bǔ)償編碼鍵控（CCK）調(diào)制方式，工作在2.4～2.4835GHz頻段，每5MHz一個(gè)載頻，共14個(gè)頻點(diǎn)，由于信道帶寬是22MHz，故實(shí)際可同時(shí)使用的頻點(diǎn)只有3個(gè)。速率最高可達(dá)11Mb/s，根據(jù)實(shí)際情況可選用5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。3.4無(wú)線局域網(wǎng)②IEEE802.11a 802.11a擴(kuò)充了標(biāo)準(zhǔn)的物理層，工作在5.15～5.25GHz、5.25～5.35GHz和5.728～5.825GHz三個(gè)可選頻段，采用QFSK調(diào)制方式，物理層可傳送從6～54Mbit/s的速率。采用正交頻分復(fù)用（OFDM）擴(kuò)頻技術(shù)，可提供25Mb/s的無(wú)線ATM接口和10Mb/s的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。3.4無(wú)線局域網(wǎng)（2）HiperLAN 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）的寬帶無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)（BRAN）小組制定了HiperLAN標(biāo)準(zhǔn)。目前已推出HiperLAN1和HiperLAN2。

HiperLAN1對(duì)應(yīng)IEEE802.11b，HiperLAN2與IEEE802.11a具有相同的物理層。3.4無(wú)線局域網(wǎng)（3）“藍(lán)牙”（bluetooth）標(biāo)準(zhǔn) 在傳輸骨干網(wǎng)方面，已經(jīng)找到有效的手段來(lái)統(tǒng)一傳輸了。但在終端方面，還沒(méi)有很好的統(tǒng)一終端技術(shù)?！八{(lán)牙”技術(shù)涉及與網(wǎng)絡(luò)終端相關(guān)的短距離無(wú)線通信技術(shù)。“藍(lán)牙技術(shù)”的初衷是使移動(dòng)電話、筆記本電腦、掌上電腦及各種數(shù)字化信息設(shè)備都能不用電纜，而是用一種低功率、低成本的無(wú)線通信技術(shù)連接起來(lái)，使得在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍之內(nèi)，各種信息化的移動(dòng)便攜設(shè)備都能無(wú)縫的實(shí)現(xiàn)資源共享。3.4無(wú)線局域網(wǎng)（3）“藍(lán)牙”（bluetooth）標(biāo)準(zhǔn)“藍(lán)牙”的工作頻段是2.4GHz頻段，采用1600跳/秒的快速跳頻技術(shù)，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(lán)牙”技術(shù)遇到的問(wèn)題：一是互操作性，即不同廠家產(chǎn)品的互聯(lián)互通；二是藍(lán)牙產(chǎn)品的普及與價(jià)格較高。3.4無(wú)線局域網(wǎng)（4）HomeRFHomeRF技術(shù)為了滿足家庭用戶獨(dú)特網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的。工作頻率2.4GHz，有效覆蓋范圍45m，支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。近期出臺(tái)的HomeRF2.0最高傳輸速率已提至10Mbit/s。 各種標(biāo)準(zhǔn)的比較如表3-4-1所示。3.4無(wú)線局域網(wǎng)第三章數(shù)據(jù)通信技術(shù)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.4無(wú)線局域網(wǎng)3.5TCP/IP3.6廣域網(wǎng)3.7因特網(wǎng)（Internet）3.5

TCP／IP3.5.1TCP/IP簡(jiǎn)介網(wǎng)絡(luò)互連是指將不同的子網(wǎng)連接起來(lái)，以解決子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)流通，從而達(dá)到共享子網(wǎng)內(nèi)資源的目的。不同類型局域網(wǎng)互聯(lián)要解決很多問(wèn)題：尋址方式、最大分組長(zhǎng)度、超時(shí)控制機(jī)制、差錯(cuò)控制方式、路由選擇方式等都不同。網(wǎng)絡(luò)互連就是在不改變?cè)瓉?lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的條件下，解決這些差異，把一些異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的通信系統(tǒng)，使不同網(wǎng)絡(luò)之間具有連通性和互操作能力。3.5

TCP／IP網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP逆地址解析協(xié)議RARP因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP圖3-5-1

TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)格式3.5

TCP／IP（5）TCP/IP數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)從一層傳到另一層時(shí)，每一層都要按照較低層協(xié)議要求的格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。各層協(xié)議封裝格式如圖3-5-1所示。IP地址TCP／IP的網(wǎng)際層有自己的地址系統(tǒng)，稱為IP地址。IP地址放在IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部，而硬件地址放在MAC幀的首部。網(wǎng)際層及以上各層使用IP地址，網(wǎng)絡(luò)接口層使用物理地址。3.5

