第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ).ppt

1、2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ),主講：劉瀟瀟 xiaoxiaoliu_,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第一章 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,定義,發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，并在用戶需求(應(yīng)用)的促進(jìn)下得到進(jìn)一步地發(fā)展。,1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將分散在不同地點(diǎn)且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用通信設(shè)備和線路相互連接起來，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和軟件的支持下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)資源共享的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基

2、礎(chǔ),1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義,含義： 網(wǎng)絡(luò)要有兩臺(tái)以上的獨(dú)立自制的計(jì)算機(jī)，地理位置不限，機(jī)型不限。 需要有一條通道以及必要的通信設(shè)備。 要有網(wǎng)絡(luò)軟件（通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目的就是共享網(wǎng)絡(luò)中的所有硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室邏輯拓?fù)溥B接圖,實(shí)驗(yàn)RACK區(qū)域，8組,連接到校園網(wǎng),到學(xué)生機(jī)區(qū)域,RCMS01,RCMS08,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò),第一代,第二代,第三代,第四代,Network History,計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),開 放 式 標(biāo) 準(zhǔn) 化 網(wǎng) 絡(luò),面向

3、終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),特點(diǎn)： 以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心 將地理上分散的多個(gè)終端通過通信線路連接到一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)上 終端都不具備自主處理能力 存在問題：中心計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)重，通信費(fèi)用高,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信線路連接起來 沒有主從關(guān)系。 典型是ARPAnet網(wǎng)。 與第一代的區(qū)別：這里的多臺(tái)計(jì)算機(jī)都具有自主 處理能力。 缺點(diǎn)：沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)更大 范圍的信息交換和共享。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)，它具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)

4、體系結(jié)構(gòu)，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化使得不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能方便地互聯(lián)在一起。,第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò),特點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。 典型代表：Internet。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò),計(jì)算機(jī)的發(fā)展已進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)為中心的時(shí)代。 發(fā)展前景： 高速化 多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 智能化（電話被叫尋呼） 標(biāo)準(zhǔn)化,電話被叫尋呼的特征是：當(dāng)使用該業(yè)務(wù)的電話（包括固定電話和小靈通）無人接聽時(shí)，該呼叫信息（包括主叫、被叫、呼叫時(shí)間等）將被以短信的形式發(fā)送到用戶指定的移動(dòng)終端（手機(jī)或小靈通）上。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

5、,NGN,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),操作系統(tǒng),地理覆蓋范圍,傳輸介質(zhì),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),傳輸速率,1.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),按地理覆蓋范圍分類,LAN,城域網(wǎng),MAN,廣域網(wǎng),WAN,Internet,1.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),局域網(wǎng)（LAN）,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),城域網(wǎng)（MAN）,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),廣域網(wǎng)（WAN）,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),有線網(wǎng)： 采用同軸電纜、雙絞線、光纖等物理介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò),按傳輸介質(zhì)分類,無線網(wǎng)： 采用衛(wèi)星、微波、光波等無線形式傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)

6、絡(luò),1.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),有線傳輸介質(zhì),雙絞線,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),微波通信示例,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),1.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),拓?fù)洌═opology）是從圖論演變而來的，是一種研究與大小形狀無關(guān)的點(diǎn)、線、面特點(diǎn)的方法。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為“點(diǎn)”，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”，這樣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就抽象為點(diǎn)和線組成的幾何圖形，人們稱之為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的

7、設(shè)計(jì)、功能、可靠性、費(fèi)用等方面有著重要的影響。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1、總線型網(wǎng)絡(luò),將網(wǎng)上的設(shè)備均連接在一條總線上， 任何兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間不再單獨(dú)連接。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ), 總線型結(jié)構(gòu)工作方式 采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，網(wǎng)上計(jì)算機(jī)共享總線，任意時(shí)刻只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息（廣播式），其他計(jì)算機(jī)處于接收狀態(tài),總線結(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)最常用的結(jié)構(gòu)。, 總線型結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝、易于擴(kuò)充 使用電纜少，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)： 總線故障全網(wǎng)癱瘓,故障診斷困難 站點(diǎn)增加網(wǎng)絡(luò)效率降低,2020/8/16,計(jì)算機(jī)

