《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》-教材：《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第七版)》謝希仁著

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教材：《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第七版）》謝希仁著新生入班溝通交流

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1

章概述1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代中的作用（了解）1.2互聯(lián)網(wǎng)概述（了解）1.3互聯(lián)網(wǎng)的組成（理解）1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展（了解）1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類別（了解）1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能（理解）1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（掌握）1.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代中的作用21世紀(jì)的時代特征：數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化。是一個以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時代。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。1.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代中的作用三大網(wǎng)絡(luò)：電信網(wǎng)絡(luò)：（電話、電報(bào)及傳真）有線電視網(wǎng)絡(luò)：（電視節(jié)目）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：（計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)文件）三網(wǎng)融合：電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都逐漸融入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也能夠向用戶提供電話通信、視頻通信以及傳送視頻節(jié)目的服務(wù)。但實(shí)現(xiàn)融合并不簡單，因?yàn)檫@涉及到各方面的經(jīng)濟(jì)利益和行政管轄權(quán)的問題。發(fā)展最快并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)充：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的四代發(fā)展史第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。典型應(yīng)用是由一臺計(jì)算機(jī)和全美范圍內(nèi)2000多個終端組成的飛機(jī)定票系統(tǒng)。第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以多個主機(jī)通過通信線路互聯(lián)起來，為軍事提供服務(wù)，興起于60年代后期，典型代表是美國國防部高級研究計(jì)劃局協(xié)助開發(fā)的ARPAnet（阿帕網(wǎng)）（軍網(wǎng)，Internet的雛形）。第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并遵循國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式和標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。ISO在1984年頒布了OSI七層模型，公認(rèn)為新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，為普及局域網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)。第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從80年代末開始，局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成熟，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多媒體，智能網(wǎng)絡(luò)，整個網(wǎng)絡(luò)就像一個對用戶透明的大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)。internet與Internet的區(qū)別以小寫字母“i”開始的internet（互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過路由器互連而成的網(wǎng)絡(luò)。以大寫字母“I”開始的的Internet（互聯(lián)網(wǎng)）則是一個專用名詞，它特指當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成、覆蓋全球的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。Internet中文譯名Internet的中文譯名并不統(tǒng)一。現(xiàn)有的Internet譯名有兩種：因特網(wǎng)：官方譯名，但卻長期未得到推廣；互聯(lián)網(wǎng)：這是目前流行最廣的、事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)譯名。

“互聯(lián)網(wǎng)”中文譯名能夠體現(xiàn)出

Internet最主要的特征：由數(shù)量極大的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連起來的。本教材采用該譯名。什么是互聯(lián)網(wǎng)及其基本特點(diǎn)？互聯(lián)網(wǎng)是由數(shù)量極大的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連起來而形成的網(wǎng)絡(luò)。上網(wǎng)玩游戲看網(wǎng)上視頻微信聊天……絕大多數(shù)人通過使用互聯(lián)網(wǎng)而認(rèn)識了互聯(lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)兩個重要基本特點(diǎn)：連通性(connectivity)共享(Sharing)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用：互聯(lián)網(wǎng)+特點(diǎn)：把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域中，從而大大地提升了實(shí)體經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。指“互聯(lián)網(wǎng)+各個傳統(tǒng)行業(yè)”。例：網(wǎng)上銀行、網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上學(xué)習(xí)、網(wǎng)上點(diǎn)餐、滴滴打車等互聯(lián)網(wǎng)負(fù)面影響互聯(lián)網(wǎng)也給人們帶來了一些負(fù)面影響，例如：利用互聯(lián)網(wǎng)傳播計(jì)算機(jī)病毒利用互聯(lián)網(wǎng)竊取國家機(jī)密和盜竊銀行或儲戶的錢財(cái)網(wǎng)上欺詐在網(wǎng)上肆意散布謠言、不良信息和播放不健康的視頻節(jié)目青少年棄學(xué)而沉溺于網(wǎng)絡(luò)游戲

等因此，必須加強(qiáng)對互聯(lián)網(wǎng)的管理。1.2互聯(lián)網(wǎng)概述1.2.1網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)1.2.2互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段1.2.3互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作補(bǔ)充知識：集線器、交換機(jī)、路由器補(bǔ)充知識：集線器、交換機(jī)、路由器集線器(Hub)--工作在物理層，將一些機(jī)器連接起來組成一個局域網(wǎng)。

