第1章 计算机网络概述(第3版)

1、1第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述2计算机网络概述计算机网络概述国际标准化组织国际标准化组织计算机网络体系结构计算机网络体系结构计算机网络计算机网络组成组成计算机网络计算机网络功能功能31.1 计算机网络概述计算机网络概述本节主要内容本节主要内容1.1.1 计算机网络计算机网络的的产生与发展产生与发展 1.1.2 Internet简介简介 1.1.3 计算机局域网计算机局域网 1.1.4 计算机网络的定义计算机网络的定义4思考思考对于对于21世纪，你认为有世纪，你认为有那些重要特征？那些重要特征？5 21 21 世纪的一些重要特征就是世纪的一些重要特征就是数字化数字化、网网络化络化和

2、和信息化信息化，它是一个以网络为核心，它是一个以网络为核心的信息时代。的信息时代。 网络现已成为信息社会的命脉和发展知网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。识经济的重要基础。 网络是指网络是指“三网三网”，即电信网络、有线，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。电视网络和计算机网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。网络。 6第一章 计算机网络概述20世纪60年代初期的多用户、分时共享系统多个终端共享一条通信线路和一台主机最初的“计算机与通信线路的协同工作网”采用的是电路交换技术采用的是电路交换技术中心计算机终端终端终端6第一代网络第一代

3、网络-这种系统除中心计算机外，其余的终端设备都没有自主处理功能。1.1.1 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展71.1.1 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展 包交换包交换（packet switching）（分组交换分组交换）技术的出现 ARPANet作为当今Internet的鼻祖，是第一次使用了包交是第一次使用了包交换技术的计算机网络换技术的计算机网络 电子邮件处理系统也于1972年诞生 1972年，ARPAnet扩展到了15个节点，采用“网络控制网络控制协议协议(NCP)” 7第一章 计算机网络概述8概述概述 Internet起源于二十世纪六十年代后期。当时美国国防部

4、高级研究计划局ARPA(Advanced Research Projects Agency)出于战略考虑，研制了一个实验性的网络ARPANET，该网络1969年问世，当时仅有四个结点。 91.1.2 Internet简介简介 ARPANet是Internet的鼻祖：第一次使用包交换技术的计算机网络 20世纪70年代中期，很多组织机构建立了基于ARPAnet包交换技术的计算机网络：（1）ALOHAnet：一个采用无线电链路连接夏威夷岛内各大学的包交换网络包交换网络。（2）Telenet：美国BBN公司的包交换网络包交换网络。（3）Cyclades：法国包交换网络包交换网络。（4）SNA：IBM的

5、一个包交换网络包交换网络。 1988年9月，NSFnet投入运行，1990年，它全面取代ARPAnet，成为Internet的主干网20世纪80年代初，TCP/IP出现并取代了NCP，成为了Internet的通用标准协议 NSFnet让位于ANSnet（1992年）9第一章 计算机网络概述以上包交换网络有一个之间有一个突出问题：这些网以上包交换网络有一个之间有一个突出问题：这些网络之间不能互连互通。络之间不能互连互通。思考：为什么当时这些网络之间无法互连互通？思考：为什么当时这些网络之间无法互连互通？101.1.2 Internet简介简介u 20世纪90年代至今，在网络技术方面也取得了长足的

6、进展。如今，人们已离不开网络。如今，人们已离不开网络。10计算机网络基础（第三版） 第一章 计算机网络概述 Internet的迅猛发展始于上个世纪九十年代，欧洲粒子物理研究室开发的万维网WWW(World Wide Web)被广泛应用于Internet，大大方便了非网络专业人员对网络的使用，从而使Internet规模呈指数级数增长。至2001年底，接入Internet的主机数已超过14亿台，Web站点数超过3600万个。 11 整个整个Internet由由Internet服务器提供商（服务器提供商（ISP）和企业网络，以及广大）和企业网络，以及广大网民组成。网民组成。 大型网站，淘宝、搜狐、新

7、浪一般托管到大型网站，淘宝、搜狐、新浪一般托管到ISP的机房的机房 企业、政府、学校可以将自己的机房接入企业、政府、学校可以将自己的机房接入Internet。对网民提供服务。对网民提供服务。12 我国因特网的发展我国因特网的发展 1989年，世界银行贷款项目“中关村地区教育与科研示范网络(NCFC)”立项。NCFC的主要目标是在北京大学、清华大学和中科院3个单位间建设高速互联网络，以及建立一个超级计算中心。1994年4月20日，NCFC通过美国Sprint公司连入Internet的64K国际专线开通，实现了与Internet的全功能连接。这才正式标志着中国真正加入到因特网的行列之中。13目前，

