計算機網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎(chǔ)

1、計算機網(wǎng)絡第一章 網(wǎng)絡基礎(chǔ) 第一節(jié) 計算機網(wǎng)絡的應用 第二節(jié) 網(wǎng)絡硬件 第三節(jié) 網(wǎng)絡軟件 第四節(jié) 參考模型 第五節(jié) 網(wǎng)絡實例 第六節(jié) 數(shù)據(jù)通信服務實例 第七節(jié) 網(wǎng)絡標準化引 言一. Internet（WWW）的由來與發(fā)展 Internet: 因特網(wǎng),指特定的世界范圍的互聯(lián)網(wǎng) internet: 互聯(lián)網(wǎng),只代表一般網(wǎng)絡互聯(lián)，如銀行網(wǎng)絡 Intranet: 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。優(yōu)點:開銷少,易于安裝充分利用數(shù)據(jù)庫資源比Internet 更安全、帶寬寬第一章 網(wǎng)絡基礎(chǔ)Extranet: 外聯(lián)網(wǎng) WWW: 全球信息網(wǎng)/環(huán)球網(wǎng)/萬維網(wǎng),它作為Internet上的新一代用戶界面 Internet 2:第二代Int

2、ernet,采用IPV6(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6),它是Internet 通信協(xié)議IPV4的升級版本,它的地址為128位,提高Internet 的安全性、靈活性和提供其他增強功能Internet的由來:美國國防部成立高級研究計劃局ARPA開發(fā)了ARPAnet (Advanced Research Projects Agency Network阿帕網(wǎng)) 美國國家科學基金會NSF開發(fā)了NSFAnet 美國宇航局NASA與能源部分別開發(fā)了NSInet和ESNET 歐洲與日本等也積極發(fā)展本地網(wǎng)絡,于是在此基礎(chǔ)上形成了Internet2. Internet的現(xiàn)狀:覆蓋全球全球信息資源共享第三大公共系統(tǒng)（電話與

3、電視）3. Internet在中國的現(xiàn)狀:4. Internet的應用（提供的信息）：大學圖書館的圖書、文摘、論文娛樂、游戲、健康、咨詢、生活信息服務各公司的廣告、網(wǎng)上宣傳和服務電視臺的新聞、媒體報道政府機構(gòu)的信息、政策各種報刊、雜志各種電子出版物5. Internet的有關(guān)問題:電腦綜合癥暴力色情網(wǎng)絡安全：病毒黑客：紅客、駭客、黑賊拒絕服務攻擊Internet的道德及規(guī)范問題語言問題二. 上網(wǎng)干什么1.瀏覽網(wǎng)頁：看看新聞,查找資料,瀏覽股市,電子購物2. 網(wǎng)上聊天：3. 電子郵件：4. 遠程文件傳輸： 5. 新聞組和BBS：6. 網(wǎng)絡游戲：7. 雜亂事： 收聽在線廣播,撥打網(wǎng)絡電話,遠程控制

4、8. 新事：網(wǎng)上辦公室,網(wǎng)上虛擬旅游,網(wǎng)上教育和考試,網(wǎng)上看病1.1 計算機網(wǎng)絡的應用 一. 什么是計算機網(wǎng)絡1. 定義:由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機構(gòu)成的集合體建立計算機網(wǎng)絡的主要目的：資源共享？資源安全？ 多終端分時系統(tǒng): 它的終端只是主機和用戶之間的接口,它本身并不擁有計算資源,全部資源集中在主機中,主機以自己擁有的資源分時地為各終端用戶服務 分布式系統(tǒng):它在計算機網(wǎng)絡基礎(chǔ)上為用戶提供了透明的集成應用環(huán)境.用戶可以用名字或命令調(diào)用網(wǎng)絡中的任何資源或進行遠程的數(shù)據(jù)處理，不必管資源或數(shù)據(jù)的地理位置 多機系統(tǒng):它專指同一機房中的許多大型主機互連組成的功能強大、能高速并行處理的計算機

5、系統(tǒng)。(高帶寬和多樣性的連通性)2. 組成: 若干主機一個通信子網(wǎng)一組通信協(xié)議TCP/IP：傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議NetBEUI：NetBIOS Extended User Interface（網(wǎng)絡基本輸入/輸出系統(tǒng)擴展用戶接口）IPX/SPX：網(wǎng)間分組交換協(xié)議/順序分組交換協(xié)議網(wǎng)絡結(jié)點: 端結(jié)點:指通信的源和宿結(jié)點 轉(zhuǎn)接結(jié)點:指網(wǎng)絡通信過程中起控制和轉(zhuǎn)發(fā)信息作用的結(jié)點通信鏈路:指傳輸信息的信道子網(wǎng)(subnet):指通信線路和路由器(不包括主機)的集合 資源子網(wǎng):OSI的高四層擁有資源的主機、請求資源的終端主要是由網(wǎng)絡的服務器和工作站組成通信子網(wǎng):OSI的低三層任務是在端結(jié)點之間傳送由信息