TCP／IP西安郵電學(xué)院通信工程系

IPv4分類編址機(jī)制表示方法：一個(gè)IPv4地址由4個(gè)8位字節(jié)組成，用小數(shù)點(diǎn)分隔。點(diǎn)分十進(jìn)制：2點(diǎn)分十六進(jìn)制：0x8.0x43.0x10.0x26主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)號(hào)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某個(gè)主機(jī)號(hào)西安郵電學(xué)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(biāo)識(shí)主機(jī)，還標(biāo)識(shí)主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的連接。因此，當(dāng)主機(jī)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它的地址必須改變。②TCP要求同一物理網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口具有相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和惟一的主機(jī)號(hào)。③路由器連接到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，它就有多個(gè)IP地址，因?yàn)樗B接的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。3.5

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

TCP／IP網(wǎng)絡(luò)主機(jī)B類10網(wǎng)絡(luò)主機(jī)B類10子網(wǎng)圖3-5-2采用子網(wǎng)的IP地址結(jié)構(gòu)子網(wǎng)掩碼：有32位，其中網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)部分用二進(jìn)制“1”表示，主機(jī)號(hào)部分用二進(jìn)制“0”表示。通過(guò)將IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，就可以得到網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。（3）域名IP地址可以惟一地確定一臺(tái)主機(jī)，但由于IP地址是數(shù)字型標(biāo)識(shí)，難以理解。為此，Internet采用了一種字符型標(biāo)識(shí)，用字符串標(biāo)識(shí)主機(jī)地址，這就是域名。域名采用層次命名法，類似于下列結(jié)構(gòu)：

計(jì)算機(jī)主機(jī)名.機(jī)構(gòu)名.網(wǎng)絡(luò)名.最高層域名最高層域名：通常為國(guó)家代碼，如中國(guó)為cn。網(wǎng)絡(luò)名：最高層域名的進(jìn)一步劃分，如教育（edu）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)（net）、政府（gov）、商業(yè)（com）。機(jī)構(gòu)名：第二層域名的進(jìn)一步劃分。3.5

TCP／IP（3）域名

實(shí)現(xiàn)“IP地址”和“域名”相互翻譯功能的軟件，稱為“域名系統(tǒng)（DNS）”。裝有“域名系統(tǒng)”的主機(jī)稱為“域名服務(wù)器”。注：個(gè)人PC機(jī)要連入Internet，關(guān)鍵在于獲得IP地址。對(duì)Internet的連接通常以網(wǎng)絡(luò)為單位進(jìn)行，一個(gè)LAN只要通過(guò)路由器控制Internet，該LAN便成為Internet的一部分。3.5

TCP／IP3.端口（運(yùn)輸層地址）網(wǎng)際層以下（含網(wǎng)際層）只提供兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)（點(diǎn)到點(diǎn)）傳輸，沒(méi)有涉及應(yīng)用程序即進(jìn)程的概念。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送到目的主機(jī)時(shí)，應(yīng)該由哪個(gè)應(yīng)用程序（進(jìn)程）處理到達(dá)的數(shù)據(jù)？網(wǎng)際層不能解決此問(wèn)題，運(yùn)輸層協(xié)議可以解決。運(yùn)輸層的基本任務(wù)是提供應(yīng)用程序之間的通信，稱為端到端通信。3.5

TCP／IP3.端口（運(yùn)輸層地址）“端口”用于應(yīng)用程序與運(yùn)輸層之間的通信，端口標(biāo)識(shí)應(yīng)用程序，運(yùn)輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被此應(yīng)用程序接收?！岸丝谔?hào)”共16位，分標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)保留端口和自由端口兩種。（1）標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)保留端口是眾所周知的端口，端口號(hào)從0～255，統(tǒng)一分配。每個(gè)服務(wù)器進(jìn)程都有一個(gè)端口號(hào)，同一計(jì)算機(jī)上不同服務(wù)器有不同端口號(hào)，不同計(jì)算機(jī)上同樣服務(wù)器有相同端口號(hào)。例如FTP服務(wù)器端口號(hào)是21、Telnet服務(wù)器端口號(hào)是23等等。3.5

TCP／IP（2）自由端口（＞255）由本地分配，當(dāng)本地應(yīng)用程序要與遠(yuǎn)地應(yīng)用程序通信時(shí)，先在本地申請(qǐng)一個(gè)端口號(hào)，然后根據(jù)自己所需的服務(wù)，通過(guò)保留端口與遠(yuǎn)地服務(wù)器建立聯(lián)系。為了使應(yīng)用程序的標(biāo)識(shí)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(hào)組成：源端套接字=源端計(jì)算機(jī)IP地址+信源端口號(hào)目的端套接字=目的端計(jì)算機(jī)IP地址+信宿端口號(hào)3.5

