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文檔簡介
計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)課程簡介:
開設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)課程是我院大學計算機基礎(chǔ)課實施教育教學改革的一項重要舉措。該課程主要介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識和基本操作、局域網(wǎng)基礎(chǔ)及其組建技術(shù)、Internet基礎(chǔ)及其接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)應用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。大學計算機基礎(chǔ)=計算機基礎(chǔ)(windows、office)+計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)+SQL數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計基礎(chǔ)課程目的:
學習網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識,學會組建小型簡單局域網(wǎng)絡(luò),學習各種Internet接入技術(shù),學習網(wǎng)絡(luò)應用,學會數(shù)字生存,能夠充分運用網(wǎng)絡(luò)為專業(yè)學習服務。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)課程學時安排:
教學周數(shù):20周教學時數(shù):4學時/每周,共80學時理論教學時數(shù):18*2=36學時實踐教學時數(shù):17*2=34學時復習:一周4學時考試:一周4學時機動:2學時計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)課程要求:
1、認真聽課,不斷總結(jié);2、做好準備,精心上機;3、及時復習,完成作業(yè);4、理論聯(lián)系實際,利用一切機會多動手,多實踐,學習組網(wǎng)、管網(wǎng)、用網(wǎng)。課程考核:
網(wǎng)上作業(yè)(10%)+上機實驗(20%)+期中成績(10%)+期末筆試(60%)凡復制網(wǎng)上作業(yè)、抄襲上機實驗報告者,無論抄襲與被抄,成績均為0!謹記!計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)對學生學習本課的幾點建議
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用,大學計算機相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程和各自專業(yè)所需要的其他計算機課程。要進行這些專業(yè)的計算機教育,應該明確這些專業(yè)計算機教育的教育目標,這個目標不同于專業(yè)教育目標,但它是專業(yè)教育的基礎(chǔ),是實現(xiàn)專業(yè)教育目標不可缺少的重要條件,是一種適應新技術(shù)環(huán)境、掌握新技術(shù)手段的能力教育。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)對學生學習本課的幾點建議
在學習本課的初始階段,同學們要接觸很多新的計算機網(wǎng)絡(luò)名詞概念,這些可能會使你感到陌生、抽象、難懂,這是正常的,也是學習新知識的最初境界。這時一定要告誡自己努力、堅持,勤做筆記,多去圖書館翻閱有關(guān)資料,在理論學習的同時,還必須注重上機實踐,認真分析上機實驗過程,完成實驗報告。這樣你就會漸入佳境,找到學習本課的突破口,感受到其中的樂趣,為后續(xù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程的學習奠定基礎(chǔ)。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)學習的三種境界昨夜西風凋碧樹,獨上高樓,望盡天涯路。衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴。驀然回首,那人卻在燈火闌珊處。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)
第一章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識理論教學學時:6學時(1-3周)實驗教學學時:4學時(2-3周)本章主要內(nèi)容第一節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)概述第二節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)第三節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)本章教學目標:掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、網(wǎng)絡(luò)的分類;掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的功能;了解計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展;掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu);認識計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)掌握OSI參考模型、TCP/IP參考模型掌握網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義并認識3種常用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識當今世界正經(jīng)歷著一場信息革命,信息已成為人類賴以生存的重要資源。信息的流通離不開通信,信息的處理離不開計算機,計算機網(wǎng)絡(luò)正是計算機技術(shù)與通信技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)使人類的工作方式、學習方式乃至思維方式發(fā)生了深刻變革。第一節(jié)
計算機網(wǎng)絡(luò)概述
主要內(nèi)容計算機網(wǎng)絡(luò)的定義計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應用計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義
計算機網(wǎng)絡(luò)是將分散在不同地點且具有獨立功能的多個計算機系統(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行數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)資源共享的計算機系統(tǒng)的集合。如圖示