6、組成的報文. 資源子網(wǎng)主要是由傳輸介質(zhì)、集線器、交換機和網(wǎng)卡等組成負責信息的處理，包括上網(wǎng)的所有主機及其外部設(shè)備組成負責信息的傳遞，包括通信處理機、終端控制器、交換機和傳輸介質(zhì)從計算機網(wǎng)絡的功能來看，各部件主要完成兩種功能，即網(wǎng)絡通信和資源共享。把計算機網(wǎng)絡中實現(xiàn)網(wǎng)絡通信功能的設(shè)備及其軟件的集合稱為網(wǎng)絡的通信子網(wǎng)，而把網(wǎng)絡中實現(xiàn)資源共享功能的設(shè)備及其軟件的集合稱為資源子網(wǎng)一個典型的局域網(wǎng)示意圖： 總線型： 優(yōu)點：布線量小、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、擴充靈活 缺點：發(fā)生故障不容易檢測、最高網(wǎng)絡傳輸速度為10M/秒、總線斷開網(wǎng)絡不可用、總線長度受限制3. 網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)分為: 環(huán)型: 優(yōu)點：控制簡單、成

7、本低、用戶具有 平等訪問權(quán) 缺點：發(fā)生故障不容易檢測、不便于擴充 星型: 優(yōu)點：便于管理、結(jié)構(gòu)簡單、擴展容易、更改容易 缺點：布線麻煩(用線槽、接線盒布線 )、成本高 全連接： 優(yōu)點：容易排除故障，可靠性成倍提高 缺點：鋪設(shè)大量的電纜，因而相當昂貴 樹型： 優(yōu)點：可以根據(jù)需要更改或擴展布線系統(tǒng) 不同的端口類型可能用來連接不同類型的電纜 可以集中監(jiān)控網(wǎng)絡活動和通信量 缺點：布線麻煩(用線槽、接線盒布線 )、成本高1.2 網(wǎng)絡硬件 一. 傳輸技術(shù)1. broadcast network:僅有一條通信信道,由網(wǎng)絡上的所有機器共享2. Point-to-point network:由一對對機器之間的多

8、條連接構(gòu)成 一騎紅塵妃子笑，無人知是荔枝來二. 連接距離(規(guī)模)1.local area network: 同一建筑、同一大學(幾公里內(nèi))2.metropolitan area network: 同一個城市(幾十公里內(nèi))3.wide area network:同一國家或同一洲(幾百公里內(nèi))4.Internet: 指特定的世界范圍的互聯(lián)網(wǎng)三. 傳輸介質(zhì)利用方法1.共享介質(zhì)的網(wǎng)絡：以太網(wǎng)共享總線、令牌環(huán)網(wǎng)共享令牌2.交換式網(wǎng)絡: 類似于電話網(wǎng)四. 用于企業(yè)的網(wǎng)絡(目的)1. 資源共享(resource sharing):2. 高可靠性(high reliability):3. 節(jié)約經(jīng)費(savin

9、g money): file server,client-server model4. 可擴充性: 當工作負荷加大時,增加更多的處理器, 就能改善系統(tǒng)的性能5. 與技術(shù)沒有太大的關(guān)系:網(wǎng)絡為分布在各地的雇員提供強大的通信手段五. 服務于公眾的網(wǎng)絡(三種服務)1. 訪問遠程信息:電子購物,訪問財務部門,在線式報紙,在線數(shù)字圖書館2.個人間通信: electronic mail, video conference3. 交互式娛樂: video on demand,game六. 計算機網(wǎng)絡硬件組成1. 服務器:什么是服務器？普通電腦可以作服務器嗎？普通電腦與服務器有什么區(qū)別？服務器是指在網(wǎng)絡環(huán)境下運