集線器為共享式帶寬工作方式。集線器發(fā)出數(shù)據(jù)以廣播方式發(fā)送到每個接口。補(bǔ)充知識：集線器、交換機(jī)、路由器交換機(jī)(Switch)--工作在數(shù)據(jù)鏈路層，主要用于連接計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。交換機(jī)為獨(dú)享寬帶工作方式。發(fā)送的數(shù)據(jù)可能不再以廣播方式發(fā)送到每個接口，而是直接到達(dá)目的接口。補(bǔ)充知識：集線器、交換機(jī)、路由器路由器把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個網(wǎng)絡(luò)，這個過程就叫路由。路由器(Router)--工作在網(wǎng)絡(luò)層，連接不同的網(wǎng)段并且找到網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸最合適的路徑。路由器處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表（路由表），找出到某個目的地址應(yīng)從哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。1.2.1網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)）互連網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)）習(xí)慣上，與網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)常稱為主機(jī)

(host)。主機(jī)可以是計(jì)算機(jī)，也可以是智能手機(jī)等智能機(jī)器。互聯(lián)網(wǎng)1.2.2互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段第一階段：從單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET（阿帕網(wǎng)）向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。1983年，TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使得所有使用TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)都能利用互連網(wǎng)相互通信。人們把1983年作為互聯(lián)網(wǎng)的誕生時間。1990年，ARPANET正式宣布關(guān)閉。1.2.2互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段第二階段：建成了三級結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)。它是一個三級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。主干網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)1.2.2互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段第三階段：逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)。

ISP：互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者(InternetServiceProvider)?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展情況概況從1993年至2016年互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)的增長情況如圖所示。在2005年互聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)超過了10億，在2010年超過了20億，而在2014年

已接近了30億。1993年至2016年互聯(lián)網(wǎng)用戶的增長情況1.2.3互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會ISOC互聯(lián)網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG互聯(lián)網(wǎng)研究部IRTF互聯(lián)網(wǎng)工程部IETF互聯(lián)網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG…RGWG……RG…領(lǐng)域領(lǐng)域互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會IABWGWGWG互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作對互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到了非常重要的作用。成為互聯(lián)網(wǎng)正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過三個階段互聯(lián)網(wǎng)草案(InternetDraft)——有效期只有六個月。在這個階段還不是

RFC文檔。建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)——從這個階段開始就成為RFC文檔?；ヂ?lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)——達(dá)到正式標(biāo)準(zhǔn)后，每個標(biāo)準(zhǔn)就分配到一個編號STDxx。

一個標(biāo)準(zhǔn)可以和多個RFC文檔關(guān)聯(lián)。所有互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都以RFC的形式在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表。RFC（RequestForComments），是一系列以編號排定的文件。1.3互聯(lián)網(wǎng)的組成1.3.1邊緣部分

1.3.2核心部分(1)邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成。用來進(jìn)行資源共享和通信。(2)核心部分：由網(wǎng)絡(luò)和路由器組成。為邊緣部分提供服務(wù)（連通性和交換）。（端系統(tǒng)）互聯(lián)網(wǎng)1.3互聯(lián)網(wǎng)的組成互聯(lián)網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來的路由器組成，而主機(jī)處在互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分?；ヂ?lián)網(wǎng)核心部分中的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)接入到核心部分則通常以相對較低速率的鏈路相連接。主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的，并且可以和其他主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。

1.3.1互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分主機(jī)之間通信的含義

“主機(jī)A和主機(jī)B進(jìn)行通信”實(shí)際上是指：

注：進(jìn)程指正在運(yùn)行者的程序。“主機(jī)A的某個進(jìn)程和主機(jī)B上的另一個進(jìn)程進(jìn)行通信”。簡稱為“計(jì)算機(jī)之間通信”。

主機(jī)之間的通信方式通常可劃分為兩大類：客戶服務(wù)器方式（C/S）：Client/Server

例：瀏覽網(wǎng)頁對等方式（P2P）：Peer-to-Peer例：QQ傳送文件運(yùn)行客戶程序網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)核心運(yùn)行服務(wù)器程序AB①請求服務(wù)②得到服務(wù)客戶服務(wù)器客戶A向服務(wù)器B發(fā)出請求服務(wù)，服務(wù)器B向客戶A提供服務(wù)客戶-服務(wù)器工作方式1.客戶服務(wù)器方式客戶(client)和服務(wù)器

