计算机网络概述课件.pdf

1 揭开因特网神秘的面纱揭开因特网神秘的面纱 全方位展示网络的组成部分全方位展示网络的组成部分 计算机网络与因特网概述计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院万宇文江西师范大学计算机学院万宇文 江西师大万宇文1 课程索引课程索引 网络的引入网络的引入 网络的基本概念网络的基本概念 因特网及其基本组成因特网及其基本组成 网络体系结构和协议分层网络体系结构和协议分层 江西师大万宇文2 学习内容学习内容 网络的引入网络的引入 网络的基本概念网络的基本概念 因特网的基本组成因特网的基本组成 网络体系结构和协议分层网络体系结构和协议分层 江西师大万宇文3 网络无所不在网络无所不在 有线电话有线电话 网络网络 无线计算机无线计算机 网络网络 有线电视有线电视 网络网络 移动电话移动电话 网络网络 有线计算有线计算 机网络机网络 江西师大万宇文4 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 2 信息网络的融合信息网络的融合 江西师大万宇文5 学习内容学习内容 网络的引入网络的引入 网络的基本概念网络的基本概念 因特网的基本组成因特网的基本组成 网络体系结构和协议分层网络体系结构和协议分层 江西师大万宇文6 网络的基本概念网络的基本概念 网络协议网络协议 网络交换技术网络交换技术 网络的拓扑结构网络的拓扑结构 网络带宽和延迟网络带宽和延迟 江西师大万宇文7 网络协议网络协议 网络协议规定了通信双方具体的通信规则网络协议规定了通信双方具体的通信规则， 包括消息的传递包括消息的传递细节。细节。 协议的协议的三要素：三要素：语法、语义、同步语法、语义、同步 你好你好 你好你好 人类人类通信的通信的类比：类比： 见见面面说说”你好你好”; 语法语法：中：中文文 语义语义：问候语：问候语 同步同步：当：当有有人向人向 你问好时你问好时，你也你也 要向他问好要向他问好 江西师大万宇文8 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 3 网络交换技术网络交换技术 交换交换-按照某种按照某种方方式式动动态地态地分分配配传传输输线线路路 的的资源资源，从输从输入入链路连链路连通通输出链路输出链路 网络交换技术网络交换技术 ?电电路路交换技术交换技术 ?分组交换技术分组交换技术 ?报报文交换技术文交换技术 江西师大万宇文9 电电路路交换技术电话系交换技术电话系统统 交换机交换机 交换机交换机 交换机交换机 交换机 交换机交换机用户线用户线 用户线用户线 中继线中继线 中继线中继线 b d c a 两个两个电话电话直连直连 电话电话多多了了 要保证两要保证两 两互连两互连， 所所需需电电缆缆 过多过多，程，程 控控交换机交换机 出现。出现。 长途长途电话的通信电话的通信 本本地地电话的通信电话的通信 江西师大万宇文10 电电路路交换的本交换的本质质 资源独占资源独占(你你在在打打电话电话时时，别人别人不不能打进来能打进来 会占会占线线) 提供提供面面向连接向连接的的服务服务（拨号拿起（拨号拿起话话筒建立筒建立 连接连接，语音数据语音数据通信，通信，挂挂电话电话释放连接）释放连接） 通信通信相对可靠相对可靠 讨论：资源独占究讨论：资源独占究竟竟好好还是还是不不好好？ ?质质量量好好，成本，成本高高，不通信，不通信时时有有浪费浪费 江西师大万宇文11 计算机计算机数据数据是否适是否适合电合电路路交换交换？ 计算机计算机数据数据传传输输的特的特点点： ?突发性突发性：不不是是时时刻刻占占有信有信道道，cpu处理处理信息信息之之 后再发送后再发送，再等待再等待cpu处理处理，再发送再发送 ?