計算機網絡1概論課件

計算機網絡1內容提要概論計算機網絡體系結構數據通信基本原理局域網廣域網異步傳輸模式ATM技術網絡互連INTERNETINTRANETWindowsNT網絡操作系統(tǒng)及其應用網頁制作網站建設2第一章概論3計算機網絡發(fā)展過程計算機網絡定義和功能計算機網絡組成和結構計算機網絡分類網絡協(xié)議標準化ISO/OSIIEEE802系列TCP/IP協(xié)議內容4§1.1計算機網絡發(fā)展過程Internet面向終端分布的計算機系統(tǒng)到從51.1.1計算機網絡在信息社會的地位和作用21世紀的特征就是:

數字化

網絡化

信息化621世紀也是一個以網絡為核心的信息時代7世界經濟當前世界經濟正在從工業(yè)經濟向知識經

濟（Knowledge-basedeconomy）轉變。知識經濟是什么？知識經濟就是相對于農業(yè)經濟、工業(yè)經濟而出現的一種正在形成中的嶄新的經濟形態(tài);知識經濟是什么！知識經濟是指以知識為基礎的經濟，并且經濟的發(fā)展在很大程度上取決于對知識的發(fā)掘和積累。一、計算機網絡在信息社會的地位8

知識經濟的影響：

知識經濟的誕生不僅對人們的工作、學習、交往等各方面都起著非常大的作用；

知識經濟也影響了整個社會；

知識經濟也成為推動生產力發(fā)展的巨大動力。知識經濟中的兩個重要特點就是：

信息化；

全球化。9計算機網絡

要實現信息化和全球化，就必須依靠完善的計算機網絡。因此網絡現在已經成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經濟的重要基礎。實際上，網絡已經改變了社會生活的很多方面，對經濟發(fā)展已經產生了不可逆轉的影響。二、計算機網絡在信息社會的作用10人類文化發(fā)展

在人類文化發(fā)展的歷史中經歷了四個重要的階段：

語言的產生和形成文字的產生和形成活字印刷的發(fā)明電子信息文化（信息網絡產生和形成）

11語言的產生和形成語言的產生和形成開創(chuàng)了人類思維和文化的交流，但這種交流在當時受到時間和空間的限制；文字的產生和形成文字的產生和形成不僅推動了人們文化交流而且可以保存下來，使后代得以繼承，但當時書寫和傳播文字的生產率很低；12活字印刷的發(fā)明大大提高了生產率，加速了文化的傳播；電子信息文化電子信息文化是人類文化發(fā)展的第四個里程碑。滲透到社會生活的各個方面，將改變人們的生活、學習和工作方式。人們利用信息網絡開展科學研究。人們跨越地域和時空的界限，加速科學的發(fā)明和發(fā)現、發(fā)展。遠程教育、遠程醫(yī)療、計算機支持的協(xié)同工作、電子貿易、電子化政府、生產制造的并行工程、電子圖書館，電子博物館等都是電子信息文化在各領域的滲透。13進入20世紀90年代以后，以Internet為代表的計算機網絡得到了非常迅速的發(fā)展，已從最初的教育科研網絡逐步發(fā)展為商業(yè)網絡，并已成為僅次于全球電話網的世界第二網絡。不少人認為，現在已經是Internet時代了。這是因為Internet正在改變著我們工作和生活的各個方面，它已經給很多國家（尤其是Internet的發(fā)源地美國）帶來了巨大的好處，并加速了全球信息革命的進程?？梢院敛豢浯蟮卣f：Internet是自印刷術以來人類通信最大的變革。Internet與Internet時代14“信息高速公路”當人們即將進入21世紀時，美國政府面臨的挑戰(zhàn)任務是要尋找各種途徑，以使經濟重新增長，保證在國際競爭中的優(yōu)勢地位，生成各種提高人們生活水準的就業(yè)崗位，這就需要在國際競爭中具有更高的生產率，采取更多的革新，以及更快、更有效的行動。

