第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程1、課程的性質(zhì)與內(nèi)容（1）性質(zhì):(a)技術(shù)基礎(chǔ)；（b）專業(yè)課程（2）內(nèi)容：（a）原理；（b）主流技術(shù)；（c）應(yīng)用；2、與其它課程之間的關(guān)系（1）通信原理；（2）程序設(shè)計(jì)；（3）數(shù)據(jù)庫；（4）OS；（5）計(jì)算機(jī)組成原理等3、幾點(diǎn)要求（1）出席；（2）課堂筆記；（3）作業(yè)與實(shí)驗(yàn)；（4）課內(nèi)與課外；（5）理論與技術(shù)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程通過本課程的學(xué)習(xí)，可使大家對(duì)數(shù)據(jù)通信的基本概念和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信的基本方法和協(xié)議、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用協(xié)議、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全和管理知識(shí)有一個(gè)全面的理解。為從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。授課教師嚴(yán)楠jiffyan@考核方式期末考試平時(shí)成績作業(yè)（課內(nèi)、課外）考勤、課堂紀(jì)律實(shí)驗(yàn)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程3、參考教材（1）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第五版）AndrewS.Tanenbaum著，潘愛民譯，清華大學(xué)出版社。（2）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》（第三版）.吳功宜.電子出版社（3）《網(wǎng)絡(luò)工程原理與實(shí)踐教程》，胡勝紅，人民郵電出版社。（4）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第五版）.謝希仁，電子工業(yè)出版社。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院51.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與類型1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義通常采用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義是：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是用通信線路將分散在不同地點(diǎn)并具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互相連接，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)資源共享的信息系統(tǒng)。這里強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是在協(xié)議控制下進(jìn)行計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，以實(shí)現(xiàn)資源的共享。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是區(qū)別計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與一般計(jì)算機(jī)互聯(lián)系統(tǒng)的標(biāo)志。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院62計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型（1）從網(wǎng)絡(luò)的交換功能可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為電路交換、報(bào)文交換、分組交換和混合交換（同時(shí)采用電路交換和分組交換）四種。（2）按通信媒體的不同可以分為有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)和混合網(wǎng)絡(luò)（有線和無線混合網(wǎng)絡(luò)）三種。（3）根據(jù)使用范圍的不同，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為公用網(wǎng)、專用網(wǎng)和接入網(wǎng)三類。公用網(wǎng)（publicnetwork）是為公眾提供各種信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如Internet，只要用戶能夠遵守網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的使用和管理規(guī)則，都可以申請(qǐng)使用。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院72計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型專用網(wǎng)（privatenetwork）由組織、系統(tǒng)或部門根據(jù)實(shí)際需要自己投資建立，只為網(wǎng)絡(luò)擁有者提供服務(wù)。例如軍隊(duì)、公安、鐵路、電力等系統(tǒng)均擁有本系統(tǒng)的專用網(wǎng)。接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。是一種比較特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。它既不屬于因特網(wǎng)的核心部分，也不屬于因特網(wǎng)的邊緣部分。只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的“橋梁”作用。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院82計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型（4）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接范圍的大小，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)四種。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）也稱為局部網(wǎng)絡(luò)，一般是將一個(gè)相對(duì)較多小區(qū)域（一般在幾百米到幾千米以內(nèi)）內(nèi)的計(jì)算機(jī)通過高速通信線路相連（現(xiàn)在傳輸速度一般在10Mbit/s以上）后所形成的網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN），基本上是一種大型的LAN，通常使用與LAN相同的技術(shù)。所以，目前在按連接范圍分類時(shí)可直接分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，而不再有城域網(wǎng)。

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院92計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，指作用范圍通常為幾十千米到幾千千米的網(wǎng)絡(luò)。簡單地說，廣域網(wǎng)是將多個(gè)局域網(wǎng)互聯(lián)后所產(chǎn)生的范圍更大的網(wǎng)絡(luò)，各局域網(wǎng)之間既可以通過速度較低的電話線進(jìn)行連接，也可以通過高速電纜、光纜、微波天線或衛(wèi)星等遠(yuǎn)程通信方式連接。個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PersonalAreaNetwork）就是在個(gè)人工作或者生活的地方把屬于個(gè)人使用的設(shè)備（如便攜式電腦、家用電器等）用無線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡(luò)，其范圍大約在10m左右。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院101.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與功能1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成一般而論，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有3個(gè)主要組成部分：若干個(gè)主機(jī)，它們各為用戶提供資源和服務(wù)；1個(gè)通信子網(wǎng)，它主要由結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些結(jié)點(diǎn)的通信鏈路所組成；一系列的協(xié)議。這些協(xié)議是為在主機(jī)和主機(jī)之間、主機(jī)和子網(wǎng)之間、子網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)之間的通信而用的，它是通信雙方事先約定好的和必須遵守的規(guī)則。