計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)典型的計算機網(wǎng)絡(luò)示例計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)這個定義涉及到以下幾個方面的問題:1.兩臺或兩臺以上的計算機相互連接起來才能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的各計算機具有獨立功能。2.計算機之間要通信,要交換信息,彼此就需要有某些約定和規(guī)則,這些約定和規(guī)則就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機網(wǎng)絡(luò)工作的基礎(chǔ)。3.網(wǎng)絡(luò)中的各計算機間進行相互通信,需要有一條通道以及必要的通信設(shè)備。通道指網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì),它可以是有線的(如雙絞線,同軸電纜線等),也可以是無線的(如激光、微波等)。通信設(shè)備是在計算機與通信線路之間按照一定通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備。4.計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實現(xiàn)計算機資源共享,使用戶能夠共享網(wǎng)絡(luò)中的所有硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)效果圖計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)效果圖計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)效果圖計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)效果圖計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)操作系統(tǒng)地理覆蓋范圍通信介質(zhì)拓撲結(jié)構(gòu)傳輸速率1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類按地理覆蓋范圍分類局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork簡稱LAN)城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork簡稱MAN)廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork簡稱WAN)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork)傳輸距離有限,一般在1公里以內(nèi)傳輸速率高,可達10Mbps以上誤碼率低一般有共享式局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)2種。舉例:實驗機房、宿舍網(wǎng)、校園網(wǎng)、網(wǎng)吧等。按地理覆蓋范圍分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)城域網(wǎng)(MAN,MetropolitanAreaNetwork)
基本上是一種大型LAN,使用與局域網(wǎng)相似的技術(shù),是介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)。目前城域網(wǎng)多采用ATM技術(shù)做骨干網(wǎng),成本高。地理覆蓋范圍在幾十公里到一百公里。例如:杭州教育網(wǎng)、龍城熱線、各地市政府公務網(wǎng)等。按地理覆蓋范圍分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetwork)
傳輸距離廣,一般在幾百公里以上,亦稱遠程網(wǎng),一般用于不同城市之間的LAN或者MAN網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。傳輸速率低,信息衰減嚴重。一般租用公共通信線路(電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、計算機數(shù)據(jù)網(wǎng))廣域網(wǎng)采用分組交換技術(shù)、ATM技術(shù)等。典型例子:郵電部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN網(wǎng)。
按地理覆蓋范圍分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)無論從地理范圍,還是從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來講它都是最大的一種網(wǎng)絡(luò)。Internet實現(xiàn)了全球計算機的互聯(lián),信息量大,傳播廣,因為這種網(wǎng)絡(luò)的復雜性,所以這種網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的技術(shù)也是非常復雜的。按地理覆蓋范圍分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)以及局域網(wǎng)的關(guān)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)……計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)按通信介質(zhì)分類有線網(wǎng)(雙絞線網(wǎng)、同軸線網(wǎng)、光纖網(wǎng))無線網(wǎng)(微波通信、激光通信、衛(wèi)星通信、紅外線通信)雙絞線計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)按通信介質(zhì)分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)點對點傳輸方式的網(wǎng)絡(luò):由一對對機器間的多條傳輸鏈路構(gòu)成。信源與信宿之間的通信需經(jīng)過一臺和多臺中間設(shè)備進行傳輸。網(wǎng)狀、環(huán)形、樹形、星形廣播方式網(wǎng)絡(luò):一臺計算機發(fā)送的信息可被網(wǎng)絡(luò)上所有的計算機接收??偩€形、無線(微波、衛(wèi)星)
局域網(wǎng)絡(luò)通常使用廣播方式,廣域網(wǎng)絡(luò)通常使用點對點方式(也有例外)。按通信傳播方式分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)分類什么是拓撲拓撲(Topology):是數(shù)學圖論中的一個概念,是一種研究與大小形狀無關(guān)的點、線、面幾何排列的方法。返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu):拋開網(wǎng)絡(luò)中具體設(shè)備的類型,把工作站、服務器、通信設(shè)備抽象為“點”,把網(wǎng)絡(luò)中的通信介質(zhì)抽象為“線”。這樣計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)就抽象為點和線組成的幾何圖形——網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。常用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu):總線、星型、環(huán)形、樹型等。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、功能、可靠性、費用等方面有著重要的影響。返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)星形有一個中心節(jié)點,其它節(jié)點與其構(gòu)成點到點連接樹形一個根結(jié)點、多個中間分支節(jié)點和葉子節(jié)點構(gòu)成星形拓撲樹形拓撲常用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)總線所有節(jié)點掛接到一條總線上,廣播式信道。需要有介質(zhì)訪問控制規(guī)程以防止沖突。環(huán)形所有節(jié)點連接成一個閉合的環(huán),結(jié)點之間為點到點連接。總線形拓撲環(huán)形拓撲常用拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)全連接(網(wǎng)狀)點到點全連接,連接數(shù)隨節(jié)點數(shù)的增長迅速增長(N(N-1)/2),使建造成本大大提高,只適用于節(jié)點數(shù)很少的廣域網(wǎng)中不規(guī)則(網(wǎng)狀)點到點部分連接,多用于廣域網(wǎng),由于連接的不完全性,需要有交換節(jié)點不規(guī)則拓撲全連接拓撲常用拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)按拓撲結(jié)構(gòu)分類按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分類,網(wǎng)絡(luò)可劃分為總線型網(wǎng)、星型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、樹型網(wǎng)等。