網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)課件

計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第一章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1．1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1．2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、功能及分類1．3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．4數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1．5計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1．6計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)1．7計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備10/7/20231計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第一章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)8/2/2023第二章

局域網(wǎng)2．1局域網(wǎng)概述2．2局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)2．3Ethernet2．4非主流局域網(wǎng)2．5網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)第三章

廣域網(wǎng)與Internet3．1廣域網(wǎng)的基本概念3．2Internet的基本概念3．3TCP/IP協(xié)議

10/7/20232第二章

局域網(wǎng)8/2/20232第四章綜合布線系統(tǒng)4.1布線系統(tǒng)設(shè)計4．2結(jié)構(gòu)化布線安裝與測試第五章應(yīng)用實例參考書：計算機網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)，王洪、賈卓生等編著，人民郵電出版社。（25）局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)，機械工業(yè)出版社。（32）數(shù)據(jù)通訊與網(wǎng)絡(luò)，機械工業(yè)出版社。（48）計算機網(wǎng)絡(luò)（第三版），清華大學(xué)出版社。10/7/20233第四章綜合布線系統(tǒng)8/2/20233個人介紹王占杰大連理工大學(xué)信息學(xué)院計算機系網(wǎng)絡(luò)與控制研究室E-mail:wangzhj@電話：4706002或4706003轉(zhuǎn)8211研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、（實時）分布式系統(tǒng)、計算機控制與數(shù)據(jù)處理、數(shù)字化企業(yè)等。10/7/20234個人介紹王占杰8/2/20234

第一章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1．1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

1．1．1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史

計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程是計算機與通信（C&C,ComputerandCommunication）的融合過程。60年代：

面向終端分布的計算機系統(tǒng)計算機－－終端系統(tǒng)是計算機與通信結(jié)合的前驅(qū)，把多臺遠程終端設(shè)備通過公用電話網(wǎng)連接到一臺中央計算機構(gòu)成所謂面向終端分布的計算機系統(tǒng)、解決遠程信息收集、計算和處理。根據(jù)信息處理方式的不同，它們還可分為實時處理連機系統(tǒng)、成批處理連機系統(tǒng)和分時處理連機系統(tǒng)。計算機－－終端系統(tǒng)雖還稱不上是計算機網(wǎng)絡(luò)，但它提供了計算機通信的許多基本技術(shù)，而這種系統(tǒng)本身也成為以后發(fā)展起來的計算機網(wǎng)絡(luò)的組成部分。因此，這種終端連機系統(tǒng)也稱為面向終端分布的計算機通信網(wǎng)。

10/7/20235第一章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1．1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展8/2/計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史70年代：分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSDN）出現(xiàn)以美國國防部高級研究計劃局DARPA（DefenseAdvancedResearchProjectAgency）的ARPANET為代表，采用嶄新的“存貯轉(zhuǎn)發(fā)－－分組交換”原理，它標(biāo)志著計算機網(wǎng)絡(luò)的興起。ARPANET所采用的一系列技術(shù)，為計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。ARPANET中提出的一些概念和術(shù)語至今仍被引用。因此，它有分組交換網(wǎng)之父的殊譽。而分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)則被公認(rèn)為現(xiàn)代電信時代的開始。此后，許多大學(xué)、研究中心、各企業(yè)集團、各主要工業(yè)國家紛紛研制和建立專用的計算機網(wǎng)和公用交換數(shù)據(jù)網(wǎng)。

ARPANET是由一種通信子網(wǎng)（CommunicationSubnet)和資源子網(wǎng)（ResourceSubnet）組成的兩級結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)。

10/7/20236計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史70年代：分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSDN）計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史圖給出了這種計算機網(wǎng)絡(luò)的示意圖。由接口報文處理機IMP（Inter-faceMessageProcessor）和通信線路一起負(fù)責(zé)主機Host之間的通信任務(wù)，構(gòu)成了通信子網(wǎng)，實現(xiàn)信息傳輸與交換。由通信子網(wǎng)互連的主機組成資源子網(wǎng)，它負(fù)責(zé)信息處理、向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可共享的軟硬件資源。當(dāng)主機（H1）要與遠地另一主機（H2）通信。H1首先將信息送至本地相連的IMP暫存，通過通信線路沿著適當(dāng)?shù)穆窂剑ò匆欢ㄔ瓌t靜態(tài)或動態(tài)的選擇的）轉(zhuǎn)發(fā)至下一IMP暫存，依次經(jīng)過中間的IMP中轉(zhuǎn)，最終傳輸至遠地的目的IMP，并送入與之直接相連的目的主機。如此，由IMP組成的通信子網(wǎng)，完成各IMP之間的存貯－－轉(zhuǎn)發(fā)（Storeandforward）任務(wù)。

10/7/20237計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史圖給出了這種計算機網(wǎng)絡(luò)的示意圖。8/計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（70年代）采用這種方式，使通信線路不為某對通信雙方所獨占，大大提高昂貴的通信線路的利用效率。ARPANET中存貯－－轉(zhuǎn)發(fā)的信息基本單元是分組（Packet），它是將整個要交換的信息報文（Message）分成若干信息分組，對每個分組按存貯－－轉(zhuǎn)發(fā)的方式在通信子網(wǎng)上傳輸，因此把這種以存貯－－轉(zhuǎn)發(fā)方式傳輸分組的通信子網(wǎng)又稱為分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSDN〕。目前世界上運行的中低速遠程通信網(wǎng)大都采用分組交換網(wǎng)。與此相應(yīng)的公眾交換電話網(wǎng)被稱為公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN（PublicDataNetwork）或公用交換數(shù)據(jù)網(wǎng)PSDN。ARPANET中的IMP，在PSDN中也被稱為分組交換節(jié)點（PacketSwitchNode）。

70年代到80年代中，廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetwork）得到迅速發(fā)展，它們也被稱為第二代計算機網(wǎng)絡(luò)。

10/7/20238計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（70年代）采用這種方式，使計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（80年代）*80年代：

LAN、互連網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN和智能網(wǎng)IN

70年代中期由于微電子和微處理機技術(shù)的發(fā)展及在短距離局部地理范圍內(nèi)計算機間進行高速通信要求的增長，計算機局域網(wǎng)LAN（LocalAreanetwork）因運而生。進入80年代，LAN獲得蓬勃發(fā)展。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardsOrganiztion）于84年正式頒布了一個稱為“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”O(jiān)SI（OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel）的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/OSI7498。計算機網(wǎng)絡(luò)開始走向國際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)的時代。它支持各廠商生產(chǎn)的計算機系統(tǒng)可互連。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，通信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一直在迅速發(fā)展。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN正是這一發(fā)展的體現(xiàn)。

10/7/20239計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（80年代）*80年代：LAN、互連計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（90年代）90年代：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、協(xié)同計算

高速以太網(wǎng)(百兆、千兆),三層交換、ATM、VLAN。光纖技術(shù)的發(fā)展解決了線路傳輸速度慢的問題,共享型的10M速度的網(wǎng)絡(luò)需要向更高速的網(wǎng)絡(luò)升級,因此出現(xiàn)了FDDI網(wǎng)絡(luò)、快速以太網(wǎng)、高速以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng),以及ATM網(wǎng)絡(luò),在IP協(xié)議方面出現(xiàn)了三層交換等許多網(wǎng)絡(luò)新技術(shù).