复杂性复杂性：可能多个：可能多个用户用户和和一一个个用户用户通信，信通信，信道道 不不适适合合独占独占，适适合合共享共享 计算机计算机数据数据传传输输不不适适合电合电路路交换网络，交换网络，否否 则通信则通信效率很低效率很低 计算机计算机数据数据传传输输使用使用分组交换网络分组交换网络 江西师大万宇文12 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 4 分组交换网络分组交换网络 核心思想核心思想：分组，分组，存储转发存储转发，资源资源共享共享 分组分组：将将需要需要传传输输的的较较大的文大的文件件分成分成多个多个 小小的的报报文文 存储转发存储转发：分组交换机分组交换机（路路由器由器）收到收到分分 组，组，先存储到缓存先存储到缓存中中，然后排队等待处理然后排队等待处理， 最后选择最后选择输出链路输出链路转发转发 资源资源共享共享：由于存储转发使得由于存储转发使得多个多个用户用户可可 以共享一段以共享一段链路链路 ?一般一般的的链路链路都是串行都是串行传传输输的，的，一一个时个时刻只刻只能能一一 个个用户用户占占有有链路链路，因，因此此资源资源共享是宏观共享是宏观的的 江西师大万宇文13 分组交换示分组交换示例例 1101000110101010110101011100010011010010 报文报文 数据数据首部首部 分组分组1 数据数据首部首部 分组分组2 数据数据首部首部 分组分组3 将发送将发送的的数据数据分成分成 若干小若干小的的数据数据段段 每每个数据个数据段增加首段增加首 部，构成分组部，构成分组 路路由器收到由器收到分组分组 后后,先存储再转发先存储再转发 链路资源链路资源共享共享， 若此若此时时a发送发送的的 分组分组已发送完已发送完， 链路可供链路可供其其它它 任何站点发送任何站点发送 江西师大万宇文14 分组交换网络的分组交换网络的进进一一步讨论步讨论 为什么为什么大的大的数据数据不不便于便于传传输输？是？是不不是是分组分组 分的分的越小越越小越好好 ?数据数据量越量越大，传大，传输中出输中出错错的概的概率越率越大，大，出出错若错若 需要需要重重传，则传，则重重传大的传大的数据数据分组分组代价高代价高 ?分组分组过过小添加小添加的的额外首额外首部信息部信息多多使得效率使得效率不不高高 分组分分组分多多大大最最好好？ ?原原则则：在在保证保证低低出出错错的的前前提提下尽下尽可能可能大大。 分组的分组的首首部有部有什么什么作作用？用？ ?使使接接收收方方能能够够有有效效的的将将分组分组还还原原 ?包包含含地地址址等等控控制制信息，信息，控控制制分组的传分组的传输输 江西师大万宇文15 分组交换网络的分组交换网络的路路由由模模式式1 根根据据分组交换网络的分组交换网络的路路由选择由选择模模式式，可可以将以将 分组交换网分成分组交换网分成数据报数据报网络网络和和虚虚电电路路网络网络 主主机机a发送发送分组分组给给 主主机机b，根根据据目标目标 决决定定下下一一条条路路 路路由器收到由器收到分组，分组， 根根据据分组的分组的目标目标地地 址址选择选择当当前前时时刻最刻最 优优的的下下一一条条路路 同同一一个个文文件件的不的不 同同分组分组可能可能沿沿不不 同同的的路路传传输输 数据包网络示例数据包网络示例 a b 江西师大万宇文16 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 5 分组交换网络的分组交换网络的路路由由模模式式2 主主机机发送发送分组，分组， 首先首先和和接接收收方方 建立建立一一条虚拟条虚拟 的电的电路路 路路由器收到由器收到分组，分组， 根根据据分组分组标签确标签确定定 选择选择哪条虚哪条虚电电路路 一一个个文文件件的不的不同同分分 组组沿着沿着同同一一条条的的虚虚 拟拟电电路路传传输输 注意注意：虚虚电电路路仍仍然是然是分组交换分组交换，在，在链路资源链路资源空闲空闲时可时可 以以给给任何任何其其它用户使用它用户使用 虚电路网络示例虚电路网络示例 b a 江西师大万宇文17 数据报数据报网络和网络和虚虚电电路路网络网络比比较较 数据报数据报网络网络： ?可靠可靠性性不不强强，可能可能形形成成环环路路，但但是是速度快速度快，路路 由器由器的的工作工作相对相对小小,不容不容易实易实现现qos(服务质服务质量量 保证保证) 虚虚电电路路网络网络： ?