“國家信息基礎結構（NII）1993年9月15日，美國政府提出“國家信息基礎結構（NII）行動計劃”。高速信息網是國家信息基礎設施的一個重要組成部分。現在人們常用“信息高速公路”這個名詞作為“國家信息基礎設施”的通俗名稱。15

“全球信息基礎結構（GII）1994年9月美國又提出建立信息基礎

GII。建議將各國的NII互連起來，組成世界范圍的信息基礎設施。當前的Internet就是這種全球性的信息基礎設施的雛形。現在全世界所有的工業(yè)發(fā)達國家和很多的發(fā)展中國家都紛紛研究和制定本國建設信息基礎設施的計劃。這就使得計算機網絡的發(fā)展進入了一個新的歷史階段，并幾乎變成人人都知道而且都十分關心的熱門學科。16

“三網融合”

目前“三網融合”的呼聲很高。所謂“三網融合”是指只用一種網就可以實現三種網的功能。這三種網是指：

電信網絡；有線電視網絡；計算機網絡。17

計算機網絡涉及到兩個領域，它們是：通信；計算機。

通信與計算機的相互結合主要有兩個方面：通信網絡為計算機之間的數據傳遞和交換提供了必要的手段；數字計算技術的發(fā)展?jié)B透到通信技術中，又提高了通信網絡的各種性能。一、計算機網絡的產生1.1.2通信與計算機的結合181946年世界上第一臺數字電子計算機剛問世后的幾年里，計算機與通信并沒有什么關系。從1954年人們開始使用一種叫做收發(fā)器(transceiver）的終端，將穿空卡片上的數據從電話線路上發(fā)送到遠地的計算機。后來用戶可在遠地的電傳打字機上鍵入自己的程序，而計算機算出的結果又可從計算機傳送到遠地的電傳打字機上打印出來。計算機與通信的結合就這樣開始了。二、通信與計算機網絡的結合計算機與通信的結合19由于當時的計算機處理信息是批處理的，所以當計算機和遠程終端相連時，就必須在計算機上增加一個接口。而這個接口就是“線路控制器”。圖1.1所示的是計算機通信多重線路控制器與終端相連的情況。增加線路控制器（linecontroller）20公用電話網數字信號模擬信號數字信號終端ModemModem計算機多重線路控制器圖1.1計算機通信多重線路控制器21這種最簡單的聯機系統(tǒng)也稱為面向終端的計算機通信網。是最原始的計算機網絡。上圖中的：計算機是網絡的中心和控制者；終端圍繞中心計算機分布在各處；計算機的主要任務還是進行批處理。故上圖所示的系統(tǒng)常稱為聯機系統(tǒng)，以區(qū)別于早先使用的脫機系統(tǒng)。最原始的計算機網絡22當人們認識到計算機還可以用作數據處理時，計算機的用戶數就迅速地增長。但是每當需要增加一個遠程終端時，上述的這種線路控制器就要進行許多硬件和軟件的改動，以便和新加入的終端的字符集和傳輸速率相適應。然而這種線路控制器對主機卻造成了相當大的額外開銷。這就出現了前端處理機FEP（FrontEndProcessor），有時也可稱為前端機。這是具有較多智能的通信處理機。前端處理機分工完成全部的通信任務。而讓主機（原來的計算機）專門進行數據的處理。這樣就大大地提高了主機進行數據處理的效率。圖1.2是用一個FEP和多個遠程終端相連的情況：前端機FEP的出現23公用電話網圖1.2用前端處理機完成通信任務ModemModem計算機前端處理機FEP24由于采用較便宜的小型計算機充當大型計算機的FEP，因此這種面向終端的計算機通信網就獲得了很大的發(fā)展?，F在大型計算機組成的網絡仍使用前端處理機，而接入LAN的PC，其使用的網卡在原理上就相當于這種FEP。為了節(jié)省通信費用，可在遠程終端較密集處加一個集中器(Concentrator)。見圖1.3所示：增加一個集中器25公用電話網ModemModem高速線路FEP圖1.3采用集中器降低通信費用集中器26傳統(tǒng)的電路交換技術不適合計算機數據的傳輸。在電話出現不久，人們便認識到，在所有用戶之間架設直達的線路，對通信線路的資源是極大的浪費。必須依靠交換機實現用戶之間的互連。一百多年以來，電路交換經過多次更新換代，從人工接線、步進制、縱橫制以至現代的程控交換機，其本質始終沒有變，都采用電路交換(CircuitSwitching)。一、電路交換與交換機1.1.3分組交換網27“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。電路交換的在通話之前:用戶通過呼叫（即撥號），由網絡預先給用戶分配傳輸帶寬（這里指的是廣義帶寬，即將時分制的時隙寬度也稱為帶