(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程。客戶—服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。服務(wù)請求方和服務(wù)提供方都要使用網(wǎng)絡(luò)核心部分所提供的服務(wù)?？蛻艉头?wù)器軟件的特點(diǎn)客戶軟件的特點(diǎn)客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。

服務(wù)器軟件的特點(diǎn)可同時處理多個遠(yuǎn)地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強(qiáng)大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)核心運(yùn)行P2P程序運(yùn)行P2P程序DCEF運(yùn)行P2P程序運(yùn)行P2P程序?qū)Φ冗B接工作方式（P2P方式）2.對等連接方式對等連接(peer-to-peer，簡寫為P2P)是指兩個主機(jī)在通信時并不區(qū)分哪一個是服務(wù)請求方還是服務(wù)提供方。只要兩個主機(jī)都運(yùn)行了對等連接軟件(P2P軟件)，它們就可以進(jìn)行平等的、對等連接通信。雙方都可以下載對方已經(jīng)存儲在硬盤中的共享文檔。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務(wù)器方式，只是對等連接中的每一個主機(jī)既是客戶又是服務(wù)器。重現(xiàn)：互聯(lián)網(wǎng)的組成1.3.1邊緣部分1.3.2核心部分(1)邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成。用來進(jìn)行資源共享和通信。(2)核心部分：由網(wǎng)絡(luò)和路由器組成。為邊緣部分提供服務(wù)（連通性和交換）。（端系統(tǒng)）互聯(lián)網(wǎng)1.3.2互聯(lián)網(wǎng)的核心部分交換“交換”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)接：把一條線路轉(zhuǎn)接到另一條線路，使它們連通來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)中常談到的交換方式電路交換（CS:CircuitSwitching）報(bào)文交換（MS:Messageswitching）分組交換（PS:PacketSwitching）補(bǔ)充知識：報(bào)文、存儲轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文（message）是網(wǎng)絡(luò)中交換與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元。報(bào)文包含了將要發(fā)送的完整的數(shù)據(jù)信息，其長短很不一致，長度不限且可變。報(bào)文組成：報(bào)頭+正文+報(bào)尾存儲轉(zhuǎn)發(fā)（StoreandForward）：交換機(jī)將輸入端到來的數(shù)據(jù)包緩存起來，先檢查數(shù)據(jù)包是否正確，確定包正確后，取出目的地址，通過查找表找到想要發(fā)送的輸出端口地址，然后將該包發(fā)送出去。三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組分組分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)1.電路交換N部電話機(jī)兩兩直接相連，需N(N–1)/2對電線。使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。…

交換機(jī)每一部電話都直接連接到交換機(jī)上，讓電話用戶彼此之間可以很方便地通信。電話機(jī)的不同連接方法

(c)用交換機(jī)連接許多部電話電路交換過程電路交換(circuitswitching)是指按照需求建立連接并允許專用這些連接直至它們被釋放的一個過程。電路交換分為三個階段：建立連接通信釋放連接特點(diǎn)：在通話的全部時間內(nèi)，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源線路的傳輸效率很低2.報(bào)文交換報(bào)文交換是以報(bào)文為數(shù)據(jù)交換的單位，報(bào)文攜帶有目標(biāo)地址、源地址等信息，在交換結(jié)點(diǎn)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。優(yōu)點(diǎn)不獨(dú)占線路，提高了通信線路的利用率。可以支持多點(diǎn)傳輸（一個報(bào)文傳輸給多個用戶，例：電子郵件系統(tǒng)（E-mail））缺點(diǎn)經(jīng)歷存儲、轉(zhuǎn)發(fā)這一過程，從而引起時延要求網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點(diǎn)有較大的存儲空間如果傳輸錯誤，需重傳整個報(bào)文3.分組交換分組交換（PS:packetswitching）是以分組為數(shù)據(jù)交換的單位，在交換結(jié)點(diǎn)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。在發(fā)送端，先把較長的報(bào)文劃分成較短的、

固定長度的數(shù)據(jù)段。報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010假定這個報(bào)文較長不便于傳輸添加首部構(gòu)成分組每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組(packet)。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文首部首部首部分組