可靠可靠性较性较好好，路路由器由器需要需要为每为每个个虚虚电电路路维护状维护状 态态，代价较高代价较高，建立建立虚虚电电路需要时路需要时间间，容，容易实易实 现现qos(服务质服务质量量保证保证) 因特网因特网主主要要使用使用数据报数据报网络网络 atm和和帧帧中中继继网络网络属属于于虚虚电电路路网络网络 江西师大万宇文18 电电路路交换交换、报、报文交换文交换、分组交换分组交换 报报文交换文交换：不分组，不分组，存储转发存储转发，资源资源共享共享 报报 文文 报报 文文 报报 文文 a b c d a b c da b c d 报文交换报文交换电路交换电路交换分组交换分组交换 t 连接建立连接建立 数据传送数据传送 报文报文 连接释放连接释放 江西师大万宇文19 面面向连接向连接的的服务服务和无和无连接连接的的服务服务 面面向连接向连接的的服务：服务： ?发送发送数据数据必须经必须经过三个过三个阶阶段段：建立连接建立连接数据数据 通信通信释放连接释放连接 ?往往往往提供提供可靠可靠的的数据数据传传输输 ?例例如如：打：打电话，电话，tcp协议，协议，虚虚电电路路网络网络等等 无无连接连接的的服务：服务： ?发送发送数据数据无无需建立连接需建立连接，直接直接通信通信 ?不不可靠可靠，但速度快但速度快，又称又称为为尽尽最最大大努力努力服务服务 ?例例如如：数据报：数据报网络网络、老老师在课师在课堂上讲堂上讲课，课，udp 协议，协议，ip协议协议 江西师大万宇文20 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 6 关关于于分组交换的分组交换的思思考考 判断下列判断下列说法说法是否是否正确正确： ?电电路路交换交换提供提供面面向连接向连接的的服务服务，分组交换网，分组交换网提提 供供无无连接连接的的服务服务 ?分组交换网络分组交换网络比比电电路路交换网络交换网络效率高效率高 ?分组交换网络分组交换网络划划分分组分分组应应当当尽尽可能可能小小 ?电电路路交换网络交换网络可靠可靠性性好好，分组交换网络，分组交换网络可靠可靠性性 较较差差 ?报报文交换文交换资源独占、可靠资源独占、可靠性性好好 ?数据报数据报网络网络单单个路个路由器由器能能了了解解分组的分组的整整个个传传输输 过过程程 江西师大万宇文21 带宽带宽、吞吐吞吐量量、传传播速度播速度 带宽带宽：网络网络可可通通过过的的最高最高数据数据传传输输速速率率 ?单单位位:bit/s(每每秒钟秒钟可可以以通通过过的的比比特特数数) ?计算机计算机存储存储单单位位： 1m=1024k=220btye=8*220bit ?网络带宽网络带宽单单位位：1mb/s=103kb/s=106b/s ?为什么为什么2m的带宽的带宽下载速度约下载速度约256kb/s 吞吐吞吐量量：网络网络实际实际通通过过的的数据数据传传输输速速率率 传传播速度播速度：信信号号(即即电电磁波磁波)在传在传输输介介质质上上的的 传传播速播速率率，单单位位m/s(米米/秒秒)或千米或千米/小小时时 江西师大万宇文22 带宽带宽、传传播速度播速度讨论讨论 汽车汽车进进入入高高速公速公路需要路需要通通过过收费站收费站，收费收费 站站5秒秒完完成成1辆车辆车的的收费收费，汽车汽车进进入入高高速公速公 路路上上行使行使速度速度为为60km/h 讨论：讨论： ?分分析场景析场景中链路、中链路、带宽和传带宽和传播速度播速度分分别别指指什么？什么？ ?