TCP／IP3.5.5網(wǎng)際層 網(wǎng)際層協(xié)議的核心是IP協(xié)議。此外，網(wǎng)際層還包括：Internet控制信息協(xié)議（ICMP）地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（ARP）反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP）。3.5

TCP／IP1.ICMP（InternetControlMessageProtocol，因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）

ICMP是Internet層的另一個(gè)比較重要的協(xié)議。路由器使用該協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸過(guò)程進(jìn)行控制。即路由器使用ICMP消息將傳輸過(guò)程中的問(wèn)題通知源IP進(jìn)行處理。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IPping命令ping實(shí)用程序通過(guò)發(fā)送方發(fā)送“ICMP回顯（ehco）”請(qǐng)求消息，接收方對(duì)該回顯請(qǐng)求進(jìn)行自動(dòng)回顯應(yīng)答，來(lái)驗(yàn)證兩臺(tái)支持TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)之間的IP層連接，并在發(fā)送方將回顯應(yīng)答消息的接收情況與往返過(guò)程的次數(shù)一起顯示出來(lái)。ping是用于檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)連接性、可達(dá)性和名稱解析等疑難問(wèn)題的主要TCP/IP命令。命令的基本格式：ping[-命令參數(shù)]目的主機(jī)的域名或IP地址2.ARP（AddressResolutionProtocol） TCP/IP的應(yīng)用程序和網(wǎng)際層以上的所有協(xié)議軟件只使用IP地址，而網(wǎng)絡(luò)接口層使用物理地址，ARP用來(lái)實(shí)現(xiàn)IP地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。ARP技術(shù)的關(guān)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(yīng)的物理地址，每一行對(duì)應(yīng)一臺(tái)主機(jī)。3.5

TCP／IParp命令arp命令使用ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）查看和修改本地計(jì)算機(jī)上的ARP高速緩存（IP-MAC地址映射表）中的選項(xiàng)。命令的基本格式：arp[-命令參數(shù)]常用命令參數(shù)及用途：-a：顯示本機(jī)ARP表中內(nèi)容。-d：主動(dòng)清空ARP表中內(nèi)容。-s：手工設(shè)置ARP表的表項(xiàng)。3.5

TCP／IP3.RARP（ReverseARP）將物理地址轉(zhuǎn)換成IP地址。RARP主要用于無(wú)盤工作站，當(dāng)無(wú)盤工作站啟動(dòng)時(shí)，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(xié)議進(jìn)行通信，無(wú)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(shù)據(jù)（如TCP段或UDP數(shù)據(jù)報(bào)）或同層的其他數(shù)據(jù)（如ICMP數(shù)據(jù)）封裝到IP數(shù)據(jù)報(bào)中。②路由選擇：尋找一條將數(shù)據(jù)報(bào)從源端主機(jī)送往目的主機(jī)的最佳傳輸路徑。路由選擇根據(jù)路由表進(jìn)行。③分段和重新組裝：物理網(wǎng)絡(luò)不同，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀大小也不同，數(shù)據(jù)幀的最大長(zhǎng)度即最大傳輸單元（MaximumTransferUnit，MTU）由硬件決定，通常保持不變。而IP數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度可任意選擇，IP模塊可將數(shù)據(jù)報(bào)分解成更小的數(shù)據(jù)報(bào)，以滿足不同MTU的要求。3.5

TCP／IP④差錯(cuò)報(bào)告：當(dāng)一個(gè)IP數(shù)據(jù)單元因超時(shí)被丟掉時(shí)，IP產(chǎn)生一個(gè)差錯(cuò)報(bào)告，告訴源節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)錯(cuò)誤的位置和性質(zhì)。⑤報(bào)頭的差錯(cuò)控制：IP對(duì)IP數(shù)據(jù)單元報(bào)頭進(jìn)行校驗(yàn)和計(jì)算，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。⑥生命期控制：IP限制IP數(shù)據(jù)單元在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的停留時(shí)間，由經(jīng)過(guò)的路由器和中繼器節(jié)點(diǎn)修改此值，逐漸減少（以秒計(jì)），若減至零還未達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)，則將此數(shù)據(jù)單元丟棄。3.5

TCP／IP（2）IP層的特點(diǎn)①IP實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)機(jī)到機(jī)（點(diǎn)到點(diǎn)）的通信。②IP層提供無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸機(jī)制。③IP著眼于傳輸效率，協(xié)議非常簡(jiǎn)單，無(wú)服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證。④IP便于互連異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)。3.5