8、我国已建立了四大互联网络，它们是中国公用计算机互联网CHINANET、中国教育和科研计算机网CERNET、中国科学技术网CSTNET、中国金桥信息网CHINAGBN。 141.1.3 计算机局域网计算机局域网进入20世纪80年代后，计算机局域网得到了迅速的发展和广泛的应用。随着PC性能的提高，价格的下降，其数据急剧增加，应用范围迅速扩展到社会的各个方面。这个时期最有影响力的是以太网（Ethernet）人们在自己的组织内部建设局域网，又将局域网连接到Internet。因此，局域网已经和Internet不可分割，局域网是Internet的组成部分。著名产品有美国Xerox公司的以太网（Ethern

9、et），CORVUS公司的Omni-NET，ZILOG公司的Z-NET，IBM公司的PC-NET，NETSTAR公司的PLAN和DATAPOINT公司的ARCNET等。14基于信息交换、资源共享的需求，一些部门开始建立连接本部门有限区域内PC的计算机网络，由于网络的覆盖范围有限，一般是一个办公室或一栋办公楼，因此将其称为局域网。第一章 计算机网络概述15 三个方面来理解：多机系统、互联系统、资源共享系统三个方面来理解：多机系统、互联系统、资源共享系统16在计算机网络形成的初期，尤其是小规模的局在计算机网络形成的初期，尤其是小规模的局域网络，可以这样描述：域网络，可以这样描述：17计计算机网络发

10、网络发展到今天，没没有哪哪一句话话能够够准确定义当义当今的计计算机网络网络。Internet非常复杂复杂，无论从论从其硬件构构成还还是其软软件构构成以及所提供的功能，从从一开开始直到今天，变变化从从未终终止。18*按计算机技术的标准，计算机网络分成硬件按计算机技术的标准，计算机网络分成硬件和软件两个组成部分。和软件两个组成部分。1、计算机网络的硬件和软件、计算机网络的硬件和软件 网络硬件：服务器网络硬件：服务器（如（如Web服务器，邮件服务器服务器，邮件服务器） 工作站工作站(客户机客户机) 连接设备连接设备（如网卡，路由器）（如网卡，路由器） 传输介质传输介质（如双绞线，光纤）（如双绞线，光

11、纤）=物理通道物理通道 网络软件：网络操作系统网络软件：网络操作系统 （ （如（如Windows 2003 Server,Linux，UNIX) 网络协议软件网络协议软件(如如TCP/IP) 应用软件应用软件（如（如IE，QQ)19从硬件的角度来理解从硬件的角度来理解客户机通常指一些适合家庭和办公环境使用的笔记本或台式机。服务器是指一些有别于普通用户使用的PC的特殊计算机，这些计算机在网络中用来提供各种网络服务。20 从软件角度来理解从软件角度来理解 客户机（Client）通常指一些安装了享受网络服务软件的计算机。问题：我的计算机上同时安装有电子邮件软件和IE浏览器，那么可不可以说我的计算机同

12、时是Web客户机和E-mail客户机呢？答案：确实可以。 服务器（Server）通常指一些安装了提供网络服务软件的计算机。问题：一台普通的PC可不可以安装像IIS这样的软件来提供网络服务呢？答案：当然可以，前提是只要你的PC能够为你的网络提供服务，而且服务的质量还能让你的老板和同事们满意。 在本书的叙述中，除非特别声明，否则服务器和客户机都是从软件的角度来理解的。 21l 网络中的计算机网络中的计算机l 网络接口卡网络接口卡l 中继器和集线器中继器和集线器l 网桥和交换机网桥和交换机l 路由器路由器l 传输介质连接器件传输介质连接器件22集线器集线器交换机交换机路由器路由器网卡网卡(网络接口卡

13、网络接口卡或网络适配器或网络适配器)双绞线双绞线水晶头水晶头2310Mbps10Mbps、 100Mbps100Mbps、10/100Mbps10/100Mbps、1000Mbps1000Mbps将计算机处理的数据转换为能够通过将计算机处理的数据转换为能够通过介质传输的信号介质传输的信号由网卡驱动程序和网卡硬件组成由网卡驱动程序和网卡硬件组成网络网络的的组组成成设备设备之一：之一：网网卡卡241.网卡（网络适配器）简单网络结构拓扑图交换机无线路由器路由器集线器网卡也称网络适配器整理计算机上发往网络上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。有线网卡无线网卡MAC地址：28-2