链路链路是高是高速公速公路路，带宽，带宽是收费站是收费站的的收费收费速度速度， 传传播速度播速度是是汽车汽车的的行行驶驶速度速度 江西师大万宇文23 宽带宽带链路链路和和窄窄带带链路链路 ab ab 宽带宽带链路链路 窄窄带带链路链路 宽带线宽带线路路上上带宽带宽高高，传，传播快播快 窄窄带线带线路路上上带宽带宽低低，传，传播播慢慢 误区误区：认认 为为宽带宽带链链 路路的带宽的带宽 高于高于窄窄带带 链路链路 宽带宽带链路链路采采用用 了了复用复用技术，技术， 窄窄带带链路链路是串是串 行行传传输输 宽带宽带链路链路是是并并行行传传输输宽带宽带链路链路是是并并行行传传输输 100101110100100111010001011010 窄窄带带链路链路串行串行传传输输窄窄带带链路链路串行串行传传输输 江西师大万宇文24 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 7 分组交换网络的延迟分组交换网络的延迟 讨论：讨论：因因为为哪哪些些网络的网络的原原因因导致导致上上网网很很慢慢？ 传传输输延迟延迟： 数据从数据从结结点发送到点发送到 链路链路上上的的时时间间 传传播播延迟延迟： 数据从链路数据从链路的的一一端端发送到发送到 另另一一端端传传播播的的时时间间 结结点处理点处理延迟延迟： 路路由器由器接接收收结结点点，排队等待处理排队等待处理，查查 找找转发转发表表决决定定输出链路输出链路所所花花费费的的时时间间 接接收收延迟延迟：一一 般般作作为为结结点处点处 理理延迟延迟考考虑虑 江西师大万宇文25 分组交换网络延迟的分组交换网络延迟的进进一一步讨论步讨论 传传输输延迟延迟： ?分组分组从从结结点发送到点发送到链路链路上上花花费费的的时时间间 ?由由带宽，带宽，数据数据大大小小，链路链路特特性性，网络特，网络特性性决决定定 传传播播延迟延迟： ?分组分组从链路从链路的的一一端端传传播播到到另另一一端花端花费费的的时时间间 ?由由传传播介播介质质，链路长链路长度决度决定定 结结点处理点处理延迟延迟： ?分组在分组在路路由器排队等待由器排队等待，路路由器由器查找查找转发转发表花表花费费 的的时时间间 ?由由网络网络拥塞拥塞程程度度、转发转发表表规规模模、路、路由器性由器性能能决决定定 江西师大万宇文26 往往返返时时延延rtt 往往返返时时延延 rtt (round- trip time) 表表示示从从 发送发送端端发送发送数据数据开开始始，到发送到发送端端收到收到来来自自 接接收收端端的的确确认认（接（接收收端端收到收到数据数据后后立立即即发发 送送确确认认），总总共共经经历历的的时时延延 rtt反映反映了分组的了分组的总总的延迟的延迟 使用使用ping或或traceroute(tracert)命令测试命令测试 网络延迟网络延迟(详详细过细过程程见见附附件件) 江西师大万宇文27 实实验验 使用使用ping和和tracert测试测试网络网络 实实验验目目的的： ?使用使用 ping 命令验命令验证证简简单单 tcp/ip 网络的网络的连连通通性性。 ?使用使用 tracert/traceroute 命令验命令验证证 tcp/ip 的的 连连通通性性。 ?判断判断网络的网络的往往返返时时延延rtt。 请参请参考考附附件件中中的的实实验验指指导导。 江西师大万宇文28 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 8 网络分网络分类类按按拓扑结构拓扑结构划划分分 星型星型、环环型型、总总线线型型、树型树型，网，网状状型型，无，无 线线蜂窝型蜂窝型 江西师大万宇文29 网络分网络分类类按按网络范网络范围围划划分分 局域局域网网、城域城域网网、广域广域网网、internet 城域城域网网城域城域网网 接接入网入网接接入网入网接接入网入网接接入网入网接接入网入网接接入网入网 广域广域网网 局域局域网网局域局域网网校园校园网网企业企业网网 江西师大万宇文30 学习内容学习内容 网络的引入网络的引入 网络的基本概念网络的基本概念 因特网及其基本组成因特网及其基本组成 网络体系结构和协议分层网络体系结构和协议分层 江西师大万宇文31 因特网概述因特网概述 因特网因特网是是网络的网络网络的网络，将将全全球异球异构的网络构的网络 互互联联起来起来形形成的网络成的网络 江西师大万宇文32 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 9 因特网的因特网的硬硬件件组成组成 终端终端系系统统 ?