1分組

2分組

3請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的傳輸單元分組交換以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3以分組為基本單位在網(wǎng)絡(luò)中傳送分組首部的重要性每一個分組的首部都含有地址（諸如目的地址和源地址）等控制信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。每個分組在互聯(lián)網(wǎng)中獨(dú)立地選擇傳輸路徑。用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的地。收到分組后剝?nèi)ナ撞拷邮斩耸盏椒纸M后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3收到的數(shù)據(jù)最后還原成原來的報(bào)文最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報(bào)文。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010分組交換的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)所采用的手段高效在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。靈活為每一個分組獨(dú)立地選擇最合適的轉(zhuǎn)發(fā)路由。迅速以分組作為傳送單位，可以不先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組?？煽勘ＷC可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式多路由的分組交換網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊(duì)，這就會造成一定的時延。

分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。

分組交換網(wǎng)的示意圖H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5

發(fā)送分組H2向H6

發(fā)送分組注意分組路徑的變化！路由器主機(jī)注意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組路由器主機(jī)在路由器

E

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口最后到達(dá)目的主機(jī)

H5在路由器

C

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在路由器

A

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組分組分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)三種交換的比較若要連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù)，且其傳送時間遠(yuǎn)大于連接建立時間，則電路交換的傳輸速率較快。報(bào)文交換和分組交換不需要預(yù)先分配傳輸帶寬，在傳送突發(fā)數(shù)據(jù)時可提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率。由于一個分組的長度往往遠(yuǎn)小于整個報(bào)文的長度，因此分組交換比報(bào)文交換的時延小，同時也具有更好的靈活性。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1980年，鐵道部開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。1989年11月，我國第一個公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。1994年4月20日，我國用64kbit/s專線正式連入互聯(lián)網(wǎng)，我國被國際上正式承認(rèn)為接入互聯(lián)網(wǎng)的國家。1994年5月，中國科學(xué)院高能物理研究所設(shè)立了我國的第一個萬維網(wǎng)服務(wù)器。1994年9月中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET正式啟動。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展到目前為止，我國陸續(xù)建造了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的并能夠和互聯(lián)網(wǎng)互連的多個全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中規(guī)模最大的就是下面這五個：(1)中國電信互聯(lián)網(wǎng)CHINANET（也就是原來的中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)）(2)中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET(3)中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET(4)中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET(5)中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET(ChinaEducationandResearchNETwork)始建于1994年，是我國第一個IPv4互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。2004年2月，我國的第一個下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI的主干網(wǎng)CERNET2試驗(yàn)網(wǎng)正式開通，并提供服務(wù)。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC(NetworkInformationCenterofChina)每年兩次公布我國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類別1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義1.5.2幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò)1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的精確定義并未統(tǒng)一。較好的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由一些通用的、可編程的硬件互連而成的，而這些硬件并非專門用來實(shí)現(xiàn)某一特定目的（例如，傳送數(shù)據(jù)或視頻信號）。這些可編程的硬件能夠用來傳送多種不同類型的數(shù)據(jù)，并能支持廣泛的和日益增長的應(yīng)用。1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義根據(jù)這個定義：(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所連接的硬件，并不限于一般的計(jì)算機(jī)，而是包括了智能手機(jī)。(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并非專門用來傳送數(shù)據(jù)，而是能夠支持很多種的應(yīng)用（包括今后可能出現(xiàn)的各種應(yīng)用）。請注意，上述的“可編程的硬件”表明這種硬件一定包含有中央處理機(jī)(CPU)。1.5.2幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有多種類別。典型包括：1.從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類2.從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類3.用來把用戶接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)1.從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)：作用范圍通常為幾十到幾千公里。局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)：作用距離約為5~50公里。城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)：局限在較小的范圍（如1公里左右）。個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)：范圍很小，大約在10米左右2.從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類公用網(wǎng)

