CH01 計算機網(wǎng)絡概述

計算機網(wǎng)絡（第

4

版）課件

物電系通信工程教研室

2004

年8月方志雄主講（使用OfficeXP

演示動畫）計算機網(wǎng)絡》課件制作人：方志雄課件制作人聲明本課件共10個Powerpoint

文件（每章一個）。教師可根據(jù)教學要求自由修改此課件（增加或刪減內(nèi)容），但不能自行出版銷售。對于課件中出現(xiàn)的缺點和錯誤，歡迎讀者提出寶貴意見，以便及時修訂。課件制作人方志雄2004年8月課件制作人：方志雄第

1

章概述

（有*號的標題表示最基本的內(nèi)容）

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用1.2計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程 *1.2.1分組交換的產(chǎn)生 *1.2.2因特網(wǎng)時代 *1.2.3關于因特網(wǎng)的標準化工作

1.2.4計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展1.3計算機網(wǎng)絡的分類

1.3.1計算機網(wǎng)絡的不同定義

1.3.2幾種不同的分類方法課件制作人：方志雄第

1

章概述（續(xù)）*1.4計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.4.1帶寬

1.4.2時延

1.4.3時延帶寬積和往返時延課件制作人：方志雄第

1

章概述（續(xù)）*1.5計算機網(wǎng)絡的體系結構

1.5.1計算機網(wǎng)絡體系結構的形成

1.5.2劃分層次的必要性

1.5.3計算機網(wǎng)絡的原理體系結構

1.5.4實體、協(xié)議、服務和服務訪問點

1.5.5面向連接服務和無連接服務

1.5.6OSI與TCP/IP體系結構的比較*1.6應用層的客戶-服務器方式課件制作人：方志雄1.1計算機網(wǎng)絡

在信息時代的作用21世紀的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和信息化，它是一個以網(wǎng)絡為核心的信息時代。網(wǎng)絡現(xiàn)已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟的重要基礎。網(wǎng)絡是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡。發(fā)展最快的并起到核心作用的是計算機網(wǎng)絡。課件制作人：方志雄因特網(wǎng)(Internet)的發(fā)展進入20世紀90年代以后，以因特網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡得到了飛速的發(fā)展。已從最初的教育科研網(wǎng)絡逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡。已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡。課件制作人：方志雄因特網(wǎng)的意義因特網(wǎng)是自印刷術以來人類通信方面最大的變革?，F(xiàn)在人們的生活、工作、學習和交往都已離不開因特網(wǎng)。課件制作人：方志雄1.2計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程

1.2.1分組交換的產(chǎn)生是20世紀60年代美蘇冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物。60年代初，美國國防部領導的遠景研究規(guī)劃局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提出要研制一種生存性(survivability)很強的網(wǎng)絡。傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一個缺點：正在通信的電路中有一個交換機或有一條鏈路被炸毀，則整個通信電路就要中斷。如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴柦⑦B接。這將要延誤一些時間。計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生背景課件制作人：方志雄新型網(wǎng)絡的基本特點網(wǎng)絡用于計算機之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)絡能夠連接不同類型的計算機，不局限于單一類型的計算機。所有的網(wǎng)絡結點都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡的生存性。計算機在進行通信時，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡的結構應當盡可能地簡單，同時還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。課件制作人：方志雄請注意名詞“結點”“結點”的英文名詞是node。雖然node有時也可譯為“節(jié)點”，但這是指像天線上的駐波的節(jié)點，這種節(jié)點很像竹竿上的“節(jié)”。在網(wǎng)絡中的node的標準譯名是“結點”而不是“節(jié)點”。課件制作人：方志雄回顧一下電路交換的特點兩部電話機只需要用一對電線就能夠互相連接起來。

課件制作人：方志雄更多的電話機互相連通5部電話機兩兩相連，需10對電線。N部電話機兩兩相連，需N(N–1)/2對電線。當電話機的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線對的數(shù)量與電話機數(shù)的平方成正比。

課件制作人：方志雄使用交換機當電話機的數(shù)量增多時，就要使用交換機來完成全網(wǎng)的交換任務?！?/p>

交換機課件制作人：方志雄“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是：轉接——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(tài)地分配傳輸線路的資源。課件制作人：方志雄電路交換的特點電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個階段：建立連接通信釋放連接課件制作人：方志雄電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個交換機通話在A到B的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA課件制作人：方志雄電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機通話在C到D的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA課件制作人：方志雄電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導致通信線路的利用率很低。課件制作人：方志雄報文分組交換的原理（一）在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。1101000110101010110101011100010011010010假定這個報文較長不便于傳輸課件制作人：方志雄數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報文分組交換的原理（二）每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構成分組。首部首部首部分組