14、9-02-71-E8-1925内置网卡图片内置网卡图片26 * *按网络中各部分的功能，计算机网络分按网络中各部分的功能，计算机网络分成通信子网和资源子网两部分。成通信子网和资源子网两部分。2、通信子网和资源子网、通信子网和资源子网 （1）资源子网）资源子网 负责全网面向应用的数据处理工作，向用户提供数负责全网面向应用的数据处理工作，向用户提供数据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。入输出能力以及其他数据资源。 （2）通信子网）通信子网 主要任务是将各种计算机互连起来，完成数据之主要任务是将各种计算机互连起来，完

15、成数据之间的交换和通信处理。间的交换和通信处理。27 通信子网和资源子网通信子网和资源子网 28 资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。资源子网 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信子网通信子网和资源子网通信子网和资源子网 29l资源共享资源共享( (软件、硬件、数据）软件、硬件、数据）l数据通信数据通信l分布式处理分布式处理l负载均衡负载均衡l提高了系统可靠性和可用性提高了系统可靠性和可用性30计算机网络中的计算机之间或计算机与终

16、端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。数据交换和通信在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。 提高系统的可靠性对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷，同时又提高了计算机的可用性，这就是分布式处理和负载均衡的基本含义。分布式网络处理和负载均衡充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的主要目标之一。资源共享31本节主要内容本节主要内容 1.4.1 计算机网络的分类计算机网络的分类 1.4.2 计算机网络的拓扑结构

17、计算机网络的拓扑结构322.按连接距离和规模按连接距离和规模1.按传输技术分类按传输技术分类*按网络组件的关系按网络组件的关系区分不同类型的网络，区分不同类型的网络，不能仅根据距离及规不能仅根据距离及规模，还要看其采用的模，还要看其采用的通信方式和传输技术。通信方式和传输技术。331 局域网（LAN）局域网（Local Area Network，LAN），是指在一个较小的范围（例如一栋大楼、一所学校）内的计算机、终端和外部设备通过高速通信线路相连接形成的计算机网络交换机交换机交换机办公室内局域网一栋楼内局域网路由器1有限的地理范围通常具有较好的性能2易于建立、管理和维护3有线局域网VS无线局域

18、网共享式局域网VS交换式局域网局域网特点342城域网（MAN）城市区域网络简称城域网（Metropolitan Area Network，MAN），覆盖范围约为几千米到几十千米，是介于局域网和广域网之间的一种高速网络1用于局域网之间的连接实现大量用户间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传递2城域网特点路由器XX工业大学局域网路由器XX师范大学局域网路由器路由器XX科技大学局域网XX信息大学局域网353广域网（WAN）广域网（Wide Area Network，WAN），其网络覆盖范围巨大。广域网的覆盖范围从几十千米到几千千米不等。广域网可以覆盖若干个国家和地区，甚至横跨几个洲。路由器北京市网

19、络路由器上海市网络路由器广州市网络西安市网络路由器通信网络接入广域网需要申请36 局域网局域网 一般企业自己购买设备，将物理位置较近的办公一般企业自己购买设备，将物理位置较近的办公区的计算机使用网络设备连接起来，一般覆盖范围是几千区的计算机使用网络设备连接起来，一般覆盖范围是几千米以内。局域网使用的网络设备有集线器或交换机，带宽米以内。局域网使用的网络设备有集线器或交换机，带宽为为10M10M、100M100M、1000M1000M、1000M1000M等几个标准，而使用无线连等几个标准，而使用无线连接的局域网带宽标准为接的局域网带宽标准为54M54M等。等。 广域网广域网 一般企业租用网通或

20、电信的线路，通常跨接的范一般企业租用网通或电信的线路，通常跨接的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家。广围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家。广域网的带宽由企业所付的费用决定，比如我们上网的域网的带宽由企业所付的费用决定，比如我们上网的ADSLADSL就是租用网通或电信的服务，带宽有就是租用网通或电信的服务，带宽有1M1M、2M2M、4M4M等。等。 广域网和局域网的划分有时候也不是单纯从距离上划分的。广域网和局域网的划分有时候也不是单纯从距离上划分的。37分 解 室路由器路由器物资供销办公大楼台车工区木业公司运输公司铸造分厂机电 分厂综合保障钢架车间组装车间装 备 部

