計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 講義

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

ComputerNetworks

楊付正

fzhyang@

西安電子科技大學(xué)信息科學(xué)研究所多媒體通信研究室

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為什么學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息時代

20世紀(jì)出現(xiàn)了計算機(jī)，計算機(jī)與通信技術(shù)的結(jié)

合、發(fā)展，出現(xiàn)了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)了Internet；

它是20世紀(jì)最偉大的科技成就之一。21世紀(jì)將是

信息時代。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是信息社會的基礎(chǔ)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無處不在，改變了人們的工作生活

方式。工作、學(xué)習(xí)研究、日常生活

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為什么學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2相關(guān)領(lǐng)域提供了大量的工作機(jī)會

■信息的收集、生產(chǎn)、存儲、傳遞、檢索和使用都離

不開計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；因此，許多國家斥巨資建立”信

息高速公路”和發(fā)展信息業(yè)，并把它作為基本國

策。一場世界范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息競爭已經(jīng)開始，信

息浪潮波及全球，其影響面之大，范圍之廣，投資

之巨，發(fā)展之快，史無前例。

?通信機(jī)制，通信設(shè)備

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教材

?中文版：“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)"（第4版），潘愛民

譯，清華大學(xué)出版社

?AndrewS.Tanenbaum,Computer

Networks,4rded,PrenticeHall,2003

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■課程安排：

46學(xué)時授課，16學(xué)時實驗

?考核方式：

閉卷筆試

?成績評定

平時測驗及作業(yè)20%,期末考試80%

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課程內(nèi)容

1.概述

2.物理層

3.數(shù)據(jù)鏈路層

4.媒體訪問控制

5.網(wǎng)絡(luò)層

6.傳輸層

7.應(yīng)用層

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課程目的

?要求掌握計算機(jī)通信網(wǎng)的基本概念和體系結(jié)

構(gòu)。

?理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議機(jī)制并掌握重要協(xié)議的基本內(nèi)

容。

?掌握分析研究網(wǎng)絡(luò)通信問題的基本方法。

■理解網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的新進(jìn)展。

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

?早期的計算機(jī)應(yīng)用模式——單機(jī)

?大、中、小型機(jī)一龐大，昂貴，資源無法共享

?計算機(jī)構(gòu)成了一個個的信息“孤島”

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生始于1950g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(jìn)行工程項目協(xié)作）

?人與人之間的信息溝通（數(shù)據(jù)通信）

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

?網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)前的數(shù)據(jù)共享方式

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

1.以主機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

2.以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

?多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從“主機(jī)一終端"轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C(jī)一主機(jī)

?各終端聯(lián)機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)，形成了多主機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

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Slide

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

?2.以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

通信任務(wù)從主機(jī)中分離，由通信控制處理機(jī)

(CCP)完成

HOST

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

?2.以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

通信任務(wù)從主機(jī)中分離，由通信控制處理機(jī)

(CCP)完成

n

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

?2.以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

通信子網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)出現(xiàn)

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

?3.體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)

為什么需要標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化的時機(jī)？

?先制定標(biāo)準(zhǔn)再開發(fā)還是先開發(fā)再制定標(biāo)準(zhǔn)？

?各廠商、研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)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)

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Chapter1概述

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

通過同一種技術(shù)相互連接起來，且各自具有獨立功

能的計算機(jī)系統(tǒng)的集合。

,要點：

連入網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)是獨立自主的,是可以獨立運行

的系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)必須是互聯(lián)的.物理上的.邏輯上的.要求遵守

共同的協(xié)議.

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)

?分布處理是指分布的多個處理器或計算機(jī)分

工協(xié)同地完成某一任務(wù)，其目的是為了充分

發(fā)揮系統(tǒng)的整體特性。

?在網(wǎng)絡(luò)中，用戶必須明確地指定在哪一臺機(jī)

器上登錄，明確地遠(yuǎn)程遞交任務(wù)，明確地指

定文件傳輸?shù)脑吹刂泛湍康牡?，并且要管?/p>

整個網(wǎng)絡(luò)。

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)