10、行相應的應用軟件，為網(wǎng)上用戶提供共享信息資源和各種服務的一種高性能計算機，英文名稱叫做SERVER只不過它是能夠提供各種共享服務（網(wǎng)絡、Web應用、數(shù)據(jù)庫、文件、打印等）以及其他方面的高性能應用,它的高性能主要體現(xiàn)在高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力等方面,是網(wǎng)絡的中樞和信息化的核心普通電腦可以作服務器嗎？不可以普通電腦與服務器有什么區(qū)別？穩(wěn)定性、可靠性性能可擴展性可管理性操作系統(tǒng)應用軟件文件服務器:管理用戶文件資源,處理多個客戶機的訪問請求.提高數(shù)據(jù)安全性的方法:配置多個硬盤,配置備份的文件服務器打印服務器:負責用戶打印請求郵件服務器:能發(fā)送電子郵件的服務器.常見的郵

11、件服務軟件有Microsoft 公司的Exchange Server ，NetWare 的Group Wise ，以及Lotus 公司的cc:MailWWW/Web服務器: 支持WWW協(xié)議的服務器,基于客戶機/服務器模型.數(shù)據(jù)庫服務器: 裝有一臺數(shù)據(jù)庫的Server. 數(shù)據(jù)庫軟件: access,vfpsql,mysqlinformix,oracle,sybase,jasmine，DB2, cloudscape,virFTP服務器：支持FTP協(xié)議的服務器.分為：非匿名、匿名(用戶名：anonymous，口令： E-mail地址).Archie服務器：自動在FTP主機中進行搜索，構(gòu)造一個包含全部

12、文件目錄信息的數(shù)據(jù)庫，使你可以直接找到所需文件的位置信息應用系統(tǒng)服務器:實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)的服務器. We b 文檔根據(jù)文檔內(nèi)信息改變的時間分為: 靜態(tài)文檔的信息(只有當作者修改時才會改變)、動態(tài)文檔的信息(在服務器端收到文檔申請時改變)、活動文檔顯示的信息 (在文檔下載到瀏覽器一端運行后改變)代理服務器：它是一種服務器軟件主要功能有：設(shè)置用戶驗證和記帳功能；對用戶進行分級管理，設(shè)置不同用戶的訪問權(quán)限；增加緩沖器(Cache)，提高訪問速度；連接Internet與Intranet充當FireWall；節(jié)省IP開銷主要的服務器軟件有:WinGate公司的WinGate Pro、微軟公司的Micro

13、soft Proxy、Netscape的Netscape Proxy、Ositis Software公司的WinProxy、Tiny Software公司W(wǎng)inRoute、Sybergen Networks公司的SyGate等危害：管理員可以全面監(jiān)視你的一舉一動!2. 工作站: 將計算機與網(wǎng)絡連接起來就成為網(wǎng)絡工作站. (終端機工作站)什么是無盤網(wǎng)絡？（作業(yè)：組建無盤網(wǎng)絡）什么是虛擬機網(wǎng)絡？（VPC、Vmware）終端(瘦客戶端)：是一種全新的C/S模式,在歐美很流行.終端模式稱為終端服務(TERMINAL SERVICE)和基于WINDOWS的終端(WINDOWS-BASED TERMINA

14、L,WBT)終端除了沒有硬盤,CD-ROM,軟驅(qū),其他與一臺PC機沒有什么差別,也擁有主板,內(nèi)存,網(wǎng)卡,顯卡,鼠標鍵盤接口,并口,串口,USB口終端采用的工作模式是C/S(CLIENT/SERVER)模式,由于沒有硬盤所以終端所使用的全部數(shù)據(jù)是放在服務器上的,當終端登錄到服務器以后,服務器會發(fā)送給終端一個早已設(shè)置好的用戶界面以及適合該用戶的一些應用程序,服務器接收由終端所發(fā)出的進行操作的鼠標鍵盤命令,然后將運算的結(jié)果圖象發(fā)送回終端顯示.采用終端進行工作,所有的升級工作和管理維護工作均集中在服務器端 工作站是一種高檔的微型計算機，通常配有高分辨率的大屏幕顯示器及容量很大的內(nèi)存儲器和外部存儲器，并

15、且具有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯(lián)網(wǎng)功能 工作站根據(jù)軟、硬件平臺的不同，一般分為基于RISC（精簡指令系統(tǒng)）架構(gòu)的UNIX系統(tǒng)工作站和基于Windows、Intel的PC工作站 根據(jù)體積和便攜性，工作站分為：臺式工作站類似于普通臺式電腦，體積較大，沒有便攜性可言，但性能強勁，適合專業(yè)用戶使用移動工作站其實就是一臺高性能的筆記本電腦。但其硬件配置和整體性能又比普通筆記本電腦高一個檔次3. 網(wǎng)卡: 數(shù)據(jù)信號(纜線), 基本功能:并行數(shù)據(jù)和串行信號之間轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)幀的裝配與拆裝; 網(wǎng)絡訪問控制和數(shù)據(jù)緩沖PCMCIA 無線網(wǎng)卡 無線網(wǎng)PCI網(wǎng)卡它有什么作用？4. Modem(貓、