寬）。用戶若呼叫成功，則從主叫端到被叫端就建立了一條物理通路。以后雙方才能互相通話。通話完畢掛機就自動釋放這條物理線路。

電路交換的關鍵點就是：

在通話的全部時間內用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬，見圖1.4所示：28用戶線用戶線交換機中繼線中繼線圖1.4電路交換的示意29當這種通信系統(tǒng)用來傳送計算機或終端的數據時，由于計算機數據是突發(fā)式地出現在傳輸線路上，因此線路真正用來傳送數據的時間往往不到10%甚至1%。有絕大部分時間，通信線路實際上是空閑的。如：當用戶閱讀終端屏幕上的信息；用鍵盤輸入和編輯一份文件時；計算機正在處理而結果尚未得出時。寶貴的通信線路資源實際上并未利用而是白白被浪費了。說明：30電路交換不適合不同終端間通信：

由于計算機和各種終端的傳送速率很不一樣，當采用電路交換時，不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難互相進行通信。這就需要數據經過一些緩沖器的暫存，經適當變換后再進行發(fā)送或接收。這同樣要求改變傳統(tǒng)的交換方式。即采用新式的交換方式——存儲轉發(fā)電路交換不夠靈活：只要在通話雙方建立的通路中的任何一方出了故障，就必須重新撥號建立新的連接，這對十分緊急和重要的通信是很不利的。電路交換在數據通信中存在的問題是：31

存儲轉發(fā)的概念存儲轉發(fā)的概念最初是在1964年8月由巴蘭(|Baran)在美國蘭德(Rand)公司的“論分布式通信”的研究報告中提出的。分組(Packet)的概念1964年6月，由英國的國家物理實驗NPL的戴維斯(Davies)首次提出“分組(Packet)”這一概念。二、分組交換網的實現32分組交換網ARPANET

1969年12月，美國的ARPANET（分組交換網當時僅4個結點）投入運行。從此，計算機網絡的發(fā)展就進入了一個嶄新的世元。

1973年英國的NPL也開通了分組交換試驗網。

現在大家都公認ARPANET為分組交換

網之父，并將分組交換網的出現作為現代電信時代的開始。

1973年法國開通其分組交換網CYCLADES。33三、分組交換網的特點10100111010首部數據00101001110………..首部數據首部數據報文分組發(fā)送在前圖1.5分組的概念34報文(message)：欲發(fā)送的整個數據塊。分組(包)：在發(fā)送報文之前，先將較長的報文劃分為一個個更小的等長數據段（如每

個數據段為1024bit），在每個數據段前面，加上首部(header)后，就構成了一個分組。包頭（首部、前綴）：包含了諸如目的地址，源地址、包順

序號等重要控制信息，分組交換網只有從分組的首部才能獲知應將該分組應發(fā)往何處的信息。35ABCDEH6H1H2H4H3H5分組交換網原理圖圖1.6a)通信子網和主機36分組交換網原理圖圖1.6b)結點交換機的兩組端口AECDB高速鏈路H1H2H4H6H5H31234123412341234123437圖1.6所示分組交換網組成是由：若干個結點交換機(nodeswitch)連接這些交換機的鏈路。結點交換機