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院111計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院121計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成主機(jī)分組交換網(wǎng)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院13（1）通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)為資源子網(wǎng)提供信息傳送服務(wù)，是支持資源子網(wǎng)上用戶之間相互通信的基本環(huán)境。它的組成如下：①交換機(jī)。不同網(wǎng)段之間的連接。工作在數(shù)據(jù)鏈路層；②集線器。同一網(wǎng)段不同計(jì)算機(jī)的連接，工作在物理層；。③路由器。用于實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。工作在網(wǎng)絡(luò)層；安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院14（2）資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)資源共享。它由客戶機(jī)和服務(wù)器組成。①客戶機(jī)。使用網(wǎng)絡(luò)資源。②服務(wù)器。提供資源。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院15現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在Internet中，用戶計(jì)算機(jī)需要通過校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或ISP聯(lián)入地區(qū)主干網(wǎng)，地區(qū)主干網(wǎng)通過國家主干網(wǎng)聯(lián)入國家間的高速主干網(wǎng)，這樣就形成一種由路由器互聯(lián)的大型、層次結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院162計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要特性。從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)是由一組節(jié)點(diǎn)(node)和連接節(jié)點(diǎn)的鏈路(link)組成。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)作為節(jié)點(diǎn)，連接計(jì)算機(jī)的通信線路作為鏈路，形成計(jì)算機(jī)的地理分布和互連關(guān)系上的幾何排序（幾何構(gòu)形）。反映出網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系;這種計(jì)算機(jī)與鏈路之間的拓?fù)潢P(guān)系，稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕侵竿ㄐ抛泳W(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型;拓?fù)湓O(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費(fèi)用都有重大影響。

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院172計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)按照網(wǎng)絡(luò)中一條鏈路所能連接的計(jì)算機(jī)的臺(tái)數(shù)，可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)歸結(jié)為兩大類：鏈路型網(wǎng)絡(luò)（點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)）和廣播型網(wǎng)絡(luò)（多點(diǎn)共享鏈路結(jié)構(gòu)）。

（1）鏈路型網(wǎng)絡(luò)（點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)）：每條物理線路連接一對(duì)結(jié)點(diǎn)。有：

星型；環(huán)型；樹型；網(wǎng)狀型。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院182計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星型結(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來的輻射式互連結(jié)構(gòu)，中央節(jié)點(diǎn)實(shí)施對(duì)全網(wǎng)的控制，并分別通過單獨(dú)的鏈路與各個(gè)外圍節(jié)點(diǎn)相連接。其拓?fù)涮攸c(diǎn)是，中央節(jié)點(diǎn)與多條鏈路連接，其余節(jié)點(diǎn)只與一條鏈路連接。由于各外圍節(jié)點(diǎn)分別用線纜與中央節(jié)點(diǎn)直接連接，因而在星型結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)的傳輸不會(huì)在線路上發(fā)生碰撞，并且系統(tǒng)比較容易擴(kuò)充，但中央節(jié)點(diǎn)會(huì)成為系統(tǒng)的“瓶頸”和可靠工作的最薄弱環(huán)節(jié)。（a）星型（a）星型安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院192計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)由星型結(jié)構(gòu)衍變而來。它實(shí)際上是多個(gè)星型結(jié)構(gòu)的級(jí)聯(lián)組合。樹型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中有多個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，但主要的數(shù)據(jù)流通是在網(wǎng)絡(luò)的各分支之間進(jìn)行，形成一種分級(jí)管理的集中式網(wǎng)絡(luò)，適宜于各種管理部門進(jìn)行分級(jí)數(shù)據(jù)傳送的場合。其拓?fù)涮攸c(diǎn)是，多個(gè)中心節(jié)點(diǎn)與多條鏈路連接，其余節(jié)點(diǎn)（末端節(jié)點(diǎn)）只與一條鏈路連接。樹型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是連接容易、管理簡單、維護(hù)方便，缺點(diǎn)是共享能力差、可靠性低。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院202計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)是把所有節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)形。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的總線首尾相連成閉合的環(huán)路時(shí)，這種總線型結(jié)構(gòu)稱為環(huán)型總線結(jié)構(gòu)。其拓?fù)涮攸c(diǎn)是，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與兩條鏈路連接。在這種結(jié)構(gòu)中，任意兩點(diǎn)之間形成兩條路徑，當(dāng)某一鏈路有故障時(shí)，還可以通過另一條路徑進(jìn)行通信。（b）環(huán)型（b）環(huán)型安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院212計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是所有節(jié)點(diǎn)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上直接通路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。全互連結(jié)構(gòu)是所有節(jié)點(diǎn)之間都有直接通路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。全互連結(jié)構(gòu)是一種特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較高的可靠性，但網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鏈路多，投資大。（e）網(wǎng)型（e）網(wǎng)型安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院222計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）廣播型網(wǎng)絡(luò)廣播型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是，通信線路為多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享。這樣,一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息可以傳輸?shù)狡渌械墓?jié)點(diǎn)；而當(dāng)有兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息時(shí)，便會(huì)引起沖突。類型有：