我們把“計算機支持的協(xié)同工作”定義為：地域分散的一個群體借助計算機及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，共同協(xié)調(diào)與協(xié)作來完成一項任務(wù)。

把支持協(xié)同工作的計算機軟件稱為群件(Groupware)。計算機協(xié)同工作將計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)以及各種社會科學(xué)緊密地結(jié)合起來，向人們提供了一種全新的交流方式。

10/7/202310計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（90年代）90年代：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1．1．2計算機網(wǎng)絡(luò)的前景

90年代以后，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展，從最早的教育科學(xué)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展逐步發(fā)展為商業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)，并已成為僅次于全球電信網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到人類社會生活的方方面面，已經(jīng)深刻地改變了人們的生活和工作方式?？梢圆豢鋸埖恼f，互聯(lián)網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革。面對飛速發(fā)展的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的巨大商機，各個國家紛紛制定了本國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計劃和信息基礎(chǔ)設(shè)施計劃，這使得計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進入了一個嶄新的歷史階段，已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門的學(xué)科之一。我國也先后實施了一系列網(wǎng)絡(luò)工程。中國公用互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNet）、金橋網(wǎng)、中國教育網(wǎng)（CerNet）、中國科學(xué)院網(wǎng)，并稱為中國“四大網(wǎng)絡(luò)”。10/7/202311計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1．1．2計算機網(wǎng)絡(luò)的前景8/2/20

共享通信線路的單機系統(tǒng)

具有通信功能的單機系統(tǒng)

10/7/202312

共享通信線路的單機系統(tǒng)具有10/7/2023138/2/20231310/7/2023148/2/2023141．2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、功能及分類

1．2．1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義把分布在不同地點的多個計算機物理上互連，按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相互通信，以共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源為目標(biāo)的系統(tǒng)。

這是一個廣義的定義，它具有這樣的一些特征：

1計算機網(wǎng)絡(luò)是一互連的計算機系統(tǒng)的群體。這些計算機系統(tǒng)在地理上是分布的，可能在一個房間內(nèi)，在一個單位里的樓群里，一個或幾個城市里，甚至在全國乃至全球范圍。2這些計算機系統(tǒng)是自治的，即每臺計算機是獨立工作的，它們是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制下協(xié)同工作的。

3系統(tǒng)互連要通過通信設(shè)施（網(wǎng)）來實現(xiàn)。通信設(shè)施一般都有通信線路、相關(guān)的傳輸、交換設(shè)備等組成。

4系統(tǒng)通過通信設(shè)施執(zhí)行信息交換，資源共享，互操作和協(xié)作處理，實現(xiàn)各種應(yīng)用要求。

10/7/2023151．2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、功能及分類1．2．1計1．2．2計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

不同的計算機網(wǎng)絡(luò)是為不同的目的需求而設(shè)計和組建的，它們所提供的服務(wù)和功能也有所不同。

計算機網(wǎng)絡(luò)所可能提供的功能如下：

1數(shù)據(jù)通信：終端與計算機、計算機與計算機之間能夠進行通信，互傳數(shù)據(jù)，從而方便地進行信息收集、處理、交換。

2資源共享：用戶可以共享計算機網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的系統(tǒng)硬件、軟件、數(shù)據(jù)、信息等各種資源。

3網(wǎng)絡(luò)計算：提供分布處理和均衡計算機負(fù)荷的功能，降低軟件設(shè)計復(fù)雜性，提高系統(tǒng)效率。

4集中控制：通過計算機網(wǎng)絡(luò)可對地理上分布的系統(tǒng)進行集中控制，對網(wǎng)絡(luò)資源進行集中的分配和管理。

5提高系統(tǒng)的可靠性：借助冗余和備份的手段提高系統(tǒng)可靠性。

6網(wǎng)絡(luò)新服務(wù)：開辟大量新的應(yīng)用服務(wù)項目。

10/7/2023161．2．2計算機網(wǎng)絡(luò)的功能不同的計算機網(wǎng)絡(luò)1．2．3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)可以從地域范圍、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信息傳輸交換方式或協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)組建屬性或用途等不同角度加以分類。按地域范圍分類

從計算機系統(tǒng)之間互連距離和網(wǎng)絡(luò)分布地域范圍角度來看，有局域網(wǎng)LAN、城域網(wǎng)MAN、廣域網(wǎng)WAN等。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞挠^點來討論和設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的特性。就是用所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)幾何構(gòu)形，來體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各組成成分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，從而反映了整個網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)外貌。實際上，考慮更多的是通信子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題。通信子網(wǎng)可設(shè)計成兩種通信（信道）類型：點對點通信（Point-to-Point）和廣播通信（Broadcast）。

10/7/2023171．2．3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)可以從計算機網(wǎng)絡(luò)的分類點對點信道：

其特點是一條線路連接一對節(jié)點。兩臺主機常常經(jīng)過幾個節(jié)點相連接。信息的傳輸采用存貯轉(zhuǎn)發(fā)方式。這種信道成的通信子網(wǎng)常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：①星形，②樹形，③回路形，④相交回路形，⑤全連接形，⑥不規(guī)則形式分布式。

10/7/202318計算機網(wǎng)絡(luò)的分類點對點信道：8/2/202318計算機網(wǎng)絡(luò)的分類廣播信道：其特點是只有一條供諸結(jié)點共享的通信信道。任一結(jié)點所發(fā)出的信息報文可被所有其它結(jié)點接收。當(dāng)然對信道需要有一定的訪問控制機制。由這種信道構(gòu)成的通信子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可有三種形式：①總線性，②環(huán)形，衛(wèi)星或無線廣播通信方式。

10/7/202319計算機網(wǎng)絡(luò)的分類廣播信道：8/2/202319計算機網(wǎng)絡(luò)的分類按信息傳輸交換方式分類

根據(jù)信息在網(wǎng)內(nèi)傳輸交換方式，可分為：電路交換；存貯－－轉(zhuǎn)發(fā)交換：報文交換；分組交換：數(shù)據(jù)報，虛電路。

按網(wǎng)絡(luò)組建屬性分類

一個計算機網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)其組建、經(jīng)營和用戶，特別是它的數(shù)據(jù)傳輸和交換系統(tǒng)的擁有性，可以分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)兩類。公用網(wǎng)是由國家電信部門組建、經(jīng)營管理、提供公眾服務(wù)。專用網(wǎng)往往是由一個政府部門或一個公司等組建經(jīng)營，未經(jīng)許可，其他部門和單位不得使用。10/7/202320計算機網(wǎng)絡(luò)的分類按信息傳輸交換方式分類8/2/2023201．3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1．3．1計算機網(wǎng)絡(luò)的組成

計算機網(wǎng)絡(luò)主要由宿主計算機（HOST）、終端（Terminal）、通信處理機和通信設(shè)備等網(wǎng)絡(luò)單元經(jīng)通信線路連接組成。該網(wǎng)絡(luò)分為兩層：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。通信子網(wǎng)由結(jié)點計算機和高速通信線路組成獨立的，承擔(dān)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、交換、加工等通信處理工作。資源子網(wǎng)包括宿主計算機、終端、通信子網(wǎng)接口設(shè)備和軟件等，它負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理和為網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。10/7/2023211．3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．3．1計算機1．3．2計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)是計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)點和通信鏈路所組成的幾何形狀。通常有總線結(jié)構(gòu)、星形、樹形、環(huán)形、全部互聯(lián)和不規(guī)則形。

總線型結(jié)構(gòu)：總線型結(jié)構(gòu)采用一條單根的通信線路（總線）作為公共的傳輸通道，所有的結(jié)點都通過相應(yīng)的接口直接連接到總線上，并通過總線進行數(shù)據(jù)傳輸；總線型網(wǎng)絡(luò)使用廣播式傳輸技術(shù)，總線上的所有結(jié)點都可以發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，數(shù)據(jù)沿總線傳播。但是，由于所有結(jié)點共享同一條公共通道，所以在任何時候只允許一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并在總線上傳播時，數(shù)據(jù)可以被總線上的其他所有結(jié)點接收。各站點在接收數(shù)據(jù)后，分析目的物理地址再決定是否接收該數(shù)據(jù)。粗、細同軸電纜以太網(wǎng)就是這種結(jié)構(gòu)的典型代表。10/7/2023221．3．2計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下一些特點：

（1）結(jié)構(gòu)簡單靈活，易于擴展。（2）共享能力強，便于廣播式傳輸。（3）網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快，但負(fù)荷重時則性能迅速下降。（4）局部站點故障不影響整體，可靠性較高。但是，總線出現(xiàn)故障，則影響整個網(wǎng)絡(luò)。（5）易于安裝、費用低。（6）網(wǎng)絡(luò)效率和帶寬利用率低。（7）采用分布控制方式，各結(jié)點通過總線直接通信。（8）各工作站點平等，都有權(quán)爭用總線，不受某站點仲裁。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（總線型）10/7/202323總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下一些特點：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（總線型）8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（環(huán)型）

環(huán)型結(jié)構(gòu)： 環(huán)型結(jié)構(gòu)是各個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點通過環(huán)接口連在一條首尾相接的閉合環(huán)型通信線路中。環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)（TokenRing）是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表。

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點如下：

（1）在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，各工作站間無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單。（2）信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實時性較好。（3）兩個結(jié)點之間僅有唯一的路徑，簡化了路經(jīng)選擇。（4）可靠性差，任何線路或結(jié)點的故障，都有可能引起全網(wǎng)故障，且故障檢測困難。（5）可擴充性差。10/7/202324網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（環(huán)型）環(huán)型結(jié)構(gòu)：8/2/202324網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（星型）星型結(jié)構(gòu)： 星型結(jié)構(gòu)的每個結(jié)點都由一條點到點鏈路與中心結(jié)點（公用中心交換設(shè)備，如：交換機、HUB等）相連。信息的傳輸是通過中心結(jié)點的存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)實現(xiàn)的，并且只能通過中心站點與其它站點通信.