結點交換機是網絡的核心部件。一個結點交換機就是一個小型計算機。

每一個結點交換機都有兩組端口。一些小半圓表示的一組端口用來和計算機相連，其速率較低；一些小方框表示的一組端口用來和網絡的高速鏈路相連，其速率較高。

H1~H6主機，是可進行通信的計算機。在結點交換機中的輸入和輸出端口之間是沒有直接鏈路的。A38結點交換機處理分組的過程是：將收到的分組先放入緩沖區(qū)再查找路由表路由表中有到目的地址應從何處端口轉發(fā)的信息然后確定將該分組交給某個端口轉發(fā)出去39分組交換網工作過程：主機H1向主機H5發(fā)送數據：此時除鏈路H1-A，網內其他通信鏈路并不被目前通信的雙方所占用主機H1先將分組一個個地發(fā)往與它直接相連的結點交換機A當分組正在鏈路A-C傳送時，該分組并不占用網絡其它部分的資源假定從路由表中查出先將該分組送到結點交換機的端口4，于是分組就經鏈路A-C到達結點交換機C結點交換機C繼續(xù)按上述方式查找路由表@??40假定從路由表中查出先將該分組送到結點交換機的端口4.于是分組經鏈路A-C到達結點交換機C;當分組正在鏈路A-C傳送時，該分組并不占用網絡其它部分的資源。結點交換機C繼續(xù)按上述方式查找路由表假定查出應從端口3進行轉發(fā).于是分組又經端口3向結點交換機E轉發(fā).當分組到達結點交換機時,就將分組交給主機5假定某一分組的傳送過程因鏈路A-C的信量太大,并產生擁塞.則結點交換機A將分組轉發(fā)端口改為端口1.

于是分組沿另一路由到達結點交換機B.

結點交換B再經端口3將分組轉發(fā)到結點交換機E，最后將分組送到主機H5。@??41注意！即使是鏈路H1-A,只有當分組正在此鏈路上傳送時才被占用。在各分組傳送之間的空閑時間，鏈路H1-A可為其他主機發(fā)送的分組使用結點交換機A，將主機A發(fā)來的分組放入緩沖區(qū)。在網絡中其它主機間也可同時在進行通信，如主機H2經過結點交換機BE與主H6通信。結點交換機暫時存儲的是一個個短的分組，而不是整個長報文。

短分組是暫時存在交換機的內存中而不是存儲在磁盤中。這就保證了較高交換速率。

分組交換網中只舉例兩對主機（H1和H5，H2和H6）在進行通信。實際上，一個分組交換網可以允許很多主機同時進行通信，而一個主機中的多個進程（即正在運行中的多道程序）也可以各自和不同主機的不同進程進行通信。42采用存儲轉發(fā)的分組交換，實質上是采用了在數據通信的過程中動態(tài)分配傳輸帶寬的策略。這對傳送突發(fā)式的計算機數據非常合適，使得通信線路的利用率大大提高了。為了提高分組交換網的可靠性，常采用網狀拓撲結構使得當發(fā)生網絡擁塞或少數結點鏈路出現故障時，可靈活改變路由而不致引起通信中斷或全網癱瘓，此外，通信網絡主干線路往往由一些高速鏈路構成，這樣就能迅速地傳送大量的計算機數據。