總線型環(huán)型無約束型安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院233計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)資源共享，應(yīng)具有下述功能(1)數(shù)據(jù)通信。該功能用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與終端、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，也是實(shí)現(xiàn)其他幾個(gè)功能的基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)通信功能應(yīng)包含下述幾項(xiàng)具體內(nèi)容：①連接的建立和拆除。為使網(wǎng)絡(luò)中源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行通信，通常應(yīng)在它們之間先建立連接，建立一條由源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)之間的邏輯鏈路，通信結(jié)束時(shí)拆除已經(jīng)建立的連接。②數(shù)據(jù)傳輸控制。在通信雙方建立起連接之后，即可傳輸用戶數(shù)據(jù)。為使用戶數(shù)據(jù)能在網(wǎng)絡(luò)中正確傳輸，必須為數(shù)據(jù)配上報(bào)頭，其中含有用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔ⅲ缒繕?biāo)主機(jī)地址，源主機(jī)地址、報(bào)文序號(hào)等。用戶數(shù)據(jù)常稱為報(bào)文體，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)報(bào)頭中的信息控制報(bào)文的傳輸。此外，傳輸控制還應(yīng)對(duì)傳輸過程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行及時(shí)處理。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院243計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能③差錯(cuò)檢測(cè)。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，通常用誤碼率來度量信道的出錯(cuò)程序。一般信道誤碼率為10-4～10-9。為了減少錯(cuò)誤，網(wǎng)絡(luò)中必須具有差錯(cuò)控制設(shè)施，既可檢錯(cuò)，又可糾錯(cuò)。④流量控制。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，應(yīng)控制源主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流的速度，使之與目標(biāo)主機(jī)接收數(shù)據(jù)流的速度相匹配，以保證目標(biāo)主機(jī)能及時(shí)接收和處理所接收的數(shù)據(jù)流；否則，可能使接收方緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)溢出而丟失，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁擠和網(wǎng)絡(luò)死鎖的情況。⑤路由選擇。公共數(shù)據(jù)網(wǎng)中，由源站到目標(biāo)站通常都有多條路徑。路由選擇指按一定策略，如傳輸路徑最短、傳輸時(shí)延最小或傳輸費(fèi)用最低等，為被傳輸?shù)膱?bào)文選擇一條最佳傳輸路徑。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院253計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能⑥多路復(fù)用。為提高傳輸線路的利用率，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，都采用多路復(fù)用技術(shù)，即將一條物理鏈路虛擬為多條虛電路，使一條物理鏈路能為多個(gè)“用戶對(duì)”同時(shí)提供信息傳輸功能。(2)資源共享計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的資源可分為數(shù)據(jù)、軟件、硬件三類。相應(yīng)地，資源共享也分為以下三類。①數(shù)據(jù)共享。當(dāng)今數(shù)據(jù)資源的重要性越來越大，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)中普遍設(shè)置若干專門數(shù)據(jù)庫，如情報(bào)資料數(shù)據(jù)庫，機(jī)械制造技術(shù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫等等，可供全國乃至全世界的網(wǎng)絡(luò)用戶使用。②軟件共享。各種語言處理程序和各式各樣的應(yīng)用程序是可供共享的軟件，實(shí)現(xiàn)軟件共享的方式也有兩種。③硬件共享。為發(fā)揮巨型機(jī)和特殊外圍設(shè)備的作用，并滿足用戶要求，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也應(yīng)具有硬件資源共享的功能。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院263計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