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)總線型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)工作站終接器終接器工作站工作站工作站返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)星型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)工作站工作站工作站工作站工作站工作站集線器返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)工作站工作站工作站工作站工作站工作站返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)樹型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)工作站工作站工作站工作站返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)網(wǎng)型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)工作站工作站工作站工作站工作站工作站返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)混合型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率分類按網(wǎng)絡(luò)中使用的操作系統(tǒng)分類按網(wǎng)絡(luò)帶寬分類按交換方式分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)傳輸速率10M網(wǎng)100M網(wǎng)1000M網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)操作系統(tǒng)WindowsNT網(wǎng)UNIX網(wǎng)LINUX網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)分類計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的功能1.數(shù)據(jù)通信:數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡(luò)的最基本功能。
(1)傳輸文件(2)電子郵件、IP電話、視頻會議、信息發(fā)布、交互式娛樂、音樂2.資源共享:組建計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目的是資源共享。(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.平衡負載5.提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)的應用(1)管理信息系統(tǒng)(2)辦公自動化系統(tǒng)。(3)信息檢索系統(tǒng)(4)電子收款機系統(tǒng)(5)分布式控制系統(tǒng)(6)計算機集成與制造系統(tǒng)(7)電子數(shù)據(jù)交換和電子商務系統(tǒng)(8)信息服務系統(tǒng)返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用舉例11.共享打印機等各種硬件設(shè)備計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用舉例(2)2.共享數(shù)據(jù)資源計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用舉例(3)3.共享應用程序計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展早期的計算機應用模式——單機大、中、小型機—龐大,昂貴,資源無法共享計算機構(gòu)成了一個個的信息“孤島”計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的原因:資源共享的需求(計算能力、外設(shè)、軟件、數(shù)據(jù))大型項目的合作(進行工程項目協(xié)作)人與人之間的信息溝通(數(shù)據(jù)通信)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第一代:面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò),以主機為中心。第二代:計算機-計算機網(wǎng)絡(luò),以通信子網(wǎng)為中心。第三代:開放式、體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡(luò)。第四代:寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)返回這一階段主要在20世紀50~60年代,即以主機為中心,通過計算機實現(xiàn)與遠程終端的數(shù)據(jù)通信。典型代表:美國飛機訂票系統(tǒng)HOST(航空公司總部)Terminals(訂票點)通信線路(電話線路)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)典型代表:美國SAGE系統(tǒng)“半自動地面防空系統(tǒng)”
將遠距離的雷達和其他設(shè)備的信息,通過總長達241萬公里的通信線路匯集到一臺IBM旋風型計算機上,實現(xiàn)了集中的防空信息處理與計算機遠程控制。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)以主機為中心,面向終端。分時訪問和使用中心計算機上的信息資源。中心計算機的性能和運算速度決定連接終端用戶的數(shù)量。終端都不具備自主處理能力。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)特征:終端(Terminal)共享主機(Host)的軟硬件資源單臺主機:執(zhí)行計算和通信任務多臺終端:執(zhí)行用戶交互連接方式:本地或遠程TSTTTTTTHOST通信線路T計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)存在問題:中心計算機負擔重;
線路利用率低,通信費用高;集中控制方式,可靠性低。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第二代計算機網(wǎng)絡(luò)——計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)
這一階段是在20世紀的60~70年代之間,這一階段是以通信子網(wǎng)為中心,通過公用通信子網(wǎng)實現(xiàn)了計算機之間的通信,它是真正的計算機網(wǎng)絡(luò)。返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)以通信子網(wǎng)為中心的主機互連特征多個終端聯(lián)機系統(tǒng)互聯(lián),形成了多主機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從“主機-終端”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C-主機”HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信線路計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)主機-主機網(wǎng)絡(luò)的演變演變階段1通信任務從主機中分離,由通信控制處理機(CCP)完成CCP:處理主機之間通信任務的專用計算機CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTT計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)兩層網(wǎng)絡(luò)概念的出現(xiàn)由CCP組成的傳輸網(wǎng)絡(luò)——通信子網(wǎng),提供信息傳輸服務。建立在通信子網(wǎng)基礎(chǔ)上的主機集合——資源子網(wǎng),提供資源共享。CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTTT通信子網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)兩層網(wǎng)絡(luò)的概念結(jié)構(gòu)CCCHHH資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)在通信子網(wǎng)上可有多個資源子網(wǎng),共享通信子網(wǎng)的服務HH計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)演變階段2通信子網(wǎng)規(guī)模逐漸擴大私有→社會公用公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)PSTNX.25優(yōu)點降低用戶系統(tǒng)建設(shè)成本提高通信線路利用率兼容性好公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)HOSTHOSTTTTTTTHOSTTTTT主機-主機網(wǎng)絡(luò)的演變計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第二代計算機網(wǎng)絡(luò)——計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)典型代表:美國國防部開發(fā)的ARPANET網(wǎng)(它也是世界上第一個計算機網(wǎng)絡(luò))美蘇冷戰(zhàn)時期由美國軍方建立的實驗性網(wǎng)絡(luò)最初4個節(jié)點→60多個節(jié)點通過有線、無線與衛(wèi)星通信線路的連接,覆蓋從美國本土到歐洲與夏威夷等廣闊地域的網(wǎng)絡(luò)連接具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的許多特征分組交換分層次的網(wǎng)絡(luò)體系較為完善的通信協(xié)議(TCP/IP)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第二代計算機網(wǎng)絡(luò)——計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)1969年9月,3位青年學者克達因·洛克、文森·約瑟夫和羅伯特·卡恩第1次實現(xiàn)了有4個站點的計算機與中間服務器之間的連接。1977年7月,文森·約瑟夫和羅伯特·卡恩等10余人在美國南加州大學的信息科學研究所里,舉行了一次具有歷史意義的實驗,他們將1個有數(shù)據(jù)的信息包通過點對點的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),跨越太平洋抵達挪威,經(jīng)海底電纜到達倫敦,最后通過衛(wèi)星信息網(wǎng)連接ARPA網(wǎng)傳回南加州大學的實驗室里,行程4萬英里,沒有丟失1個比特的數(shù)據(jù)信息。
計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第二代計算機網(wǎng)絡(luò)——計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)繼ARPANET之后,各大網(wǎng)絡(luò)公司紛紛推出自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),各體系結(jié)構(gòu)各自為政,沒有統(tǒng)一的標準,使得各種不同體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來將十分困難。例如,把一臺IBM公司生產(chǎn)的計算機接入該公司的SNA(SystemNetworkArchitecture)網(wǎng)是可以的,但把一臺HP公司生產(chǎn)的計算機接入SNA網(wǎng)就不是一件容易的事。這種情況限制了網(wǎng)絡(luò)及信息社會日益發(fā)展的需要。若要擴大網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)模,實現(xiàn)更大范圍的信息交換與資源共享,就必須將網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準化,這是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的客觀需求。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)著名的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA體系結(jié)構(gòu)(IBM公司)DNA體系結(jié)構(gòu)(Digital公司)BNA體系結(jié)構(gòu)(寶萊)DSA體系結(jié)構(gòu)(好利獲得)ISO成立專門機構(gòu)研究開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RMTCP/IP體系結(jié)構(gòu)
計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)ISO/OSI數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應用層表示層會話層通路控制數(shù)據(jù)鏈路控制物理層傳輸控制端用戶功能管理服務數(shù)據(jù)流控制路由控制傳輸組數(shù)據(jù)鏈路控制物理層網(wǎng)絡(luò)服務端用戶網(wǎng)絡(luò)應用會話控制傳輸控制IMP-IMP物理層HOST-HOST用戶層文件傳輸協(xié)議遠程通信協(xié)議源IMP-目的IMP數(shù)據(jù)鏈路物理層IPTCP/UDP應用ARPASNADNATCP/IP計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第二代計算機網(wǎng)絡(luò)——計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)特點:多臺獨立的計算機(主機)相互連接而成的。通過數(shù)據(jù)通信(通信子網(wǎng)),實現(xiàn)資源共享(資源子網(wǎng))。它是真正的計算機網(wǎng)絡(luò)。缺點:無統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準,自成系統(tǒng),不同的公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各不相同,不能實現(xiàn)互連互通,無法實現(xiàn)更大范圍的信息交換和共享,限制了計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的發(fā)展。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第三代計算機網(wǎng)絡(luò)—開放式、體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡(luò)返回20世紀80年代開始進入了計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化時代。為什么需要標準化?不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的兼容性和互操作性是推動網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標準化的原動力。而兼容性和互操作性的最終目的仍是資源共享標準化的時機?先制定標準再開發(fā)還是先開發(fā)再制定標準?各廠商、研究機構(gòu)、大學在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、方法、理論等方面的研究日趨成熟是基礎(chǔ)。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第三代計算機網(wǎng)絡(luò)—開放式、體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡(luò)國際標準(ISOOSI/RM)OpenSystemInterconnection/RecommendedModel(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型,簡稱OSI參考模型)OSI參考模型是一種概念上的網(wǎng)絡(luò)模型,規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的框架:7個層次只說明了做什么(WHATTODO)而未規(guī)定怎樣做(HOWTODO)太復雜,幾乎沒有與之完全符合的網(wǎng)絡(luò)事實上的標準:TCP/IP(因特網(wǎng)的骨干協(xié)議)從體系結(jié)構(gòu)上看,它是OSI參考模型的簡化(4層)源于ARPANET網(wǎng)絡(luò)具有良好的開放性與互聯(lián)性計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第三代計算機網(wǎng)絡(luò)—開放式、體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡(luò)典型代表:Internet