8、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),2、星型網(wǎng)絡(luò),將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)（集線器或交換機(jī)）上，各計(jì)算機(jī)之間通信必須通過中心節(jié)點(diǎn)。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),星型結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 便于管理 擴(kuò)展容易 容易檢查、隔離故障 缺點(diǎn)： 中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)的瓶頸，出現(xiàn)故障全網(wǎng)癱瘓 每個(gè)站點(diǎn)直接與中央節(jié)點(diǎn)相連，需要大量電纜，費(fèi)用較高,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),3、環(huán)型網(wǎng)絡(luò),將網(wǎng)上計(jì)算機(jī)連接成一個(gè)封閉的環(huán)，網(wǎng)上計(jì)算機(jī)共享通信介質(zhì)，任意時(shí)刻只有一個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息，信號(hào)沿環(huán)單向傳遞經(jīng)過每一臺(tái)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都接收信號(hào)，經(jīng)再生放大后傳給下一臺(tái)計(jì)算機(jī)。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),環(huán)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)

9、簡(jiǎn)單，能很好的避免沖突，電纜長度短 缺點(diǎn)： 結(jié)點(diǎn)較多時(shí)，性能下降，但沒有總線網(wǎng)那樣嚴(yán)重 不便于擴(kuò)充 一臺(tái)計(jì)算機(jī)故障會(huì)影響全網(wǎng)。 故障診斷困難,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),4、樹型網(wǎng)絡(luò),樹型網(wǎng)絡(luò)是從總線拓?fù)溲葑冞^來的，形狀象一棵倒置的樹，頂端有一個(gè)帶有分支的根，每個(gè)分支還可延伸出子分支。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ), 形狀象一棵倒置的樹，頂端有一個(gè)帶有分支的根，每個(gè)分 支還可延伸出子分支。 樹型拓?fù)涫且环N分層的結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。 這種拓?fù)渑c其它拓?fù)涞闹饕獏^(qū)別在于其根的存在。當(dāng)下面的分支節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，根接收該信號(hào)，然后再重新廣播發(fā)送到全網(wǎng)。這種結(jié)構(gòu)不需要中繼器。 與

10、星型拓?fù)湎啾?，由于通信線路總長度較短，故它的成本低，易推廣，但結(jié)構(gòu)較星型復(fù)雜。,樹型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)是一種不規(guī)則的連接，通常一臺(tái)計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)有兩條以上的通路。,5、網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),容錯(cuò)能力強(qiáng)，一條通路故障，可以經(jīng)其它通路連接目的計(jì)算機(jī)。 費(fèi)用高、布線困難。,網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),6、混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),按網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率分類,傳輸速率,10M網(wǎng),100M網(wǎng),1000M網(wǎng),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),按網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)分類,操作系統(tǒng),Windows

11、NT網(wǎng),UNIX網(wǎng),LINUX網(wǎng),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能,1數(shù)據(jù)通信 （1）傳輸文件 （2）使用電子郵件（E-mail） 2資源共享 （1）共享硬件資源 （2）共享軟件資源 （3）共享數(shù)據(jù)資源。 3分布與協(xié)同處理 4提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,-健康保?。哼h(yuǎn)程醫(yī)療、緊急醫(yī)療響應(yīng)支持 -教育：遠(yuǎn)程教育、數(shù)字圖書館 -科學(xué)研究：能源、地理系統(tǒng)、氣象、生物 -國家安全：高性能全球通信、先進(jìn)的信息傳播 -環(huán)境：監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、警告、響應(yīng) -政府：傳遞政府服務(wù)和信息給公民和企業(yè) -突發(fā)事件：災(zāi)難響

12、應(yīng)、危機(jī)管理 -設(shè)計(jì)和制造：制造工程 -經(jīng)濟(jì)活動(dòng)：電子商務(wù),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成,資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)，包括網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計(jì)算機(jī)提供共享資源,如：服務(wù)器、工作站,為網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)通訊與資源共享服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等,1.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成,計(jì)算機(jī) 系統(tǒng),數(shù)據(jù)通信 系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)軟件 及協(xié)議,一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議三大部分組成。,2020/8