星型結(jié)構(gòu)的主要特點是：(1）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，便于管理和維護。(2）易實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化布線。(3）星型結(jié)構(gòu)易擴充，易升級。(4）通信線路專用，電纜成本高。(5）星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)由中心結(jié)點控制與管理，中心結(jié)點的可靠性基本上決定了整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性。(6）中心結(jié)點負(fù)擔(dān)重，易成為信息傳輸?shù)钠款i，且一旦故障，全網(wǎng)癱瘓。10/7/202325網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（星型）星型結(jié)構(gòu)：8/2/202325網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（樹型）樹型結(jié)構(gòu)： 樹型結(jié)構(gòu)是從總線型和星型結(jié)構(gòu)演變來的，它有兩種類型，一種是由總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)派生出來的，它由多條總線連接而成。另一種是星型結(jié)構(gòu)的變種，各結(jié)點按一定的層次連接起來，形狀像一棵倒置的樹，故得名樹型結(jié)構(gòu)。在樹型結(jié)構(gòu)的頂端有一個根結(jié)點，它帶有分支，每個分支還可以再帶子分支。

樹型結(jié)構(gòu)的主要特點是：

（1）這種結(jié)構(gòu)是天然的分級結(jié)構(gòu)。

（2）易于擴展。

（3）易故障隔離，可靠性高。

（4）電纜成本高。

（5）根結(jié)點的依賴性大，一旦根結(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作。10/7/202326網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（樹型）樹型結(jié)構(gòu)：8/2/202326網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點與通信線路互連成不規(guī)則的形狀，每個結(jié)點至少與其它兩個結(jié)點相連，或者說每個結(jié)點至少有兩條鏈路與其他結(jié)點相連。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如：我國的教育科研示范網(wǎng)CERNET、國際互聯(lián)網(wǎng)Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的主要特點是：（1）每個結(jié)點都有冗余鏈路，可靠性高。（2）因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能，但路經(jīng)選擇比較復(fù)雜。（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護。（4）適用于大型廣域網(wǎng)。（5）線路成本高。10/7/202327網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：8/2/202327網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（混合型）

混合型結(jié)構(gòu)： 混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由以上幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合而成的，如：環(huán)星型結(jié)構(gòu)，它是令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)常用的結(jié)構(gòu)。再如：總線型和星型的混合結(jié)構(gòu)等。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總結(jié)如下10/7/202328網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（混合型）混合型結(jié)構(gòu)：8/2/2023281．4數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

1．4．1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型如下圖所示.其中,源:產(chǎn)生要發(fā)送的數(shù)據(jù)的設(shè)備.發(fā)送器:對信號進行轉(zhuǎn)換或編碼以產(chǎn)生能在傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)碾姶判盘?傳輸系統(tǒng):連接源和目的地的傳輸線或復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò).接受器:從傳輸系統(tǒng)接受信號并轉(zhuǎn)換成目的站設(shè)備能處理的信號.目的站:從接受器接受數(shù)據(jù)的設(shè)備.10/7/2023291．4數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1．4．1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)8/2/2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的作用和功能:數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本作用是在兩個實體之間交換數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)要完成如下關(guān)鍵任務(wù):傳輸系統(tǒng)利用率:要有效的利用由很多通信設(shè)備共享的傳輸設(shè)施,需要采用多路復(fù)用技術(shù)、擁塞控制技術(shù)等.接口:為了通信,設(shè)備必須和傳輸系統(tǒng)接口,使產(chǎn)生的信號特性(如信號形式和信號強度)能適應(yīng)傳輸系統(tǒng)傳輸,以及在接受端等對數(shù)據(jù)解釋.同步:傳輸系統(tǒng)和接受設(shè)備之間,發(fā)送器和接受器之間都需要同步,接受器必須確定信號何時開始,何時結(jié)束,以及每個信號的間距.交換管理:在兩個實體進行通信期間各種協(xié)調(diào)管理.差錯檢測和校正:對通信中的差錯檢測并糾錯,并需要流控.尋址和路由:決定信號到達的目的地路徑選擇過程?；謴?fù):當(dāng)因某種原因系統(tǒng)被中斷,需要對系統(tǒng)恢復(fù)。報文格式:兩個對話實體進行協(xié)商使報文格式一致。安全:保證正確地、完整地、不被泄露地將數(shù)據(jù)從源發(fā)到目的。網(wǎng)絡(luò)管理:對復(fù)雜的通信系統(tǒng)進行配置、監(jiān)控、故障管理等管理。10/7/202330數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的作用和功能:8/2/202330數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(模擬數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸)一、幾個基本術(shù)語:數(shù)據(jù):定義為有意義的實體，數(shù)據(jù)涉及到事物的形式，而信息涉及的是這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容。數(shù)據(jù)又分為模擬數(shù)據(jù)(連續(xù))和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(離散)信號和信號發(fā)送:信號是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，信號發(fā)送是指沿傳輸介質(zhì)傳輸信號的動作。信號又分為：模擬信號(連續(xù)變化的電磁波)和數(shù)字信號(0、1電壓脈沖)傳輸:指傳播和處理信號的數(shù)據(jù)通信.模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以用模擬信號和數(shù)字信號表示和傳播.而模擬信號和數(shù)字信號都可以在合適的傳輸介質(zhì)上傳輸.通常,將傳輸過程中使用模擬信號的傳輸方式稱為模擬數(shù)據(jù)傳輸(可能需要調(diào)制解調(diào)器);將傳輸過程中使用數(shù)字信號的傳輸方式稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸(可能需要編解碼)10/7/202331數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(模擬數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸)一、幾個基本術(shù)語:數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)通信方式)數(shù)據(jù)通信方式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式.通常有如下三種分類方法:按數(shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃?串行傳輸和并行傳輸。按數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃?同步傳輸和異步傳輸。按數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r間關(guān)系分為:單工、半雙工和雙工傳輸。串行通信：數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸.該方法的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單,采用較多.缺點是:為解決收、發(fā)方碼組或字符同步，需要外加同步措施。

并行通信：將數(shù)據(jù)以成組方式在兩條以上的并行信道上同時傳輸.并行傳輸不需要另外的措施就可實現(xiàn)收發(fā)雙方的字符同步.缺點是:需要傳輸信道多、設(shè)備復(fù)雜、成本高，故較少采用。10/7/202332數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)通信方式)數(shù)據(jù)通信方數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(串、并行傳輸)并行傳輸(parallel)與串行傳輸(serial)

并行傳輸：局域網(wǎng)距離近，至少有8位數(shù)據(jù)同時傳輸，如圖(a)。計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)多是并行傳輸。

串行傳輸：距離較遠的情況，每次由源到目的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有一位，如圖(b)。成本因素，遠距離通信一般采用串行傳輸技術(shù)。

10/7/202333數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(串、并行傳輸)并行傳輸(parallel)與串?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)(同步傳輸)*同步傳輸(synchronous)方式不是對每個字符單獨進行同步，而是對一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進行同步。同步的方法不是加一位停止位，而是在數(shù)據(jù)塊前面加特殊模式的位組合(如01111110)或同步字符(SYN)，并且通過位填充或字符填充技術(shù)保證數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會與同步字符混淆。10/7/202334數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(同步傳輸)*同步傳輸(synchr數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(異步傳輸)