表1.1為分組交換的優(yōu)點。43表1.1分組交換的優(yōu)點優(yōu)點高效靈活迅速可靠所采用的手段在分組傳輸過程中動態(tài)分配傳輸帶寬每個結點均存有智能，可根據情況決定路由對數據作必要的處理以分組作為傳送單位，在每個結點存儲轉發(fā)；網絡使用高速鏈路完善的網絡協(xié)議；分布式多路由的通信子網44分組交換的問題：分組在各結點存儲轉發(fā)時因要排隊，總會造成一定的時延；網絡通信量過大時，這種時延也可能會很大；各分組必須攜帶的控制信息也造成了一定的額外開銷；整個分組交換網還需要專門的管理和控制機制。45報文報文報文報文ABCDABCDABCDtP1p2p3p4P1p2p3p4P1p2p3p4數據轉送呼叫階段圖1.7三種交換的比較A：源結點B，C：是在A和B之間的中點結點D：目的結點a)電路交換b)報文交換c)分組交換46電路交換：用在要連續(xù)傳送大量的數據，且傳送時間遠大于呼叫建立時間，在數據通信之前預先分配傳送帶寬電路交換。電路交換時，只要整個通路中有一段鏈路不能使用，通信就不能進行。分組交換：可以將數據包一段一段地通過結點鏈路傳出去報文交換和分組交換：不需要預先分配傳輸帶寬，在傳送實發(fā)數據時，可提高整個網絡的信道利用率。分組交換比報文交換時延小，但其結點交換機必須具有更強的處理能力47ARPANET的試驗成功使計算機網絡的概念產生了根本的變化。早期的面向終端計算機網絡是以單個主機為中心的星型網（圖1.8(a))，各終端通過通信線路共享主機的硬件和軟件資源。分組交換網是以網絡為中心，見（圖1.8(b)），主機和終端都處在網絡的外圍，構成了用戶資源子網。用戶通過分組交換網共享用戶資源子網的許多硬件和各種豐富的軟件資源。48圖1.8(a)以單主機為中心的星型網49圖1.8(b)分組交換網、通信子網為中心通信子網(分組交換網)50這種以通信子網為中心的計算機網絡比最初的面向終端的計算機網絡的功能擴大了許多，成為20世紀70年代計算機網絡的主要形式。分組給交換網絡用戶帶來了經濟上的好處，其費用比使用電路交換更低廉。在美國主要有下列諸原因，使分組交換計算機得以如此迅速地發(fā)展：已經建立了一個相當發(fā)達的電信網絡。社會生產力的發(fā)展使整個社會的信息處理、傳遞與交換有迫切的要求。及時開展了有關計算機網絡的理論研究，并在試驗網上進行現場試驗。

1987年，除了ARPANET外，全世界共有87個國家和地區(qū)的214的公用分組交換網在運行。51進入20世紀80年代以來，在計算機網絡領域最引人注目的就是Internet。現在Internet已發(fā)展成為世界上最大的國際性計算機互連網。

Internet對世界的沖擊非常之大，影響到人們生活的各個方面，使得20世紀90年代成為Internet時代或者網絡時代。1969年，美國的ARPANET問世后，其規(guī)模一直增長很快。到1983年已連上三百多臺計算機，供美國研究機構和政府部門使用。在1984年ARPANET分解成兩個網絡：

ARPANET（民用科研網）

MISNET（軍用計算機網絡）。四、Internet時代521985年美國國家科學基金會NSF圍繞其六個大型計算機中心建設計算機網絡。1986年，以NSF建立了國家科學基金網NSFNET——是一個三級計算機網絡，分為:主干網地區(qū)網校園網覆蓋了全美國主要的大學和研究所。NSFNET后來接管了ARPANET，并將網絡改名為Internet。53最初NSFNET速率僅為56kb/s。1989-1990年，NSFNET主干網的速率提高到T1(1.544Mb/s)，并且成為Internet中的主要部分。到了1990年，鑒于ARPANET的實驗任務已經完成，在歷史上曾經起到重要作用的ARPANET就正式宣布關閉。1991年，NSF和美國的其他政府機構開始認識到，Internet必將擴大其使用范圍，不能僅限于大學和研究機構。世界上的許多公司紛紛接入到Internet，使網絡上的通信量急劇增大，每日傳送的分組數達10億個之多。由于Internet的容量又滿足不了需要。于是美國政府決定將Internet的主干網轉交給私人公司經營并開始對接入到Internet的散戶收費。54目前有些主干線路速率達到622Mb/s，還有些試驗線路速率達到1Gb/s。已經成為世界上規(guī)模最大，增長速率最快的計算機網絡，沒有人能夠準確說出Internet究竟有多大。Internet的迅速發(fā)展始于20世紀90年代。由歐洲原子核研究所組職CERN開發(fā)的萬維網WWW（W0rldWideWeb）被廣泛使用在Internet上，大大方便了廣大非網絡專業(yè)人員對網絡的使用，成為Internet的這種指數級增長的主要驅動力。據1998年初的統(tǒng)計：已有超過60萬個網絡連在Internet上，而上網的計算機已經超過2000萬臺。在Internet上的數據通信量每月按10%速率增加。55