TCP／IP（3）IP數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，每個(gè)協(xié)議層或每個(gè)協(xié)議都包含一些供它自己使用的信息。這些信息通常置于數(shù)據(jù)的前面，通常把它叫做頭信息。IP數(shù)據(jù)報(bào)格式如圖3-5-3所示。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IPIP數(shù)據(jù)報(bào)由報(bào)頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成。版本：長(zhǎng)度4bit，指lP協(xié)議的版本號(hào)；頭長(zhǎng)度：長(zhǎng)度4bit，指出以4字節(jié)為一個(gè)單位的報(bào)頭長(zhǎng)度；服務(wù)類型：長(zhǎng)度8bit，規(guī)定對(duì)本數(shù)據(jù)報(bào)的處理方式，包括對(duì)優(yōu)先級(jí)、時(shí)延、吞吐量、可靠性、路由選擇等方面的要求；總體長(zhǎng)度：占2個(gè)字節(jié)，指出整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，單位為字節(jié)，最長(zhǎng)為216-1（65535）字節(jié)。標(biāo)識(shí)（indentification）號(hào)：是為了使分片后的各數(shù)據(jù)報(bào)片最后能準(zhǔn)確地重裝成為原來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)。3.5

TCP／IP分段標(biāo)志（flag）：占3bit，只有前兩個(gè)比特有意義。最低位記為MF（MoreFragment），MF=1表示后面還有分片的數(shù)據(jù)報(bào)；MF=0表示這是最后一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片；中間一位記為DF（Don’tFragment），意即“不能分片”。只有當(dāng)DF=0時(shí)才允許分片。片偏移：也叫分段號(hào)，占l3bit。其指出較長(zhǎng)的分組在分片后，某片在原分組中的相對(duì)位置。生存時(shí)間：記為TTL（TimeToLive），設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中的生存時(shí)間（單位為s），以控制數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸延遲。3.5

TCP／IP協(xié)議：占8bit，表示該數(shù)據(jù)報(bào)攜帶的運(yùn)輸層數(shù)據(jù)是使用何種協(xié)議，以便目的主機(jī)的IP層知道應(yīng)將此數(shù)據(jù)報(bào)上交給哪個(gè)進(jìn)程（比如，UDP：17、TCP：6、ICMP：1）。報(bào)頭檢驗(yàn)和：只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭，不包括數(shù)據(jù)部分。地址：參閱前述IP地址部分。數(shù)據(jù)報(bào)選項(xiàng)：選項(xiàng)字段用于排錯(cuò)、測(cè)量以及安全等，長(zhǎng)度可從1個(gè)字節(jié)到40個(gè)字節(jié)，取決于所選擇的項(xiàng)目。3.5.6運(yùn)輸層1.端到端的通信設(shè)置運(yùn)輸層的目的是為高層用戶屏蔽通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，使應(yīng)用進(jìn)程看見(jiàn)的就好像在兩個(gè)傳輸層實(shí)體之間有一條端到端的邏輯信道一樣。運(yùn)輸層使用了兩個(gè)傳輸協(xié)議：一個(gè)是傳輸控制協(xié)議（TCP），TCP傳送的數(shù)據(jù)單位稱為TCP報(bào)文段（segment）；另一個(gè)是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP），UDP傳送的數(shù)據(jù)單元稱為UDP數(shù)據(jù)報(bào)。3.5

TCP／IP2.傳輸控制協(xié)議（TCP）（1）TCP的特性①面向數(shù)據(jù)流的處理方式：TCP采用連續(xù)方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。②完全的可靠性：TCP通過(guò)面向連接的傳輸方式，以及一些差錯(cuò)控制、流量控制的手段，確保了數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生丟失；TCP還能對(duì)接收到的IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行重新排序，解決了數(shù)據(jù)亂序的問(wèn)題；最后TCP進(jìn)行傳送確認(rèn)和超時(shí)重傳。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IP③TCP的流量控制必須保證快速的發(fā)送方不會(huì)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(wù)：連接控制必須提供端到端的連接建立、傳輸數(shù)據(jù)和關(guān)閉連接。⑤TCP提供全雙工的通信：TCP連接允許數(shù)據(jù)在任何一個(gè)方向流動(dòng)，并允許任何一個(gè)應(yīng)用程序在任何時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)。⑥安全性和優(yōu)先級(jí)：TCP在建立連接時(shí)，相互之間協(xié)商由高層協(xié)議提出的安全性和優(yōu)先級(jí)要求，TCP為每一次連接規(guī)定安全性和優(yōu)先級(jí)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(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序的端口號(hào)。目的端口（destinationport）：16位，分配給目的計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序的端口號(hào)。序號(hào)（sequencenumber）：32位，指出段中數(shù)據(jù)在發(fā)送端數(shù)據(jù)流中的位置。確認(rèn)號(hào)（acknowledgmentnumber）：32位，指出本計(jì)算機(jī)希望下一個(gè)接收字節(jié)的序號(hào)。3.5