13、/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)功能分類,1.2.2 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),包括主機(jī)、終端、連網(wǎng)外設(shè)、外部設(shè)備及各種軟件資源等。 主機(jī)：提供接入服務(wù)、信息服務(wù)的計(jì)算機(jī)。早期主要由大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)承擔(dān)，現(xiàn)在也用高檔微機(jī)。 終端：用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的一些設(shè)備，可以是啞終端或智能終端。,資源子網(wǎng),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),通信子網(wǎng),由通信處理機(jī)、通信線路和其它通信設(shè)備組成。 通信處理機(jī)：一方面作為與資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端連接的接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面作為通信子網(wǎng)中的分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)。 通信線路：連接

14、主機(jī)、通信處理機(jī)，為它們之間傳輸數(shù)據(jù)提供通道。,在局域網(wǎng)中，資源子網(wǎng)主要是由網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和工作站組成，通信子網(wǎng)主要是由傳輸介質(zhì)、集線器、網(wǎng)卡等組成。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.3.1 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念,生活中常遇到的幾種現(xiàn)象： 打電話時(shí)，接電話的一方先說：“喂”，然后打電話的 一方說：“我找?！?，如此反復(fù)地來回交談。 當(dāng)你開車的時(shí)候，必須注意紅綠燈，必須遵守交通規(guī)則。 在超市，人們?cè)诮Y(jié)帳時(shí)都是依次排好隊(duì)。 。 。 。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),在20世紀(jì)80年代末和九十年代初，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和數(shù)量都得

15、到了迅猛的增長。但是許多網(wǎng)絡(luò)都是基于不同的硬件和軟件而實(shí)現(xiàn)的，這使得它們之間互不兼容，而且很難在使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信。,1、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中遇到的問題,例如，把一臺(tái)IBM公司生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)接入該公司的SNA網(wǎng)是可以的，但把一臺(tái)HP公司生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)接入SNA網(wǎng)就不是一件容易的事。,這種情況限制了網(wǎng)絡(luò)及信息社會(huì)的日益發(fā)展。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)之間采用統(tǒng)一的“語言”進(jìn)行交流。,2、如何來確保不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間具有更好的兼 容性和互操作性呢?,從前面的例子我們可以得出這樣的結(jié)論：,網(wǎng)絡(luò)上的“語言”就是協(xié)議。協(xié)議確保了網(wǎng)絡(luò)通信更加有效地進(jìn)行信息交流。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)

16、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),3、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是各類計(jì)算機(jī)通過通信線路連接起來的一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)型號(hào)不一、類型各異，并且連接方式、同步方式、通信方式、線路類型等都有可能不一樣，這就給網(wǎng)絡(luò)通信帶來了一定的困難。要做到各設(shè)備之間有條不紊地交換數(shù)據(jù)，所有設(shè)備必須遵守共同的規(guī)則，這些規(guī)則明確地規(guī)定了數(shù)據(jù)交換時(shí)的格式和時(shí)序。這些為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),4、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由語法、語意、時(shí)序三個(gè)部分組成。 語法：數(shù)據(jù)與控制信息的格式。 語意：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作及 做出何種應(yīng)

17、答。 時(shí)序：事件出現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),生活中常遇到這樣一種現(xiàn)象： 假定A是X公司的經(jīng)理，B是Y公司的經(jīng)理，A，B想通過寄信的方式對(duì)某件事情進(jìn)行協(xié)商。 具體的做法是： A把信寫好后交給他的秘書 秘書將信蓋章，封入信封并投入信箱 這封信就作為信件按郵局的發(fā)送順序被發(fā)送到Y(jié)公司 在Y公司的秘書檢查、核對(duì)、標(biāo)上接收的日期送交B經(jīng)理 進(jìn)行處理。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),這件事至少分成三個(gè)層次: 最高(三)層是經(jīng)理層，A，B了解他們所商談的事情； 第二層是秘書層，這一層不必了解商談的內(nèi)容，只負(fù)責(zé)封裝信封、編號(hào)，如果A，B用的語言不同還負(fù)責(zé)翻譯； 最低(一)層