主主机机、服务、服务器器、 pda， ?运运行行网络程网络程序序 通信通信介介质质 ?双双绞绞线线、同、同轴轴电电缆、缆、 光纤光纤 ?无线电无线电波波、卫星卫星 中中间间设备设备 ?路路由器由器、交换机交换机等等 internet主主干干 isp1isp2 家庭家庭接接入入 internet 公公司司接接入入 internet 家庭家庭接接入入 internet 江西师大万宇文33 因特网的因特网的软软件件组成组成 各各种种网络网络应应用用程程序序 ?im(如如qq),浏览浏览器器,网网上上视视频软频软件件,网络网络游戏游戏,电电子子 邮邮件件客客户户端端等等等等 tcp/ip协议协议族族 ?http,ftp,smtp,dns,tcp,udp,ipv4,icmp, rip,ospf,igmp,ipv6等等等等 江西师大万宇文34 因特网的因特网的标标准化准化工作工作 ietf (internet engineering task force 因特网因特网工工程部程部):制制定因特网定因特网标标准准的组的组织织 rfc(request for comments请求请求注注释释):因因 特网的协议特网的协议标标准准文文档档 ?(网络大网络大典典网网站站) 包包含含许许多中多中文文rfc文文档档 ?附附件件中中包包含含rfc关关于于tcp协议的协议的详详细细文文档档 江西师大万宇文35 因特网因特网接接入与入与isp internet主主干干 isp1isp2 isp：internet 服服 务供务供应应商商，为为接接 入入internet提供提供基基 本的本的服务服务 家庭家庭接接入入 internet 公公司司接接入入 internet 家庭家庭接接入入 internet poppop 入网入网点点 pop adsl lan或或专专线线 专专线线 江西师大万宇文36 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 10 因特网因特网接接入技术入技术1 拨号接拨号接入入： ?早期早期使用使用modem和和常常规的规的语音语音级级电话线电话线路路 ?早期早期使用最为使用最为广泛广泛，最最大带宽大带宽56kb/s isdn(一一线通线通): integrated services digital network: 128kb/s对路对路由器由器的全的全数数 字化字化连接连接，利利用用电话线电话线路路传传输数输数字字信信号号 lan接接入入：局域局域网通网通过过宽带宽带或或专专线线连连入因入因 特网特网 江西师大万宇文37 因特网因特网接接入技术入技术2- 租租用用线线 租租用用线线(专专线线)：价价格贵格贵，质质量量好好，带宽，带宽高高 江西师大万宇文38 因特网因特网接接入技术入技术2- 宽带宽带dsl dsl(用户用户订阅订阅线线路路): digital subscriber line： 江西师大万宇文39 dsl原原理理 使用高使用高传传输输频频率率，最高最高达达1mhz 在在普普通通铜铜缆提供缆提供高高带宽的带宽的服务服务 江西师大万宇文40 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 11 因特网因特网接接入技术入技术3- 有线电视宽带有线电视宽带 光纤光纤同同轴轴混混合网合网 江西师大万宇文41 因特网因特网接接入技术入技术4- 无线网络无线网络 江西师大万宇文42 因特网因特网简简史史 1964: baran 在在军军用用网络网络中中实实现现分组交换分组交换 1967: darpa构构思思了了arpanet 1969: 首首个个arpanet 结结点点运运行行 1973: metcalfe在其在其博士博士论论文文中建中建议了议了 ethernet 1983: 开开始始使用使用 tcp/ip 1990s: 因特网开因特网开始商业化始商业化,出现出现www 江西师大万宇文43 网络有线传网络有线传输输介介质质 双双绞绞线线 同同轴轴电电缆缆 光纤光纤 江西师大万宇文44 