網(wǎng)絡(luò)數(shù)達到105數(shù)量級,主機數(shù)達到107數(shù)量級,用戶數(shù)108數(shù)量級,主干速率大于2.5Gbit/s。美國政府資助的“下一代因特網(wǎng)計劃”目標是:主干網(wǎng)的速率比現(xiàn)在的因特網(wǎng)高1000倍端到端的速率要達到100Mbit/s~10Gbit/s特點:具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu);遵循國際上統(tǒng)一的約定和規(guī)則(即:均遵守TCP/IP協(xié)議)。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第四代計算機網(wǎng)絡(luò)——寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)返回進入20世紀90年代后,計算機網(wǎng)絡(luò)開始向?qū)拵Щ?、綜合化、數(shù)字化方向發(fā)展。目前計算機網(wǎng)絡(luò)正處于第4個發(fā)展階段,這是一個智能化、全球化、高速化、個性化的網(wǎng)絡(luò)時代。網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展時期.網(wǎng)絡(luò)在社會生活中的大量應用階段。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟的快速發(fā)展時期。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)下一代計算機網(wǎng)絡(luò)NGNNGN就是指下一代網(wǎng)絡(luò),是可以同時提供話音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務的綜合性的、全開放的寬頻網(wǎng)絡(luò)平臺體系,至少可實現(xiàn)千兆光纖到戶。另外還能把用于長途電話的低資費IP電話引入本地市話,有望大大降低本地通話費的成本和價格。NGN是以交換為核心。NGN定義:P5返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第二節(jié)
計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)
主要內(nèi)容計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的定義,一個典型的計算機網(wǎng)絡(luò)主要是由計算機系統(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。計算機系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本模塊,為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計算機提供共享資源;數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁,它提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù);網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)的組織者和管理者,在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持下,為網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)通訊與資源共享服務。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(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)的其他計算機提供共享資源,如:服務器、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,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計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議一個典型的計算機網(wǎng)絡(luò)主要是由計算機系統(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。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成
計算機系統(tǒng)服務器:是一臺高檔的計算機或?qū)S梅掌?。工作站:可為一臺中低檔計算機。作用1:提供“共享資源”2:負責“數(shù)據(jù)處理”數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)適配器:是主機與網(wǎng)絡(luò)連接的接口電路板傳輸介質(zhì):有雙絞線、同軸電纜、光纜、微波網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備:包括中繼器、集線器、交換機、路由器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)等。作用1:連接作用:把網(wǎng)絡(luò)中的各個部件連接起來。2:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換作用:對數(shù)據(jù)作放大、緩沖、變換等。3:數(shù)據(jù)傳送作用:對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成網(wǎng)絡(luò)軟件及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)軟件是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,用于控制和管理網(wǎng)絡(luò),使之能正常工作的計算機程序。按功能分,有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應用軟件兩類。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方必須共同遵守的約定和規(guī)則或標準。作用:規(guī)范通信。協(xié)議是通信中不可缺少的標準。若有一方不遵守協(xié)議,將導致雙方通信的失敗。協(xié)議多以軟件的形式存在。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成從“計算機網(wǎng)絡(luò)的功能”出發(fā)來討論計算機網(wǎng)絡(luò)的組成:
計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能是資源共享和數(shù)據(jù)通信兩大基本功能,所以,從網(wǎng)絡(luò)功能上看,計算機網(wǎng)絡(luò)是由資源子網(wǎng)及通信子網(wǎng)兩個子網(wǎng)構(gòu)成的。通信控制處理機主計算機+軟件+數(shù)據(jù)資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.2.2資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)資源子網(wǎng)由服務器、工作站、終端、連網(wǎng)外設(shè)及各種軟件資源和信息資源組成。主機:提供接入服務、信息服務的計算機。早期主要由大型機、中型機、小型機承擔,現(xiàn)在也用微型機。終端:是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的計算機,可以是啞終端或智能終端。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)通信子網(wǎng)由通信處理機、通信線路、通信設(shè)備組成。通信處理機:一方面作為與資源子網(wǎng)的主機、終端連接的接口,另一方面作為通信子網(wǎng)中的分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點。通信線路:連接主機、通信處理機,為它們之間傳輸數(shù)據(jù)提供通道。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)所謂通信子網(wǎng)就是計算機網(wǎng)絡(luò)中負責數(shù)據(jù)通信的部分;所謂資源子網(wǎng)就是計算機網(wǎng)絡(luò)中面向用戶的部分,負責全網(wǎng)絡(luò)面向應用的數(shù)據(jù)處理工作;而通信雙方必須共同遵守的規(guī)則和約定就稱為通信協(xié)議。所以從這一點上來說,我們應該更能明白計算機網(wǎng)絡(luò)為什么是計算機技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物了。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)第三節(jié)
計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
主要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念I(lǐng)SO的OSI參考模型TCP/IP參考模型
ISO的OSI參考模型與TCP/IP參考模型得比較常用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議選擇網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的原則
返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)一個完整的網(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,協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)非常復雜。在網(wǎng)絡(luò)中,相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)一致工作才行,而這種“協(xié)調(diào)”也是相當復雜的。知識回顧——網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念■“分層”可將龐大而復雜的問題,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?!龃蠖鄶?shù)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計時,是將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個相互聯(lián)系而又各自獨立的層次模型,然后針對每個層次及每個層次間的關(guān)系制定相應的協(xié)議。這樣可以減少協(xié)議設(shè)計的復雜性。
計算機網(wǎng)絡(luò)的層次模型及其協(xié)議的集合就稱為計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)劃分層次模型
分層后層內(nèi)簡單層間清晰不分層通信協(xié)議復雜計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)為什么要劃分層次模型?網(wǎng)絡(luò)中兩個實體之間的通信是一個相當復雜的過程,如果不劃分層次模型,協(xié)議的制定、調(diào)試將相當麻煩。按層組織網(wǎng)絡(luò)的目的是減小協(xié)議設(shè)計的復雜性,每一層都建立在它的下層之上。不同的網(wǎng)絡(luò),其層的數(shù)量、各層的名字、內(nèi)容和功能都不盡相同。但在所有的網(wǎng)絡(luò)中,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。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念層次:是人們對復雜問題處理的基本方法。接口:相鄰兩層之間交互的界面,定義相鄰兩層之間的操作及下層對上層的服務。服務:是下層通過層間的接口為上層提供其實現(xiàn)的某種特定功能。實體:是指網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送或接收信息的設(shè)備或進程,在大多數(shù)情況下是一個特定的軟件模塊。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
接口是相鄰層之間的通信約定;服務是垂直的,n-1層為n層提供服務,n層為n+1層提供服務,;協(xié)議是水平的,n層協(xié)議是控制兩節(jié)點中同處于n層中的實體間通信的規(guī)則,是實現(xiàn)服務的基礎(chǔ)。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的特點以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。第n層的實體在實現(xiàn)自身定義的功能時,只能使用第n-1層提供的服務。第n層在向第n+1層提供服務時,此服務不僅包含第n層本身的功能,還包含由下層服務提供的功能。僅在相鄰層間有接口,且所提供服務的具體實現(xiàn)細節(jié)對上一層完全屏蔽。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)劃分層次的原則:每層的功能明確且相互獨立。層內(nèi)功能內(nèi)聚層間接口清晰,跨越接口的信息量盡可能少。層間耦合松散層數(shù)適中。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。1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)層次劃分的好處各層之間相互獨立靈活性好每層都可以采用最合適的實現(xiàn)技術(shù)易于實現(xiàn)和維護有利于網(wǎng)絡(luò)標準化1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中,曾出現(xiàn)過多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),各體系結(jié)構(gòu)各自為政,沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準,使得各種不同體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來十分困難。例如,把一臺IBM公司生產(chǎn)的計算機接入該公司的SNA(SystemNetworkArchitecture)網(wǎng)是可以的,但把一臺HP公司生產(chǎn)的計算機接入SNA網(wǎng)就不是一件容易的事。這種情況限制了網(wǎng)絡(luò)及信息社會日益發(fā)展的需要。若要擴大網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)模,實現(xiàn)更大范圍的信息交換與資源共享,就必須將網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準化,這是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的客觀需求。