18、是郵政層，郵局的人負(fù)責(zé)將信件從發(fā)送地送到目的地，這一層完全不管信件的性質(zhì)、所用語言，更不管信箋的內(nèi)容。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),5、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的提出,為什么要?jiǎng)澐謱哟文Ｐ停?網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)實(shí)體之間的通信是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，如果不劃分層次模型，協(xié)議的制定、調(diào)試將相當(dāng)麻煩。,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（network architecture) 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)需要一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)成一套完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)時(shí)，是將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)相互聯(lián)系而又各自獨(dú)立的層次模型，然后針對(duì)每個(gè)層次及每個(gè)層次間的關(guān)系制定相應(yīng)的協(xié)議。這樣可

19、以減少協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。像這樣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型及各層協(xié)議的集合稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（Network Architecture）。,6、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),分層后 層內(nèi)簡(jiǎn)單 層間清晰,不分層 通信協(xié)議復(fù)雜,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.3.2 ISO的OSI參考模型,ISO的OSI參考模型-開放系統(tǒng)互連參考模型,為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互連，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1977年成立了一個(gè)專門的機(jī)構(gòu)來研究該問題。不久，他們就提出一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（Ope

20、n Systems Interconnection Reference Model），簡(jiǎn)稱為ISO/OSI。,“開放”的含義：表示可使任何兩個(gè)遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行連接。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),應(yīng)用層（較高層）,通信子網(wǎng)層 （較低層）,也稱之為“資源子網(wǎng)層”，屬于資源子網(wǎng)的功能范疇。,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信功能。,傳輸層起著銜接上下三層的作用。,ISO的OSI參考模型,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),OSI參考模型中需要注意的問題,兩個(gè)開放系統(tǒng)之間的通信對(duì)等層通信 對(duì)等層通信:每一層使用自己層的協(xié)議與其他系統(tǒng)的對(duì)等層相互通信。,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)禁止不同主機(jī)的對(duì)等層之間的直接通

21、信。 實(shí)際上，每一層必須依靠相鄰層提供的服務(wù)來與另一臺(tái)主機(jī)的對(duì)應(yīng)層通信。 上層使用下層提供的服務(wù)Service user 下層向上層提供服務(wù)Service provider,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),以兩個(gè)人使用信件進(jìn)行信息交流為例 (見下頁圖),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),問題： 1、收信人與發(fā)信人之間、郵政局之間，他們是在直接 通信嗎？ 2、郵政局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？ 3、郵政局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),目標(biāo)設(shè)備A,目標(biāo)設(shè)備B,OSI體系結(jié)構(gòu)定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的7層框架，即開放系統(tǒng)互連（OSI,Open System

22、 Interconnection）參考模型 。如圖所示。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),OSI參考模型的特性： 它是一種將異構(gòu)系統(tǒng)互連的分層結(jié)構(gòu)。 提供了控制互連系統(tǒng)交互規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)框架。 定義了一種抽象結(jié)構(gòu)，而并非具體實(shí)現(xiàn)的描述。 不同系統(tǒng)的相同層的實(shí)體稱為同等層實(shí)體。 同等層實(shí)體之間的通信由該層的協(xié)議管理。 相鄰層間的接口定義了原語操作和底層向高層提供的服務(wù)。 所提供的公共服務(wù)是面向連接的或無連接的數(shù)據(jù)服務(wù)。 直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實(shí)現(xiàn)。 每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其它層。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),各層的主要功能,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)

23、中的數(shù)據(jù)在每一層的表示,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),報(bào)文,報(bào)文分組,數(shù)據(jù)幀,比特,電信號(hào)、光信號(hào)、無線波等 （在傳輸介質(zhì)中）,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)在每一層的表示（或傳輸）實(shí)際上是 經(jīng)過了一個(gè)數(shù)據(jù)封裝的過程。,數(shù)據(jù)封裝及信息的流向,011101000011000010100101111010110,解封裝,數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 報(bào)文 數(shù)據(jù)包 幀 比特 電脈沖,封裝,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.3.3 TCP/IP模型,TCP/IP起源于美國國防部高級(jí)研究規(guī)劃署(ARPA)的一項(xiàng)研究計(jì)劃實(shí)現(xiàn)若干臺(tái)主機(jī)之間的相互通信。 現(xiàn)在TCP/IP已成為Internet上通信的標(biāo)準(zhǔn)。