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 12 双双绞绞线线(twisted pair) 屏蔽屏蔽双双绞绞线线(stp):抗抗 干干扰扰性性好好，但但不不易易安安 装布装布线线 非屏蔽非屏蔽双双绞绞线线(utp): 抗抗干干扰扰性较性较差差，但但容容 易易安装布安装布线，线，目前目前使使 用最用最广泛广泛 江西师大万宇文45 双双绞绞线线根根据据性性能能的分的分类类 根根据据电电气气性性能能分分为为：3类类，5类类，超超5类类，6 类类，7类类 3类类用于用于10mb/s以以太太网，网，5类类用于用于100mb/s 以以太太网，网，超超5类类用于用于千千兆兆网网 6类类，7类类的的标标准准已已制制定定 目前目前的的布布线线建建议议采采用用超超5类类线线以以上上 utp使用使用rj- 45水晶头水晶头作作为为连接连接器器 江西师大万宇文46 utp的的接接线线标标准准 江西师大万宇文47 t568b接接线方线方式式 对对主主机机而言而言: 1,2引引脚脚发发数据数据 3,6引引脚脚收收数据数据 1,3高高电电平平 2,6低低电电平平 t568b接接线线原原则则： 1 2 3 6 橙绿蓝棕橙绿蓝棕 半半全全半半全全 江西师大万宇文48 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 13 直直通线和交通线和交叉叉线线 直直通线通线： 两两端端都使用都使用t568b连连 线，线，一般用于一般用于不不同同设设 备备之之间间。 交交叉叉线线： 一一端端使用使用t568b，一一端端 使用使用t568a，一般用于一般用于 相同相同或或相相近近设备设备之之间间。 交交叉叉线线 直直通线通线 江西师大万宇文49 交交叉叉线的线的演演示示 1,2引引脚脚发发数据数据1,2引引脚脚发发数据数据 3,6引引脚脚收收数据数据 3,6引引脚脚收收数据数据 江西师大万宇文50 utp制作制作失败失败的的例例子子 反反接接开开路路 短短路路 江西师大万宇文51 utp的的性性能讨论能讨论 衰减衰减 ?由由距离距离决决定，定，理理论论上上不不能能超超过过100m 串串绕绕 ?线线对对之之间间的的干干扰扰，在，在水晶头水晶头上上尤尤为突为突出（出（因因为为 没没有有绞绞和和) 回回波波损耗损耗(反反射射) ?当当信信号号遇遇到到不不连连续续的的阻抗阻抗会会朝朝相相反反方方向向反反射射， 产生产生干干扰扰 ?线线歪曲歪曲过过度度容容易易产生产生较较强强的的回回波波损耗损耗(反反射射干干扰扰) 江西师大万宇文52 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 14 水晶头水晶头制作制作的的优优劣劣 下下面面哪哪个个水晶头做水晶头做的的好好，为什么？为什么？ 江西师大万宇文53 使用使用双双绞绞线线安装安装的的链路链路 hub 或或 交换机交换机 跳跳线线 配配线线架架 水平水平电电缆缆 插座插座 跳跳线线 站点站点 配配线线间间工作工作区区 cp * cp*固固定定连接连接点点（可（可选选的的） 江西师大万宇文54 同同轴轴电电缆缆(coaxial cable) 50 同同轴轴，多多用于用于早期早期以以太太网网 75 同同轴轴，用于用于有线电视有线电视 屏蔽屏蔽较较好好，不容，不容易易安装安装，目前目前在计算机网在计算机网 络络中中使用使用不不多多 屏蔽屏蔽网网 铜芯铜芯导导体体塑料塑料外外套套 绝缘绝缘体体 江西师大万宇文55 光纤光纤(fiber)的的工作原工作原理理 通通过过光光的全的全反反射射传传输输信信号号 抗抗干干扰扰性性强强，衰减衰减小小，传，传输输距离距离长长 分成分成多多模模光纤光纤和和单模单模光纤光纤 随随着着价价格格的不的不断下断下降降应应用用日益普日益普及及 高折射率高折射率 ( (纤芯纤芯) ) 低折射率低折射率 ( (包层包层) ) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射 江西师大万宇文56 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 15 多多模模光纤光纤和和单模单模光纤光纤 输输入入脉冲脉冲 输出输出脉冲脉冲 单模单模光纤光纤 输输入入脉冲脉冲 输出输出脉冲脉冲 多多模模光纤光纤 单模单模光纤光纤 核心核心直直径径小小，光光以一以一种种模模式式无无散射散射传传 输输,高高带宽，带宽，使用使用激激光光光光源源，长长距离距离传传 输（可输（可达达50公公里里）,在在1310nm和和 1550nm波波长长下下测测量量。 