(publicnetwork)按規(guī)定交納費(fèi)用的人都可以使用的網(wǎng)絡(luò)。因此也可稱為公眾網(wǎng)。專用網(wǎng)(privatenetwork)為特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)。3.用來把用戶接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)指骨干網(wǎng)絡(luò)到用戶終端之間的所有設(shè)備。其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為"最后一公里"。由于骨干網(wǎng)一般采用光纖結(jié)構(gòu)，傳輸速度快，因此，接入網(wǎng)便成為了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的瓶頸。接入網(wǎng)的接入方式包括銅線（普通電話線）接入、光纖接入、光纖同軸電纜（有線電視電纜）混合接入和無線接入等幾種方式。接入網(wǎng)本身既不屬于互聯(lián)網(wǎng)的核心部分，也不屬于互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能1.6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.6.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征1.6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能一般是指它的幾個重要的性能指標(biāo)，主要包括：速率帶寬吞吐量時延時延帶寬積往返時間RTT利用率1.速率比特（bit）是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)量的單位，一個比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個1或0。速率指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，它也稱為數(shù)據(jù)率

(datarate)或比特率

(bitrate)。速率的單位是bit/s，或kbit/s、Mbit/s、Gbit/s等。

k(千)=103，M(兆)=106，G(吉)=109，T(太)=1012，

P(拍)=1015，E(艾)=1018，Z(澤)=1021，Y(堯)=1024數(shù)據(jù)量的單位是B(byte，字節(jié))，1B=8bit。k(千)=210，M(兆)=220，G(吉)=230，T(太)=240，

P(拍)=250，E(艾)=260，Z(澤)=270，Y(堯)=280例：15G的數(shù)據(jù)塊以10G的速率傳送。表示有15*230B(或者15*230*8bit)的數(shù)據(jù)塊以10*109bit/s的速率傳送。速率往往是指額定速率或標(biāo)稱速率，非實(shí)際運(yùn)行速率。

2.帶寬帶寬(bandwidth)用來表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力。表示在單位時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的某信道所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。單位是bit/s，即“比特每秒”?？吹郊依锏纳暇W(wǎng)速度時一定會好奇：為什么ISP聲稱的都是1M帶寬等我們一般看到的下載速度為125KB/S等，難道是ISP欺騙了我們？其實(shí)是軟件中顯示的數(shù)據(jù)單位，一般用字節(jié)來衡量。但是其實(shí)我們聽到運(yùn)營商ISP給我們的衡量數(shù)據(jù)的單位是bit。所以拿1M寬帶舉個例子：1Mb/s=1000Kb/s=1000/8KB/S=125KB/S“帶寬”越寬，其所能傳輸?shù)摹白罡邤?shù)據(jù)率”也越高。3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測量，以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。比較：速率、帶寬、吞吐量速率：在數(shù)據(jù)傳輸中，兩個設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動的物理速度，單位為bps。我們平常說的速率是額定速率。

帶寬：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)在數(shù)字信道上，單位時間內(nèi)從一端傳送到另一端的最大數(shù)據(jù)量，即最大速率，單位bps。吞吐量：主機(jī)之間實(shí)際傳輸速率，被稱為吞吐量。就是單位時間內(nèi)某個（信道、端口）實(shí)際的數(shù)據(jù)量，可以理解為實(shí)際的帶寬。4.時延(delay或latency)時延(delay或latency)是指數(shù)據(jù)（一個報(bào)文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。有時也稱為延遲或遲延。網(wǎng)絡(luò)中的時延由以下幾個不同的部分組成：(1)發(fā)送時延(2)傳播時延(3)處理時延(4)排隊(duì)時延4.時延(delay或latency)(1)發(fā)送時延也稱為傳輸時延。發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)幀從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。發(fā)送時延=數(shù)據(jù)幀長度（bit）發(fā)送速率（bit/s）4.時延(delay或latency)(2)傳播時延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時間。

傳播時延=信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）比較：發(fā)送時延和傳播時延理解兩種時延發(fā)生的地方不同發(fā)送時延：機(jī)器內(nèi)部的發(fā)生器（網(wǎng)絡(luò)適配器）傳播時延：機(jī)器外部的傳輸信道媒體上發(fā)送時延與發(fā)送速率有關(guān)系，與傳播速率無關(guān)系傳播時延與傳播速率有關(guān)系，與發(fā)送速率無關(guān)系例如：10輛車從高速收費(fèi)站入口出發(fā)到50公里的目的地，過收費(fèi)站6秒/輛車，車速100公里/小時。發(fā)車時間(發(fā)送時延)：6*10=60秒行車時間(傳播時延)：50/100=30分鐘4.時延(delay或latency)(3)處理時延主機(jī)或路由器在收到分組時，為處理分組（例如分析首部、提取數(shù)據(jù)、差錯檢驗(yàn)或查找路由）所花費(fèi)的時間。(4)排隊(duì)時延分組在路由器輸入輸出隊(duì)列中排隊(duì)等待處理所經(jīng)歷的時延。排隊(duì)時延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時的通信量。4.時延(delay或latency)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊(duì)時延之和?？倳r延

