網(wǎng)絡(luò)課件-第一章

第一章網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)1.1網(wǎng)絡(luò)的作用1.2網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.3協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)1.4網(wǎng)絡(luò)的分類11.1網(wǎng)絡(luò)的作用信息化，知識(shí)經(jīng)濟(jì)信息共享推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步載體：“三網(wǎng)”電信網(wǎng)有線電視網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)合一”2PSTN1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.2.1早期階段(網(wǎng)絡(luò)的雛形)使用transceiver(收發(fā)器)進(jìn)行簡(jiǎn)單的結(jié)合面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)MODEMLinecontroller3網(wǎng)絡(luò)的雛形面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)特點(diǎn):多終端圍繞高性能計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī):網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者Linecontroller：進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和簡(jiǎn)單的差錯(cuò)控制該種系統(tǒng)又稱聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，以區(qū)別脫機(jī)系統(tǒng)4網(wǎng)絡(luò)的雛形前端處理機(jī)的使用PSTNMODEMFEP5網(wǎng)絡(luò)的雛形FEP（FrontEndProcessor）分擔(dān)全部通信任務(wù)存在于現(xiàn)在的大型機(jī)中網(wǎng)卡6網(wǎng)絡(luò)的雛形集中器（concentrator）PSTNFEP低速線路高速線路集中器71.2.2分組交換的產(chǎn)生電路交換電路交換起源于電話通信。電路交換的連接過(guò)程：連接建立通信斷開(kāi)連接電路交換的特征面向連接的信令1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展81.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展報(bào)文交換來(lái)源于電報(bào)通信存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)91.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.2.2分組交換的產(chǎn)生1.傳統(tǒng)電路交換不適合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸(1)資源浪費(fèi)：電路交換使用專用的物理通路。(2)不同規(guī)格的終端互連不便。 需要協(xié)調(diào)緩沖機(jī)制和轉(zhuǎn)換機(jī)制。(3)不靈活。 單點(diǎn)故障，全線癱瘓——需要重?fù)?0分組交換網(wǎng)（packetswitching）2.分組交換的出現(xiàn)1966年，提出分組交換的概念（packet）1969年，ARPANET3.分組交換的特點(diǎn)（1）報(bào)文（message）（2）分組（packet），又稱包。11首部首部首部分組交換網(wǎng)報(bào)文，分組，首部（header）100101101001110010110100111001011010011100101101001110010110100111001011010011首部是對(duì)數(shù)據(jù)的描述和控制信息packet=header+datamessagepacket12分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)的組成結(jié)點(diǎn)交換機(jī)（nodeswitch）主機(jī)（host）13分組交換網(wǎng)分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效：逐段占用通信鏈路，動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬靈活：智能結(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立處理數(shù)據(jù)分發(fā)迅速：分組作為傳輸單位，無(wú)需建立連接可靠：完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議缺點(diǎn)：1.傳輸時(shí)延 2.首部數(shù)據(jù)存在開(kāi)銷14分組交換網(wǎng)電路交換報(bào)文交換分組交換呼叫階段數(shù)據(jù)傳送報(bào)文報(bào)文報(bào)文P1P2P4P3P1P2P4P3P1P2P4P315分組交換網(wǎng)三種交換方式的對(duì)比電路交換適合傳輸大量，連續(xù)的數(shù)據(jù)如果要傳輸少量，突發(fā)的數(shù)據(jù)則應(yīng)該使用分組交換分組交換鏈路分配靈活16分組交換網(wǎng)一個(gè)例子：IP電話端局端局長(zhǎng)途局的PBX長(zhǎng)途局的PBX中心交換局17分組交換網(wǎng)IP電話的工作方式

IP電話網(wǎng)關(guān)IP電話網(wǎng)關(guān)IP分組交換網(wǎng)181.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.2.3Internet時(shí)代1969-1985 分組交換網(wǎng)絡(luò)理論研究1974 ARPA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)公開(kāi)1983 NSFNET的建立1986 第一個(gè)路由器誕生1989/90 出現(xiàn)商業(yè)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)1994 商業(yè)化WWW的出現(xiàn)1995 NSFNET停止運(yùn)行19Internet時(shí)代Internet的發(fā)展和新技術(shù)WWWNGIInternet的標(biāo)準(zhǔn)化ISOC：InternetSocietyRFC文檔20Internet時(shí)代ISOCIAB(InternetArchitectureBoard)IRTFIETF(InternetEngineeringTaskForce)ISOC的組織機(jī)構(gòu)21Internet時(shí)代RFC文檔RequestForComment文檔的級(jí)別草案（InternetDraft）建議標(biāo)準(zhǔn)（ProposedStandard）草案標(biāo)準(zhǔn)（DraftStandard）正式標(biāo)準(zhǔn)（OfficialStandard）22Internet時(shí)代中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)(1)中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET(2)中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET(3)中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET(4)中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET(5)中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET(6)中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET(7)中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET(8)中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET（建設(shè)中）(9)中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET（建設(shè)中）231.3協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容激活：使用信令確保發(fā)送的通路進(jìn)行數(shù)據(jù)分析發(fā)送方對(duì)接收方的就緒檢測(cè)文件系統(tǒng)的格式轉(zhuǎn)換差錯(cuò)控制其他241.3協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)1.3.2分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要分層？哲學(xué)家交流模型烏爾都語(yǔ)/英語(yǔ)法語(yǔ)/漢語(yǔ)25IlikerabbitsL:DutchlkhouvankonijnenL:DutchlkhouvankonijnenL:DutchlkhouvankonijnenFax#---L:DutchlkhouvankonijnenFax#---J’aimeleslapins翻譯層使用荷蘭語(yǔ)作為協(xié)議26分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為什么要分層？層次間的相對(duì)獨(dú)立性靈活性易于分割易于實(shí)現(xiàn)與維護(hù)易于標(biāo)準(zhǔn)化27分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)更加接近網(wǎng)絡(luò)的分層模型--電話用戶層協(xié)議層物理層28網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展第一個(gè)階段：“群雄逐鹿”各個(gè)公司各自擁有自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如：IBM的SNA（SystemNetworkArchitecture）Novell造成大公司的壟斷，技術(shù)不兼容。29網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展第二階段：OSI“一統(tǒng)天下”O(jiān)SI七層模型--ISO7498ISO：InternationalStandardOrganizationOSI：OpenSystemInterconnectionReferenceModelOSI/RM：開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型開(kāi)放：任何系統(tǒng)間進(jìn)行互連系統(tǒng)：現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中與互連相關(guān)的部分301.3協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)1.3.3五層體系結(jié)構(gòu)