24、TCP/IP模型包括4個(gè)概念層次： 應(yīng)用層（application） 傳輸層（transport） 網(wǎng)絡(luò)層（internet） 網(wǎng)絡(luò)接口層（network interface）,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),TCP/IP參考模型,TCP/IP協(xié)議具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(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)、更可用于互聯(lián)網(wǎng)； 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)。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),TCP/IP與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

25、,7 6 5 4 3 2 1,OSI參考模型,應(yīng)用層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)接口 (數(shù)據(jù)鏈路層 +物理層),網(wǎng)際層,TCP/IP概念層次,Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),OSI模型與TCP/IP的比較, OSI參考模型與TCP/IP參考模型都采用了層次結(jié)構(gòu)思想，但二者在層次劃分及協(xié)議使用上有很大區(qū)別。 OSI參考模型的會(huì)話層在大多數(shù)應(yīng)用中很少被用到，而表示層幾乎是全空的。在數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層之間有很多的子層插入，每個(gè)子層都有不同的功能。OSI參考模型把“服務(wù)”與“協(xié)議”的定義結(jié)合起來，使參考模型變得格外復(fù)雜。實(shí)現(xiàn)起來很困難。同時(shí)，尋址、流控與差

26、錯(cuò)控制在每一層里都重復(fù)出現(xiàn)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的效率。關(guān)于數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡(luò)管理等方面的問題也在設(shè)計(jì)初期被忽略了。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ), TCP/IP參考模型也有自身的缺陷，沒有將功能與實(shí)現(xiàn)方法區(qū)別開，在服務(wù)、接口、協(xié)議的區(qū)別上不清楚。 OSI參考模型由于要照顧各方面的因素，使它變得大而全，所以效率很低，但它的很多研究成果、方法以及提出的概念對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有很高的指導(dǎo)意義，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。TCP/IP參考模型應(yīng)用廣泛，支持大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中占有重要地位，是事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,OSI模型與TCP/IP的比較,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),五層協(xié)議

27、的體系結(jié)構(gòu),TCP/IP 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、傳輸層、 網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。 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) 。,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu),應(yīng)用層(application layer) 運(yùn)輸層(transport layer) 網(wǎng)絡(luò)層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) 物理層(physical layer),數(shù)據(jù)鏈路層,5 應(yīng)用層,4 運(yùn)輸層,3 網(wǎng)絡(luò)層,2 數(shù)據(jù)鏈路層,1 物理層,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

28、,計(jì)算機(jī) A 向計(jì)算機(jī) B 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計(jì)算機(jī) A,計(jì)算機(jī) B,數(shù) 據(jù),10100110100101 比 特 流 110101110101,注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟?數(shù) 據(jù),電子郵件,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī) A 向計(jì)算機(jī)B 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計(jì)算機(jī)A,計(jì)算機(jī) B,10100110100101 比 特 流 110101110101,數(shù) 據(jù),我收到了計(jì)算機(jī)A發(fā)來的 電子郵件了！,2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),局域網(wǎng),廣域網(wǎng),主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,路由器 R2,路由器 R3,電話網(wǎng),局域網(wǎng),主機(jī) H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù),從層次上來看數(shù)據(jù)的流動(dòng),從層次上看數(shù)據(jù)流動(dòng),2020/8/16,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),局域網(wǎng),廣域網(wǎng),主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,路由器 R2,路由器 R3,電話網(wǎng),局域網(wǎng),主機(jī) H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù),鏈路層,應(yīng)用層,運(yùn)輸層,網(wǎng)絡(luò)層,物理層,鏈路層,應(yīng)用層,運(yùn)輸層,網(wǎng)絡(luò)層,物理層,鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層,物理層,鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層,物理層,鏈路層,