(3)負(fù)荷均衡和分布處理①負(fù)荷均衡。這是指網(wǎng)絡(luò)中的工作負(fù)荷均勻地分配給網(wǎng)絡(luò)中的各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)某系統(tǒng)的負(fù)荷過重時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能自動(dòng)將該系統(tǒng)中的一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移至負(fù)荷較輕的系統(tǒng)中去處理。為此，網(wǎng)絡(luò)必須具有把本地作業(yè)傳送至其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的批處理系統(tǒng)、排隊(duì)等待處理、處理完后又把結(jié)果返回源系統(tǒng)的功能。②分布處理。對(duì)一個(gè)作業(yè)的處理可分為三個(gè)階段：提供作業(yè)輸入文件；對(duì)作業(yè)進(jìn)行加工處理；把處理結(jié)果輸出。在單機(jī)環(huán)境下，上述三步都在本地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，根據(jù)分布處理的需要，可將作業(yè)分配給其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院274計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能（1）速率速率的單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等

（2）帶寬“帶寬”(bandwidth)本來是指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率(發(fā)送速率、傳輸速率)”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)亦即在傳輸管道中可以傳遞數(shù)據(jù)的能力。在數(shù)字設(shè)備中，頻寬通常以bps表示，即每秒可傳輸之位數(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率，即每秒多少比特.

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院284計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能更常用的帶寬單位是千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）請(qǐng)注意：在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，K=210=1024M=220,G=230,T=240。（3）吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。對(duì)于一個(gè)100Mbps的以太網(wǎng)，其額定速率是100Mbps，那么這個(gè)數(shù)值也是該以太網(wǎng)的吞吐量的絕對(duì)上限值。因此，對(duì)100Mbps的以太網(wǎng)，其典型的吞吐量可能也只有70Mbps。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院294計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能（4）時(shí)延傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延）：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延＝數(shù)據(jù)塊長度（比特）/信道帶寬（比特/秒）傳播時(shí)延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念傳播時(shí)延＝信道長度（米）/信號(hào)在信道上的傳播速率（米/秒）處理時(shí)延：換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院304計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能排隊(duì)時(shí)延：結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。排隊(duì)時(shí)延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延注意：通常說的“高速網(wǎng)絡(luò)鏈路”指的是數(shù)據(jù)發(fā)送速率較高（即帶寬較高）而不是比特在鏈路中的傳播速率較高。同樣的“高速光纖”指的是光纖信道的發(fā)送數(shù)據(jù)的速率可以很高，而光纖信道的傳播速率比銅線的傳播速率實(shí)際還要低一些（分別為每秒20.5萬公里、每秒23.1萬公里）。提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。比特的傳播速率與帶寬無關(guān)一般來說，小時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)要優(yōu)于大時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)，在某些情況下，一個(gè)低速率，小時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)很可能要優(yōu)于一個(gè)高速率但大時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院314計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能1011001…發(fā)送器隊(duì)列在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn)

B結(jié)點(diǎn)

A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時(shí)延(即傳輸時(shí)延)在隊(duì)列中產(chǎn)生處理時(shí)延數(shù)據(jù)從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院324計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能（5）時(shí)延帶寬積在數(shù)據(jù)通訊中，bandwidth-delayproduct指鏈路中容納的比特?cái)?shù)時(shí)延帶寬積＝傳播時(shí)延×帶寬（6）往返時(shí)延

