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文檔簡(jiǎn)介
1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程
1.2.1分組交換的產(chǎn)生
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景
■是20世紀(jì)60年代美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期的產(chǎn)物。
■60年代初,美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局
ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提
出要研制一種生存性(survivability)很強(qiáng)的網(wǎng)瓦
■傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一
個(gè)缺點(diǎn):正在通信的電路中有一個(gè)交換機(jī)或有一
條鏈路被炸毀,則整個(gè)通信電路就要中斷。
■如要改用其他迂回電路,必須重新?lián)芴?hào)建立連接。
這將要延誤一些時(shí)間。課件制作人:謝希仁
新型網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)
■網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送,而不是為了
打電話。
■網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī),不局限于單
一類(lèi)型的計(jì)算機(jī)。
■所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都同等重要,因而大大提高網(wǎng)
絡(luò)的生存性。
■計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí),必須有冗余的路由。
■網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)單,同時(shí)還能夠非
??煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。
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請(qǐng)注意名詞“結(jié)點(diǎn)”
■“結(jié)點(diǎn)”的英文名詞是node。
■雖然node有時(shí)也可譯為“節(jié)點(diǎn)”,但這
是指像天線上的駐波的節(jié)點(diǎn),這種節(jié)點(diǎn)
很像竹竿上的“節(jié)”。
■在網(wǎng)絡(luò)中的node的標(biāo)準(zhǔn)譯名是“結(jié)點(diǎn)”
而不是“節(jié)點(diǎn)”。
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回顧一下電路交換的特點(diǎn)
■兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電線就能夠互
相連接起來(lái)。
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>更多的電話機(jī)互相連通
■5部電話機(jī)兩兩相連,需10對(duì)電線。
■N部電話機(jī)兩兩相連,需A/(/V-1)/2對(duì)電線。
■當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí),這種連接方法需要的電線
對(duì)的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。
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使用交換機(jī)
■當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí),就要使用交換
機(jī)來(lái)完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。
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“交換”的含義
■在這里,“交換”(switching)的含義是:
■轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線,
使它們連通起來(lái)。
■從通信資源的分配角度來(lái)看,“交換”
就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路
的資源。
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電路交換的特點(diǎn)
-電路交換必定是面向連接的。
■電路交換的三個(gè)階段:
■建立連接
■通信
■釋放連接
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電路交換舉例
■A和B通話經(jīng)過(guò)四個(gè)交換機(jī)
■通話在A到B的連接上進(jìn)行
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電路交換舉例
■C和D通話只經(jīng)過(guò)一個(gè)本地交換機(jī)
■通話在C到D的連接上進(jìn)行
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電路交換傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)效率低
■計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。
■這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。
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分組交換的原理(一)
■在發(fā)送端,先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短
的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。
-------------------報(bào)文------------------
1101000110101010110101011100010011010010
假定這個(gè)報(bào)文較長(zhǎng)
不便于傳輸
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分組交換的原理(二)
每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。
-------------------報(bào)文------------------
I多組1據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)
分組2
________
分組3
請(qǐng)注意:現(xiàn)在左邊是“前面”
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分組交換的原理(三)
-今組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單
JLo
■依次把各分組發(fā)送到接收端(假定接收
端在旗邊)。
V-----------
------------------分組2_
首部數(shù)據(jù)
一分組3;____
首部數(shù)據(jù)
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分組首部的重要性
■每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信
息。
■分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的
分組的首部中的地址信息,把分組轉(zhuǎn)發(fā)
到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。
■用這樣的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式,最后分組就能
到達(dá)最終目的地。
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分組交換的原理(四)
-接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。
分組1
_________________________入__________________________
廠
---------------分組2
__________________________入__________________________
------------__-_-_-____分__組___3_____
r_______________
¥3~i~i-
收到的數(shù)據(jù)
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分組交換的原理(五)
■最后,在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為
原來(lái)的報(bào)文。
-------------------報(bào)文------------------
1101000110101010110101011100010011010010I
■這里我們假定分組在傳輸過(guò)程中沒(méi)有出
現(xiàn)差錯(cuò),在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也沒(méi)有被丟棄。
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分組交換網(wǎng)的示意圖
H2BI|
注意分組路徑的變化!