異步傳輸(asynchronous)的工作原理是：每個字節(jié)作為一個單元獨立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔任意。為了標(biāo)志字節(jié)的開始和結(jié)尾，在每個字符的開始加一位起始位，結(jié)尾加1位、1.5位或2位停止位，構(gòu)成一個個的“字符”。這里的“字符”指異步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，不同于“字節(jié)”，一般略大于一個字節(jié)。如下圖所示：10/7/202335數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(異步傳輸)異步傳輸(asynchr特點：同步傳輸:以固定時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號。在一個數(shù)據(jù)流中,各信號碼元之間的相對位置都是固定的,接受端要從收到的數(shù)據(jù)碼流中正確區(qū)分發(fā)送的字符,必須建立同步的時鐘。同步傳輸是以幀為單位發(fā)送數(shù)據(jù),并有幀的起始和終止標(biāo)志。與異步傳輸相比,同步傳輸在技術(shù)實現(xiàn)上復(fù)雜,但不需要對每一個字符單獨加起、止碼元作為識別字符的標(biāo)志，只是在一串字符的前后加上標(biāo)志序列。因此,傳輸效率高,適合較高速率的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(2.4kb/s以上)。10/7/202336特點：同步傳輸:以固定時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(單工、雙工)單工數(shù)據(jù)傳輸：兩站之間只能沿指定方向傳輸數(shù)據(jù)，反向傳聯(lián)絡(luò)信號半雙工數(shù)據(jù)傳輸：兩站之間可以沿兩個方向傳輸數(shù)據(jù)，但兩個方向不能同時傳輸雙工數(shù)據(jù)傳輸:兩站之間可以同時兩個方向傳輸數(shù)據(jù)10/7/202337數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(單工、雙工)單工數(shù)據(jù)傳輸：兩站之間只能沿指定方數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)二、數(shù)據(jù)通信1數(shù)據(jù)通信的結(jié)構(gòu)

它由宿主計算機、終端設(shè)備、通信設(shè)備和信號變換器組成。

TTTTTM通信控制器MMMMM計算機MM通信網(wǎng)集中器專用線路調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器--終端設(shè)備子系統(tǒng)---------------數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)---------------數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)-----

10/7/202338數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)二、數(shù)據(jù)通信TTTTTM通信控制器MMMMM計算數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2數(shù)據(jù)通信的過程第一階段：建立通信線路。用戶通過“撥號”將要通信的對方的地址告訴交換機，交換機查詢對方終端線路，若空閑，則由交換機建立通信雙方的物理通道。第二階段：建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路。數(shù)據(jù)通信的雙方建立同步聯(lián)系，是通信雙方處于正確的收發(fā)狀態(tài)，通信雙方驗證對方地址。第三階段：數(shù)據(jù)傳輸。通信雙方傳輸數(shù)據(jù)和控制信號。第四階段：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。通信雙方通過有關(guān)的通信控制信息確認(rèn)本次通信即將結(jié)束。第五階段：拆除鏈路。通信雙方之一通知交換機，通信已結(jié)束，可以拆線，切斷雙方的邏輯鏈路。

10/7/202339數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2數(shù)據(jù)通信的過程8/2/202339數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)*

3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡量一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能，主要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量和質(zhì)量。?傳輸速率，單位時間內(nèi)傳送的信息單元的數(shù)量。bit/s，baud/s；二者不同，但可互換。?出錯率。誤碼率=接收出現(xiàn)差錯的比特數(shù)/傳輸全部的比特數(shù)。?可靠性（正常工作時間/總工作時間）*100%，或平均無故障時間。?適應(yīng)性。對外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力。?可維護性。維護方便程度。?標(biāo)準(zhǔn)化程度。衡量設(shè)計水準(zhǔn)，共享，開放。?經(jīng)濟性。性能價格比。?通信建立時效。同步性能的指標(biāo)。

10/7/202340數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)*3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)8/2/20234數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

1．4．2數(shù)據(jù)傳輸原理

在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸時需要解決以下幾個問題：信息的表示法、即信息編碼問題；如何保證正確無誤地傳送信息，即接收和發(fā)送的同步問題；如何高效地利用通信線路傳送信息，即多路復(fù)用問題。

1

信息交換代碼數(shù)據(jù)通信中傳送的信息稱為報文，既可以是數(shù)據(jù)信息，也可以是監(jiān)控信息。報文是由一定意義的字符組成。字符又是由一定位數(shù)的二進制代碼按一定規(guī)則編制而成，這些代碼在數(shù)據(jù)傳輸中稱為信息交換代碼。在眾多信息交換代碼中，如ASCII碼。

10/7/202341數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1．4．2數(shù)據(jù)傳輸原理8/2/202341數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理

）2

數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)的傳輸方式有兩種：以數(shù)字信號方式傳輸，或經(jīng)調(diào)制變換后以模擬信號方式傳輸。數(shù)字信號以原來的二進制數(shù)“0”、“1”原封不變地在信道內(nèi)傳輸叫基帶傳輸。數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制以后，轉(zhuǎn)換為模擬信號在信道內(nèi)傳輸叫頻帶傳輸。

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中把數(shù)據(jù)信道直接傳輸數(shù)字信號的傳輸方式叫做基帶傳輸?；鶐鬏斨卸M制數(shù)據(jù)信號的方法主要有以下三種：

(1)非歸零編碼(NRZ)

非歸零編碼是用低電平表示邏輯“0”，用高電平表示邏輯“1”的編碼方式。非歸零編碼的缺點是：為了保持收發(fā)雙方的時鐘同步，需要額外傳輸同步時鐘信號。10/7/202342數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理）2

數(shù)據(jù)傳輸方數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理

）(2)曼徹斯特編碼(Manchester)

每比特的中間有一次跳變，它有兩個作用：一是作為位同步方式的內(nèi)帶時鐘；二是用于表示二進制數(shù)據(jù)信號，可把“0”定義為由高電平到低電平的跳變，“1”定義為由低電平到高電平的跳變。該編碼的優(yōu)點：一是“自帶時鐘信號”，不必另發(fā)同步時鐘信號，二是不含直流分量。(3)差分曼徹斯特編碼(DifferenceManchester)

每比特的中間有一次跳變，它只有一個作用，即作為位同步方式的內(nèi)帶時鐘，不論由高電平到低電平的跳變，還是由低電平到高電平的跳變都與數(shù)據(jù)信號無關(guān)?！?”和“1”是根據(jù)兩比特之間有沒有跳變來區(qū)分的。如果下一個數(shù)據(jù)是“0”，則在兩比特中間有一次電平跳變；如果下一個數(shù)據(jù)是“1”，則在兩比特中間沒有電平跳變。 曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的缺點都是效率較低，在每個比特中間都有一次跳變，所以時鐘頻率是信號速率的2倍。如為了達到10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，要求時鐘頻率至少為20MHz。10/7/202343數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理）(2)曼徹斯特編碼(Manch數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理

）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)到數(shù)字信號的編碼方法（a)不歸零編碼，(b)曼徹斯特編碼(c)差分曼徹斯特編碼10/7/202344數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)到數(shù)字信號的編碼方法數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理

）頻帶傳輸：在遠距離傳輸中，經(jīng)常采用電話線作為傳輸鏈路，由于電話線傳輸聲音的頻率范圍（300-3400Hz）不適合于直接傳輸數(shù)字信號，需先將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，到達目的地之后，再將其還原為數(shù)字信號。將數(shù)字信號變換為模擬信號的過程為調(diào)制，將模擬信號還原為數(shù)字的過程為解調(diào)。有三種基本調(diào)制方式：幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。

幅度調(diào)制：頻率和相位不變，不同的振幅代表不同的數(shù)字（二進制）。

頻率調(diào)制：振幅和相位不變，不同的頻率代表不同的數(shù)字（二進制）。相位調(diào)制：振幅和頻率不變，不同的相位代表不同的數(shù)字（二進制）。10/7/202345數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理）頻帶傳輸：在遠距離傳輸中，數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理

）*

3多路復(fù)用技術(shù)

多路復(fù)用是在單一的通信線路，同時傳輸多個不同來源的信息，提高線路的利用率，降低成本。這就是所謂的多路復(fù)用(Multiplexing)。多路復(fù)用分為兩大類：頻分多路復(fù)用(FDM)和時分多路復(fù)用(TDM)。A.頻分多路復(fù)用(FDM)在介質(zhì)上同時傳輸多路信號，每路信號以不同的載波頻率進行調(diào)制，而且各個載波頻率完全獨立，即載波形成的信號不互相重疊，則各路信號可以成功地在介質(zhì)上傳輸。(a)原始信道(b)頻率提升(c)多路復(fù)用后的信道10/7/202346數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理）*3多路復(fù)用技數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理

）B.時分多路復(fù)用(TDM)