OSI七層模型應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層311.3協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)1.3.3五層體系結(jié)構(gòu)

OSI七層模型應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用程序：FTP、E-mail、Telnet數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、加密、壓縮進(jìn)程間會(huì)話管理、提供同步服務(wù)將數(shù)據(jù)傳給正確的應(yīng)用程序，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸將包傳給正確的主機(jī)，數(shù)據(jù)分組、路由選擇將數(shù)據(jù)組成幀，差錯(cuò)控制、流量控制、媒體訪問(wèn)控制規(guī)定物理信號(hào)、接口、信號(hào)形式、速率32網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展OSI七層模型的失敗給我們的教訓(xùn)：糟糕的提出時(shí)機(jī)糟糕的技術(shù)糟糕的實(shí)現(xiàn)糟糕的策略33網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展糟糕的時(shí)機(jī)：兩頭大象研究應(yīng)用開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)34五層體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層五層體系結(jié)構(gòu)OSI/RM35五層體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層HttptelnetSmtpPOP...TCPUDPIP36五層體系結(jié)構(gòu)物理層：透明的傳送比特流數(shù)據(jù)鏈路層：無(wú)差錯(cuò)傳輸，以幀為單位網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同的子網(wǎng)中傳輸，以分組或包為單位，進(jìn)行路徑選擇。運(yùn)輸層：以報(bào)文（message）為單位。提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層37H5應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用程序應(yīng)用程序H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4數(shù)據(jù)部分H4數(shù)據(jù)部分H3數(shù)據(jù)部分H3數(shù)據(jù)部分H2數(shù)據(jù)部分T210010……比特流……11011傳輸媒體38五層體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸與層次PDU(ProtocolDataUnit)：在對(duì)等層次上傳送數(shù)據(jù)的基本單元。SAP(ServiceAccessPoint)：相鄰的層次間的邏輯接口。協(xié)議與服務(wù)——透明39數(shù)據(jù)傳輸與層次應(yīng)用層運(yùn)輸層應(yīng)用層SAPSAP提供服務(wù)協(xié)議交換原語(yǔ)交換原語(yǔ)40網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的幾個(gè)基本概念：

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次及其協(xié)議的集合，是對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其組成部分的功能的精確定義。協(xié)議：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換（通信）而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：語(yǔ)法、語(yǔ)義、同步。實(shí)體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進(jìn)程，每一層中的活躍元素。對(duì)等實(shí)體：位于不同系統(tǒng)內(nèi)同一層次的兩個(gè)實(shí)體。協(xié)議作用在對(duì)等實(shí)體之間。接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的原語(yǔ)操作及上層對(duì)下層的服務(wù)。服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過(guò)接口提供給其相鄰上層。協(xié)議棧：某一系統(tǒng)內(nèi)的各層協(xié)議集。411.4網(wǎng)絡(luò)的分類按交換功能分類電路交換、報(bào)文交換、分組交換、混合交換按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星型，總線型，環(huán)型，樹(shù)型，網(wǎng)狀按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍分類廣域網(wǎng)，局域網(wǎng)，城域網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的使用者分類公用網(wǎng)，專用網(wǎng)42按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星型優(yōu)點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)連接方便，建網(wǎng)容易，便于管理，容易檢測(cè)和隔離故障。數(shù)據(jù)傳輸速度快。缺點(diǎn):對(duì)中心節(jié)點(diǎn)的依賴性大應(yīng)用:采用非屏蔽雙絞線和集線器43按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類總線型優(yōu)點(diǎn):★結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，非常便于擴(kuò)充;★可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快★設(shè)備量少，安裝使用方便★共享資源能力強(qiáng)，極便于廣播式工作缺點(diǎn):故障診斷困難應(yīng)用:通常采用同軸電纜44按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類環(huán)型45按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類樹(shù)型：總線型的變形優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)充新節(jié)點(diǎn)容易，故障隔離也方便.缺點(diǎn):對(duì)根節(jié)點(diǎn)的依賴性大46按網(wǎng)絡(luò)作用范圍分類1)局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信距離通常限于中等規(guī)模的地理區(qū)域內(nèi)，一般