D
結(jié)點(diǎn)交換機(jī)
B
H
主機(jī)□6
EH向H發(fā)送分組
A26
H向H發(fā)送分組
c15
分組交換網(wǎng)
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注意分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程
H』n
最后到達(dá)目的主機(jī)七
結(jié)點(diǎn)交
主機(jī)
注意結(jié)點(diǎn)交換機(jī)有多個(gè)端口
謝希仁
結(jié)點(diǎn)交換機(jī)
■在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間
沒(méi)有直接連線。
-結(jié)點(diǎn)交換機(jī)處理分組的過(guò)程是:
■把收到的分組先放入緩存(暫時(shí)存儲(chǔ));
■查找轉(zhuǎn)發(fā)表,找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)
端口轉(zhuǎn)發(fā);
■把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。
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主機(jī)和結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的作用不同
■主機(jī)是為用戶進(jìn)行信息處理的,并向網(wǎng)
絡(luò)發(fā)送分組,從網(wǎng)絡(luò)接收分組。
■結(jié)點(diǎn)交換機(jī)對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā),最后
把分組交付給目的主機(jī)。
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分組交換的優(yōu)點(diǎn)
■高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬,對(duì)通信鏈路
是逐段占用。
-靈活以分組為傳送單位和查找路由。
■迅速不必先建立連接就能向其他主機(jī)
發(fā)送分組;充分使用鏈路的帶寬。
■可靠完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;自適應(yīng)的路由
選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。
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分組交換帶來(lái)的問(wèn)題
■分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì),這
就會(huì)造成一定的時(shí)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(kāi)銷(xiāo)。
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存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理
并非完全新的概念
■在20世紀(jì)40年代,電報(bào)通信也采用了
基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的報(bào)文交換(message
switching)o
-報(bào)文交換的時(shí)延較長(zhǎng),從幾分鐘到幾小
時(shí)不等?,F(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使
用了。
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ARPANET的成功使
工計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化
■早期的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)
主機(jī)為中心的星形網(wǎng)
■各終端通過(guò)通信線路共享昂貴的中心主機(jī)的
硬件和軟件資源。
■分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心,主機(jī)都
處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。
■用戶通過(guò)分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的
許多硬件和各種豐富的軟件資源。
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從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心
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1.2.2因特網(wǎng)時(shí)代
■因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個(gè)階
段的演進(jìn)。
■但這三個(gè)階段在時(shí)間劃分上并非截然分
開(kāi)而是有部分重疊的,這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的
演進(jìn)是逐漸的而不是突然的。
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因特網(wǎng)發(fā)展的第一階段
七第一個(gè)分組交換網(wǎng)ARPA?,
個(gè)的分組交換網(wǎng)。
■ARPA研究多種網(wǎng)絡(luò)互連的技術(shù)。
■1983年TCP/IP協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
■同年,ARPANET分解成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò):
-ARPANET——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究用的科研網(wǎng)
-MILNET——軍用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
■1983T984年,形成了因特網(wǎng)Internet。
■1990年ARPANET正式宣布關(guān)閉。
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因特網(wǎng)發(fā)展的第二階段
網(wǎng)。
NSFNETo它是一個(gè)三級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):
■主干網(wǎng)
■地區(qū)網(wǎng)
■校園網(wǎng)
■1991年,美國(guó)政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉(zhuǎn)
交給私人公司來(lái)經(jīng)營(yíng),并開(kāi)始對(duì)接入因特網(wǎng)的
單位收費(fèi)。
■1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45Mb/s
(T3速率)。
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三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來(lái)連接。
■有時(shí)在結(jié)構(gòu)圖中可不但I(xiàn)出路由器。
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三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
-主機(jī)到主機(jī)的通信可能要經(jīng)過(guò)多種網(wǎng)絡(luò)。
國(guó)家主干網(wǎng)
方豳)徐園網(wǎng)B建園網(wǎng);g交園")豚園網(wǎng):口感應(yīng)
」「」△
zJ\
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因特網(wǎng)發(fā)展的第三階段
七從兩年開(kāi)始,由美國(guó)政府資助的NSFNET
逐漸被若干個(gè)商用的ISP網(wǎng)絡(luò)所代替。
■1994年開(kāi)始創(chuàng)建了4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP
(NetworkAccessPoint),分別由4個(gè)電信公
司經(jīng)營(yíng)。
■NAP就是用來(lái)交換因特網(wǎng)上流量的結(jié)點(diǎn)。在
NAP中安裝有性能很好的交換設(shè)施。到本世紀(jì)
初,美國(guó)的NAP的數(shù)量已達(dá)到十幾個(gè)。
■從1994年到現(xiàn)在,因特網(wǎng)逐漸演變成多級(jí)結(jié)
構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
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多級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
-主機(jī)到主機(jī)的通信可能經(jīng)過(guò)多種ISP。
大公司大公司地區(qū)ISP
網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)
NAP主干服務(wù)NAP
(對(duì)等點(diǎn))提供者(對(duì)等點(diǎn))
地區(qū)ISP大/司、(地區(qū)ISP地區(qū)ISP
本SP本地ISP公司本地出P
校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園