時分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing)是把時間分為若干個時間槽(Slot)，每個用戶分得一個時間槽，在其占用的時間槽內(nèi)，該用戶可以獨享信道的全部帶寬。時間槽的劃分有交替性和周期性。交替性是指不會有連續(xù)的時間槽被單個用戶連續(xù)占用，而是大家輪流占用各個時間槽；周期性是指時間槽的分配要有一定周期性地重復(fù)出現(xiàn)。我們來看一下作為PCM傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一的T1信道是如何復(fù)用多路話音信號的。T1是在北美和日本廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)，T1載波有24個信道組成，如圖。每幀數(shù)據(jù)有193個比特，傳輸一幀數(shù)據(jù)的時間位傳輸125微秒。每幀的第一個比特是幀開始位，用于幀同步目的。另外有24個8比特的信道，每個信道有7位數(shù)據(jù)位和一位校驗位。10/7/202347數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)傳輸原理）B.時分多路復(fù)用(TDM)8數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（時分多路復(fù)用）*10/7/202348數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（時分多路復(fù)用）*8/2/2023481．4．2差錯控制技術(shù)*人們總是希望數(shù)據(jù)在通信線路中正確無誤地傳輸。但是，信道內(nèi)外的干擾與噪聲又是不可避免的。

傳輸出錯：外來干擾。隨機錯（信號前后無關(guān)），突發(fā)錯（出錯位相關(guān)）。

糾正方法：電器性能，差錯控制。

差錯控制：檢測，糾正，處理?？刂品椒ǎ簳r間冗余，設(shè)備冗余，數(shù)據(jù)冗余。

差錯控制技術(shù)：奇偶校驗、海明校驗、循環(huán)碼冗余校驗等。奇偶校驗（垂直冗余校驗VRC）

奇偶校驗以字符為單位校驗，一個字符由8位組成，低7位為信息字符的ASCII代碼，最高位為“奇偶校驗位”。

B7B6B5B4B3B2B1B0原理：接收端、發(fā)送端“字符”中“1”的個數(shù)；“奇”或“偶”。10/7/2023491．4．2差錯控制技術(shù)*人們總是希望數(shù)據(jù)在通信方塊校驗（水平垂直冗余校驗LRC）*

在垂直冗余校驗VRC的基礎(chǔ)上，在一批字符傳輸之后，另加一個稱為“方塊校驗字符”的校驗位字符。奇偶校驗位（VRC）

字符110011000字符210000101字符310100100字符410010001字符510100001字符610000011

方塊校驗字符（LRC）11110101上例是奇校驗。采用這種方法，若二進制傳輸錯，不僅從橫行中VRC反映出來，也可以從縱行中（LRC）得到反映。有較強的校錯能力，不僅能發(fā)現(xiàn)一位、二位或三位錯，且可以自動糾正，使誤碼率降低2--4個數(shù)量級。

10/7/202350方塊校驗（水平垂直冗余校驗LRC）*在垂直冗余1．5計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1．5．1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：計算機網(wǎng)絡(luò)的層次、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、各層次的功能劃分以及每層協(xié)議與接口的總稱。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為完全不同的系統(tǒng)提供共同的用于通信的環(huán)境。LAN協(xié)議使得網(wǎng)絡(luò)通信電纜上傳遞的簡單的電子信號變得有意義。沒有協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)通信是不可能存在的。為了讓兩個工作站能夠充分地進行通信，他們必須使用相同的協(xié)議，就像兩個人如果使用相同的語言，才能夠更好地進行交流。10/7/2023511．5計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1．5．1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及計計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)計思想及方案，各個組成部分的功能定義。而層次結(jié)構(gòu)是描述體系的基本方法，其特點是每一層多建立在前一層基礎(chǔ)上，低層為高層提供服務(wù)。層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：1、抽象化。每一個層次的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對上下層均是不可見的。2、便于系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。3、層次接口清晰、減少層次間傳遞的信息量，便于層次模塊的劃分和開發(fā)。4、與實現(xiàn)無關(guān)，允許用等效的功能模塊靈活地替代某層模塊而不影響相鄰層次的模塊。

10/7/202352計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)計思想及方案，計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)也是由硬件和軟件組成的硬件:傳輸介質(zhì)、計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、以及介質(zhì)和計算機之間相連的接口等。軟件：控制信息傳送的協(xié)議以及其他相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)軟件?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)軟件是高度結(jié)構(gòu)化的，網(wǎng)絡(luò)軟件的構(gòu)造技術(shù)是問題的關(guān)鍵，它包括了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及各個相關(guān)的協(xié)議。

若干重要概念

1、協(xié)議：實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)資源共享、信息交換，各實體之間經(jīng)常要進行各種通信和對話。

把國際互連網(wǎng)絡(luò)叫做信息高速公路，要想在上面實現(xiàn)共享資源、交換信息，必須遵循一些事先制定好的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)，這就是協(xié)議。否則為所欲為、各行其是，其結(jié)果肯定是亂作一團。協(xié)議就是計算機網(wǎng)絡(luò)中實體之間有關(guān)通信規(guī)則約定的集合。10/7/202353計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)也是由硬件和軟件組成的8計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議協(xié)議有三個要素，即：語義（Semantics）：“講什么”；控制信息的內(nèi)容，需要做出的動作及響應(yīng)；語法（Syntax）：“怎么講”；數(shù)據(jù)與控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼等；時序(Timing)：“序速控”；事件先后順序和速度匹配。以兩個人打電話為例來說明協(xié)議的概念：

甲要打電話給乙，首先甲撥通乙的電話號碼，對方電話振鈴，乙拿起電話，然后甲乙開始通話，通話完畢后，雙方掛斷電話。在這個過程中，甲乙雙方都遵守了打電話的協(xié)議。其中，電話號碼就是“語法”的一個例子，一般電話號碼由五到八位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，如果是長途要加撥區(qū)號，國際長途還有國家代碼等等；

甲撥通乙的電話后，乙的電話振鈴，振鈴是一個信號，表示有電話打進，乙選擇接電話，講話；這一系列的動作包括了控制信號、響應(yīng)動作、講話內(nèi)容等等，就是“語義”的例子10/7/202354計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議協(xié)議有三個要素，即：8/2/202計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議“時序”的概念更好理解，因為甲撥了電話，乙的電話才會響，乙聽到鈴聲后才會考慮要不要接，這一系列事件的因果關(guān)系十分明確，不可能沒有人撥乙的電話而乙的電話會響，也不可能在電話鈴沒響的情況下，乙拿起電話卻從話筒里傳出甲的聲音。

2、分層計算機網(wǎng)絡(luò)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)。

計算機、通信、材料、家電、應(yīng)用不同，實現(xiàn)互連、互操作------開放性。互連：不同計算機之間，通過通信子網(wǎng)連接起來，進行數(shù)據(jù)通信；互操作：不同計算機用戶，能通過通信子網(wǎng)上計算機，使用相同的命令。

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，就是為不同計算機之間的互連、互操作提供相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的。為了降低設(shè)計復(fù)雜性、便于維護、提高運行效率，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般都采用層次結(jié)構(gòu)。10/7/202355計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議“時序”的概念更好理解，層次結(jié)構(gòu)的通信原理用此圖的例子來說明層次結(jié)構(gòu)的通信原理。這兩位經(jīng)理都比較官僚，總之他們之間不能直接通話。他們每個人都有一位高級助理，負(fù)責(zé)起草公函、與貿(mào)易伙伴溝通的事務(wù)性工作。由于公司較大，業(yè)務(wù)繁忙，高級助理又有一些秘書負(fù)責(zé)打字、傳真、接聽電話等一般性工作。這樣，公司就形成了三個層次的機構(gòu)。甲方經(jīng)理對乙方的供貨不滿意，希望對乙方經(jīng)理表達退貨的意思，于是他讓自己的高級助理起草一份文件發(fā)送出去。這位助理先生領(lǐng)會了經(jīng)理的意思后，按照業(yè)界的慣例寫了一份正式公函，并加上了一些冠冕堂皇的理由，然后把它交給秘書發(fā)送出去。秘書拿到公函，按照公司通信錄查到乙公司的傳真號碼，整理好后發(fā)給了乙公司。乙公司的秘書接到傳真后將有用的公函部分呈交給高級助理，而高級助理經(jīng)過分析后，將關(guān)鍵內(nèi)容匯報給了經(jīng)理。乙公司經(jīng)理對公文格式、表面理由都不感興趣，當(dāng)然他更不會關(guān)心最初收到的信息是傳真、電子郵件還是郵寄信函，他所關(guān)心的只是甲公司經(jīng)理的意見。10/7/202356層次結(jié)構(gòu)的通信原理用此圖的例子來說明層次結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)的通信原理這里，甲乙公司都可以看作是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，而經(jīng)理、助手和秘書是一個個的通信實體。處于不同結(jié)點的相同層次的實體叫做對等實體。而協(xié)議實際上是對等實體之間的通信規(guī)則的約定。比如兩個公司的秘書之間就有收發(fā)傳真、和普通信函的協(xié)議，高級助理之間都遵照標(biāo)準(zhǔn)公函的協(xié)議，經(jīng)理之間當(dāng)然也有協(xié)議，不過那就是商人們的事情了。通信系統(tǒng)采用了層次化的結(jié)構(gòu)，有許多優(yōu)點：各層之間相互獨立，高層不必關(guān)心低層的實現(xiàn)細節(jié)，可以真正做到各司其職。利于實現(xiàn)和維護，某個層次實現(xiàn)細節(jié)的變化不會對其他層次產(chǎn)生影響。易于標(biāo)準(zhǔn)化。10/7/202357層次結(jié)構(gòu)的通信原理這里，甲乙公司都可以看作是網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議（分層原則）10/7/202358計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議（分層原則）8/2/202358系統(tǒng)、子系統(tǒng)、N層與實體