21、100M 100M 100M 100M TX100BASE-FX100Base-FX100Base-FX100-FX100Base100Base-FX100Base-FX局域网和广域网示例局域网和广域网示例Frame RelayWANInternet路由器路由器北车唐山车辆厂局域网北车唐山车辆厂局域网企业服务器企业服务器广域网广域网交换机交换机 100M 三层交换三层交换南车石家庄车辆厂南车石家庄车辆厂 局域网局域网交换机交换机广域网广域网38广域网中的主机和子网广域网中的主机和子网通信子网资源子网资源子网资源子网资源子网3940 结构：各工作节点（包括服务器与工作站）结构：各工作节点（包括服

22、务器与工作站）均连在一条总线上，传输介质通常采用同轴均连在一条总线上，传输介质通常采用同轴电缆。在需要分支的地方，电缆线上配有特电缆。在需要分支的地方，电缆线上配有特制的分支插口，与之相连的各工作站、服务制的分支插口，与之相连的各工作站、服务器节点内也有相应的分支插头。器节点内也有相应的分支插头。 411.1.总线拓扑总线拓扑1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构42总线形拓扑图总线形拓扑图总总 线线 型型 拓拓 扑扑1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构43 各节点地位平等，无中心节点控制。所有结各节点地位平等，无中心节点控制。所有结点都可以通过总线传输介质发送或

23、接收数据点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结点利用总线发，但一段时间内只允许一个结点利用总线发送数据送数据“共享共享” 。 总线上的信息通常以基带形式串行传输，并总线上的信息通常以基带形式串行传输，并从发送节点向两端扩散，当一个结点利用总从发送节点向两端扩散，当一个结点利用总线传输介质以线传输介质以“广播广播”方式发送信号时时，方式发送信号时时，其他结点都可以用其他结点都可以用“收听收听”到所发送的信号到所发送的信号，故又称广播式网络，故又称广播式网络 “共享共享”产生产生“冲突冲突”（collision），冲突造），冲突造成数据传输的失效，需要提供一种机制用于成数

24、据传输的失效，需要提供一种机制用于解决冲突问题。解决冲突问题。 442.2.环型拓扑环型拓扑1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构45环型拓扑图环型拓扑图环环 型型 拓拓 扑扑1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构46 各节点通过环路接口连在一各节点通过环路接口连在一条闭合的环型通信线路中条闭合的环型通信线路中 传输介质可采用电缆或光缆传输介质可采用电缆或光缆 数据以基带信号串行传输，数据以基带信号串行传输，但从发送节点出来后，在环但从发送节点出来后，在环中沿一个中沿一个固定方向固定方向绕环逐站绕环逐站传输传输 多个结点共享一条环通路的多个结点共享一条环通路的共享介

25、质结构，也要提供旨共享介质结构，也要提供旨在解决冲突问题介质访问控在解决冲突问题介质访问控制。制。 47 为增加环形拓扑可为增加环形拓扑可靠性，还引入了双靠性，还引入了双环拓扑。环拓扑。 在单环的基础上在在单环的基础上在各站点之间再连接各站点之间再连接一个备用环，从而一个备用环，从而当主环发生故障时当主环发生故障时，由备用环继续工，由备用环继续工作。作。 48 结构：网络由各节点以结构：网络由各节点以中央节点中央节点为中心相连接为中心相连接，各节点与中央节点以点对点方式连接。，各节点与中央节点以点对点方式连接。 传输介质可采用电缆或光缆传输介质可采用电缆或光缆493.3.星型拓扑星型拓扑 中央

26、中央 结点结点1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构50星型拓扑图星型拓扑图星星 形形 拓拓 扑扑1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构51 任何两节点之间的数据通信都要通任何两节点之间的数据通信都要通过中央节点，中央节点集中执行通过中央节点，中央节点集中执行通信控制策略，如完成节点间通信时信控制策略，如完成节点间通信时物理连接的建立、维护和拆除；物理连接的建立、维护和拆除； 中央节点通常为集线器或交换机中央节点通常为集线器或交换机52 一般，星形网络结构中的数据信息传播方式有一般，星形网络结构中的数据信息传播方式有两种：一种是中心节点以广播的方式工作，从两种：一种