16、調(diào)制解調(diào)器): 數(shù)字信號模擬信號貝爾：54用戶名和密碼：root中興/TP-LINK/大唐：用戶名和密碼：admin實達： user/password root/grouter 5. Repeater（中繼器）: 它可以物理地再生接到的信號, 再將其發(fā)送出去6. Hub（集線器）: 對數(shù)據(jù)進行整形再生, 對網(wǎng)絡安裝提供裝拆和集中管理的方便中繼器與集線器有什么區(qū)別？提供更多的端口糾錯能力7.Ap: Access Point無線訪問節(jié)點它主要是提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng) 對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線 工作站可以通過它進行相互通信在無線網(wǎng)絡中，AP就相當于有線網(wǎng)絡的

17、集線器，它能夠 把各個無線客戶端連接起來，無線客戶端所使用的網(wǎng)卡 是無線網(wǎng)卡，傳輸介質(zhì)是空氣AP的室內(nèi)覆蓋范圍一般是30m100m它沒有控制的作用，不能直接跟ADSL MODEM相連，所以在使用時必須再添加一臺交換機或者集線器。如下圖：8. Bridge（網(wǎng)橋、橋接器）: 再生數(shù)據(jù), 識別數(shù)據(jù)的目的節(jié)點地址是否屬于本網(wǎng)段連接兩個局域網(wǎng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用它可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡系統(tǒng)的連接高速無線網(wǎng)橋AP 41X1網(wǎng)橋 BR1200網(wǎng)橋 BR4009. Router（路由器）: 識別數(shù)據(jù)的目的節(jié)點地址所在的網(wǎng)絡; 能從多條路徑中選擇最佳的路徑發(fā)送數(shù)據(jù); 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包格式連通不同網(wǎng)絡選擇最

18、佳線路路由器與網(wǎng)橋有什么區(qū)別？路由器工作在第三層網(wǎng)橋通常只有2個端口（超過2個端口的網(wǎng)橋稱為switch） 路由器可以連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡10. Switch（交換機、交換式集線器）: 根據(jù)網(wǎng)絡信息構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表, 做出數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)決策交換機與集線器有什么區(qū)別？交換機工作在第三層交換機采用點到點協(xié)議（更快的速度、更安全）11. 通信介質(zhì): 有線：雙絞線、同軸電纜、光導纖維無線：衛(wèi)星線路、微波、激光、線外線、短波水晶頭的制作標準練習568A標準從左到右的線序是：白綠，綠，白橙，藍，白藍，橙，白棕，棕568B標準從左到右的線序是：白橙，橙，白綠，藍，白藍，綠，白棕，棕（與568A的區(qū)別：1和3交換，2和6

19、交換） 正線（直通線、平行線）：兩端都采用568A標準 反線（交叉線）：一端用568A標準，另一端用568B標準 什么時候用平行線，什么時候用交叉線？一般情況:連接兩端相同用交叉線,連接兩端不同用平行線水晶頭的制作標準練習信息模塊的制作1.3 網(wǎng)絡軟件 一. 協(xié)議分層1.層(layer)或級(level):每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務，而把如何實現(xiàn)這一服務的細節(jié)對上一層加以屏蔽2.對等進程(peer):不同機器里包含對應層的實體3.物理介質(zhì)(physical medium):指第一層下,它進行實際的通信4.協(xié)議(protocol): 對等進程之間通話的規(guī)則5.接口：告訴上面的進程

20、如何訪問它6.網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)(network architecture):層和協(xié)議的集合7. 協(xié)議棧(protocol stack):某一系統(tǒng)所使用的協(xié)議列表,每層一個協(xié)議層、協(xié)議和接口：第4層第3層第2層第1層第5層 物 理 介 質(zhì)第4層第3層第2層第1層第5層主機1主機2第5層協(xié)議第4層協(xié)議第3層協(xié)議第2層協(xié)議第1層協(xié)議4/5層接口3/4層接口2/3層接口1/2層接口潘基文-翻譯-秘書-秘書-翻譯-馬健結(jié)構(gòu):潘基文 翻 譯 秘 書 馬健 翻 譯 秘 書 MH1 MH2 H1 M1H2 H1 M2 MH1 MH2 H1 M1H2 H1 M2網(wǎng)絡信息流動過程：二. 各層的設(shè)計問題1.每一層都需要