系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)中有自治能力的計算機或交換設(shè)備，從拓?fù)鋵W(xué)的角度，我們往往也把它叫做網(wǎng)絡(luò)結(jié)點或簡稱結(jié)點。圖中每一個垂直列表示一個開放系統(tǒng)。子系統(tǒng)：對每一個開放系統(tǒng)均可以有N個劃分，每一劃分稱為一個子系統(tǒng)。顯然，每一個子系統(tǒng)與其上、下子系統(tǒng)進行交互作用，它們是通過子系統(tǒng)間的邊界進行的。N層：指N個劃分中，除去頂層和底層的任一層，通常稱N層；與N層相連的上、下層次稱為（N+1）層、（N-1）層。這種概念也適應(yīng)于協(xié)議、服務(wù)、功能等。10/7/202359系統(tǒng)、子系統(tǒng)、N層與實體系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)中有自治能力的計算機或交計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)、子系統(tǒng)、N層與實體對等層：在所有的開放系統(tǒng)中，位于同一水平（同層）上的子系統(tǒng)，構(gòu)成了對等層。對等層中的實體間能夠發(fā)送和接收信息。

實體：開放系統(tǒng)中，能夠發(fā)送和接收信息的軟件（如進程）和硬件（如智能I/O芯片），稱為實體。每層由多個實體組成。實體是系統(tǒng)中的活動元素。一個子系統(tǒng)可以包含一個或多個實體。位于不同系統(tǒng)中的同一層次的實體叫做對等實體。

10/7/202360計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)、子系統(tǒng)、N層與實體協(xié)議棧（ProtocolStack）協(xié)議是關(guān)于同一層次的對等實體之間的概念，而協(xié)議棧是指特定系統(tǒng)中所有層次的協(xié)議的列表。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（NetworkArchitecture）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（NetworkArchitecture）是指層次結(jié)構(gòu)與協(xié)議的集合。前面，我們已經(jīng)介紹了協(xié)議和層次的概念，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是把他們組織在一起的有機的整體。由于有了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員就可以根據(jù)協(xié)議設(shè)計每一層的軟件程序或是硬件設(shè)備。需要指出的是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并不包括實現(xiàn)細節(jié)和接口規(guī)范，這些都是各個計算機系統(tǒng)設(shè)計者需要解決的問題。10/7/202361協(xié)議棧（ProtocolStack）協(xié)議是關(guān)于接口、服務(wù)、訪問點*

接口：相鄰兩層之間的邊界，N層通過接口為（N+1）層提供服務(wù)；換句話說，上層通過接口使用低層提供的服務(wù)（調(diào)用）；上層叫作服務(wù)的使用者，低層叫作服務(wù)的提供者。

訪問點：服務(wù)的使用者和提供者通過服務(wù)訪問點直接聯(lián)系。所謂服務(wù)訪問點SAP（ServiceAccessPoint)是指相鄰兩層實體之間通過接口調(diào)用服務(wù)或提供服務(wù)的聯(lián)系點。

服務(wù)：N實體向N+1實體提供的N層服務(wù)是由下述三部分組成：

（1）N實體自身提供的某些功能；（2）由（N-1）層及其以下各層及本地系統(tǒng)環(huán)境提供的服務(wù)；（3）與另一開放系統(tǒng)中的對等（N）實體的通信而提供的服務(wù)。

服務(wù)是同一開放系統(tǒng)中相鄰層之間的操作；協(xié)議是不同開放系統(tǒng)的對等實體間虛擬通信所必須遵守的規(guī)定。10/7/202362接口、服務(wù)、訪問點*接口：相鄰兩層之間的邊界，N層通過服務(wù)原語服務(wù)并不抽象，它由一系列的服務(wù)原語來描述。所謂原語，就是不可再細分的意思。在接口的服務(wù)訪問點上，服務(wù)使用者看到的只是幾個簡單的原語。關(guān)于原語是如何實現(xiàn)的，完全是服務(wù)提供者自己層次內(nèi)部的事情，在接口上完全不必考慮。常用原語有：請求（Request）：表示某實體希望開始調(diào)用服務(wù)做事；指示（Indication）：表示某實體被通知有事件發(fā)生；響應(yīng)（Response）：表示某實體對事件做出響應(yīng)；確認(rèn)（Confirm）：表示對發(fā)回響應(yīng)的確認(rèn)。

以打電話為例說明服務(wù)原語：甲和乙位于高層，是服務(wù)的使用者；電話機位于低層，是服務(wù)的提供者，為打電話的人提供上述四個服務(wù)原語。首先，甲在自己的電話機上撥乙的電話號碼，發(fā)出“請求”；乙的電話機響鈴，“指示”給乙有電話打進來；乙拿起電話，作為“響應(yīng)”；甲的電話由振鈴音變?yōu)橥ㄔ捯?，甲就收到了可以通話的“確認(rèn)”10/7/202363服務(wù)原語服務(wù)并不抽象，它由一系列的服務(wù)原語來描數(shù)據(jù)單元

在OSI/RM中規(guī)定了下屬數(shù)據(jù)單元：

服務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）：相鄰層實體間傳送的數(shù)據(jù)單元；并將N+1層與N層傳送信息的服務(wù)數(shù)據(jù)單元記為（N）SDU。

協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）：對等實體之間傳送的數(shù)據(jù)單元；并將N層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元記為（N）PDU。（N）PDU由兩部分組成：N用戶數(shù)據(jù)單元（N）UD和N協(xié)議控制信息（N）PCI；如果某層協(xié)議控制單元只用于控制，則協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的用戶數(shù)據(jù)可省略。

接口數(shù)據(jù)單元（IDU）：相鄰實體間通過層間服務(wù)訪問點一次交互信息的數(shù)據(jù)單元，稱為接口數(shù)據(jù)單元；并將之記為（N）IDU。（N）IDU由兩部分組成：N與N+1層間的交互數(shù)據(jù)，稱為接口數(shù)據(jù)，記為（N）ID；另一部分是為了控制N與N+1層間的交互操作而附加的控制信息，記為（N）ICI。10/7/202364數(shù)據(jù)單元在OSI/RM中規(guī)定了下屬數(shù)據(jù)單元：8/2/202對等實體間的數(shù)據(jù)交換方式面向連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)就象打電話，有一個明顯的撥通電話、講話、再掛斷電話的過程，面向連接服務(wù)的提供者也要作建立連接、維護連接和拆除連接的工作，這種服務(wù)的最大好處就是可靠性高，而且保證數(shù)據(jù)順序傳輸。無連接的服務(wù)無連接的服務(wù)就像發(fā)電報，電報發(fā)出后你并不能馬上確認(rèn)對方已經(jīng)收到，無連接的服務(wù)不需要維持連接的額外開銷，但是可靠性較低，也不保證數(shù)據(jù)的傳輸順序。10/7/202365對等實體間的數(shù)據(jù)交換方式面向連接的服務(wù)8/2/2023651．5．2國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的OSI/RM簡介