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1974年,世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA,IBMDNA體系結(jié)構(gòu)(Digital公司)BNA體系結(jié)構(gòu)(寶萊)DSA體系結(jié)構(gòu)(好利獲得)1983年,ISO/OSI體系結(jié)構(gòu)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)五層體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)ISO/OSI數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應用層表示層會話層通路控制數(shù)據(jù)鏈路控制物理層傳輸控制端用戶功能管理服務數(shù)據(jù)流控制路由控制傳輸組數(shù)據(jù)鏈路控制物理層網(wǎng)絡(luò)服務端用戶網(wǎng)絡(luò)應用會話控制傳輸控制IMP-IMP物理層HOST-HOST用戶層文件傳輸協(xié)議遠程通信協(xié)議源IMP-目的IMP數(shù)據(jù)鏈路物理層IPTCP/UDP應用ARPASNADNATCP/IP計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.3.2ISO/OSI體系結(jié)構(gòu)1977國際標準化組織(ISO)為開放系統(tǒng)互聯(lián)成立專門委員會,1980年草擬參考模型協(xié)議書,1983年正式批準為國際標準。OSI參考模型的提出:1983年,國際標準化組織(ISO)正式制定了ISO/IEC7498國際標準。即開放系統(tǒng)互連(OSI,OpenSystemInterconnection)參考模型。OSI體系結(jié)構(gòu)定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的7層框架,如圖所示?!伴_放”的含義:表示可使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標準的系統(tǒng)進行連接。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)ISO/OSI的7層參考模型計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.3.2開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI/RM)OSI參考模型是一個描述網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的模型。
OSI參考模型定義的主要內(nèi)容:信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程及各層的功能和架構(gòu)。OSI參考模型是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的藍圖,并非指一個現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)OSI參考模型的基本思想計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)
OSI各功能層物理層(physicallayer)如何利用傳輸介質(zhì)走每一步數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)每步如何走
網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)走哪條路可到達該處
傳輸層(transportlayer)對方在何處
會話層(sessionlayer)輪到誰講話和從何處講
表示層(presentationlayer)對方看起來像什么
應用層(applicationlayer)做什么計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)物理層(Physical如何利用物理媒體走每一步)實現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。定義了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間機械的、電氣的、過程的和功能的特性機械特性:物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣特性:信號電平,脈沖寬度,頻率,數(shù)據(jù)傳送速率,最大傳送距離等功能特性:接口引腳的功能作用過程特性:信號時序,應答關(guān)系,操作過程返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鏈路層(DataLink每步如何走)把從物理層來的原始數(shù)據(jù)打包成幀。負責幀在計算機之間的無差錯傳遞,使相鄰結(jié)點間的鏈路對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無差錯的鏈路。幀是放置數(shù)據(jù)的、邏輯的、結(jié)構(gòu)化的包。所關(guān)心的問題包括:物理地址、鏈路維護;組幀:把數(shù)據(jù)封裝在幀中,按順序傳送;定界與同步:產(chǎn)生/識別幀邊界;差錯恢復:采用重傳(ARQ)的方法;流量控制:收發(fā)雙方傳輸速率的匹配。典型協(xié)議:多路訪問控制協(xié)議(MAC,MultipleAccessControlprotocol)返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層(走哪條路可到達該處)負責網(wǎng)絡(luò)中兩主機間的數(shù)據(jù)交換,由于通信的兩臺計算機間可能要經(jīng)過許多個節(jié)點,也可能經(jīng)過多個通信子網(wǎng),故網(wǎng)絡(luò)層的任務是:選擇合適的路徑將信息送到目的站,這就是所謂的路由選擇。進行流量控制,以防止網(wǎng)絡(luò)擁塞引起的網(wǎng)絡(luò)功能下降。網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)男畔⒁詧笪姆纸M為單位。網(wǎng)絡(luò)層最著名的協(xié)議是國際電報電話咨詢委員會CCITT的X.25協(xié)議,對應OSI的下三層,相當于ISO8473/8348標準,提供數(shù)據(jù)報和虛電路兩種類型的接口。IP協(xié)議。返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)傳輸層(Transport對方在何處)為信源進程與信宿進程的通信提供數(shù)據(jù)傳輸服務;屏蔽各類通信子網(wǎng)的差異,使應用層不受通信子網(wǎng)技術(shù)變化的影響。進行數(shù)據(jù)分段并組裝成報文流;傳輸單位為:報文提供端到端的服務提供“面向連接”(虛電路)和“無連接”(數(shù)據(jù)報)兩種服務;傳輸差錯校驗與恢復;信息流控制,防止數(shù)據(jù)傳輸過載。傳輸層是資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的接口層。返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)會話層(Session輪到誰講話和從何處講)對不同開放系統(tǒng)中兩個進程間通信的過程進行管理和協(xié)調(diào)不參與數(shù)據(jù)傳輸表示層(Presentation對方看起來像什么)向應用進程提供資料表示,如信息編碼、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮與恢復等。返回會話層及表示層計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)應用層(Application做什么)為用戶的應用進程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務識別并證實目的通信方的可用性使協(xié)同工作的應用程序之間實現(xiàn)同步判斷是否為通信過程申請了足夠的資源處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問題,即信息的語義。應用層協(xié)議的例子:
遠程登錄協(xié)議Telnet、文件傳輸協(xié)議FTP、超文本傳輸協(xié)議HTTP、域名服務DNS、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3等返回計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)OSI中數(shù)據(jù)的傳輸兩個開放系統(tǒng)之間的通信——對等層通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)禁止不同主機的對等層之間的直接通信。(想一想,為什么?)