21、識別發(fā)送方和接收方的機制:2.根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以分為:單工通信：數(shù)據(jù)僅在一個方向傳輸半雙工通信：數(shù)據(jù)能在任一個方向傳輸,但不能同時傳輸全雙工通信：數(shù)據(jù)能同時雙向傳輸3. 差錯控制: 檢錯,糾錯,驗收4. 保持報文發(fā)送的先后順序:5. 高速發(fā)送,低速接收:6. 所有進程能接收任意長的報文;進程傳送數(shù)據(jù)單元太小時,能收集幾個傳向同一目標的短報文成一個長報文,并且能再分解為原報文:7. 當每一對通信進程建立一個獨立的連接不方便或不合算時,可以利用下一層的同一連接為多個無關(guān)的對話服務:重要條件:multiplexing 和demultiplexing是透明的8. 當源端和目標端有多條通路

22、時,必須進行路由選擇:三. 接口和服務1. 實體(entity):每一層中的活動元素,分為軟件實體和硬件實體2. 對等實體(peer entity):不同機器上同一層的實體3. n層實體實現(xiàn)的服務為n+1層所利用,n層被稱為服務提供者 (service provider),n+1層為服務用戶(service user)4. 服務：定義該層做些什么，不管上面的子層如何訪問它或該層如何工作的5. 在典型的接口上,n+1層實體通過SAP(如圖1-12)把一個接口數(shù)據(jù)單元IDU傳遞給n層實體.IDU由服務數(shù)據(jù)單元SDU和一些控制信息組成6. 為了傳遞SDU,n層實體可能將SDU分成幾段,每一段加上一個

23、報頭后作為獨立的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(protocal data unit)送出四. 面向連接的服務和無連接的服務1.connection-oriented service:以電話系統(tǒng)為模式2.connectionless service:以郵政系統(tǒng)為模式3. quality of service:評價每種服務的特性4. datagram service:不可靠(無確認)的無連接的服務5. acknowledged datagram service:可靠(有確認)的無連接的服務6. request-reply service:可靠(有確認)的無連接的服務連接類型服務類型應用例子面向連接的服務可靠

24、的消息流頁碼序列可靠的字節(jié)流遠程登錄不可靠的連接數(shù)字化的聲音無連接的服務不可靠的數(shù)據(jù)報電子方式的函件有確認的數(shù)據(jù)報掛號郵件問答數(shù)據(jù)查詢五. 服務原語1. 服務: 在形式上是由一組原語(primitive)(或操作)來描述的原語 含 義請求一個實體希望得到完成某些操作的服務指示通知一個實體，有某個事件發(fā)生響應一個實體希望響應一個事件證實返回對先前請求的響應2. 有證實(confirmed)服務:包括請求、指示、響應和證實 無證實(unconfirmed)服務:包括請求和指示.一個簡單的面向連接的例子:CONNECT.request: CONNECT.indication:CONNECT.resp

25、onse: CONNECT.confirm:DATA.request: DATA.indication:DISCONNECT.request: DISCONNECT.indication:胡勇斌?；〞r間第n+1層第 n 層21345678910第n+1層第 n 層1456723658下圖說明了校花是如何邀請胡勇斌來喝咖啡的:五. 服務與協(xié)議的關(guān)系1. 服務: 在形式上是由一組原語(primitive)(或操作)來描述的。 服務定義了兩層之間的接口,上層是服務用戶，下層是服務提供者2. 協(xié)議: 是定義同層對等實體之間交換的幀、分組和報文的格式及意義的一組規(guī)則.實體利用協(xié)議來實現(xiàn)它們的服務定義六.

26、 計算機網(wǎng)絡軟件組成1. 網(wǎng)絡操作系統(tǒng):組成: 網(wǎng)卡驅(qū)動程序、子網(wǎng)協(xié)議、應用協(xié)議主要的NOS: Netware 、 Unix 、 Linux 、 WINNT、WIN2000SERVER、WIN2003、WIN20082. 網(wǎng)絡應用軟件:3. 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：1.4 參考模型 一. OSI (Open Systems Interconnection)參考模型1.OSI模型有七層,分層原則如下:層次不能太多,也不能太少每層應當實現(xiàn)一個定義明確的功能每一層的功能要盡量局部化以往的經(jīng)驗證明是成功的層次應矛保留考慮數(shù)據(jù)處理的需要層次的邊界應劃分在服務描述的量最小,交互作用最少的地方每一層只與它的上下鄰