由于計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方法不盡相同，為了把網(wǎng)絡(luò)互連起來，達到信息相互交換、資源共享、分布應(yīng)用的目的，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(InternationalStandandsOrganization)提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI(OpenSystemsInterconnection)，后來便出現(xiàn)了ISO/OSI參考模型。ISO/OSI參考模型定義了網(wǎng)絡(luò)通訊的七個功能層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。并規(guī)定了每層的功能以及不同層的協(xié)調(diào)方法。10/7/2023661．5．2國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的OSI/RM簡介OSI參考模型示意圖10/7/202367OSI參考模型示意圖8/2/202367OSI/RM簡介

1、物理層：通過物理鏈路來傳送比特信息。物理層協(xié)議的設(shè)計問題主要是建立、維護和釋放物理鏈路所需的機械的、電氣的/光學(xué)的、功能的和規(guī)程的特性。通常一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以有好幾種不同的物理層類型，甚至一個節(jié)點也可能有多種不同的物理層類型，這是因為不同的技術(shù)要求各自的物理層。2、數(shù)據(jù)鏈路層：（也稱為鏈路層）通過物理鏈路來傳輸成塊的信息。它主要負(fù)責(zé)處理的任務(wù)：數(shù)據(jù)出錯校驗、協(xié)調(diào)共享媒體的使用以及編址（當(dāng)多個系統(tǒng)都可以訪問時，如在某個LAN中）。另外，不同的鏈路通常也由不同的數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)；而且，同一個節(jié)點可以支持幾種不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，節(jié)點所連的每一類鏈路都有自己的協(xié)議。

10/7/202368OSI/RM簡介1、物理層：通過物理鏈路來傳送比特信息。8OSI/RM簡介

數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是在物理層提供的比特服務(wù)基礎(chǔ)上，在相鄰結(jié)點之間提供簡單的通信鏈路，傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)，同時它還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的流量控制、差錯控制。

數(shù)據(jù)鏈路層將物理層提供的比特流組成幀，即將發(fā)送方若干比特的數(shù)據(jù)組成一組，加上“開始”、“結(jié)束”標(biāo)志和檢錯代碼等，形成有固定格式的數(shù)據(jù)幀。需要指出的是，數(shù)據(jù)幀僅僅對數(shù)據(jù)鏈路層的通信實體有意義，只有該層的實體才知道哪些是幀的控制信息，哪些是高層的有效數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀最終要通過物理層，再經(jīng)過傳輸介質(zhì)才能發(fā)送和接收。對物理層來說，它看到的只有“0”信號和“1”信號，而沒有任何特殊的意義。流量控制也是數(shù)據(jù)鏈路層的重要功能。

10/7/202369OSI/RM簡介數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是在物理層提

3、網(wǎng)絡(luò)層：使得網(wǎng)絡(luò)中的任何一對系統(tǒng)間都可以相互通信。一個全互連的網(wǎng)絡(luò)是指其中的每一個節(jié)點都和其他節(jié)點直接相連，但是這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不可能用于有很多節(jié)點的情況。比較典型的情況是，網(wǎng)絡(luò)層必須找到一條通過一系列相連節(jié)點的路徑，且路徑上的每一個節(jié)點必須向適當(dāng)?shù)姆较蜣D(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)層處理的主要任務(wù)是：路由計算、數(shù)據(jù)包的分段和重組（當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的不同鏈路有不同的最大包大小限制時）和擁塞控制。

4、運輸層：在兩個系統(tǒng)之間建立一條可靠的通信鏈路。它主要處理一些由網(wǎng)絡(luò)層引起的錯誤，比如包丟失和重復(fù)包等錯誤，以及對包進行重新排序、分段和重裝(這樣可以避免網(wǎng)絡(luò)層進行低效的分段和重裝)。另外，這也有助于運輸層在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時可以相應(yīng)降低發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。

10/7/2023703、網(wǎng)絡(luò)層：使得網(wǎng)絡(luò)中的任何一對系統(tǒng)間都可以相互通信。一

5、會話層：ISO認(rèn)為會話層對于因特網(wǎng)體系來說并沒有太大作用。ISO會話層提供的服務(wù)超出了運輸層提供的簡單全雙工可靠通信流，比如對話控制（實現(xiàn)系統(tǒng)間的特殊通信模式）和鏈接（捆綁一組數(shù)據(jù)包，使得它們要么都發(fā)送，要么都不發(fā)送)。不管這一層是什么，它都跟下層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如網(wǎng)橋以及路由器等無關(guān)。6、表示層：這一層的設(shè)計目的是為了對數(shù)據(jù)的表示取得一致，這樣人們就可以定義自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不必?fù)?dān)心比特/字節(jié)順序或者浮點數(shù)該如何表示之類的問題了。7、應(yīng)用層：為用戶應(yīng)用進程訪問OSI提供接口,并負(fù)責(zé)信息的語義表示。這些應(yīng)用包括文件傳輸、虛擬終端及Web瀏覽等。在一個節(jié)點上通常有多個應(yīng)用程序同時運行。10/7/2023715、會話層：ISO認(rèn)為會話層對于因特網(wǎng)體系來說并沒1.5.3OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸10/7/2023721.5.3OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸8/2/202372OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸上圖所示的是OSI參考模型中數(shù)據(jù)的傳輸方式。所謂數(shù)據(jù)單元是指各層傳輸數(shù)據(jù)的最小單位。在上圖中最左邊一列交換數(shù)據(jù)單元名稱，是指各個層次對等實體之間交換的數(shù)據(jù)單元的名稱。PDU--協(xié)議數(shù)據(jù)單元，就是對等實體之間通過協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)。APDU--應(yīng)用層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。PPDU--表示層的用戶數(shù)據(jù)單元。直到網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，通常我們叫它數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)包（Packet），數(shù)據(jù)鏈路層是數(shù)據(jù)幀（Frame），物理層是比特。

圖中自上而下的實線表示的是數(shù)據(jù)的實際傳送過程。10/7/202373OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸上圖所示的是OSI參OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送進程需要發(fā)送某些數(shù)據(jù)到達目標(biāo)系統(tǒng)的接收進程，數(shù)據(jù)首先要經(jīng)過本系統(tǒng)的應(yīng)用層，應(yīng)用層在用戶數(shù)據(jù)前面加上自己的標(biāo)識信息（H7），叫做頭信息。H7加上用戶數(shù)據(jù)一起傳送到表示層，作為表示層的數(shù)據(jù)部分，表示層并不知道哪些是原始用戶數(shù)據(jù)、那些是H7，而是把它們當(dāng)作一個整體對待。同樣，表示層也在數(shù)據(jù)部分前面加上自己的頭信息H6，傳送到會話層，并作為會話層的數(shù)據(jù)部分。這個過程一直進行到數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層除了增加頭信息H2以外，還要增加一個尾T2，然后整個作為數(shù)據(jù)部分傳送到物理層。物理層不再增加頭/尾信息，而是直接將二進制數(shù)據(jù)通過物理介質(zhì)發(fā)送到目的結(jié)點的物理層。目的結(jié)點的物理層收到該數(shù)據(jù)后，逐層上傳到接收進程，其中數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)去掉H2和T2，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)去掉H3，一直到應(yīng)用層去掉H7，把最原始用戶數(shù)據(jù)傳遞給了接收進程。10/7/202374OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送進程需要發(fā)送某些數(shù)OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸

這個在發(fā)送結(jié)點自上而下逐層增加頭（尾）信息，而在目的結(jié)點又自下而上逐層去掉頭（尾）信息的過程叫做封裝（encapsulation），封裝是在網(wǎng)絡(luò)中很常用的手段。

協(xié)議數(shù)據(jù)單元主要用于描述同一層次中的對等實體之間的虛連接，如上圖中的橫向帶箭頭虛線所示。縱向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)用接口數(shù)據(jù)單元（IDU）表示。接口數(shù)據(jù)單元指相鄰層次之間通過接口傳遞的數(shù)據(jù)，它分為兩部分，即接口控制信息和服務(wù)數(shù)據(jù)單元，其中接口控制信息只在接口局部有效，不會隨數(shù)據(jù)一起傳遞下去，而服務(wù)數(shù)據(jù)單元，是真正提供服務(wù)的有效數(shù)據(jù)，它的內(nèi)容基本上與協(xié)議數(shù)據(jù)單元一致。10/7/202375OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳輸這個在發(fā)送結(jié)點自上而下1．5．3TCP/IP協(xié)議簡介