-區(qū)別：

?在分布式系統(tǒng)中，用戶面對一臺虛擬主機(jī)，由系統(tǒng)對多臺主

機(jī)分配任務(wù)，不需用戶指定，系統(tǒng)自動完成用戶提交的任

務(wù)。

?分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)上軟件系統(tǒng)，它具有高度地整體

性和透明性。因此網(wǎng)絡(luò)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。

?但是二者之間也有許多共同之處，如都需要文件的傳送，

區(qū)別在于是誰發(fā)起傳送，用戶還是系統(tǒng)。

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Chapter1概述

?1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

?1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

?1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?1.4參考模型

?1.5網(wǎng)絡(luò)實例

?1.6網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

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Chapter1概述

?1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

?1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

?1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?1.4參考模型

?1.5網(wǎng)絡(luò)實例

?1.6網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

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1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

?商業(yè)應(yīng)用

?家庭應(yīng)用

?移動用戶

,社會問題

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商業(yè)應(yīng)用

■資源共享

Server

客戶-服務(wù)器模型

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Slide23

商業(yè)應(yīng)用

客戶-服務(wù)器模型的請求應(yīng)答機(jī)制

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商業(yè)應(yīng)用

?通信媒介

電子郵件

視頻會議

?電子商務(wù)

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家庭應(yīng)用

?訪問遠(yuǎn)程信息

?個人之間的通信

?交互式娛樂

?電子商務(wù)

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家庭應(yīng)用

對等通信系統(tǒng)P2P(peer-to-peersystem)

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?移動用戶

筆記本、PDA

?社會問題

信息真?zhèn)?/p>

游戲

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Chapter1概述

?1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

?1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

?1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?1.4參考模型

?1.5網(wǎng)絡(luò)實例

?1.6網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

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1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

?網(wǎng)絡(luò)分類

?局域網(wǎng)

?城域網(wǎng)

?廣域網(wǎng)

?無線網(wǎng)絡(luò)

?家庭網(wǎng)絡(luò)

?互聯(lián)網(wǎng)

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按傳輸技術(shù)

?廣播式

只有一個通信信道，網(wǎng)絡(luò)上所有的機(jī)器都共享該信

O任何一臺機(jī)器發(fā)送的短消息都可以被其它所有

機(jī)器接收到，分組中的地址域指明了目標(biāo)接收者。

一臺機(jī)器收到了一個分組后檢查它的地址域，如果

該分組正是發(fā)送給自己的就處理該分組，否則忽

略。

?點對點

由許多連接構(gòu)成的。每個連接對應(yīng)于一對機(jī)器。為

了將一個分組從源端傳送到目的端，該分組可能要

經(jīng)過一臺或多臺中間機(jī)器。

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按距離分類

InterprocessorProcessorsExample

distancelocatedinsame

1mSquaremeterPersonalareanetwork

10mRoom

100mBuildingaLocalareanetwork

1kmCampus

J

10kmCityMetropolitanareanetwork

100kmCountry

卜Wideareanetwork

1000kmContinent

10,000kmPlanetTheInternet

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局域網(wǎng)

三個特征：

?(1)范圍，覆蓋范圍受限。

?(2)傳輸技術(shù)，可以是廣播式。

?(3)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線型(隨機(jī)接入)、環(huán)

型(受控接入)、星型(交換機(jī))。

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Slide33

局域網(wǎng)

Computer

⑻(b)

總線型環(huán)型

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城域網(wǎng)

國國￡￡

Junction

Antenna

SS

Headand

Internet國國國國國國國國國國國國

一個基于有線電視的城域網(wǎng)

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Slide35

廣域網(wǎng)

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廣域網(wǎng)(2)

子網(wǎng)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)或分組交換

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無線網(wǎng)絡(luò)

?無線網(wǎng)絡(luò)分類：

?系統(tǒng)互聯(lián)

通過短距離的無線電，將一臺計算機(jī)的各個部件連

接起來。

?無線LAN

IEEE802.11

?無線WAN

如蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)，高帶寬廣域無線網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.16o

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無線網(wǎng)絡(luò)(2)

Baselbwirednetwork

station

(b)

系統(tǒng)互聯(lián)(藍(lán)牙技術(shù))無線LAN

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家庭網(wǎng)絡(luò)

?計算機(jī)（桌面PC,PDA,共享輔助設(shè)備）

?娛樂（TV,DVD,VCR,攝像機(jī)，照相機(jī)，

MP3）

?無線通信（電話，移動電話，對講機(jī)，傳

真）

?家用電器（微波爐，冰箱，空調(diào)等）

?遙測設(shè)備（電表，煙霧警報器等）

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互聯(lián)網(wǎng)