1分組

2分組

3請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”課件制作人：方志雄分組交換的原理（三）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課件制作人：方志雄分組首部的重要性每一個分組的首部都含有地址等控制信息。分組交換網(wǎng)中的結點交換機根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉發(fā)到下一個結點交換機。用這樣的存儲轉發(fā)方式，最后分組就能到達最終目的地。課件制作人：方志雄分組交換的原理（四）接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。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)課件制作人：方志雄數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組交換的原理（五）最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復成為原來的報文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉發(fā)時也沒有被丟棄。報文1101000110101010110101011100010011010010課件制作人：方志雄分組交換網(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！結點交換機主機課件制作人：方志雄注意分組的存儲轉發(fā)過程H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組結點交換機主機在結點交換機

A

暫存查找轉發(fā)表找到轉發(fā)的端口在結點交換機

C

暫存查找轉發(fā)表找到轉發(fā)的端口在結點交換機

E

暫存查找轉發(fā)表找到轉發(fā)的端口最后到達目的主機

H5課件制作人：方志雄注意結點交換機有多個端口ABCDEH1H5H2H4H3H6高速鏈路結點交換機123412341

2

3

412

3

41

2

3

4課件制作人：方志雄結點交換機在結點交換機中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。結點交換機處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；查找轉發(fā)表，找出到某個目的地址應從哪個端口轉發(fā)；把分組送到適當?shù)亩丝谵D發(fā)出去。

課件制作人：方志雄主機和結點交換機的作用不同主機是為用戶進行信息處理的，并向網(wǎng)絡發(fā)送分組，從網(wǎng)絡接收分組。結點交換機對分組進行存儲轉發(fā)，最后把分組交付給目的主機。課件制作人：方志雄分組交換的優(yōu)點高效動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬?？煽客晟频木W(wǎng)絡協(xié)議；自適應的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡有很好的生存性。課件制作人：方志雄分組交換帶來的問題分組在各結點存儲轉發(fā)時需要排隊，這就會造成一定的時延。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。課件制作人：方志雄存儲轉發(fā)原理

并非完全新的概念在20世紀40年代，電報通信也采用了基于存儲轉發(fā)原理的報文交換(messageswitching)。報文交換的時延較長，從幾分鐘到幾小時不等。現(xiàn)在報文交換已經(jīng)很少有人使用了。課件制作人：方志雄三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文ABCDABCDABCD報文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放課件制作人：方志雄ARPANET的成功使

計算機網(wǎng)絡的概念發(fā)生根本變化早期的面向終端的計算機網(wǎng)絡是以單個主機為中心的星形網(wǎng)各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機的硬件和軟件資源。

分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡為中心，主機都處在網(wǎng)絡的外圍。用戶通過分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。

課件制作人：方志雄從主機為中心到以網(wǎng)絡為中心主機終端以主機為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機分組交換網(wǎng)課件制作人：方志雄1.2.2因特網(wǎng)時代因特網(wǎng)的基礎結構大體上經(jīng)歷了三個階段的演進。但這三個階段在時間劃分上并非截然分開而是有部分重疊的，這是因為網(wǎng)絡的演進是逐漸的而不是突然的。課件制作人：方志雄因特網(wǎng)發(fā)展的第一階段第一個分組交換網(wǎng)

ARPANET

最初只是一個單個的分組交換網(wǎng)。ARPA

研究多種網(wǎng)絡互連的技術。1983年TCP/IP協(xié)議成為標準協(xié)議。同年，ARPANET分解成兩個網(wǎng)絡：ARPANET——進行實驗研究用的科研網(wǎng)MILNET——軍用計算機網(wǎng)絡1983~1984年，形成了因特網(wǎng)

Internet。1990年

ARPANET

正式宣布關閉。課件制作人：方志雄因特網(wǎng)發(fā)展的第二階段1986年，NSF建立了國家科學基金網(wǎng)。NSFNET。它是一個三級計算機網(wǎng)絡：