Intetnet已連通了世界上的180多個國家和地區(qū)?，F在已達5000萬臺計算機。由于Internet存在技術上和功能上的不足，加上用戶數量猛增，使得現在的

Internet不堪負重。因此1996年美國一些研究所機構和34所大學提出研制和建造新一代的Internet的設想。同年10月美國總統(tǒng)克林頓宣布在今后五年內將以5億美元的聯邦資金實施“下一

代Internet計劃”，即“NGI計劃”（NextGenerationInternetInitiative）。56

NGI計劃要實現的一個目標是：

開發(fā)下一代網絡結構，并且以比現在的Internet高100倍的速率連接至少100個研究結構，以比現在的Internet高1000倍的速率連接10個類似的網點。其端到端的傳輸速率要超過100Mb/s至10Gb/s。

另一個目標是使用更加先進的網絡服務技術和開發(fā)許多帶有革命性的應用，如遠程醫(yī)療、遠程教育、有關能源和地球系統(tǒng)的研究、高性能的全球通信，環(huán)境監(jiān)測和預報，緊急情況處理等。57NGI計劃將使用超高速，全光纖網絡，能實現更快速的交換和路由選擇，同時具有能為一些實時（realtime）應用保留帶寬的能力。在整個Internet的管理和保證信息的可靠性和安全性方面也會有很大的改進。58§1.2計算機網絡的定義與功能

什么是計算機網絡？計算機網絡是計算機技術和通信密切結合的產物，是由各自都獨立，具有自主功能通過通信手段相互連接起來的計算機組成的復合系統(tǒng)。

什么是互聯？指兩臺計算機如果能互相交換信息即稱為互聯。1.2.1計算機網絡的定義59自主計算機這一概念排除了網絡系統(tǒng)中主從關系的可能性。一臺計算機可以強制地啟動，停止或控制另一臺計算機，這些計算機就不是自主的。一臺主控機和多臺從屬機的系統(tǒng)

不能稱為網絡。一臺帶有遠程打印機和終端的大型機也不是網絡。60計算機網絡和分布式系統(tǒng)區(qū)別在于計算機網絡和分布式系統(tǒng)（distributedsystem）。

關鍵區(qū)別在于：用戶所面對的是一臺什么機？

分布式系統(tǒng)，用戶所面對的是一臺虛擬的單處理機。61在分布式系統(tǒng)中，多臺自主計算機的存在對用戶是透明的（或者說明是不可見的）。用戶可以輸入一條命令運行某個程序，分布式便會運行它，操作系統(tǒng)會選擇合適的處理器，尋找所有的輸入文件，然后傳送到該處理器，并把結果放到合適的地方。

分布式系統(tǒng)的用戶覺察不到有多個處理器的存在，用戶所面對的是一臺虛擬的單處理機。

為處理器分配任務，為磁盤分配文件，把文件從存儲的地方傳送到需要的地方，以及其它所有的系統(tǒng)功能都必須自動完成。62在網絡中用戶所面對的是一臺具體的機器。是否指出具體內容？

在網絡中，用戶必須明確地指定在哪一臺機器上登錄；明確地指定遠程遞交任務；明確地指定文件傳輸的源和目的地，并且要管理整個網絡。在分布系統(tǒng)中，不需要明確地指定這些內容，系統(tǒng)會自動地完成而無需用戶的干預。分布系統(tǒng)是建立在網絡之上的軟件系統(tǒng)。它具有高度整體性和透明性。網絡和分布式系統(tǒng)的區(qū)別更多地取決于軟件