TCP／IP數(shù)據(jù)偏移量（dataoffset）：又稱頭標(biāo)長(zhǎng)度，4位，指出以32bit為單位的數(shù)據(jù)段頭標(biāo)信息的長(zhǎng)度。保留（reserved）：6位，留作將來(lái)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(lái)通告接收端接收緩沖區(qū)的大小。校驗(yàn)和（checksum）：用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)流完整性的一個(gè)字域段。3.5

TCP／IP

緊急指示碼（urgentpointer）：當(dāng)緊急指示碼有效，表示發(fā)送者將數(shù)據(jù)指定為“緊急”，需要立即發(fā)送數(shù)據(jù)。選項(xiàng)（option）：用于各種情況，例如在建立連接的過(guò)程中傳送緩沖區(qū)的大小。填充位（padding）：是一些額外的0（按需要填充），以確保數(shù)據(jù)從一個(gè)32位的邊界處開(kāi)始。數(shù)據(jù)（Data）：該數(shù)據(jù)流的有效負(fù)載。（3）TCP連接TCP通過(guò)TCP端口提供連接服務(wù)，通過(guò)連接服務(wù)來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。建立連接的過(guò)程主要解決3個(gè)問(wèn)題：①使通信各方確知通信對(duì)方的存在；通信雙方協(xié)商某些通信參數(shù)（如最大報(bào)文段長(zhǎng)度、服務(wù)質(zhì)量等）；對(duì)傳輸實(shí)體資源（如緩沖區(qū)大小、連接表中的項(xiàng)目等）進(jìn)行分配。3.5

TCP／IP3.用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）UDP是一種不可靠的、無(wú)連接的協(xié)議，它提供UDP協(xié)議端口，可以保證應(yīng)用程序進(jìn)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(zhǎng)度校驗(yàn)和UDP數(shù)據(jù)消息的有效負(fù)載（可變長(zhǎng)）圖3-5-5UDP消息的格式3.5.7應(yīng)用層 應(yīng)用層在最高層，用戶調(diào)用應(yīng)用程序訪問(wèn)TCP／IP互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以享受各種服務(wù)。每個(gè)應(yīng)用程序可以選擇所需要的傳輸服務(wù)類型：如果傳輸層是TCP，就是連續(xù)的字節(jié)流------TCPStream；如果傳輸層是UDP，就是獨(dú)立的報(bào)文序列------UDPMessage。應(yīng)用層把數(shù)據(jù)按照傳輸層的要求組織好，再向下層傳送。3.5

TCP／IP3.5.8網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備分類從協(xié)議的層次看，不同網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備可以在OSI模型的不同層次上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連：①中繼器（repeater）：物理層互連設(shè)備；②網(wǎng)橋（bridge）：數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備；③路由器（router）：網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備；④網(wǎng)關(guān)（gateway）：傳輸層或更高層次的互連設(shè)備。3.5

TCP／IP3.5.9中繼器中繼器又稱為重發(fā)器。不同類型的局域網(wǎng)采用不同的中繼器互連。中繼器的主要功能是：①實(shí)現(xiàn)物理信號(hào)的接收、放大整形及轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)是雙向的。②實(shí)現(xiàn)同類物理網(wǎng)段的連接，借以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或延長(zhǎng)站點(diǎn)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(zhí)行相同協(xié)議但傳輸媒質(zhì)不同的局域網(wǎng)互聯(lián)。3.5

TCP／IP中繼器分雙口中繼器和多口中繼器。前者有兩個(gè)接口，一個(gè)用于輸入，一個(gè)用于輸出；后者接口數(shù)大于兩個(gè)，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(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜段的中間轉(zhuǎn)接設(shè)備，將各個(gè)網(wǎng)段連接起來(lái)。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)段出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)。3.5

TCP／IP具有三個(gè)端口的集線器集線器網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡工作站雙絞線網(wǎng)橋站表端口管理軟件網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體端口1端口2緩存①②③網(wǎng)段B網(wǎng)段A1112①③⑤2②④⑥2站地址端口網(wǎng)橋網(wǎng)橋④⑤⑥網(wǎng)橋的類型 根據(jù)網(wǎng)橋所用路由選擇算法的不同，網(wǎng)橋分為：透明網(wǎng)橋：IEEE802.3和802.4選用；源路由網(wǎng)橋：IEEE802.5選用；轉(zhuǎn)換橋：可在具有不同媒質(zhì)類型格式及傳輸機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行幀格式的轉(zhuǎn)換，例如從CSMA/CD到令牌環(huán)，或相反。3.5