主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)1991

年，美國政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉交給私人公司來經(jīng)營，并開始對接入因特網(wǎng)的單位收費。1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45Mb/s（T3速率）。

課件制作人：方志雄三級結構的因特網(wǎng)各網(wǎng)絡之間需要使用路由器來連接。有時在結構圖中可不畫出路由器。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器課件制作人：方志雄三級結構的因特網(wǎng)主機到主機的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)課件制作人：方志雄因特網(wǎng)發(fā)展的第三階段從1993年開始，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用的ISP網(wǎng)絡所代替。

1994年開始創(chuàng)建了4個網(wǎng)絡接入點NAP(NetworkAccessPoint)，分別由4個電信公司經(jīng)營。NAP就是用來交換因特網(wǎng)上流量的結點。在NAP中安裝有性能很好的交換設施。到本世紀初，美國的NAP的數(shù)量已達到十幾個。從1994年到現(xiàn)在，因特網(wǎng)逐漸演變成多級結構網(wǎng)絡。

課件制作人：方志雄多級結構的因特網(wǎng)大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡接入點NAP（對等點）公司校園網(wǎng)主干服務提供者校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)本地ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP本地ISP本地ISP大公司大公司網(wǎng)絡接入點NAP（對等點）主機到主機的通信可能經(jīng)過多種

ISP。課件制作人：方志雄今日的多級結構的因特網(wǎng)大致上可將因特網(wǎng)分為以下五個接入級網(wǎng)絡接入點

NAP國家主干網(wǎng)（主干

ISP）地區(qū)

ISP本地

ISP校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機上網(wǎng)用戶課件制作人：方志雄1.2.3關于因特網(wǎng)的標準化工作因特網(wǎng)協(xié)會ISOC因特網(wǎng)研究指導小組IRSG因特網(wǎng)研究部IRTF因特網(wǎng)工程部IETF因特網(wǎng)工程指導小組IESG…RGWG……RG…領域領域因特網(wǎng)體系結構研究委員會IABWGWGWG課件制作人：方志雄制訂因特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過以下的四個階段因特網(wǎng)草案(InternetDraft)——在這個階段還不是

RFC文檔。建議標準(ProposedStandard)——從這個階段開始就成為RFC文檔。草案標準(DraftStandard)因特網(wǎng)標準(InternetStandard)課件制作人：方志雄各種RFC之間的關系因特網(wǎng)草案建議標準草案標準因特網(wǎng)標準歷史的RFC實驗的RFC提供信息的RFC6種RFC課件制作人：方志雄1.2.4計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展(1)中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET(2)中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET(3)中國科學技術網(wǎng)CSTNET(4)中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET(5)中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET(6)中國國際經(jīng)濟貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET(7)中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET(8)中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET（建設中）(9)中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(wǎng)CSNET（建設中）課件制作人：方志雄1.3計算機網(wǎng)絡的分類1.3.1計算機網(wǎng)絡的不同定義最簡單的定義：計算機網(wǎng)絡是一些互相連接的、自治的計算機的集合。因特網(wǎng)(Internet)是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”。

1.3.2幾種不同的分類方法從網(wǎng)絡的交換功能進行分類從網(wǎng)絡的作用范圍進行分類從網(wǎng)絡的使用者進行分類

課件制作人：方志雄1.3.2幾種不同的分類方法

（一）從網(wǎng)絡的交換功能分類電路交換報文交換分組交換混合交換課件制作人：方志雄1.3.2幾種不同的分類方法（二）從網(wǎng)絡的作用范圍進行分類廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)

課件制作人：方志雄廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及局域網(wǎng)的關系城域網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)……課件制作人：方志雄1.3.2幾種不同的分類方法（三）從網(wǎng)絡的使用者進行分類公用網(wǎng)(publicnetwork)專用網(wǎng)(privatenetwork)

課件制作人：方志雄1.4計算機網(wǎng)絡的主要性能指標

1.4.1帶寬“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。課件制作人：方志雄常用的帶寬單位更常用的帶寬單位是千比每秒，即kb/s（103

b/s）兆比每秒，即Mb/s（106

b/s）吉比每秒，即Gb/s（109

b/s）太比每秒，即Tb/s（1012

b/s）請注意：在計算機界，K=210=1024M=220,G=230,T=240。課件制作人：方志雄數(shù)字信號流隨時間的變化在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒

106

個比特時間1

01

0

111s帶寬為1Mb/s時間每秒

4

106

個比特0.25s帶寬為4Mb/s課件制作人：方志雄時延(delay或latency)發(fā)送時延（傳輸時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。信道帶寬數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。發(fā)送時延=數(shù)據(jù)塊長度（比特）信道帶寬（比特/秒）課件制作人：方志雄時延(delay或latency)傳播時延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時延=信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）課件制作人：方志雄時延(delay或latency)處理時延交換結點為存儲轉發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。結點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延是處理時延中的重要組成部分。處理時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信量。有時可用排隊時延作為處理時延。課件制作人：方志雄時延(delay或latency)數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播時延和處理時延之和：總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延課件制作人：方志雄三種時延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊列在鏈路上產(chǎn)生傳播時延結點

B結點

A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時延(即傳輸時延)在隊列中產(chǎn)生處理時延數(shù)據(jù)從結點A向結點B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路課件制作人：方志雄容易產(chǎn)生的錯誤概念對于高速網(wǎng)絡鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。課件制作人：方志雄1.4.3時延帶寬積和往返時延（傳播）時延鏈路帶寬時延帶寬積=傳播時延帶寬鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。時延帶寬積課件制作人：方志雄往返時延RTT往返時延

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（接收端收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認），總共經(jīng)歷的時延。課件制作人：方志雄1.5計算機網(wǎng)絡的體系結構

1.5.1計算機網(wǎng)絡體系結構的形成相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調工作才行，而這種“協(xié)調”是相當復雜的?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱碗s的問題，轉化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。課件制作人：方志雄關于開放系統(tǒng)互連參考模型

OSI/RM只要遵循OSI標準，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標準的其他任何系統(tǒng)進行通信。在市場化方面OSI卻失敗了。OSI的專家們在完成OSI標準時沒有商業(yè)驅動力；OSI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復雜，且運行效率很低；OSI標準的制定周期太長，因而使得按OSI標準生產(chǎn)的設備無法及時進入市場；OSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個層次中重復出現(xiàn)。

課件制作人：方志雄兩種國際標準法律上的(dejure)國際標準OSI并沒有得到市場的認可。是非國際標準TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應用。TCP/IP常被稱為事實上的(defacto)國際標準。課件制作人：方志雄1.5.2劃分層次的必要性計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關的同步問題（同步含有時序的意思）。為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即網(wǎng)絡協(xié)議(networkprotocol)，簡稱為協(xié)議。課件制作人：方志雄網(wǎng)絡協(xié)議的組成要素語法數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式。語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。同步事件實現(xiàn)順序的詳細說明。課件制作人：方志雄劃分層次的概念舉例計算機

1

向計算機

2

通過網(wǎng)絡發(fā)送文件。可以將要做的工作進行如下的劃分。第一類工作與傳送文件直接有關。確信對方已做好接收和存儲文件的準備。雙方協(xié)調好一致的文件格式。兩個計算機將文件傳送模塊作為最高的一層。剩下的工作由下面的模塊負責。課件制作人：方志雄兩個計算機交換文件文件傳送模塊計算機

1計算機

2文件傳送模塊只看這兩個文件傳送模塊好像文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線傳送的把文件交給下層模塊進行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊課件制作人：方志雄再設計一個通信服務模塊文件傳送模塊計算機

1計算機

2文件傳送模塊只看這兩個通信服務模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對方把文件交給下層模塊進行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務模塊通信服務模塊課件制作人：方志雄再設計一個網(wǎng)絡接入模塊文件傳送模塊計算機

1計算機

2文件傳送模塊通信服務模塊通信服務模塊網(wǎng)絡接入模塊網(wǎng)絡接入模塊通信網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接入模塊負責做與網(wǎng)絡接口細節(jié)有關的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長度等。課件制作人：方志雄分層的好處各層之間是獨立的。靈活性好。結構上可分割開。易于實現(xiàn)和維護。能促進標準化工作。課件制作人：方志雄層數(shù)多少要適當若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復雜。層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務時遇到較多的困難。課件制作人：方志雄計算機網(wǎng)絡的體系結構計算機網(wǎng)絡的體系結構(architecture)是計算機網(wǎng)絡的各層及其協(xié)議的集合。體系結構就是這個計算機網(wǎng)絡及其部件所應完成的功能的精確定義。實現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結構的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。體系結構是抽象的，而實現(xiàn)則是具體的，是真正在運行的計算機硬件和軟件。課件制作人：方志雄1.5.3五層協(xié)議的體系結構TCP/IP是四層的體系結構：應用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡接口層。最下面的網(wǎng)絡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，采用一種只有五層協(xié)議的體系結構。課件制作人：方志雄五層協(xié)議的體系結構應用層(applicationlayer)運輸層(transportlayer)網(wǎng)絡層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應用層4運輸層3網(wǎng)絡層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2應用進程數(shù)據(jù)先傳送到應用層加上應用層首部，成為應用層