RTT(Round-TripTime)表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)（接收端收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認(rèn)），總共經(jīng)歷的時(shí)延。（傳播）時(shí)延鏈路帶寬安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院331.3數(shù)據(jù)交換技術(shù)1.31線路交換技術(shù)1工作過程：線路交換又稱為電路交換。通信的計(jì)算機(jī)之間必須事先建立物理線路（或者物理連接）。整個(gè)線路交換的過程包括建立線路、占用線路并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、釋放線路三個(gè)階段。物理電路可以是真正的物理線路，也可以是一個(gè)復(fù)用信道，該物理電路一直保持到雙方通信結(jié)束后才釋放。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院341線路交換技術(shù)A和B通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行(((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA(安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院352線路交換的特點(diǎn)建立物理電路所需的時(shí)間比較長；建立連接后，傳輸延遲小，主要的延遲是物理信號(hào)的傳播延遲；一旦建立連接就獨(dú)占線路，線路利用率低；電路的帶寬是預(yù)先分配的，通信過程中固定不變；不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸沖突；無糾錯(cuò)機(jī)制；不適用于計(jì)算機(jī)通信：因?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性的特點(diǎn)，真正傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間不到10%。這種必須經(jīng)過“建立連接－通信－釋放連接”三個(gè)步驟的連網(wǎng)方式叫作面向連接的。電路交換必定是面向連接的。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院363線路交換的缺點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性，這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。正在通信的電路中有一個(gè)交換機(jī)或有一條鏈路被炸毀，則整個(gè)通信電路就要中斷。如要改用其他迂回電路，必須重新建立連接，這將要延誤一些時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)如果連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù)，且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于連接建立時(shí)間，則電路交換有傳輸速率較快的優(yōu)點(diǎn)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院371.3.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)電路交換是一種較早的交換技術(shù)，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信基本不采用電路交換，而采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的基本原理是：每一個(gè)節(jié)點(diǎn)中都有一個(gè)緩沖區(qū)，當(dāng)要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就將要傳遞的分組信息存放在該緩沖區(qū)中，當(dāng)線路空閑時(shí)由交換機(jī)將分組信息傳輸?shù)较乱惶木彌_區(qū)去。信息從數(shù)據(jù)源到目的地一般要進(jìn)行多級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)，即通過多個(gè)交換機(jī)進(jìn)行傳遞。每經(jīng)過一個(gè)交換機(jī)或路由器就稱為一“跳”，每跳都有緩沖區(qū)。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的特點(diǎn)是：可靠性高，而且還可采用差錯(cuò)控制技術(shù)和重發(fā)措施，使用不同的線路進(jìn)行重發(fā)。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)又可分為報(bào)文交換和分組交換技術(shù)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院381結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)處理分組的過程是（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)）：把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。主機(jī)是為用戶進(jìn)行信息處理的，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組，從網(wǎng)絡(luò)接收分組。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最后把分組交付給目的主機(jī)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院392.分組交換（PacketSwitching）發(fā)送端要發(fā)送的一條完整的信息叫做報(bào)文（message）先把較長的報(bào)文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段（報(bào)文段）。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院40分組交換的原理（1）.在發(fā)送端，先把較長的報(bào)文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010假定這個(gè)報(bào)文較長不便于傳輸安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院41分組交換的原理（2）每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文首部首部首部分組

1分組

2分組

3請(qǐng)注意：現(xiàn)在左邊是“前面”安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院42分組交換的原理（3）分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院43分組交換的原理（4）接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3收到的數(shù)據(jù)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院44分組交換的原理（5）最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報(bào)文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯(cuò)，在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也沒有被丟棄。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院45分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5

發(fā)送分組H2向H6

發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院46注意分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)

A

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)

C

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)

E

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口最后到達(dá)目的主機(jī)

H5安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院47分組交換的優(yōu)點(diǎn)（1）線路利用率高。在一條物理線路上提供多條邏輯信道，極大地提高線路的利用率。使傳輸費(fèi)用明顯下降。（2）不同種類的終端可以相互通信。數(shù)據(jù)以分組為單位在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，使不同速率終端，不同協(xié)議的設(shè)備經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供的協(xié)議變換功能后實(shí)現(xiàn)互相通信。（3）信息傳輸可靠性高。在網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)分組進(jìn)行傳輸時(shí)，在節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間采用差錯(cuò)校驗(yàn)與重發(fā)的功能，因而在網(wǎng)中傳送的誤碼率大大降低。而且在網(wǎng)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的路由機(jī)制會(huì)使分組自動(dòng)地選擇一條新的路由避開故障點(diǎn)，不會(huì)造成通信中斷。（4）分組多路通信。由于每個(gè)分組都包含有控制信息，所以分組型終端可以同時(shí)與多個(gè)用戶終端進(jìn)行通信，可把同一信息發(fā)送到不同用戶。（5）計(jì)費(fèi)與傳輸距離無關(guān)。網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)按時(shí)長、信息量計(jì)費(fèi)，與傳輸距離無關(guān)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院48分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院493.報(bào)文交換（MessageSwitching）在20世紀(jì)40年代，電報(bào)通信也采用了基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的報(bào)文交換(messageswitching)。要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須整體一次性進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。報(bào)文交換的時(shí)延較長，從幾分鐘到幾小時(shí)不等。現(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院50三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院511.3.3虛電路方式