27、層產(chǎn)生接口需要時,可以在一個層次中再劃分出一些子層2.OSI各層功能:層次功能7.應用層提供電子郵件、文件傳輸?shù)扔脩舴?.表示層轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密和解密5.會話層通信同步、錯誤恢復和事務操作4.傳輸層網(wǎng)絡決策、實現(xiàn)分組和重新組裝3.網(wǎng)絡層路由選擇、計費信息管理2.數(shù)據(jù)鏈路層錯誤檢測和校正、組幀1.物理層數(shù)據(jù)的物理傳輸物理層(Physical Layer) 物理層是OSI的第一層，它雖然處于最底層，卻是整個開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)物理層為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連設(shè)備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境 提供機械、電氣、功能和過程特性。如規(guī)定使用電纜和 接頭的類型，傳送信號的電壓等 在這一層，數(shù)據(jù)還

28、沒有被組織，僅作為原始的位流或電氣電壓處理數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer) 在物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯,為了彌補物理層上的不足,為上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸,就要能對數(shù)據(jù)進行檢錯和糾錯數(shù)據(jù)鏈路的建立、拆除,對數(shù)據(jù)的檢錯,糾錯是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無差錯傳送。它接收物理層的原始數(shù)據(jù)位流以組成幀(位組），并在網(wǎng)絡設(shè)備之間傳輸。幀含有源站點和目的站點的物理地址網(wǎng)絡層(Network Layer) 網(wǎng)絡層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡發(fā)展的結(jié)果.在聯(lián)機系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中，網(wǎng)絡層的功能沒有太大意義.當數(shù)據(jù)終端增多時.它們之間有中繼

29、設(shè)備相連.此時會出現(xiàn)一臺終端要求不只是與唯一的一臺而是能和多臺終端通信的情況,這就是產(chǎn)生了把任意兩臺數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋址處理網(wǎng)絡間路由，確保數(shù)據(jù)及時傳送。將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)絡層包頭，其中含有邏輯地址信息源站點和目的站點地址的網(wǎng)絡地址傳輸層(Transport Layer) 傳輸層是兩臺計算機經(jīng)過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信時,第一個端到端的層次，具有緩沖作用傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在于端開放系統(tǒng)中,是介于低3層通信子網(wǎng)系統(tǒng)和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因為它是源端到目的端對數(shù)據(jù)傳送進行控制從低到高的最后一層傳輸層還要具備差錯恢復，流

30、量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細節(jié)與差異傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象已不是網(wǎng)絡地址和主機地址,而是和會話層的界面端口.上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數(shù)據(jù)傳輸提供建立、維護和取消傳輸連接功能,負責可靠傳輸數(shù)據(jù)會話層(Session Layer) 會話層,表示層,應用層構(gòu)成開放系統(tǒng)的高3層，面對應用進程提供分布處理，對話管理,信息表示,恢復最后的差錯等會話層提供的服務可使應用建立和維持會話，并能使會話獲得同步會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續(xù)恢復通信。這種能力對于傳送大的文件極為重要會話層同樣要擔負應用進程服務要求，而傳輸層不能完成的那部分工作,給傳輸層

31、功能差距以彌補.主要的功能是對話管理，數(shù)據(jù)流同步和重新同步提供包括訪問驗證和會話管理在內(nèi)的建立和維護應用之間通信的機制。如服務器驗證用戶登錄便是由會話層完成的表示層(Presentation Layer) 提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務。如數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作都由表示層負責 表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言，以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要，是因為不同的計算機體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同通過前面的介紹,我們可以看出,會話層以下5層完成了端到端的數(shù)據(jù)傳送,并且是可靠,無差錯的傳送.但是數(shù)據(jù)傳送只是手段而不是目的,最終是要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的使用.由于各種系統(tǒng)對數(shù)據(jù)

32、的定義并不完全相同,最易明白的例子是鍵盤,其上的某些鍵的含義在許多系統(tǒng)中都有差異.這自然給利用其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)造成了障礙.表示層和應用層就擔負了消除這種障礙的任務應用層(Application Layer) 應用層是開放系統(tǒng)的最高層,也是最復雜的一層應用層直接面向用戶，是直接為應用進程提供服務的提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件之間的接口服務其作用是在實現(xiàn)多個系統(tǒng)應用進程相互通信的同時,完成一系列業(yè)務處理所需的服務OSI層互連設(shè)備用途物理層中繼器、集線器在電纜段間復制比特流數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)橋、第二層交換器在LAN之間存儲轉(zhuǎn)發(fā)幀網(wǎng)絡層路由器、第三層交換器在不同網(wǎng)間存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù)包傳輸層以上網(wǎng)關(guān)提供不同體系間互連