（尤其是操作系統(tǒng)）而不是硬件。分布式系統(tǒng)和網絡都需要文件的傳送。區(qū)別在于是誰來發(fā)起傳送，是系統(tǒng)還是用戶？63計算機網絡核心問題是資源共享

(resourcesharing)，其目的是讓網絡上的用戶，無論它處于什么地方，也無論資源的物理位置在哪里，都能共享網絡中的程序、設備、尤其是數據。用戶使用千里之外的數據就像使用本地數據一樣。網絡的目的是試圖解除“地理位置的束縛”。1.2.2計算機網絡的功能：64高可靠性（highreliability）

所有的文件可以在兩臺或三臺計算機上留有副本，如其中之一不能使用（如網絡中

的機器硬件故障），還可以使用其它的副本。另外，多處理器的出現，意味道著如其中一臺機器出了故障，其余的處理器仍然可以分擔它的任務，盡管性能有所下降。

例如：軍事、銀行、航空、交通管制、核反應堆安全設施和許多應用中，出現硬件故障后，仍能繼續(xù)運行的能力是極其重要的。65節(jié)約經費(savingmong)小型計算機比大型計算機有更高的性能價格比。大型計算機比個人計算機大概快十倍，但價格卻在十倍以上。而這種不平衡使得許多系統(tǒng)設計者采用多臺功能強大的PC來組建系統(tǒng)。每個銀行使用一臺PC機，數據則存放在一臺或多臺共享的文件服務器(fileserver)里。這種模式，用戶稱為客戶(client),整個結構稱作client/server模式

Client/server模型（見1.9圖）中，通信的方式通常是客戶向服務器發(fā)送請求信息，指出需要完成的工作。服務器完成工作后送回應答。一般情況下，是多個客戶使用少量服務。

66服務器機客戶機客戶進程服務器進程請求答復網絡圖1.9客戶—服務器模型67可擴展性

當工作負荷加大時，只要增加更多的處理器，就能逐步改善系統(tǒng)的性能。在客戶/服務器模型中，新的客戶和服務器可以按需要隨時加大。通信手段（communicationmedium）

通信網絡，兩個或多個生活在不同地方，可以一起寫報告，當某人修改了聯機文擋的某處時，其他人員可以即看到這一變更，而不必花幾天時間等待信件、e-mail、IP電話、視頻會議。訪問遠程信息個人間通信交互式娛樂68§1.3計算機網絡的組成與結構一、計算機網絡由三個主要部分組成：若干臺主機，它們向各用戶提供服務；一個通信子網，它們由一些專用的結點交換機和連接這些結點的通信鏈路所組成；一系列的協(xié)議。這些協(xié)議是為在各主機之間或主機和子網之間的通信而用的。1.3.1計算機網絡的組成69二、計算機網絡從功能上講由兩部分組成，它們是：資源子網；通信子網。資源子網資源子網提供訪問網絡和處理數據的能力，實現網絡資源的共享，它由各種硬件（主機和外設）和軟件（網絡操作系統(tǒng)和網絡數據庫系統(tǒng)）所組成。主機是資源子網絡中的主體，主機中有本地操作系統(tǒng)、還配有網絡操作系統(tǒng)、各種用戶軟件、網絡數據庫和各種工具軟件。70終端設備是用戶和網絡之間的接口，用戶可以通過終端訪問網絡，取得網絡服務，終端和主機一樣，是網絡的信源和信宿。網絡操作系統(tǒng)是建立在各主機操作系統(tǒng)之上的一個操作系統(tǒng)，用于實現在不同主機系統(tǒng)之間的用戶通信、全網硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網絡接口，以便用戶使用網絡。網絡數據庫系統(tǒng)是建立在網絡操作系統(tǒng)之上的一種數據庫系統(tǒng)，它可以集中地駐留在一臺主機上（集中式網絡數據庫系統(tǒng)），也可以分布在多臺主機上（分布式網絡