?Internet

?internet

?WWW

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Internet

?因特網(wǎng)又稱國際計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，是目前世界上影響

最大的國際性計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。其準(zhǔn)確的描述是：因

特網(wǎng)是一個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)(anetworkofnetwork)它

以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將各種不同類型、不同規(guī)粳o、

位于不同地理位置的物理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接成一個整體。它

也是一個國際性的通信網(wǎng)絡(luò)集合體，融合了現(xiàn)代

通信技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，集各個部門、領(lǐng)域的

各種信息資源為一體，從而構(gòu)成網(wǎng)上用戶共享的信

息資源網(wǎng)。它的出現(xiàn)是世界由工業(yè)化走向信息化

的必然和象征。

?因特網(wǎng)最早來源于1969年美國國防部高級研究計

戈U局(DefenseAdvancedResearchProjects

Agency,DARPA)的前身ARPA建立的ARPAnet

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internet

?互聯(lián)網(wǎng)

?泛指由多個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成一個大

型網(wǎng)絡(luò)。

?因特網(wǎng)并不是全球唯一的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。例如在

歐洲，跨國的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)就有“歐盟網(wǎng)”

（Euronet）「歐洲學(xué)術(shù)與研究網(wǎng)”

（EARN）,“歐洲信息網(wǎng)"（EIN）,在美國

還有“國際學(xué)術(shù)網(wǎng)"（BITNET）,世界范圍的

還有“飛多網(wǎng)”（全球性的BBS系統(tǒng)）等。

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WWW

?萬維網(wǎng)(WorldWideWeb:www)：又稱環(huán)球

網(wǎng)。萬維網(wǎng)的歷史很短，1989年CERN(歐

洲粒子物理實驗室)的研究人員為了研究的

需要，希望能開發(fā)出一種共享資源的遠(yuǎn)程訪

問系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠提供統(tǒng)一的接口來訪

問各種不同類型的信息，包括文字、圖像、

音頻、視頻信息。

?萬維網(wǎng)是無數(shù)個網(wǎng)絡(luò)站點和網(wǎng)頁的集合。

Web最主要的兩項功能是讀超文木

(Hypertext)文件和訪問Internet資源。

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Slide44

WWW

?使用Web需要三項基本技巧，一是控制文本

顯示，二是怎樣連接，三是怎樣搜索。

?Internet提供的主要服務(wù)有萬維網(wǎng)

(WWW)、文件傳輸(FTP)、電子郵件

(E-mail)、遠(yuǎn)程登錄(Telnet)等。

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Chapter1概述

?1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

?1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

?1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?1.4參考模型

?1.5網(wǎng)絡(luò)實例

?1.6網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

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1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

?各層的設(shè)計問題

?面向連接與無連接的服務(wù)

?服務(wù)原語

?服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系

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1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?網(wǎng)絡(luò)是結(jié)構(gòu)化的，體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)軟件是結(jié)構(gòu)化

的。

?結(jié)構(gòu)化設(shè)計思想是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

?具體體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分層設(shè)計上，網(wǎng)絡(luò)體

系結(jié)構(gòu)。

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網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景一計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)

雜性、異質(zhì)性

?不同的通信介質(zhì)一有線、無線、..

?不同種類的設(shè)備一主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)

用設(shè)備、…“

?不同的操作系統(tǒng)一Unix、Windows、?…

?不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）

?不同的應(yīng)用環(huán)境—固定、移動、..