PDU課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2應用層PDU再傳送到運輸層加上運輸層首部，成為運輸層報文課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡層加上網(wǎng)絡層首部，成為IP數(shù)據(jù)報（或分組）課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2IP數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

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課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)應用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體計算機

1AP2AP1電信號（或光信號）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算機

2課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

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)絡層課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2網(wǎng)絡層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運輸層課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2運輸層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給應用層課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2應用層剝?nèi)ナ撞?，取出應用程序?shù)據(jù)上交給應用進程課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2我收到了

AP1

發(fā)來的應用程序數(shù)據(jù)！課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2應用程序數(shù)據(jù)應用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒贸绦驍?shù)據(jù)H5應用程序數(shù)據(jù)H4H5應用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)H4運輸層首部H3網(wǎng)絡層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

210100110100101比特流110101110101計算機2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)課件制作人：方志雄H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

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)絡層H2T2H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)課件制作人：方志雄H4H5應用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應用程序數(shù)據(jù)計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2網(wǎng)絡層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運輸層課件制作人：方志雄H5應用程序數(shù)據(jù)H4H5應用程序數(shù)據(jù)計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2運輸層剝?nèi)笪氖撞亢蟀褕笪牡臄?shù)據(jù)部分交給應用層課件制作人：方志雄應用程序數(shù)據(jù)H5應用程序數(shù)據(jù)計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2應用層剝?nèi)脤覲DU首部后把應用程序數(shù)據(jù)交給應用進程課件制作人：方志雄計算機

1

向計算機

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計算機

1AP2AP1計算機

2我收到了

AP1

發(fā)來的應用程序數(shù)據(jù)！課件制作人：方志雄1.5.4實體、協(xié)議、服務

和服務訪問點實體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務。課件制作人：方志雄實體、協(xié)議、服務

和服務訪問點（續(xù)）本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間通信的規(guī)則。服務是“垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱為服務訪問點SAP(ServiceAccessPoint)。課件制作人：方志雄實體、協(xié)議、服務

和服務訪問點（續(xù)）協(xié)議交換原語交換原語服務用戶提供服務服務提供者第n層第n+1層服務用戶SAPSAP課件制作人：方志雄協(xié)議很復雜協(xié)議必須將各種不利的條件事先都估計到，而不能假定一切情況都是很理想和很順利的。必須非常仔細地檢查所設計協(xié)議能否應付所有的不利情況。應當注意：事實上難免有極個別的不利情況在設計協(xié)議時并沒有預計到。在出現(xiàn)這種情況時，協(xié)議就會失敗。因此實際上協(xié)議往往只能應付絕大多數(shù)的不利情況。

課件制作人：方志雄著名的協(xié)議舉例占據(jù)兩個山頂?shù)乃{軍與駐扎在這山谷的白軍作戰(zhàn)。力量對比是：一個山頂上的藍軍打不過白軍，但兩個山頂?shù)乃{軍協(xié)同作戰(zhàn)就可戰(zhàn)勝白軍。一個山頂上的藍軍擬于次日正午向白軍發(fā)起攻擊。于是發(fā)送電文給另一山頂上的友軍。但通信線路很不好，電文出錯的可能性很大。因此要求收到電文的友軍必須發(fā)送確認電文。但確認電文也可能出錯。試問能否設計出一種協(xié)議，使得藍軍能實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定(即100%)取得勝利？課件制作人：方志雄明日正午進攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………這樣的協(xié)議無法實現(xiàn)！課件制作人：方志雄結論這樣無限循環(huán)下去，兩邊的藍軍都始終無法確定自己最后發(fā)出的電文對方是否已經(jīng)收到。沒有一種協(xié)議能夠藍軍能100%獲勝。課件制作人：方志雄1.5.5面向連接服務與

無連接服