多多模模光纤光纤 核心核心直直径径大，大，光光以以多路多路径径或或多多模模式式 传传输输,低低带宽带宽,通通常常使用使用led光光源源，短短 距离距离链路链路，通，通常常在在一一个建个建筑物筑物内内 （小于小于100米米,在在850nm或或1300nm波波 长长下下测测量量。 江西师大万宇文57 实实验验双双绞绞线的线的制作制作 实实验验目目的的 ?认认识识和和熟练熟练应应用用网线网线制作制作的的专专用用工工具具； ?了了解解网络网络硬硬件件的组成及的组成及各各部分部分之之间间的的关关系系； ?掌握掌握双双绞绞线线中直中直通线通线、交交叉叉线的线的制作制作方方法法； ?学学会会检检测测制作制作的双的双绞绞线线是否是否连连通通； ?应应用用制作制作的双的双绞绞线线检检测测网络网络是否是否可可以以进进行行通信通信； 江西师大万宇文58 学习内容学习内容 网络的引入网络的引入 网络的基本概念网络的基本概念 因特网及其基本组成因特网及其基本组成 网络体系结构和协议分层网络体系结构和协议分层 江西师大万宇文59 讨论：讨论：计算机网络计算机网络要要解决解决的的问问题题 可能可能的的讨论：讨论： ?信信号号如如何何编码编码和传和传输输 ?数据数据传传输输的的可靠可靠性性如如何何保证保证(正确正确按按序序传传输输) ?网络网络如如何何编编址址 ?中中间间设备设备(路路由器由器、交换机交换机)如如何何决决定分组的定分组的转转 发发路路径径 ?网络传网络传输输的的数据数据如如何何应应用用 ?如如何何提提高高网络带宽网络带宽 结结论：论：网络网络太太复杂复杂，如如何何能能更更方方便便地地学习学习 和和研研究究 江西师大万宇文60 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 16 网络体系结构和协议分层网络体系结构和协议分层 网络分层的网络分层的原原因因 协议分层的协议分层的标标准准 分层分层后后数据数据的传的传输过输过程程 江西师大万宇文61 分层分层类比类比航航空空飞飞行行的的过过程程 ticket (purchase) baggage (check) gates (load) runway (takeoff) airplane routing 离离开机开机场场到到达达机机场场 中中间空间空中中交通交通控控制制中中心心 airplane routing ticket (complain) baggage (claim gates (unload) runway (land) airplane routing 票票务务 行行李李 登登机机 起起飞飞/着着陆陆 按路按路线线飞飞行行 airplane routing 1.复杂复杂问问题题按照按照模模块块分层分层思想思想可可以便于以便于学习和学习和研研究究； 2.每每个个层层次次提供提供一一种服务种服务； 3.本层本层次依赖次依赖于于下下一一层层次次提供提供的的服务服务； 4.层与层层与层之之间必须间必须提供接提供接口口。 江西师大万宇文62 网络网络为什么为什么要要分层分层 简简单单，容，容易易学习，学习，便于便于讨论讨论 模模块块化化的的设设计计使得使得学习和学习和讨论讨论更更容容易易 ?分层的分层的参参考模考模型型(reference model) 可可用于用于讨论讨论 模模块块化化分层分层设设计计可可以以简化简化系系统统的的维护维护和和升升级级 ?某个某个层层次次的的服务服务实实现对现对系系统统的其的其它它层层次次是是透明透明的的 ?