?不同種類業(yè)務(wù)一分時、交互、實時、…

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1.3.1協(xié)議層次

模塊化的設(shè)計-將通信軟件分

一個通信軟件割成小的相互疊加的層

Layer7

Layer6

CommunicationLayer5

SoftwareLayer4

Layer3

Layer2

Layer1

非常復(fù)雜

軟件實疏者必須了解所有的細(xì)節(jié)?相對簡單

.容易理解

難于理解

難于實現(xiàn)對軟件的更新和升級?容易實現(xiàn)軟件的更新和升級

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Slide50

協(xié)議層次

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用了方法。一把復(fù)雜的問題劃分為若

干個較小的、單一的局部問題，在不同層上予以解決。

?協(xié)議分層

?簡化了通信軟件的設(shè)計

?每一層的實現(xiàn)都是可替換的

■每一層都向上一層提供特定的服務(wù)，而把如何實現(xiàn)這些

服務(wù)的細(xì)節(jié)對上一層加以屏蔽。

?網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題：

■網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（

）

?各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？（

）

?通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（）

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Slide51

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

LocationALocationB

IlikeJ'aime

MessagePhilosopher

rabbitsbienles

lapins

Information

L:DutchfortheremoteTranslatorL:Dutch

IkvindtranslatorIkvind

konijnenkonijnen

22

leukleuk

I

Information

Fax#---fortheremoteFax#一

L:DutchsecretarySecretaryL:Dutch

IkvindIkvind

1

konijnenkonijnen

leukleuk

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Slide52

協(xié)議層次

?協(xié)議（protocol）

?一臺機(jī)器上第n層與另一臺機(jī)器上的第n層進(jìn)行

對話，在對話中用到的規(guī)則和約定稱為第n層協(xié)

議。

?協(xié)議，即通信雙方關(guān)于如何進(jìn)行通信的一種約

定。

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Slide53

協(xié)議層次

(Peerentities)：即不同機(jī)器上包含對應(yīng)層的實體。對等

實體利用協(xié)議進(jìn)行通信。

?對等實體間的通信是虛擬通信(virtualcommunication),實際上的通

信(物理通信，physicalcommunication)都是每一層都包數(shù)搪和拄制

信息傳遞給它的下一層，直到傳遞到最底層，再通過物理介質(zhì)進(jìn)行實

際的通信。

(Interface)：定義了下層向上層提供哪些原語(primitive)操作

和服務(wù)(service)。接口的定義必須清薪。

?每層完成明確的功能。

?盡可能減少層與層之間必須要傳遞的信息數(shù)量。

?便于用一個實現(xiàn)替代另外一個完全不同的實現(xiàn)。

(Networkarchitecture)：層和協(xié)議的集合。

?實現(xiàn)的細(xì)節(jié)和接口規(guī)范不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。

?實際上，每臺機(jī)器只要能夠正確使用所有的協(xié)議即可，其內(nèi)部各層

之間的接口可以不必相同。

(protocolstack)：一個特定的系統(tǒng)使用的一組協(xié)議。

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Slide54

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

Host2

?層Layer5protocol

(layer)“Layer5

?協(xié)議(protocol)

?月艮務(wù)

(service)Layer4protocol

aLayer4

?接口(interface)

?原語(primitive)

Layer3protocol

aLayer3

Layer2protocol

aLayer2

Layer1protocol

?Layer1

Physicalmedium

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Slide55

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

HostlHost2

XIDIANMMC

Slide56

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

HostlHost2

XIDIANMMC

Slide57

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

HostlHost2

XIDIANMMC

Slide58

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

HostlHost2

層Layer5protocol

(layer)Layer5?“Layer5

協(xié)議(protocol)

服務(wù)Layer4/5interface

(service)Layer4protocol

Layer4-aLayer4

接口(interface)

原語(primitive)Layer3/4interface

Layer3protocol

Layer3?aLayer3

Layer2/3interf

服務(wù)由一組原語描述。Layer2protocol

Layer2?aLayer2

如果協(xié)議位于操作系統(tǒng)

中，則這些服務(wù)原語通Layer1/2interface

常是一些系統(tǒng)調(diào)用。Layer1protocol

Layer1-?Layer1

Physicalmedium

XIDIANMMC

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網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

?頭部（header）：包括控制信息，如序列號、長度、時間

等；內(nèi)容隨各層協(xié)議功能而定。

?尾部：通常進(jìn)行差錯校驗。FCS

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Slide60

各層的設(shè)計問題

?編址(Addressing)：標(biāo)識和區(qū)別接收方和發(fā)送方。

?數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則：

?單工(simplex)：一個連接只允許一個方向的數(shù)據(jù)通過

?半雙工(half-duplex)：一個連接允許任何一個方向數(shù)據(jù)通過，但

是同時只能有一個方向可以傳輸數(shù)據(jù)

?全雙工(fullduplex)：一個連接同時允許在兩個方向上傳輸數(shù)據(jù)

?差錯控制(Errorcontrol)

■流量控制(Flowcontrol)：平衡接收方和發(fā)送方之間的信

息處理能力。反饋機(jī)制

■報文的拆分與重組；打包/拆包

?多路復(fù)用(Multiplexing)＞多路解復(fù)用

(demultiplexing)