TCP是為同一個網(wǎng)絡(luò)上的計算機之間進行點到點通信而設(shè)計的；而IP是為連接在不同網(wǎng)絡(luò)或者WAN上的計算機之間能夠相互通信而設(shè)計的。自從在20世紀(jì)70年代早期被引入之后，TCP/IP協(xié)議已經(jīng)被廣泛使用在全世界的網(wǎng)絡(luò)上。在PC、UNIX工作站、小型機、Macintosh計算機、大型機以及用于連接客戶機和主機的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上都可以使用TCP/IP。通過TCP/IP，成千上萬個公共網(wǎng)絡(luò)和商業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接到了Internet上，使得大量用戶可以對之進行訪問。

10/7/2023761．5．3TCP/IP協(xié)議簡介TCTCP/IP參考模型TCP/IP參考模型給出了一種靈活的、可靠的、能夠?qū)Ξ惙N網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無縫連接的體系結(jié)構(gòu)。如圖所示，TCP/IP模型包含了一族網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，TCP和IP是其中最重要的兩個協(xié)議。TCP/IP參考模型中的各個協(xié)議在RFC文檔中都有詳細的定義。RFC的全稱是InternetRequestForComments，主要是關(guān)于國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及建議草案等的介紹，它由兩千多個較為獨立的文檔組成，目前數(shù)量還在不斷增加。這些文檔有些是建議，有些是對早期文檔的補充，有些已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)。10/7/202377TCP/IP參考模型TCP/IP參考模型給出了TCP/IP參考模型（網(wǎng)絡(luò)接口層）

網(wǎng)絡(luò)接口層（Host-to-networkLayer），也有翻譯成主機—網(wǎng)絡(luò)層的。在TCP/IP參考模型中并沒有詳細定義這一層的功能，只是指出通信主機必須采用某種協(xié)議連接到網(wǎng)絡(luò)上，并且能夠傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組。具體使用那種協(xié)議，在本層里并沒有規(guī)定。

互連層（InternetLayer）的主要功能是負(fù)責(zé)在互連網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)分組?；ミB層是TCP/IP參考模型中最重要的一層，它是通信的樞紐：從底層來的數(shù)據(jù)包，要由互連層來選擇繼續(xù)傳給其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)點或是直接交給傳輸層；對從傳輸層來的數(shù)據(jù)包，要負(fù)責(zé)按照數(shù)據(jù)分組的格式填充報頭，選擇發(fā)送路徑，并交由相應(yīng)的線路發(fā)送出去。在互連層，主要定義了互連協(xié)議（IP）以及數(shù)據(jù)分組的格式。它的主要功能是路由選擇和擁塞控制。另外，本層還定義了地址解析協(xié)議ARP和反向地址解析協(xié)議RARP以及ICMP協(xié)議?；ミB層與OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層相對應(yīng)。10/7/202378TCP/IP參考模型（網(wǎng)絡(luò)接口層） 網(wǎng)絡(luò)接口層（HoTCP/IP參考模型（傳輸層）傳輸層（TransportLayer）的主要功能是負(fù)責(zé)端到端的對等實體之間進行通信。它與OSI參考模型的傳輸層功能類似，也對高層屏蔽了低層網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)細節(jié)，同時它真正實現(xiàn)了源主機到目的主機的端到端的通信。TCP/IP參考模型的傳輸層完全是建立在包交換通信子網(wǎng)基礎(chǔ)之上的。

TCP/IP的傳輸層定義了兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TransportControlProtocol），簡稱TCP；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UserDatagramProtocol），簡稱UDP。TCP協(xié)議是可靠的、面向連接的協(xié)議。UDP是一種不可靠的、無連接協(xié)議。需要可靠數(shù)據(jù)傳輸保證的應(yīng)用應(yīng)選用TCP協(xié)議；相反，對數(shù)據(jù)精確度要求不是太高，而對速度、效率要求很高的環(huán)境，如聲音、視頻的傳輸，應(yīng)該選用UDP協(xié)議。10/7/202379TCP/IP參考模型（傳輸層）傳輸層（TransTCP/IP參考模型（應(yīng)用層）

應(yīng)用層（ApplicationLayer）是TCP/IP協(xié)議族的最高層。它包含了所有OSI參考模型中會話層、表示層和應(yīng)用層這些的高層的協(xié)議的功能。到目前為止，互連網(wǎng)絡(luò)上建在應(yīng)用層的協(xié)議有下面幾種：

電子郵件協(xié)議（SMTP），負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)中電子郵件的傳遞。

超文本傳輸協(xié)議（HTTP），提供WWW服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議（TELNET），實現(xiàn)遠程登錄功能，我們常用的電子公告牌系統(tǒng)BBS使用的就是這個協(xié)議。

文件傳輸協(xié)議（FTP），用于交互式文件傳輸，下載軟件就是使用這個協(xié)議。10/7/202380TCP/IP參考模型（應(yīng)用層）應(yīng)用層（AppliTCP/IP參考模型（應(yīng)用層）

網(wǎng)絡(luò)新聞傳輸協(xié)議（NNTP），為用戶提供新聞訂閱功能，它是網(wǎng)上特殊的一種功能強大的新聞工具，每個用戶既是讀者又是作者。DNS，負(fù)責(zé)機器名字到IP地址的轉(zhuǎn)換SNMP，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理RIP/OSPF，負(fù)責(zé)路由信息的交換其中，網(wǎng)絡(luò)用戶經(jīng)常直接接觸的協(xié)議是SMTP、HTTP、TELNET、FTP、NNTP；另外，還有許多協(xié)議是最終用戶不需直接了解但又必不可少的，如DNS、SNMP、RIP/OSPF等。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，還不斷有新的協(xié)議加入。10/7/202381TCP/IP參考模型（應(yīng)用層）TCP/IP網(wǎng)絡(luò)互連的透明性通過TCP/IP實現(xiàn)的網(wǎng)際互連隱藏了網(wǎng)絡(luò)的細節(jié)（包括底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等），提供通用的一致性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)或Internet在邏輯上是一個統(tǒng)一的、整體的虛擬網(wǎng)絡(luò)。用戶完全可將其看作是一個單一的網(wǎng)絡(luò)。GNGNGHHHHInternetNHHHHHHInternet10/7/202382TCP/IP網(wǎng)絡(luò)互連的透明性通過TCP/IP1．5．4OSI/RM與TCP/IP的比較

TCP/IP各層和OSI的分層模型存在對應(yīng)關(guān)系(見圖)。隨著TCP/IP的演變，TCP/IP中的某些部分變得和OSI模型更為類似。例如，TCP/IP的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層與以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線、FDDI以及ATM都可以兼容。在物理層，TCP/IP支持同軸電纜、雙絞線和光纖介質(zhì)。在數(shù)據(jù)鏈路層，TCP/IP和IEEE802.2邏輯鏈路控制標(biāo)準(zhǔn)以及MAC編址兼容。在TCP/IP中，與網(wǎng)絡(luò)層等價的部分為IP。另外一個兼容的協(xié)議層為傳輸層，TCP和UDP都運行在這一層。OSI模型的高層與TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議是對應(yīng)的。例如，Telnet運行在會話層。SMTP和FTP運行在表示層和應(yīng)用層。10/7/2023831．5．4OSI/RM與TCP/IP的比較OSI/RM與TCP/IP的對照關(guān)系如圖所示，OSI參考模型與TCP/IP參考模型都采用了層次結(jié)構(gòu)，但OSI采用的七層模型，而TCP/IP是四層結(jié)構(gòu)。如前所述，TCP/IP中的網(wǎng)絡(luò)接口層沒有真正的定義，只是一些概念性的描述。而OSI參考模型不僅分了兩層，而且每一層的功能都很詳盡，甚至在數(shù)據(jù)鏈路層又分出一個介質(zhì)訪問子層，專門解決局域網(wǎng)的共享介質(zhì)問題。10/7/202384OSI/RM與TCP/IP的對照關(guān)系如圖所示，OOSI/RM與TCP/IP的對照關(guān)系TCP/IP的互連層相當(dāng)于OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層中的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。OSI參考模型與TCP/IP參考模型的傳輸層功能基本類似，都是負(fù)責(zé)為用戶提供真正的端到端的通信服務(wù)，也對高層屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)細節(jié)。所不同的是TCP/IP參考模型的傳輸層是建立在互連層基礎(chǔ)之上的，而互連層只提供無連接的服務(wù)，所以面向連接的功能完全在TCP協(xié)議中實現(xiàn)，當(dāng)然TCP/IP的傳輸層還提供無連接的服務(wù)，如