33、接口報文 互連設(shè)備所在OSI七層模型的位置及其用途:二.TCP/IP參考模型OSI模型與TCP/IP模型比較:物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡傳輸會話表示應用OSI1234567主機至網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)傳輸應用TCP/IP在模型中 不存在層次功能主機至網(wǎng)絡層主機必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡連接，以便在其上傳遞IP分組互聯(lián)網(wǎng)層把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡并使分組獨立地傳向目標傳輸層使源端和目標端主機上的對等實體可以進行會話應用層提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件之間的接口服務TCP/IP 各層功能:1.主機至網(wǎng)絡層:TCP/IP參考模型沒有真正描述這一層，只是指出主機必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡連接，以便在其上傳遞IP分組2.互聯(lián)網(wǎng)層(internet

34、 layer):它使主機可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡并使分組獨立地傳向目標IP協(xié)議(internet protocol):互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議3.傳輸層(transport layer):它使源端和目標端主機上的對等實體可以進行會話TCP(transmission control protocol):它是一個面向連接的協(xié)議,允許從一臺機器發(fā)出的字節(jié)流無差錯地發(fā)往互聯(lián)網(wǎng)上的其他機器UDP(user datagram protocol):它是一個不可靠的、無連接協(xié)議4.應用層(application layer):提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件之間的接口服務虛擬終端協(xié)議TELNET 文件傳輸協(xié)議F

35、TP 電子郵件協(xié)議SMTP 域名系統(tǒng)服務DNS NNTP協(xié)議HTTP協(xié)議IP層TCP應用層主機到網(wǎng)絡層LANs無線分組網(wǎng)InternetIP(ICMP、ARP、RARP)UDPTCP其它SMTPFTPTelnetIP 、 TCP和UDP的關(guān)系如圖所示:三. OSI參考模型和TCP/IP參考模型的比較1.相同點:它們都是基于獨立的協(xié)議棧的概念,而且層的功能也大體相似2.不同點:OSI模型對服務、接口和協(xié)議的區(qū)別明確化了,而TCP/IP相反OSI模型中的協(xié)議比TCP/IP的協(xié)議具有更好的隱藏性,在技術(shù) 發(fā)生變化時能相對比較容易地替換掉OSI模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)明之前,而TCP/IP相反OSI模型層的數(shù)

36、量比TCP/IP多面向連接的和無連接的通信:OSI網(wǎng)絡層支持兩種模式,傳輸層僅有面向連接的通信TCP/IP網(wǎng)絡層僅有無連接的通信,傳輸層支持兩種模式四. OSI模型和協(xié)議的缺點1. 糟糕的提出時機:一個標準建立的時間對它的成功極其關(guān)鍵.如圖1-202. 糟糕的技術(shù):協(xié)議和模型都有缺陷除了難以理解外,OSI的某些功能在各層重復出現(xiàn)把某些特性放在特定的層并不總是顯而易見的完全忽略了無連接服務和連接協(xié)議模型是由通信方面的人主持制定的3. 糟糕的實現(xiàn):最初的實現(xiàn)又大又笨拙,并且很慢4. 糟糕的策略:OSI被認為是歐洲電信部門、歐共體和美國政府的產(chǎn)物五. TCP/IP參考模型的缺點1. 沒有明顯區(qū)分服務

37、、接口和協(xié)議的概念2. 它完全不是通用的3. 主機網(wǎng)絡層在分層協(xié)議中根本不是通常意義下的層4. 它不區(qū)分(甚至不提及)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層5. 除IP和TCP協(xié)議外,許多其他協(xié)議很特別,通常由研究生來探索6.總之,除了本身的一些問題外,OSI模型(去掉會話層表示層)對于討論計算機網(wǎng)絡特別有用.TCP/IP模型實際上不存在,但協(xié)議被廣泛使用,而OSI協(xié)議并未流行1.5 網(wǎng)絡實例 一. Novell Netware1.它是PC世界最流行的網(wǎng)絡系統(tǒng)2.它的設(shè)計目標是把公司的主機小型化,轉(zhuǎn)換為PC網(wǎng)絡3.它是基于客戶-服務器模式的4.參考模型:如圖1-22二. ARPANET1.ARPA認為國防部需要的