數據庫系統(tǒng)），向網絡用戶提供存、取、修改網絡數據數據庫系統(tǒng)中數據的服務，實現網絡數據的共享。71通信子網通信子網提供網絡通信功能，完成主機之間的數據傳送任務，它由交換部分和傳輸部分組成。交換部分指結點處理機或分組交換機。負責數據的發(fā)送、接收和轉發(fā)，涉及到路由選擇、避免擁塞及有效地使用資源等。傳輸部分指傳輸鏈路及其設備，負責數據的傳輸。72計算機網絡是一個非常復雜的系統(tǒng)。它綜合了技術、通信、材料、家電以及眾多其他應用領域的知識與技術。如何使得這許多知識與技術共存于一個不同廠家的軟硬件系統(tǒng)、不同的通信網絡以及各種外部輔助設備（例如攝像機、傳感器等）構成的系統(tǒng)中，是計算機網絡所面臨的主要難題。要解決這個問題，人們必須為網絡系統(tǒng)定義一個使不同的計算機、不同的通信系統(tǒng)和不同的應用能夠互相連接（互連）和互相操作（互操作）的開放式網絡體系結構。1.3.2計算機網絡分層次的體系結構一、開放式網絡體系結構的提出73什么是互連？所謂互連，就是不同的計算機能夠通過通信子網互相連接起來進行數據通信。什么是互操作？所謂互操作，就是不同的用戶能夠通過通信子網連接在計算機上，使用相同的命令或操作，來使用其他的計算機中的資源與信息，就如使用本地的計算機系統(tǒng)中的資源與信息一樣?；ミB與互操作計算機網絡的體系結構就是為不同的計算機之間互連和互操作提供相應的規(guī)范和標準的。二、互連與互操作74如何實現互連與互操作？

首先必須解決：

數據傳輸方式問題；數據傳輸中的誤差與出錯問題；傳輸網絡的資源管理問題；通信地址問題；文件格式問題等。分層法

解決這些問題需要互相通信的計算機之間以及計算機與通信之間進行頻繁的協(xié)調與調整。與其他任何計算機軟件一樣，這些協(xié)商與調整以及信息的發(fā)送與接收可以用各種不同的方法設計與實現。ARPANET與ISO/OSI參考模型提出了用分層的方法實現計算機網絡的互連與互操作功能。75什么是分層？

分層指一個復雜的問題劃分為不同的局部問題，并規(guī)定每一層所必須完成的功能。

在同一體系結構中的上層與下層之間，下層為上層提供服務，上層為下層的用戶，上下層之間靠預先定義的接口聯系。

在不同的計算機之間的通信在同等層之間進行，而同等層之間的連接和信息則由協(xié)議（protocol）來定義。

計算機網絡的體系結構是指網絡協(xié)議的層次劃分與各層協(xié)議的集合。圖2.0給出計算機網絡體系結構中層與服務、接口以及協(xié)議之間的關系。有關體系結構的詳細描述將會在以后章節(jié)中介紹的。76層1層n層n+1層1層n層n+1n+1層協(xié)議調用服務調用服務調用服務調用服務n層協(xié)議圖2.0

計算機網絡體系結構中的協(xié)議、層、服務與接口接口接口接口接口77圖2.2中，對等層之間的協(xié)議功能由相應的底層提供服務而完成。同層中的協(xié)議根據該層所完成的功能多少而包含多個相應的進程（Process）或實體(Entity)。層次化網絡體系結構的好處是：將復雜的問題分解為多個相對簡單的問題處理；并使高層用戶從具有相同功能的協(xié)議層開始進行互連，從而使得系統(tǒng)變得開放。開放指只要遵循一定的標準，任何廠商的計算機都可互相連接。對于層次化的網絡體系結構，如一個網卡