27、是中心节点以广播的方式工作，从一个节点传送来的数据到达中心节点后，被重一个节点传送来的数据到达中心节点后，被重传到外出链路上。在这种情况下，尽管这种安传到外出链路上。在这种情况下，尽管这种安排在物理上是星形，在逻辑上却是总线形，采排在物理上是星形，在逻辑上却是总线形，采用的是广播的方式。（如中心节点采用集线器用的是广播的方式。（如中心节点采用集线器）；另一种方式是中心节点作为一个数据交换）；另一种方式是中心节点作为一个数据交换设备工作，一个到达中心节点的数据经过处理设备工作，一个到达中心节点的数据经过处理后，找到相应的节点，并被传送出去，采用的后，找到相应的节点，并被传送出去，采用的是点对点方

28、式。（如中心节点采用交换机）是点对点方式。（如中心节点采用交换机）5353星型拓扑星型拓扑的拓展结构的拓展结构1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构544.4.树型拓扑树型拓扑AB CDEFG根根结结点点1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构55 是星形拓扑结是星形拓扑结构的一种扩展构的一种扩展，又叫树型拓，又叫树型拓扑结构扑结构 ； 结构特点：一结构特点：一个星形拓扑的个星形拓扑的末端节点又是末端节点又是其他星形型拓其他星形型拓扑的中央节点扑的中央节点。HUB1HUB2HUB3HUB4HUB5PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC856树型拓扑图树型拓扑图

29、1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构57 树形网络结构与星型网络结构相比，降树形网络结构与星型网络结构相比，降低了通信线路的成本，但增加了网络的低了通信线路的成本，但增加了网络的复杂性。网络中除最低层节点及其连线复杂性。网络中除最低层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。在支路网络的正常工作。585.5.网状拓扑网状拓扑1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构59网状拓扑图网状拓扑图网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式。在全连接网状结构中，每一个结点和网中其他结点均有链路连接。在不完全连接网状

30、网中，两节点之间不一定有直接链路连接，它们之间的通信，依靠其他节点转接。广域网中一般用不完全连接网状结构。 网网 状状 型型 拓拓1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构60拓扑的选择拓扑的选择经济性经济性灵活性灵活性可靠性可靠性1.4.2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构6162本节主要内容本节主要内容1.5.1 1.5.1 协议和网络体系结构协议和网络体系结构1.5.2 1.5.2 ISO/OSIISO/OSI参考模型参考模型1.5.3 1.5.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型63你好Hello语言不通无法沟通协议不一致无法通信AB网络协议是指网络数据交换而

31、制定的规则、约定和标准AHelloHelloB语言一样方可沟通协议一致才能通信网络中的通信就需要网络协议646465 计算机网络协议：协议定义了计算机网络中两个或多个通计算机网络协议：协议定义了计算机网络中两个或多个通信实体之间交换信息的格式和顺序以及信息传输过程中所应产信实体之间交换信息的格式和顺序以及信息传输过程中所应产生的各项行为的规则约定。生的各项行为的规则约定。语法语法定义数据的格式或信号的形式；(控制信息的格式、数据编码等）=如何做？如何做？语义语义包含了对等进程协调配合和数据管理所需要的信息结构；=做什么？做什么？（控制信息的内容，需要做出的动作及响应）时序（同步）时序（同步）指

32、收、发速率匹配和接收排序（事件的先后顺序和速度匹配） A=A公司秘书再加上一个信封，注明给公司秘书再加上一个信封，注明给B B公司的秘书，并交下一层处理公司的秘书，并交下一层处理每往下经过一层，就包上一个新的信封每往下经过一层，就包上一个新的信封. 信件到信件到B B公司后，每层拆去一个信封后公司后，每层拆去一个信封后，然后交给它的上一层，然后交给它的上一层.B B公司公司高层。高层。87 在分层模型中，每一层的功能是为它的上层提供服务在分层模型中，每一层的功能是为它的上层提供服务的，该层就称为服务提供者的，该层就称为服务提供者(Service Provider)(Service Provid