?路由選擇(Routing)

各層側(cè)重解決的問題不同，因此上述機(jī)制在不同的層上實

現(xiàn)。

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Slide61

面向連接與無連接的服務(wù)

?同一系統(tǒng)內(nèi)，下層為上層提供服務(wù)(service)。分類：

?面向連接的月艮務(wù)(connection-orientedservice)：用戶首

先建立一個連接，然后使用該連接傳輸數(shù)據(jù)，再釋放該連

接。類似電話網(wǎng)絡(luò)

?無連接的服務(wù)(connectionlessservice)：每一個報文都

攜帶完整的目標(biāo)地址，可以被系統(tǒng)獨立的路由。類似郵政

系統(tǒng)

?服務(wù)質(zhì)量(QualityofService)：描述服務(wù)特征

?不同的業(yè)務(wù)有不同的QoS需求。實時業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

?QoS可用相關(guān)的QoS參數(shù)刻畫：時延、丟包率、時延抖動

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Slide62

曰齊聊np忡

Reila蝌eme京aqe金隹am

Connecban-4

defiledReliableaytestreamRmctelogin

Unr創(chuàng)而WeconnedKin口igME

UnreliableS〔叩ramElectronicjunknail

Connectton-

lessdatagran'iRwgiKer30maH

Request-repiyDaiabasequery

?可靠的面向連接服務(wù)，根據(jù)是否保持報文(message)的邊

界，分為：報文序列和字節(jié)流兩種。

?句讀：腳不大好頭發(fā)沒有麻子

?連接與可靠性(reliability)：可以是相關(guān)的，但也有例外

?有連接服務(wù)，并不代表可靠。

?無連接服務(wù)，并不一定不可靠。

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Slide63

服務(wù)原語

?原語：上下層之間交換的一些指令，通常帶

有參數(shù)。用于層間的模塊調(diào)用。參數(shù)用以

說明具體要求或在層間傳遞一些信息。

?一個版務(wù)通常用一組原語(primitive)操作

描述，用戶進(jìn)程通過這些原語操作可以訪問

該服務(wù)。

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Slide64

ClientmachineServermachine

⑴Connectrequest

⑵ACK

Server

⑶Requestk＞「data

process

⑷Reply(?

(5)Disconnect

Protocol'

⑹KernelDrivers

Disconnectstack

面向連接網(wǎng)絡(luò)中，簡單的c-s交互過程中發(fā)送的分組

?為什么要引入有連接的服務(wù)呢？

?沒有理想的通信網(wǎng)絡(luò)?？赡艹霈F(xiàn)：信息丟失、

錯誤、亂序、延遲等問題，從而影響QoS。

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Slide65

服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系

?二者是完全不同的概念

■服務(wù)是某層為其上一層提供的一組原語（操

作）。服務(wù)涉及層之間的接口。

：第k層；：第k+1層

?服務(wù)對上層用戶是可見的；

?協(xié)議：同一層上對等實體的通信規(guī)則。

■協(xié)議對上層用戶是不可見的。

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服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系

Layerk+1Layerk+1

Serviceprovidedbylayerk

Protocol

Layerkv--------------------------------------------------------?Layerk

Layerk-1Layerk-1

在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進(jìn)行交互（即

交換信息）的地方。即k層實體向（k+1）層實體提供

服務(wù)的地點。SAP是對層間接口的一種抽象。這種接口

在軟件上的實現(xiàn)常有兩種方法：（1）層間的模塊調(diào)用；

（2）共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及共享數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

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Slide67

Chapter1概述

?1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

?1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

?1.3網(wǎng)絡(luò)軟件

?1.4參考模型

?1.5網(wǎng)絡(luò)實例

?1.6網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

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1.4.1OSI參考模型

?國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO:International

StandardsOrganization)

?開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI:OpenSystem

Interconnection)

■目標(biāo)：如何將開放的系統(tǒng)連接起來。

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OSI參考模型

?物理層(physicallayer)：涉及到在通信信道上

傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)位。包括機(jī)械、電子和定時接口，

以及位于物理層之下的物理傳輸介質(zhì)。

?數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)：將一個原始的傳

輸設(shè)施轉(zhuǎn)變成一條邏輯的傳輸線路。具體問題包括

成幀、尋址、差錯控制、流量控制、介質(zhì)訪問控制

等。

?網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)：控制子網(wǎng)的運行過程，

確定如何將分組從源端路由到目的端。具體問題包

括尋址、路由、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、擁塞控制等。

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Slide71

OSI參考模型

?傳輸層(transportlayer)：真正的端到端協(xié)議，

負(fù)責(zé)將源端上層的協(xié)議數(shù)據(jù)傳送到目的端。具體問

題包括Naming,multiplexing,Disassemblingand

reassembling,errorcontrol,flowcontrol.