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今日的多級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
■大致上可將因斗寺網(wǎng)分為以下五個(gè)接入級(jí)
■網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP
-國(guó)家主干網(wǎng)(主干ISP)
■地區(qū)ISP
■本地ISP
■校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機(jī)上網(wǎng)用戶
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1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)
■1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同定義
?最簡(jiǎn)單的定義:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一些互相連接
的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。
■因特網(wǎng)(Internet)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。
-1.3.2幾種不同的分類(lèi)方法
■從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類(lèi)
■從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類(lèi)
.從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類(lèi)
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1.3.2幾種不同的分類(lèi)方法
(―)
■從網(wǎng)絡(luò)的交換功能分類(lèi)
■電路交換
■報(bào)文交換
■分組交換
■混合交換
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1.3.2幾種不同的分類(lèi)方法
(二)
-從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類(lèi)
■廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)
■局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)
■城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)
■接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)
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廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及
局域網(wǎng)的關(guān)系
廣域網(wǎng).
/、
城域網(wǎng)---------城域網(wǎng)
一//?二二\、4
接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)
局域網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)局域網(wǎng)
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1.3.2幾種不同的分類(lèi)方法
?(三)
-從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類(lèi)
■公用網(wǎng)(publicnetwork)
■專用網(wǎng)(privatenetwork)
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1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)
L1.4.1帶寬
■“帶寬”(bandwidth)本來(lái)是指信號(hào)具有的
頻帶寬度,單位是赫(或千赫、兆赫、
吉赫等)。
■現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的
“最高數(shù)據(jù)率”的同義語(yǔ),單位是“比
特每秒”,或b/s(bit/s)o
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常用的帶寬單位
■更常用的帶寬單位是
■千比每秒,即kb/s(103蚓
■兆比每秒,即Mb/s(106b/s)
■吉比每秒,即Gb/s(109b/s)
-太比每秒,即Tb/s(IO.b/s)
■請(qǐng)注意:在計(jì)算機(jī)界,K=21。=1024
M=22。,G=23°,T=240o
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數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化
-在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而
7工11K乍。
1|LlS
帶寬為||1|0|1|0|1||1|時(shí)間
1MJS|ILZlI__CZZJ”
k---------------------每秒106個(gè)比特-----------------?
0.25juts
每秒4x106個(gè)比特
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時(shí)延(delay或latency)
■發(fā)送時(shí)延(傳輸時(shí)延)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),
數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的
時(shí)間。
■信道帶寬數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。
常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。
數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度(比特)
發(fā)送時(shí)延=
信道帶寬(比特/秒)
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時(shí)延(delay或latency)
■傳播時(shí)延電磁波在信道中需要傳播一
定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。
■信號(hào)傳輸速率(即發(fā)送速率)和信號(hào)在
信道上的傳播速率是完全不同的概念。
信道長(zhǎng)度(米)
傳播時(shí)延=
信號(hào)在信道上的傳播速率(米/秒)
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時(shí)延(delay或latency)
■處理時(shí)延交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行
一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。
-結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延
是處理時(shí)延中的重要組成部分。
-處理時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)
的通信量。
■有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。
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時(shí)延(delay或latency)
-數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播
時(shí)延和處理時(shí)延之和:
總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延
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三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方
在隊(duì)列中產(chǎn)生I|從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)
處理時(shí)延
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容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤概念
■對(duì)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(shí)延。
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1.4.3時(shí)延帶寬積和往返時(shí)延
時(shí)延帶寬積
(傳播)時(shí)延?A
■4+hrnip
市范
鏈路
時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延X(jué)帶寬
■鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位
的鏈路長(zhǎng)度。
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往返時(shí)延RT1
■往返時(shí)延RTT(Round-TripTime)表示
從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開(kāi)始,到發(fā)送端收到
來(lái)自接收端的確認(rèn)(接收端收到數(shù)據(jù)后