TCP／IP目前使用得最多的網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋(transparentbridge)?！巴该鳌笔侵妇钟蚓W(wǎng)上的站點(diǎn)并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)網(wǎng)橋，因?yàn)榫W(wǎng)橋?qū)Ω髡緛?lái)說(shuō)是看不見(jiàn)的。透明網(wǎng)橋是一種即插即用設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1D。透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋容易安裝，但網(wǎng)絡(luò)資源的利用不充分，不一定是最佳路由源路由(sourceroute)網(wǎng)橋依據(jù)幀首部詳細(xì)的路由信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個(gè)發(fā)現(xiàn)幀，每個(gè)發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過(guò)的路由。發(fā)現(xiàn)幀到達(dá)目的站時(shí)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(gè)最佳路由。凡從該源站向該目的站發(fā)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(wǎng)橋重要概念沖突域：在共享介質(zhì)型局域網(wǎng)中，會(huì)發(fā)生沖突碰撞的區(qū)域稱為一個(gè)沖突域或碰撞域。在一個(gè)沖突域中，同時(shí)只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

廣播域：當(dāng)局域網(wǎng)上任意一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送廣播幀時(shí)，凡能收到廣播幀的區(qū)域稱為廣播域，這一區(qū)域中的所有站點(diǎn)稱為處在同一個(gè)廣播域。西安郵電學(xué)院通信工程系集線器一個(gè)沖突域，同時(shí)也是一個(gè)廣播域通過(guò)中繼器、集線器等物理層設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，可以擴(kuò)大通信范圍，但不能隔離碰撞域。通過(guò)網(wǎng)橋、局域網(wǎng)交換機(jī)等數(shù)鏈層設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)的連接，可以隔離碰撞域，但不能隔離廣播域。只有通過(guò)三層以上設(shè)備，才能隔離廣播域。現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)125路由器路由器是網(wǎng)絡(luò)層的互連設(shè)備，它具有網(wǎng)橋的全部功能，并增加了最佳路由選擇、支持多種協(xié)議路由選擇、流量控制、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，因而互連功能更強(qiáng)。注意：路由器識(shí)別網(wǎng)絡(luò)層地址（IP地址），而網(wǎng)橋只能識(shí)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(jù)目的地址選擇最優(yōu)路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包并且維護(hù)路由表

。此外，它還具備以下功能：

連通不同類型的網(wǎng)絡(luò)：路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，可以連接不同種類的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通；數(shù)據(jù)處理：提供包括數(shù)據(jù)包過(guò)濾、轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級(jí)、加密、壓縮和防火墻等功能。網(wǎng)絡(luò)管理：提供包括路由器配置管理、性能管理、容錯(cuò)管理和流量管理等功能。支持多種業(yè)務(wù)：支持MPLS、三層VPN和二層VPN等新業(yè)務(wù)。3.5

TCP／IP2.路由器基本組成 路由器由計(jì)算機(jī)和連接不同媒質(zhì)的網(wǎng)卡組成，如圖3-5-6所示。 網(wǎng)卡執(zhí)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(jié)構(gòu)3.路由轉(zhuǎn)發(fā)基本流程當(dāng)路由器收到一個(gè)報(bào)文時(shí)，IP首先檢查該報(bào)文的生存時(shí)間，若為0，則丟棄該報(bào)文，并給源站返回報(bào)文超時(shí)ICMP消息；若生存期未到，則根據(jù)目的站IP地址確定目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)；查找路由表，把IP數(shù)據(jù)報(bào)放入相應(yīng)的輸出緩存區(qū)的隊(duì)列中排隊(duì)輸出；3.5

TCP／IP3.5.13網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)用于連接“異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)”。所謂“異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)”可以是從應(yīng)用層到物理層協(xié)議都不相同的網(wǎng)絡(luò)，至少是從網(wǎng)絡(luò)層到物理層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)。因此，利用網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)LAN互聯(lián)、LAN與WAN的互聯(lián)等。3.5

TCP／IP第三章數(shù)據(jù)通信技術(shù)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.4無(wú)線局域網(wǎng)3.5TCP/IP3.6廣域網(wǎng)3.7因特網(wǎng)（Internet）3.6廣域網(wǎng)3.6.1廣域網(wǎng)的構(gòu)成當(dāng)主機(jī)之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，例如，相隔幾十或幾百公里，甚至幾千公里，局域網(wǎng)顯然就無(wú)法完成主機(jī)之間的通信任務(wù)。這時(shí)就需要另一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，即廣域網(wǎng)。

互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)路由器結(jié)點(diǎn)交換機(jī)相距較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)通過(guò)路由器與廣域網(wǎng)相連組成了一個(gè)覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)3.6廣域網(wǎng)3.6.2X.25網(wǎng)