33、er)。 而它的上层使用它所提供的服务，称之为服务用户而它的上层使用它所提供的服务，称之为服务用户（Service UserService User）。）。如“邮政系统信件发送、接收过程邮政系统信件发送、接收过程 ”中的“邮局服务业务” 相邻层之间要交换信息，要有一些接口，且对接口必相邻层之间要交换信息，要有一些接口，且对接口必须有一致的规则。须有一致的规则。 如如“邮政系统信件发送、接收过程邮政系统信件发送、接收过程 ”中的中的“邮箱邮箱（筒）（筒）”就是其中的一个接口。就是其中的一个接口。 3.接口和服务接口和服务88网络体系结构是网络层次结构模型和各层次协议的集合。服务N+1层N-1层接

34、口接口N+1层N层N-1层实体实体实体实体实体实体N层N+1层协议N层协议N-1层协议接口接口1.每一层为相邻的上一层所提供的功能称为服务2. N层使用N-1层所提供的服务，向N+1层提供功能更强大的服务3. N层向N+1层提供的服务通过N层和N+1层之间的接口来实现 3.接口和服务接口和服务89 服务和协议是完全不同的概念。 服务是各层向它的上层提供的一组操作，但不涉及如何完成操作。服务定义了两层之间的接口，只能通过接口实现上下两层的访问。(垂直的垂直的） 协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的一组规则。（水平的水平的） 实体利用协议来实现它们的服务定义。90网络体系结

35、构是网络层次结构模型和各层次协议的集合。接口N+1层N层N-1层N+1层N-1层接口接口实体实体实体实体实体实体N层N+1层协议N层协议N-1层协议接口接口1.相邻层之间交换信息的连接点2.同一节点内的各相邻层之间都应有明确的接口，高层通过接口向低层提出服务请求，底层通过接口向高层提供服务 3.接口和服务接口和服务9120世纪70年代各家公司使用的通信模型不一致导致无法实现互通使用SNA通信模型使用DNA通信模型使用FNA通信模型A公司C公司B公司使用统一的通信模型方可进行互相通信n 伴随着计算机网伴随着计算机网络的飞跃发展，络的飞跃发展，各大厂商各大厂商根据自根据自己的协议己的协议生产出生产

36、出了不同的硬件和了不同的硬件和软件软件引入引入92为了实现网络设备为了实现网络设备间的互相通讯，间的互相通讯，ISO和和IEEE相继相继提出了提出了OSI参考参考模型模型及及TCP/IP模型模型。A公司C公司B公司使用统一的通信模型方可进行互相通信93OSI 协议模型协议模型通信通信协议协议协议协议分层分层OSI7OSI7层层模型模型通信的双方需要通信的双方需要“讲讲”相同的语言相同的语言网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性1983年，年，ISO组织发布了组织发布了OSI参考模型参考模型v OSI(Open System Interconnection Re

37、ference Mode)开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型94 国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）在）在19831983年提出了年提出了开放开放系统互连参考模型系统互连参考模型（OSI/RMOSI/RM：Open System InterOpen System Interconnection /Reference Modeconnection /Reference Mode），该模型是设计），该模型是设计和描述网络通信的基本框架。生产厂商根据和描述网络通信的基本框架。生产厂商根据OSIOSI模模型的标准设计自己的产品。型的标准设计自己的产品。OSIOSI描述了网络硬件和描述

38、了网络硬件和软件如何以层的方式协同工作进行网络通信。软件如何以层的方式协同工作进行网络通信。 该模型是为了解决异种机互连而制定的开放式该模型是为了解决异种机互连而制定的开放式计算机网络层次结构模型。是一种抽象结构，而并计算机网络层次结构模型。是一种抽象结构，而并非具体实现的描述。非具体实现的描述。 95OSI模型有七层其分层原则： （1）根据不同功能抽象分层，每个层应该实现一个定义明确的功能。 （2）不能太少，不能太多。分层如果太少，使每层的功能太多，从而无实现将问题简化的目的，另外，无法将各层独立出来；如果层次太多，相反又会使问题变得复杂。 （3）每层功能的选择应有助于制定网络协议的国际标准

39、，各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。 （4）保留以前的好的相关分层方法。通信技术有一百多年的历史，已经成熟和完善。因此我们完全可以利用它来服务于网络。 （5）允许每层分子层。 （6）允许某层旁路。96971.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型Web服务电子邮件FTP路由器C路由器B路由器A主机A以太网ATM专线以太网981.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型A公司C公司B公司使用统一的通信模型方可进行互相通信991.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层O