立即發(fā)送確認(rèn)),總共經(jīng)歷的時(shí)延。
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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成
■相互通信的兩個(gè)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(wèn)題,轉(zhuǎn)化
為若干較小的局部問(wèn)題,而這些較小的
局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。
課件制作人:謝希仁
關(guān)于開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型
OSI/RM
■只要遵循osi標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)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。
■在市場(chǎng)化方面OSI卻失敗了。
-OSI的專家們?cè)谕瓿蒓SI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒(méi)有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力;
-OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)分復(fù)雜,且運(yùn)行效率很低;
■OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長(zhǎng),因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生
產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng);
-OSI的層次劃分并也不太合理,有些功能在多個(gè)層
次中重復(fù)出現(xiàn)。
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兩種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
■法律上的(deJure)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)OSI并沒(méi)有
得到市場(chǎng)的認(rèn)可。
■是非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛
的應(yīng)用。
-TCP/IP常被稱為事實(shí)上的(defacto)國(guó)際標(biāo)
準(zhǔn)。
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1.5.2劃分層次的必要性
■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(wèn)題(同步含有時(shí)序
的意思)。
■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)或藥定即網(wǎng)密協(xié)飯(network
protocol),簡(jiǎn)稱為協(xié)議。
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網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素
語(yǔ)法數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。
語(yǔ)義需要發(fā)出何種控制信息,完成何
種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。
同步事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。
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劃分層次的概念舉例
■計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。
-可以將要做的工作進(jìn)行如下的劃分。
-第一類(lèi)工作與傳送文件直接有關(guān)。
■確信對(duì)方已做好接收和存儲(chǔ)文件的準(zhǔn)備。
■雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。
■兩個(gè)計(jì)算機(jī)將文件傳送模塊作為最高的
一層。剩下的工作由下面的模塊負(fù)責(zé)。
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兩個(gè)計(jì)算機(jī)交換文件
只看這兩個(gè)文件傳送模塊
計(jì)算機(jī)1好像文件及文件傳送命令計(jì)算機(jī)2
是按照水平方向的虛線傳送的
文件傳送模塊文件傳送模塊
____
把文件交給下層模塊把收到的文件交給
進(jìn)行發(fā)送上層模塊
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?再設(shè)計(jì)一個(gè)通信服務(wù)模塊
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
文件傳送模塊只看這兩個(gè)通信服務(wù)模塊文件傳送模塊
好像可直接把文件
可靠地傳送到對(duì)方
通信服務(wù)模塊?通信服務(wù)模塊
把文件交給下層模塊把收到的文件交給
進(jìn)行發(fā)送上層模塊
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再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入模塊
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
文件傳送模塊文件傳送模塊
通信服務(wù)模塊
網(wǎng)絡(luò)接入模塊
網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作
例如,規(guī)定傳輸?shù)膸袷?,幀的最大長(zhǎng)度等。
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分層的好處
-各層之間是獨(dú)立的。
-靈活性好。
-結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)。
-易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。
-能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。
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層數(shù)多少要適當(dāng)
-若層數(shù)太少,就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)
雜。
■層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的
系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。
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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(gè)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(wèn)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。
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1.5.3五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
■TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu):應(yīng)用層、運(yùn)
輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。
■最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒(méi)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)。
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>五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
7
5應(yīng)用層■應(yīng)用層(applicationlayer)
/
4運(yùn)輸層■運(yùn)輸層(transportlayer)
/
3網(wǎng)絡(luò)層■網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)
/
2數(shù)據(jù)鏈路層■數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)
/
1物理層■物理層(physicallayer)
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層
AP2
加上應(yīng)用層首部,成為應(yīng)用層PDU5
4
3
2
1
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
AP2
應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層5
加上運(yùn)輸層首部,成為運(yùn)輸層報(bào)文4
3
2
11
課件制作人:謝希仁
計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
APiAP2
55
4運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層4