某个某个层层次次的的改变改变只只需要需要改变改变对相对相邻邻层层次次的的接接口口 江西师大万宇文63 网络体系结构网络体系结构 应应用用层层 传传输输层层 网络层网络层 表表示层示层 会会话层话层 数据链路数据链路层层 物物理理层层 7 6 5 4 3 2 1 osi 的体系结构的体系结构 应应用用层层 网络网络接接口口层层 网网际际层层ip (各各种种应应用用层协议层协议如如 telnet, ftp, smtp 等等) 传传输输层层(tcp或或udp) tcp/ip 的体系结构的体系结构 无无连接连接分组交分组交付付服务服务 传传输服务输服务 (可靠可靠或或不不可靠可靠) 各各种种 应应用用服务服务 tcp/ip的的三个服务三个服务层层次次 官官方方标标准准因特网因特网标标准准 也可也可以以分成分成数据数据 链路链路层和层和物物理理层层 江西师大万宇文64 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 17 osi开开放式放式系系统互统互联联模模型型 江西师大万宇文65 tcp/ip协议体系协议体系每每层层作作用用1 pdu(协议协议数据数据单单元元)是每是每层传层传输输实实体的体的描描述述 应应用用层层: 负责负责各各种种网络网络应应用用（pdu称称为为消息消息 message） ?ftp, smtp, http,dns 传传输输层层: 负责负责端端到到端端（主主机机到到主主机机）之之间间数数 据据的传的传输控输控制制（pdu称称为为报报文文段段segment） ?tcp, udp 江西师大万宇文66 tcp/ip协议体系协议体系每每层层作作用用2 网络层网络层: 主主要要负责负责选选路路和不和不同同网网段之段之间间数据数据 的的转发转发（pdu称称为为ip分组分组packet） ?ip, 路路由选择由选择协议协议 数据链路数据链路层层: 数据数据在在一段一段链路链路上上的的相相邻邻结结点点 间间的传的传输（输（pdu称称为为帧帧frame） ?ethernet,ppp 物物理理层层: 负责负责信信号号物物理理通信的规则通信的规则（pdu称称 为为比比特特流流） 江西师大万宇文67 从从网络分层网络分层角角度度看看发送发送数据数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机计算机1 ap2 ap1 计算机计算机2 应应 用用 程程 序序 数 据数 据 加加入入应应用用层层首首部，部，变变成成消息消息 h5 10100110100101 比比 特特 流流 110101110101 注意注意观观察察加加入入首首部部（尾尾部部）的层的层次次 应应 用用 程程 序序 数 据数 据 h5应应 用用 程程 序序 数 据数 据 h4h5应应 用用 程程 序序 数 据数 据 h3h4h5应应 用用 程程 序序 数 据数 据 h4 加加入传入传输输层层首首部，部， 变变成成报报文文段段 h3 加加入网络层入网络层首首部，部， 变变成成分组分组 h2 加加入入数据链路数据链路层层 首首部和部和尾尾部，部， 变变成成帧帧 t2 物物理理传传输输媒媒体体 通通过过层层层层封封装装发送发送数据数据 江西师大万宇文68 计算机网络与因特网概述 江西师范大学计算机学院 18 从从网络分层网络分层角角度度看看接接收收数据数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机计算机1 ap2 ap1 计算机计算机2 应应 用用 程程 序序 数 据数 据 去掉去掉应应用用层层首首部部 10100110100101 比比 特特 流流 110101110101 注意注意观观察剥去察剥去首首部部（尾尾部部）的层的层次次 h5应应 用用 程程 序序 数 据数 据 h5应应 用用 程程 序序 数 据数 据h4 去掉去掉传传输输层层首首部部 h4h5应应 用用 程程 序序 数 据数 据h3 去掉去掉网络层网络层首首部部 去掉去掉链路链路层层