虛電路方式是指通信終端在收發(fā)數(shù)據(jù)之前，先在網(wǎng)絡(luò)中建立一條邏輯連接，在通信過程中，用戶數(shù)據(jù)按照順序沿著該邏輯連接到達(dá)終點(diǎn)。虛電路指的是一條邏輯連接而不是一條物理通路，同一條線路可能同時(shí)被多條虛電路使用。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院5214網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議1.4.1體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議1概述相互通信的兩個(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?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。層次是人們對(duì)復(fù)雜問題處理的基本方法；將總體要實(shí)現(xiàn)的很多功能分配在不同層次中；對(duì)每個(gè)層次要完成的服務(wù)及服務(wù)要求都有明確規(guī)定；高層使用低層提供的服務(wù)時(shí)，并不需要知道低層服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院531.4.1體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議2協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。

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)或約定即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)，簡稱為協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合，或者說計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成功能的精確定義。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素語法

數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。語義

需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。同步

事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院541.4.1體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次模型不同主機(jī)之間的相同層次稱為對(duì)等層。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)等層之間互相通信需要遵守一定的規(guī)則，如通信的內(nèi)容、通信的方式。對(duì)等層上傳送數(shù)據(jù)的單位統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ProtocolDataUnit,PDU）。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院551.4.1體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議4分層結(jié)構(gòu)有下列好處（1）各層之間是獨(dú)立的。某一層不需要知道它的下一層是如何實(shí)現(xiàn)的，只需要知道調(diào)用的接口。（2）靈活性好。任何一層的實(shí)現(xiàn)過程發(fā)生變化時(shí)，只要層間接口保持不變則不影響其它層次的實(shí)現(xiàn)。（3）結(jié)構(gòu)上可分割開。各層都可以采用最適合的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。（4）易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。“分而治之”的思想使得復(fù)雜系統(tǒng)變得易于設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。（5）能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。層次結(jié)構(gòu)應(yīng)該對(duì)每一層的功能和服務(wù)都有精確的說明。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院561.4.2ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型1概述在制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面，起著很大作用的兩大國際組織是：國際電報(bào)與電話咨詢委員會(huì)（CCITT）國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）CCITT與ISO的工作領(lǐng)域不同：CCITT主要是考慮通信標(biāo)準(zhǔn)的制定；ISO主要是考慮信息處理與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1979年建立了一個(gè)分委員會(huì)來專門研究一種用于開放系統(tǒng)互連（OpenSystemsInterconnection,OSI）的體系結(jié)構(gòu)，定義了連接異種計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)框架。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院571.4.2ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型2ISO劃分七層結(jié)構(gòu)的基本原則：網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都具有相同的層次；不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能；同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信；每層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)；不同結(jié)點(diǎn)的同等層通過協(xié)議來實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院583OSI參考模型的結(jié)構(gòu)1.4.2ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院593OSI參考模型的結(jié)構(gòu)（1）物理層(PhysicalLayer)物理層的任務(wù)就是為它的上一層提供一個(gè)物理連接，以及它們的機(jī)械、電氣、功能和過程特性。如規(guī)定使用電纜和接頭的類型，傳送信號(hào)的電壓等。物理層的任務(wù)就是透明的傳輸比特流?！巴该鞯膫鬏敱忍亓鳌笔侵副忍亓鹘?jīng)過物理層傳輸后不會(huì)發(fā)生變化，任意組合的比特流都可以通過物理層傳送。（2）數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的線路上，無差錯(cuò)的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。

安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院603OSI參考模型的結(jié)構(gòu)（3）網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間可能會(huì)經(jīng)過很多段數(shù)據(jù)鏈路。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點(diǎn)，確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳送。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)間的通信。（4）傳輸層(TransportLayer)為兩個(gè)端系統(tǒng)（也就是源站和目的站）的會(huì)話層之間，提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)可靠地傳輸數(shù)據(jù)。該層的主要任務(wù)是提供建立、維護(hù)和拆除傳輸連接的功能，監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量，提供端到端可靠的透明的數(shù)據(jù)傳輸、差錯(cuò)控制和流量控制。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院613OSI參考模型的結(jié)構(gòu)（5）會(huì)話層(SessionLayer)

這一層也可以稱為會(huì)晤層或?qū)υ拰?，在?huì)話層及以上的高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名，統(tǒng)稱為報(bào)文。會(huì)話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗(yàn)證和會(huì)話管理在內(nèi)的建立和維護(hù)應(yīng)用之間通信的機(jī)制。如服務(wù)器驗(yàn)證用戶登錄便是由會(huì)話層完成的。（6）表示層(PresentationLayer)