X.25網(wǎng)就是X.25分組交換網(wǎng)，它是在二十多年前根據(jù)CCITT（即現(xiàn)在的ITU-T）的X.25建議書(shū)實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。X.25只是一個(gè)對(duì)公用分組交換網(wǎng)接口的規(guī)約。X.25所討論的都是以面向連接的虛電路服務(wù)為基礎(chǔ)。3.6廣域網(wǎng)X.25規(guī)定了DTE-DCE的接口X.25接口X.25接口X.25公用分組交換網(wǎng)VC2VC1DTEDTEDCEDCEDCEDTEX.25接口3.6廣域網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)在X.25的分組層（相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)層）加上X.25的首部控制信息后，就組裝成為X.25分組。在數(shù)據(jù)鏈路層使用的是HDLC的一個(gè)子集——平衡型鏈路接入規(guī)程LAPB。在分組層DTE與DCE之間可建立多條邏輯信道(0~4095號(hào))，使一個(gè)DTE同時(shí)和網(wǎng)上其他多個(gè)DTE建立虛電路并進(jìn)行通信。X.25還規(guī)定了在經(jīng)常需要進(jìn)行通信的兩個(gè)DTE之間可以建立永久虛電路。這些虛電路號(hào)以及分組序號(hào)等控制信息都寫在X.25分組的首部中。3.6廣域網(wǎng)LAPB幀X.25分組分組層（網(wǎng)絡(luò)層）數(shù)據(jù)鏈路層用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)X.25首部LAPB首部LAPB尾部3.6廣域網(wǎng)X.25的層次關(guān)系X.25網(wǎng)與IP網(wǎng)基于IP協(xié)議的因特網(wǎng)是無(wú)連接的，只提供盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，無(wú)服務(wù)質(zhì)量可言。X.25網(wǎng)是面向連接的，能夠提供可靠交付的虛電路服務(wù)，能保證服務(wù)質(zhì)量。正因?yàn)閄.25網(wǎng)能保證服務(wù)質(zhì)量，在二十多年前它曾經(jīng)是頗受歡迎的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。3.6廣域網(wǎng)X.25網(wǎng)退出了歷史舞臺(tái)到了20世紀(jì)90年代，情況就發(fā)生了很大的變化。通信主干線路已大量使用光纖技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量大大提高使得誤碼率降低好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而X.25十分復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和分組層協(xié)議已成為多余的。PC機(jī)的價(jià)格急劇下降使得無(wú)硬盤的啞終端退出了通信市場(chǎng)。這正好符合因特網(wǎng)當(dāng)初的設(shè)計(jì)思想：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單而智能應(yīng)盡可能放在網(wǎng)絡(luò)以外的用戶端。3.6.3幀中繼FR網(wǎng)

3.6廣域網(wǎng)在20世紀(jì)80年代后期，許多應(yīng)用都迫切要求增加分組交換服務(wù)的速率。幀中繼FR(FrameRelay)就是一種支持高速交換的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。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(shù)字光纖網(wǎng)比早期的電話網(wǎng)具有低得多的誤碼率，如果減少結(jié)點(diǎn)對(duì)每個(gè)分組的處理時(shí)間，則各分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延亦可減少，同時(shí)結(jié)點(diǎn)對(duì)分組的處理能力也就增大了。幀中繼不使用差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制機(jī)制。當(dāng)幀中繼交換機(jī)收到一個(gè)幀的首部時(shí)，只要一查出幀的目的地址就立即進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)幀的處理時(shí)間比X.25網(wǎng)約減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣，幀中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要比X.25網(wǎng)絡(luò)的提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。3.6廣域網(wǎng)幀中繼的邏輯連接的復(fù)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(wǎng)絡(luò)向上提供面向連接的虛電路服務(wù)。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(shù)據(jù)分開(kāi)的另一個(gè)邏輯連接上傳送的（即共路信令或帶外信令）。這點(diǎn)和X.25很不相同。X.25使用帶內(nèi)信令，即呼叫控制分組與用戶數(shù)據(jù)分組都在同一條虛電路上傳送。3.6廣域網(wǎng)幀中繼網(wǎng)幀中繼交換機(jī)路由器局域網(wǎng)局域網(wǎng)虛電路路由器幀中繼提供虛電路服務(wù)幀中繼網(wǎng)路由器局域網(wǎng)局域網(wǎng)虛電路路由器虛電路像一條專用電路用戶看不見(jiàn)幀中繼網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的幀中繼交換機(jī)3.6廣域網(wǎng)第三章數(shù)據(jù)通信技術(shù)3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.4無(wú)線局域網(wǎng)3.5TCP/IP3.6廣域網(wǎng)3.7因特網(wǎng)（Internet）3.7因特網(wǎng)（Internet） Internet，多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連組成的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，其研究始于1969年，它的前身是美國(guó)國(guó)防計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)-----ARPAnet。凡以TCP/IP為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的物理網(wǎng)絡(luò)，遵守Internet的工作原理及運(yùn)行機(jī)制（統(tǒng)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(guó)于1994年4月加入Internet。3.7.1Internet的優(yōu)點(diǎn)①入網(wǎng)方式靈活多樣。②Internet采用客戶/服務(wù)程序方式，使網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)極為靈活方便。③收費(fèi)低廉。④信息資源極為豐富、信息服務(wù)方式及用戶接口友好。3.7因特網(wǎng)（Internet）3.7.2Internet的基本信息服務(wù)1.客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）這種應(yīng)用系統(tǒng)由兩部分組成：即客戶程序和服務(wù)程序?？蛻舫绦蚴沁\(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上要求服務(wù)的程序；服務(wù)程序是運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上提供服務(wù)的程序。它們分別安裝在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)上。用戶使用此應(yīng)用程序時(shí)，首先啟動(dòng)客戶程序，并告訴客戶程序需要與哪個(gè)服務(wù)程序建立連接以及完成哪種操作，服務(wù)程序則按照客戶程序的要求提供服務(wù)。3.7因特網(wǎng)（Internet）2.電子郵件服務(wù)(E-mail)電子郵件是利用計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)傳遞文字信息的現(xiàn)代化手段。