= 發(fā)送時延

+傳播時延

+處理時延

+排隊(duì)時延必須指出，在總時延中，究竟是哪一種時延占主導(dǎo)地位，必須具體分析。四種時延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊(duì)列在鏈路上產(chǎn)生傳播時延結(jié)點(diǎn)

B結(jié)點(diǎn)

A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時延(即傳輸時延)在結(jié)點(diǎn)A中產(chǎn)生處理時延和排隊(duì)時延數(shù)據(jù)假設(shè)從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路幾種時延產(chǎn)生的地方不一樣容易產(chǎn)生的錯誤概念錯誤分析光纖傳播速度：20.5萬平方公里/秒銅線傳播速度：23.1萬平方公里/秒對于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。

提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。

以下說法是錯誤的：“在高速鏈路（或高帶寬鏈路）上，比特會傳送得更快些”。例如：光纖代替銅線，就是感覺快。5.時延帶寬積鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。（傳播）時延鏈路帶寬時延帶寬積=傳播時延帶寬只有在代表鏈路的管道都充滿比特時，鏈路才得到了充分利用。鏈路像一條空心管道6.往返時間RTT互聯(lián)網(wǎng)上的信息不僅僅單方向傳輸，而是雙向交互的。因此，有時很需要知道雙向交互一次所需的時間。往返時間表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認(rèn)，總共經(jīng)歷的時間。在互聯(lián)網(wǎng)中，往返時間還包括各中間結(jié)點(diǎn)的處理時延、排隊(duì)時延以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時的發(fā)送時延。7.利用率分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道的利用率是零。信道(informationchannels)是信號的傳輸媒質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。信道利用率并非越高越好。當(dāng)某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。時延與網(wǎng)絡(luò)利用率的關(guān)系根據(jù)排隊(duì)論的理論，當(dāng)某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。若令D0表示網(wǎng)絡(luò)空閑時的時延，D表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的時延，則在適當(dāng)?shù)募俣l件下，可以用下面的簡單公式表示D和D0之間的關(guān)系：其中：U是網(wǎng)絡(luò)的利用率，數(shù)值在0到1之間。時延

D利用率

U10D0時延急劇增大時延與網(wǎng)絡(luò)利用率的關(guān)系當(dāng)信道的利用率增大時，該信道引起的時延迅速增加。1.6.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征一些非性能特征也很重要。它們與前面介紹的性能指標(biāo)有很大的關(guān)系。主要包括：費(fèi)用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化可靠性可擴(kuò)展性和可升級性易于管理和維護(hù)1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成1.7.2協(xié)議與劃分層次1.7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)1.7.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)1.7.5TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)1.7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個非常復(fù)雜的系統(tǒng)。相互通信的兩個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。“分層”可將龐大而復(fù)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。1.7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成1974年，美國的IBM公司宣布了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA

(SystemNetworkArchitecture)。這個著名的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)就是按照分層的方法制定的。不久后，其他一些公司也相繼推出自己公司的具有不同名稱的體系結(jié)構(gòu)。由于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的不同，不同公司的設(shè)備很難互相連通。開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM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年成立了專門機(jī)構(gòu)研究該問題。他們提出了一個試圖使各種計(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)互連基本參考模型OSI/RM