38、網(wǎng)絡應該是分組交換網(wǎng)絡,由主網(wǎng)和主機組成2.子網(wǎng)由IMP(接口信息處理機)組成,IMP由傳輸線連接3.最初的ARPANET設(shè)計4.ARPA還資助衛(wèi)星網(wǎng)絡和移動分組無線網(wǎng)絡的研究5.后來引入了TCP/IP模型及協(xié)議、DNS三. NSFNET1.NSF開設(shè)一個虛擬網(wǎng)絡CSNET,以BBN的一臺機器為中心,支持撥號入網(wǎng),并且與ARPANET及其他網(wǎng)絡相連2.最早的NSFNET: 如圖1-263.NSF鼓勵MERIT、MCI 、IBM組成一個非贏利機構(gòu)ANS,向商業(yè)過渡四. Internet1.把因特網(wǎng)粘合在一起的是TCP/IP參考模型和TCP/IP協(xié)議2.傳統(tǒng)上,因特網(wǎng)四種主要應用:Email 、n

39、ews 、遠程登錄、文件傳輸3.中國的高速計算機網(wǎng)絡研究計劃國家“九五”、“十五” 科技攻關(guān)項目國家 863 高技術(shù)研究發(fā)展計劃：863-306，863-317中國高速信息示范網(wǎng)絡 CAINONET（863-300）國家 “十五”863高技術(shù)研究發(fā)展計劃中國高速互連網(wǎng)絡示范工程 CAINET中科院、上海市、廣電部、鐵道部聯(lián)合建設(shè)中國高速計算機互連試驗網(wǎng)絡 NSFCNET國家自然科學基金會CERNET 2000 （高速網(wǎng)絡）工程面向 21世紀中國教育振興計劃：現(xiàn)代遠程教育工程五. 吉比特試驗臺1.吉比特網(wǎng)絡提供比兆比特更好的帶寬,但是在延遲性能上并不一定好2.兩個應用:遠程診斷:巨大圖片、保存多

40、年虛擬會議:需要巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率1.6 數(shù)據(jù)通信服務實例 一. SMDS-交換式多兆比特數(shù)據(jù)服務1.它被設(shè)計來連接多個LAN,它是第一個為公眾提供寬帶交換式服務2.作用:像一個高速LAN主干網(wǎng),允許分組從一個LAN流向另一個LAN3.它是為處理突發(fā)流量而設(shè)計的最大速度45M4.基本的SMDS服務是簡單的無連接分組遞交服務分組格式如下圖:用戶數(shù)據(jù)源地址目標地址889 188字節(jié)5.特性: 廣播和地址屏蔽二. X.25 網(wǎng)絡1. X.25是一個標準的分組交換通信協(xié)議,用于廣域網(wǎng)互連2.CCITT開發(fā)X.25,以便在公用分組交換網(wǎng)絡和它們的客戶之間提供接口3.它是面向連接的,支持switched

41、virtual circuit 與permanent virtual circuit4.PAD(packet assembler disassembler):它連接普通終端與X.25公用網(wǎng)絡5.3X(triple X): X.25、X.28(PAD和終端之間的協(xié)議)與X.29(PAD和網(wǎng)絡之間的協(xié)議)三.幀中繼(frame relay)1.它按面向連接方式從向傳輸比特從56Kbps到1544Mbps2.它可以被認為是虛擬的租用線路3.它提供很少的服務，基本上是判斷幀的開始和結(jié)束，以及檢測傳輸錯誤四. 寬帶ISDN 和 ATM1.ISDN(broadband intergrated servic

42、es digital network):NISDN：窄帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（“一線通”）（2B+D）2.ATM(asynchronous transfer mode):基本思想：以小的、固定長度的分組信元cell來傳輸所有的信息它既是技術(shù)（用戶透明）,又是潛在的一種服務（用戶可見）選擇信元交換的原因： 信元交換靈活 在非常高的速率傳輸上,信元的數(shù)據(jù)交換比傳統(tǒng)多路復用技術(shù)容易得多 對于電視轉(zhuǎn)播和廣播它是必需的ATM網(wǎng)絡是面向連接的目標: 以155Mb/s和622 Mb/s運行3.ISDN ATM 參考模型: 如圖1-30組成:物理層: 處理物理介質(zhì)(電壓、比特定時等),ATM與傳輸介質(zhì)無關(guān)ATM層:處理信元和信元傳輸ATM適配層:允許用戶發(fā)送比信元大的分組;ATM接口分解這些分組,按照信元單獨傳輸,在另一端重組它們ATM是三維的:用戶平臺:處理數(shù)據(jù)傳輸、流量控制、錯誤檢測、其它用戶功能等控制平臺:與連接管理相關(guān)對ATM的看法:從某種程度上說,ATM是電話工業(yè)發(fā)起的計劃ATM承諾不久將以1Gb/s的速率發(fā)送信息,但這不是輕而易舉的在世界范圍內(nèi)安裝ATM的經(jīng)費也必須考慮到五.各種服務的比較1.DQDB