Internet通過(guò)在一些特定的通信節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行相應(yīng)的軟件，使之充當(dāng)“郵局”的角色，用戶可以在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上租用一個(gè)“電子郵箱”（分配一個(gè)存放往來(lái)郵件的磁盤存儲(chǔ)區(qū)域）來(lái)發(fā)送電子郵件。由于其采用SMTP（簡(jiǎn)單報(bào)文傳輸協(xié)議），因此只能傳送ASCII文本信息，而不能傳送語(yǔ)音、圖像和視頻郵件。3.7因特網(wǎng)（Internet）2.電子郵件服務(wù)(E-mail)用戶發(fā)信時(shí)，只要同那臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，把信件內(nèi)容和收件人的電子郵件地址通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入自己租用的郵箱，然后經(jīng)過(guò)電信網(wǎng)絡(luò)的傳輸，幾秒鐘就可達(dá)到千里之外的目的地。當(dāng)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(shí)以計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)的方式打開(kāi)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(jī)上登錄的用戶標(biāo)示；Hostname：主機(jī)IP地址或主機(jī)域名。3.7因特網(wǎng)（Internet）電子郵件的最主要的組成構(gòu)件發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件服務(wù)器用戶代理SMTPSMTPPOP3

發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件服務(wù)器

郵件服務(wù)器SMTPSMTPPOP3(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(讀取郵件)(讀取郵件)(TCP連接)(TCP連接)(TCP連接)因特網(wǎng)3.7因特網(wǎng)（Internet）電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件服務(wù)器用戶代理

發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件服務(wù)器

郵件服務(wù)器(發(fā)送郵件)SMTPSMTP(發(fā)送郵件)(TCP連接)因特網(wǎng)(1)發(fā)信人調(diào)用用戶代理來(lái)編輯要發(fā)送的郵件。用戶代理用SMTP把郵件傳送給發(fā)送端郵件服務(wù)器。3.7因特網(wǎng)（Internet）電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程發(fā)送方

接收端郵件服務(wù)器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件服務(wù)器郵件緩存用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件服務(wù)器

郵件服務(wù)器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)因特網(wǎng)(2)發(fā)送端郵件服務(wù)器將郵件放入郵件緩存隊(duì)列中，等待發(fā)送。3.7因特網(wǎng)（Internet）電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件服務(wù)器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件服務(wù)器

郵件服務(wù)器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(TCP連接)因特網(wǎng)(3)運(yùn)行在發(fā)送端郵件服務(wù)器的SMTP客戶進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)在郵件緩存中有待發(fā)送的郵件，就向運(yùn)行在接收端郵件服務(wù)器的SMTP服務(wù)器進(jìn)程發(fā)起TCP連接的建立。3.7因特網(wǎng)（Internet）電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件服務(wù)器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件服務(wù)器

郵件服務(wù)器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(TCP連接)因特網(wǎng)(4)TCP連接建立后，SMTP客戶進(jìn)程開(kāi)始向遠(yuǎn)程的SMTP服務(wù)器進(jìn)程發(fā)送郵件。當(dāng)所有的待發(fā)送郵件發(fā)完了，SMTP就關(guān)閉所建立的TCP連接。3.7因特網(wǎng)（Internet）電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件服務(wù)器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件服務(wù)器

郵件服務(wù)器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(TCP連接)因特網(wǎng)(5)運(yùn)行在接收端郵件服務(wù)器中的SMTP服務(wù)器進(jìn)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(shí)進(jìn)行讀取。3.7因特網(wǎng)（