這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法，轉(zhuǎn)換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作都由表示層負(fù)責(zé)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院623OSI參考模型的結(jié)構(gòu)（7）應(yīng)用層(ApplicationLayer)

應(yīng)用層確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要以及提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用為了方便起見，我們常常把上面的七個(gè)層次分為低層與高層。低層為一~四層，是面向通信的，高層為五~七層，是面向信息處理的。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院631.4.3TCP/IP模型1TCP/IP參考模型的發(fā)展在TCP/IP協(xié)議研究時(shí)，并沒有提出參考模型；1974年Kahn定義了最早的TCP/IP參考模型；80年代Leiner、Clark等人對(duì)TCP/IP參考模型進(jìn)一步的研究；TCP/IP協(xié)議一共出現(xiàn)了6個(gè)版本，后3個(gè)版本是版本4、版本5與版本6；目前我們使用的是版本4，一般被稱為IPv4；IPv6被稱為下一代的IP協(xié)議。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院641.4.3TCP/IP模型2TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn);獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)；獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互連網(wǎng)中；統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址；標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院651.4.3TCP/IP模型3TCP/IP協(xié)議模型結(jié)構(gòu)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院661.4.3TCP/IP模型（1）主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層TCP/IP參考模型的最低層，負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào);允許主機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用多種現(xiàn)成的與流行的協(xié)議，例如局域網(wǎng)的Ethernet、令牌網(wǎng)、分組交換網(wǎng)的X.25、幀中繼、ATM協(xié)議等;當(dāng)一種物理網(wǎng)被用作傳送IP數(shù)據(jù)包的通道時(shí)，就可以認(rèn)為是這一層的內(nèi)容;充分體現(xiàn)出TCP/IP協(xié)議的兼容性與適應(yīng)性，它也為TCP/IP的成功奠定了基礎(chǔ)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院671.4.3TCP/IP模型（2）互連層相當(dāng)OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；處理互連的路由選擇、流控與擁塞問題；IP協(xié)議是一種無連接的、提供“盡力而為”服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院681.4.3TCP/IP模型（3）傳輸層主要功能是在互連網(wǎng)中源主機(jī)與目的主機(jī)的對(duì)等實(shí)體間建立用于會(huì)話的端-端連接；傳輸控制協(xié)議TCP是一種可靠的面向連接協(xié)議；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP是一種不可靠的無連接協(xié)議。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院691.4.3TCP/IP模型（4）應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議Telnet文件傳輸協(xié)議FTP簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP域名系統(tǒng)DNS簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP超文本傳輸協(xié)議HTTP安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院701.4.3TCP/IP模型（5）TCP/IP協(xié)議棧安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院711.4.4OSI/RM和TCP/IP模型的區(qū)別1對(duì)OSI參考模型的評(píng)價(jià)層次數(shù)量與內(nèi)容選擇不是很好，會(huì)話層很少用到，表示層幾乎是空的，數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層有很多的子層插入；OSI參考模型將“服務(wù)”與“協(xié)議”的定義結(jié)合起來，使得參考模型變得格外復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難；尋址、流控與差錯(cuò)控制在每一層里都重復(fù)出現(xiàn)，降低系統(tǒng)效率；數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡(luò)管理在參考模型的設(shè)計(jì)初期被忽略了；參考模型的設(shè)計(jì)更多是被通信的思想所支配，不適合于計(jì)算機(jī)與軟件的工作方式；嚴(yán)格按照層次模型編程的軟件效率很低。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院721.4.4OSI/RM和TCP/IP模型的區(qū)別2對(duì)TCP/IP參考模型評(píng)價(jià)在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別上不很清楚，一個(gè)好的軟件工程應(yīng)該將功能與實(shí)現(xiàn)方法區(qū)分開，參考模型不適合于其它非TCP/IP協(xié)議族；TCP/IP參考模型的主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層本身并不是實(shí)際的一層；物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的劃分是必要和合理的，但是TCP/IP參考模型卻沒有做到這點(diǎn)。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院73