(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)，簡稱為OSI。只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RMOSI只獲得了一些理論研究的成果，在市場化方面卻失敗了。原因包括：OSI的專家們在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時沒有商業(yè)驅(qū)動力；OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜，且運(yùn)行效率很低；OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時進(jìn)入市場；OSI的層次劃分也不太合理，有些功能在多個層次中重復(fù)出現(xiàn)。兩種國際標(biāo)準(zhǔn)法律上的(dejure)國際標(biāo)準(zhǔn)OSI并沒有得到市場的認(rèn)可。非國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP卻獲得了最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP常被稱為事實(shí)上的(defacto)國際標(biāo)準(zhǔn)。1.7.2協(xié)議與劃分層次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題（同步含有時序的意思）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)，簡稱為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個組成要素語法：“如何講”，數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。語義：“講什么”，需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。同步：“講話的次序”，事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不可缺少的組成部分。協(xié)議的兩種形式一種是使用便于人來閱讀和理解的文字描述。另一種是使用讓計(jì)算機(jī)能夠理解的程序代碼。這兩種不同形式的協(xié)議都必須能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)上信息交換過程做出精確的解釋。ARPANET（阿帕網(wǎng)）的研制經(jīng)驗(yàn)表明，對于非常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是層次式的。劃分層次的概念舉例主機(jī)1向主機(jī)2通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。主機(jī)

1主機(jī)

2文件格式？可靠的傳輸？網(wǎng)絡(luò)接口？。。。兩個主機(jī)交換文件文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個文件傳送模塊好像文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線傳送的把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊確保文件格式一致再設(shè)計(jì)一個通信服務(wù)模塊文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個通信服務(wù)模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對方把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊確保可靠傳輸再設(shè)計(jì)一個網(wǎng)絡(luò)接入模塊文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作。分層的好處與缺點(diǎn)好處各層之間是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。缺點(diǎn)降低效率。有些功能會在不同的層次中重復(fù)出現(xiàn)，因而產(chǎn)生了額外開銷。層數(shù)多少要適當(dāng)層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)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(wù)時遇到較多的困難。各層完成的主要功能①差錯控制：使相應(yīng)層次對等方的通信更加可靠。②流量控制：發(fā)送端的發(fā)送速率必須使接收端來得及接收，不要太快。③分段和重裝

：發(fā)送端將要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊劃分為更小的單位，在接收端將其還原。④復(fù)用和分用：發(fā)送端幾個高層會話復(fù)用一條低層的連接，在接收端再進(jìn)行分用。

復(fù)用：多個用戶使用一個資源發(fā)送消息。

分用：多個用戶使用一個資源接收消息。⑤連接建立和釋放：交換數(shù)據(jù)前先建立一條邏輯連接，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后釋放連接。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。體系結(jié)構(gòu)就是這個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。實(shí)現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。1.7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的概念清楚，理論也較完整，但它既復(fù)雜又不實(shí)用。TCP/IP是四層體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。但最下面的網(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)。

1.7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層IP(各種應(yīng)用層協(xié)議，如DNS,HTTP,SMTP等)運(yùn)輸層(TCP或UDP)TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)(a)(b)(c)運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層54321五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)（這一層并沒有具體內(nèi)容）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：(a)OSI的七層協(xié)議；(b)TCP/IP的四層協(xié)議；(c)五層協(xié)議五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)運(yùn)輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)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物理層五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層：直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)；HTTP、SMTP等協(xié)議；數(shù)據(jù)單元為報(bào)文。

運(yùn)輸層的任務(wù)就是負(fù)責(zé)兩個主機(jī)中進(jìn)程之間的通信提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；TCP、UD等協(xié)議P，數(shù)據(jù)單元為報(bào)文段、用戶數(shù)據(jù)報(bào)。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)；IP等協(xié)議；數(shù)據(jù)單元為分組(IP數(shù)據(jù)報(bào)、數(shù)據(jù)報(bào))

數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交付下來的數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀并傳送。物理層的任務(wù)就是傳送比特流；數(shù)據(jù)單元為比特。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)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動主機(jī)H1

向H2

發(fā)送數(shù)據(jù)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)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)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層PDUPDU(ProtocolDataUnit)：協(xié)議數(shù)據(jù)單元。OSI參考模型把對等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU。主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321物理傳輸媒體主機(jī)

1AP2AP1電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層主機(jī)

2主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

210100110100101比特流110101110101主機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)OSI參考模型把對等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(ProtocolDataUnit)。這個名詞現(xiàn)已被許多非OSI標(biāo)準(zhǔn)采用。任何兩個同樣的層次把數(shù)據(jù)（即數(shù)據(jù)單元加上控制信息）通過水平虛線直接傳遞給對方。這就是所謂的“對等層”(peerlayers)之間的通信。各層協(xié)議實(shí)際上