3加上網(wǎng)絡(luò)層首部,成為IP數(shù)據(jù)報(bào)(或分組)3
22
11
課件制作人:謝希仁
計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
APAP2
___1Lk=7
55
4
IP數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層3
加上鏈路層首部和尾部,成為數(shù)據(jù)鏈路層幀2
1
課件制作人:謝希仁
計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
APAP2
___1Lk=7
55
4
3
數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層2
最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體1
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
APiAP2
55
44
33
2電信號(hào)(或光信號(hào))在物理媒體中傳播2
從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層
11
Q一物理傳輸媒體
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
APiAP2
55
44
33
22
t
1物理層接收到比特流,上交給數(shù)據(jù)鏈路層1占
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
APiAP2
55
44
33
數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊?/p>
22
取出數(shù)據(jù)部分,上交給網(wǎng)絡(luò)層
11
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、■計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
-----------------------------
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
AP2
5
網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?,取出?shù)據(jù)部分
3
上交給運(yùn)輸層
2
1
課件制作人:謝希仁
、■計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
-----------------------------
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
AP
_2___
運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?,取出?shù)據(jù)部分
上交給應(yīng)用層4
3
2
1
課件制作人:謝希仁
計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?,取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)5
上交給應(yīng)用進(jìn)程
4
3
2
1
課件制作人:謝希仁
計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1我收到了AP1發(fā)來(lái)的計(jì)算機(jī)2
、應(yīng)用程序數(shù)據(jù)!AP2
5
4
3
2
1
課件制作人:謝希仁
、■計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
"JI----------------------
幾1注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟斡?jì)算機(jī)2
APi應(yīng)用層首部應(yīng)用數(shù)據(jù)AP2
運(yùn)輸層首部
應(yīng)用數(shù)據(jù)5
H5
網(wǎng)絡(luò)層首部
4,鏈塞層\程序數(shù)據(jù)4
鏈路層
首部
3^3程序數(shù)據(jù)尾部3
2
H2H3H4H應(yīng)用程序數(shù)據(jù)
10100110100101比特流1101011101011
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
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、■計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
4
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
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、■計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
4
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2
//
應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后4
把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程T
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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)1我收到了AP1發(fā)來(lái)的計(jì)算機(jī)2
、應(yīng)用程序數(shù)據(jù)!AP2
5
4
3
2
1
課件制作人:謝希仁
1.5.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)
和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)
■實(shí)體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息
的硬件或軟件進(jìn)程。
■協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)
則的集合。
■在協(xié)議的控制下,兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通
信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。
■要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議,還需要使用下層所提
供的服務(wù)。
課件制作人:謝希仁
實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)
和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(續(xù))
■本層的服務(wù)用戶只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面
的協(xié)議。
■下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。
■協(xié)議是“水平的”,即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之
間通信的規(guī)則。
■服務(wù)是“垂直的”,即服務(wù)是由下層向上層通
過(guò)層間接口提供的。
■同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方,稱
為服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)o
課件制作人:謝希仁
實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)
和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(續(xù))
第n+1層
SAPSAP第n層
服務(wù)提供者
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協(xié)議很復(fù)雜
■協(xié)議必須將各種不利的條件事先都估計(jì)
至IJ,而不能假定一切情況都是很理想和
很順利的。
■必須非常仔細(xì)地檢查所設(shè)計(jì)協(xié)議能否應(yīng)
付所有的不利情況。
■應(yīng)當(dāng)注意:事實(shí)上難免有極個(gè)別的不利情
況在設(shè)計(jì)協(xié)議時(shí)并沒(méi)有預(yù)計(jì)到。在出現(xiàn)這
種情況時(shí),協(xié)議就會(huì)失敗。因此實(shí)際上協(xié)
議往往只能應(yīng)付絕大多數(shù)的不利情況。
課件制作人:謝希仁
著名的協(xié)議舉例
■占據(jù)兩個(gè)山頂?shù)乃{(lán)軍與駐扎在這山谷的白軍作
戰(zhàn)。力量對(duì)比是:一個(gè)山頂上的藍(lán)軍打不過(guò)白
軍,但兩個(gè)山頂?shù)乃{(lán)軍協(xié)同作戰(zhàn)就可戰(zhàn)勝白軍。
一個(gè)山頂上的藍(lán)軍擬于次日正午向白軍發(fā)起攻
擊。于是發(fā)送電文給另一山頂上的友軍。但通
信線路很不好,電文出錯(cuò)的可能性很大。因此
要求收到電文的友軍必須發(fā)送確認(rèn)電文。但確
認(rèn)電文也可能出錯(cuò)。試問(wèn)能否設(shè)計(jì)出一種協(xié)議,
使得藍(lán)軍能實(shí)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定(即100%)
取得勝利?
課件制作人:謝希仁
明日正午進(jìn)攻,如何?
結(jié)論
■這樣無(wú)限循環(huán)下去,兩邊的藍(lán)軍都始終
無(wú)法確
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