1概述網(wǎng)絡(luò)互連是目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，并且已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。在諸多網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議中，傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,TCP/IP）是一個(gè)使用非常普遍的網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。ISO制定的OSI參考模型的過于龐大、復(fù)雜招致了許多批評(píng)。而由技術(shù)人員自己開發(fā)的TCP/IP協(xié)議棧獲則得了廣泛的應(yīng)用;但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。因此往往采取折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。分別是物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，應(yīng)用層，其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)應(yīng)TCP/IP四層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)接口層。1.4.5一種建議的參考模型安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院742五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院752五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層：規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時(shí)所遵循的協(xié)議。應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳送的單位(協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU)稱為報(bào)文(message)運(yùn)輸層：負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個(gè)進(jìn)程的通信。運(yùn)輸層的PDU為報(bào)文段(segment)或用戶數(shù)據(jù)報(bào)(userdatagram)網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)分組交換網(wǎng)上不同主機(jī)間的通信。其PDU為IP數(shù)據(jù)報(bào)(IPdatagram)數(shù)據(jù)鏈路層：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的通信，其PDU為幀(frame)物理層：透明的傳輸比特流，其PDU為bit五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層對(duì)應(yīng)了七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院761.4.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作過程

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU報(bào)文計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院77計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層分段，再加上運(yùn)輸層首部，成為報(bào)文段安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院78計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院79計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院80計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)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安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院81計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體計(jì)算機(jī)

1AP2AP1電信號(hào)（或光信號(hào)）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層計(jì)算機(jī)

2安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院82計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院83計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院84計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院85計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院86計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞浚〕鰬?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院87計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院88計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院89計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

210100110100101比特流110101110101計(jì)算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院90計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院91計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院92計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院93計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院94計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院951.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

1面向終端的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

20世紀(jì)50年代：數(shù)據(jù)通信技術(shù)的研究與發(fā)展安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院962以分組交換為核心的第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)60年代：ARPAnet與分組交換技術(shù)的研究與發(fā)展第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則強(qiáng)調(diào)了網(wǎng)絡(luò)的整體性，用戶不僅可以共享與之直接相連的主機(jī)的資源，而且還可以通過通信子網(wǎng)共享其他主機(jī)或用戶的軟、硬件資源。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院973以O(shè)SI和TCP/IP為核心的第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)70年代：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的研究，廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)與分組交換技術(shù)的研究與應(yīng)用第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是制訂了統(tǒng)一的不同計(jì)算機(jī)之間互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)了不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間互聯(lián)成網(wǎng)。1977年前后，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardizationOrganization，ISO）成立了一個(gè)專門機(jī)構(gòu)，提出了一個(gè)各種計(jì)算機(jī)能夠在世界范圍內(nèi)互聯(lián)成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel，OSI/RM），簡稱為OSI。OSI參考模型的提出，解決了不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián)問題。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院984以高速和多媒體應(yīng)用為核心的第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)90年代：Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的研究與發(fā)展、寬帶城域網(wǎng)與接入網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)的研究與發(fā)展

第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是在進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著數(shù)字通信的出現(xiàn)而產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是綜合化和高速化。綜合化是指采用交換的數(shù)據(jù)傳送方式將多種業(yè)務(wù)綜合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中完成。例如人們一直在使用一種與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)很不相同的電話網(wǎng)傳送語音信息，但是，現(xiàn)在已經(jīng)可以將多種業(yè)務(wù)，如語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息以二進(jìn)制代碼的數(shù)字形式綜合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中進(jìn)行傳送。網(wǎng)絡(luò)的高速化在近年來顯得非常突出。例如以太網(wǎng)的速率，在短短的十幾年間就從當(dāng)初的10Mbit/s，發(fā)展到后來的100Mbit/s、1000Mbit/s，現(xiàn)在運(yùn)行速率達(dá)到10000Mbit/s的萬兆以太網(wǎng)也得到了廣泛應(yīng)用。安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院991.6因特網(wǎng)概述1.6.1因特網(wǎng)的發(fā)展Internet的全稱是InterNetwork，中文稱為“國際互連網(wǎng)”、“因特網(wǎng)”、“網(wǎng)際網(wǎng)”等。它將全世界不同國家、不同地區(qū)、不同部門和機(jī)構(gòu)的不同類型的計(jì)算機(jī)及國家主干網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備“永久性”地高速互聯(lián)，而不論其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小、主機(jī)數(shù)量的多少、地理位置的異同，因此是一個(gè)”網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。Internet的最早起源于美國國防部領(lǐng)導(dǎo)的高級(jí)研究計(jì)劃署ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency）的前身ARPANET，該網(wǎng)于1969年投入使用。由此，ARPANET成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生