?會話層(sessionlayer)：允許在不同機(jī)器上的用

戶之間建立會話。具體包括會話控制、令牌管理以

及同步。

?表示層(presentationlayer)：定義所傳遞信息的

語法和語義。

?應(yīng)用層(applicationlayer)：直接針對用戶的需

要的協(xié)議。

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Slide72

142TCP/IP參考模型

OSITCP/IP

7ApplicationApplication

6PresentationNotpresent

inthemodel

5Session

4TransportTransport

3NetworkInternet

2DatalinkHost-to-network

1Physical

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Slide73

1.4.2TCP/IP參考模型

■互聯(lián)網(wǎng)層(internetlayer)：允許主機(jī)將分組發(fā)送到任何

網(wǎng)絡(luò)上，并且讓這些分組獨立地到達(dá)目標(biāo)端(可能位于不

同的網(wǎng)絡(luò)上)，IP(InternetProtocol)協(xié)議。

?傳輸層：位于互聯(lián)網(wǎng)層之上，允許源和目標(biāo)主機(jī)的對等體

之間進(jìn)行對話。兩個協(xié)議：可靠的面向連接的TCP

(TransportControlProtocol)和不可靠的無連接的UDP

(UserDatagramProtocol)。

?應(yīng)用層：所有的高層協(xié)議。

?Virtualterminal:TELNET

?Filetransfer:FTP

?Email:SMTP

?Hostnametonetworkaddress:DNS

?BrowsetheWeb:HTTP

?主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層：沒有明確規(guī)定。

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Slide74

1.4.2TCP/IP參考模型

Layer(OSInames)

TELNETFTPSMTPDNSApplication

Protocols4TCPUDPTransport

IPNetwork

PacketPhysical+

NetworksARPANETSATNETradiodatalink

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Slide75

143OSI和TCP/IP的比較

?共同點

?兩者都是以協(xié)議棧的概念為基礎(chǔ)

?協(xié)議棧中的協(xié)議相互獨立

?各個層的功能大體相似

?傳輸層以上的各層都是傳輸服務(wù)的用戶，并且

是面向應(yīng)用的用戶。

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Slide76

?不同點：

■服務(wù)、接口、協(xié)議是OSI的核心概念，但TCP/IP模型并

沒有清晰的定義它們。

?OSI模型出現(xiàn)在協(xié)議發(fā)明之前，而TCP/IP模型是現(xiàn)有協(xié)

議，再有模型。

?OSI模型更便于理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是卻沒有實際的協(xié)議實

現(xiàn)。

?TCP/IP模型僅僅是對已有模型的描述，不適合任何其它的協(xié)議

棧，但是TCP/IP卻被廣泛的應(yīng)用，稱為實際的“事實標(biāo)準(zhǔn)”。

?OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層同時支持無連接和面向連接的通信，

但是在傳輸層只支持面向連接的通信；TCP/IP模型的網(wǎng)

絡(luò)層只支持無連接的通信，但是在傳輸層卻同時支持面

向連接的通信（TCP）和無連接的通信（UDP）。

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Slide77

OSIModelvsTCP/IPModel

TCP/IP(indetail

(4Layers)

ApplicationUserUserUserUserUser

ProcessProcessProcessProcessProcess

Application

Presentation

Host-To-Host

Session

TransportUDP

(TCP)

ICMP

Transport

Internetwork

Network(IP)

ARP

DatalinkRARP

Ethernet,FR,TR,FDD

Network*PPP,SLIP,etc

Physical

MediaXIDIANMMC

Slide78

Hey,Ivegotmail!

rmgonnasendan

Oh,itsmybro...

emailtomytwinbro

Forwardingpacket

nextdoor...Whydoesnthejust

tootherinterfacewalkoverhere?

E1...writingnew