實際上,每一層必須依靠相鄰層提供的服務來與另一臺主機的對應層通信。上層使用下層提供的服務—Serviceuser下層向上層提供服務—Serviceprovider以兩個人使用信件進行信息交流為例(見下頁圖)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)■生活中信件的封裝、傳遞與解封計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)對等層通信示例: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、運輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務?3、郵政局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務?用戶(發(fā)信人)郵政局運輸系統(tǒng)用戶/郵局約定用戶(收信人)郵政局運輸系統(tǒng)對信件內(nèi)容的約定對信件如何傳遞的約定對貨物如何運輸?shù)募s定P3P2P1公路,鐵路,航空郵局/運輸系統(tǒng)約定計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)直接通信與虛通信計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的封裝與解封計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)■完整的OSI數(shù)據(jù)傳遞與流動過程計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)OSI的參考模型計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)段頭數(shù)據(jù)段頭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)頭幀頭段頭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)頭幀尾數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)包幀比特電脈沖011101000011000010100101111010110數(shù)據(jù)多層封裝封裝拆封計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程
OSI環(huán)境:包括連網(wǎng)計算機系統(tǒng)中的應用層到物理層7層以及通信子網(wǎng).OSI環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸過程:計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.3.3TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP起源于美國國防部高級研究規(guī)劃署(ARPA)的一項研究計劃——實現(xiàn)若干臺主機之間的相互通信?,F(xiàn)在TCP/IP已成為Internet上通信的標準。TCP/IP模型包括4個概念層次:應用層(application)傳輸層(transport)網(wǎng)際層(internet)網(wǎng)絡(luò)接口(networkinterface)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)■TCP/IP分層體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP參考模型TCP/IP協(xié)議具有以下幾個特點:開放的協(xié)議標準,可以免費使用,并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件,可以運行在局域網(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TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址標準化的高層協(xié)議,可以提供多種可靠的用戶服務。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)與OSI參考模型的對應關(guān)系計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP與應用層應用層協(xié)議支持了文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網(wǎng)絡(luò)管理、Web瀏覽等應用,包括了所有的高層協(xié)議。應用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層文件傳輸
●FTP、TFTP、NFS電子郵件
●SMTP、POP3WWW應用
●HTTP遠程登錄
●Telnet、rlogin網(wǎng)絡(luò)管理
●SNMP名字管理
●DNS計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP傳輸層傳輸層負責在源主機與目的主機的應用進程間建立端-端通信。其主要功能:流量控制可靠傳輸傳輸層提供了TCP和UDP兩種傳輸協(xié)議:TCP是面向連接的、可靠的傳輸協(xié)議。它把報文分解為多個段進行傳輸,在目的站再重新裝配這些段,必要時重新發(fā)送沒有收到的段。UDP是無連接的。由于對發(fā)送的段不進行校驗和確認,因此它是“不可靠”的。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)應用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層面向連接的
●TCP無連接的
●UDP傳輸層提供了兩種傳輸協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層負責通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報,其主要協(xié)議——IP。本層提供無連接的傳輸服務(不保證送達,不保序)。本層的主要功能是尋找一條能夠把數(shù)據(jù)報送到目的地的路徑。網(wǎng)際層的數(shù)據(jù)表示PDU稱為IP數(shù)據(jù)報;
ICMP(InternetControlMessageProtocol)提供控制和傳遞消息的功能;ARP(AddressResolutionProtocol)為已知的IP地址確定相應的MAC地址;RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)根據(jù)MAC地址確定相應的IP地址。計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP實際并未定義任何數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物理層協(xié)議,它可運行在現(xiàn)有的任何一種數(shù)據(jù)鏈路層和物理層之上TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層和物理層計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層運輸層應用層HTTPSMTPDNSFTPTCPUDPIPEther接口PPP接口X.25接口右圖說明:TCP應用層為用戶提供豐富的服務;網(wǎng)絡(luò)接口層可以連接多種網(wǎng)絡(luò).計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)1.3.4OSI與TCP的簡單比較OSI與TCP的共同點:層次化的結(jié)構(gòu)OSI/RM清晰地定義了服務,接口和協(xié)議三個概念,將功能與實現(xiàn)細節(jié)分開,概括性強,理論完整,便于理解,普遍實用性強,至今仍被用于理論學習和系統(tǒng)分析;但OSI協(xié)議實現(xiàn)復雜,沒有商業(yè)驅(qū)動力,未被實際采用.OSI的主要問題定義復雜實現(xiàn)困難有些功能在每一層重復出現(xiàn)效率低下計算機網(wǎng)絡(luò)應用基礎(chǔ)TCP/IP的主要問題●網(wǎng)絡(luò)接口層并不是實際的一層●TCP/IP體系在服務,接口和協(xié)議的區(qū)別不清,功能描述和實現(xiàn)細節(jié)混在一起,對采用新技術(shù)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的指導意義不大;但實踐證明,它是成功的,互連網(wǎng)的發(fā)展給了它巨大的支持
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