40、SI参考模型军长师长旅长司令军长师长旅长司令部队A部队B100OSI参考模型各层功能1.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型定义了通信网络之间物理链路的电气或机械特性物理层负责将0、1的比特流与电压（高电平、低电平）或光等传输方式之间的互换，实现的是按位(bit)传输主机A主机B0101010101011011.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输数据链路层利用物理层的服务，在通信的实体间透明地传输以“帧”为单位的数据单元，并采用差错控制和流量控制方法建立可靠

41、的数据传输链路。OSI参考模型各层功能010101主机A主机B数据帧与比特流之间的转换负责节点之间的数据传输1021.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型传输以“分组”为单位的数据，完成目标寻址、路由转发的功能网络层由于网络是错综复杂的，要想传输到目的地，要解决的关键问题是选择路径，另外还要解决拥塞、服务质量等问题主机A主机B网路层负责选择一条路径将数据传送到目的端OSI参考模型各层功能OSI参参考模型中最复杂复杂的一层层1031.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型在两个节点之间通信链路已建立的基

42、础上，实现节点间端到端的传输传输层传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。主机A主机B传输层在网络层的基础上实现端到端的传输应用程序1应用程序1OSI参考模型各层功能1041.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型管理和协调不同主机上各种进程之间的通信会话层用户之间进行数据传输可以理解为用户之间进行对话，在传输层建立端到端连接的基础上，对话用户之间建立和释放会话连接，确保会话过程的连续性以及实现管理数据交换等功能。主机A主机B负责建立、管理和终止应用程序之间的会话OSI参考模型各层功能1051.物

43、理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型关心的是所传输的数据的表现方式，它的语法和语义表示层表示层提供一个可供应用层选择的服务的集合，使得应用层可以根据这些服务功能解释数据的含义，它如同应用程序和网络之间的翻译官主机B语音、图像等数据格式转换数据加解密过程网络标准格式主机AOSI参考模型各层功能1061.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层OSI参考模型直接向应用程序提供服务应用层负责管理和执行应用程序，提供各种网络服务。主机B主 机AOSI参考模型各层功能107108109110111计算机 1AP17564321计

44、算机2AP27564321应用程序数据我要发数据给AP2 ，数据流向：112计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用层首部H7应用程序数据113计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H7应用程序数据H6表示层首部114计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5会话层首部115计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4传输层首部116计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3网络层首部117计算机 1AP17564321计算

45、机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3H2数据链路层首部T2尾部118计算机 1AP17564321计算机2AP2756432110100110100101 比 特 流 110101110101物理传输媒体10100110100101 比 特 流 110101110101119计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3数据链路层首部H2T2尾部120计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3网络层首部121计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数

46、据H5H4传输层首部122计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5会话层首部123计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H7应用程序数据H6表示层首部124计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用层首部H7应用程序数据125计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用程序数据126计算机 1AP17564321计算机2AP27564321我收到了 AP1 发来的应用程序数据！127计算机 1AP17564321计算机2AP27564321128对等通信1 1物 理 层2 2数据链路层4 4传

47、输 层3 3网 络 层5 5会 话 层7 7应 用 层6 6表 示 层物 理 层数据链路层传 输 层网 络 层会 话 层应 用 层表 示 层129对等通信1301.网络接口层2.网络层3.传输层4.应用层TCP/IP协议栈与OSI参考模型不同，TCPIP模型更侧重于通信的实现方式发送端接收端131开放的协议标准独立于特定的网络硬件统一的网络分配地址标准化的高层协议可以免费使用，并独立于特定的计算机硬件与操作系统可以运行在局域网、广域网，更适合于互联网使得整个TCPIP设备在网络中都具有唯一的地址可以提供多种可靠的用户服务132 TCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部为ARPANET开发的

48、网络体系结构网络接口层网络接口层网络网络( (际际) )层层传输层传输层应用层应用层TCP/IP 4层模型层模型物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层OSI 7层模型层模型会话层会话层表示层表示层应用层应用层传输层传输层网络层网络层传输层传输层应用层应用层物理层物理层数据链路层数据链路层5层模型层模型133134 常见的协议： FTP文件传输协议 HTTP超文本传输协议 SMTP简单邮件传输协议 DNS域名系统 TFTP简单文件传输协议 TELNET远程终端访问协议 1351.网络接口层2.网际层3.传输层4.应用层客户端Web浏览器FTP客户端E-mail客户端Web服务器FTP服务器

49、E-mail服务器请求（Request）响应（Response）注：提供服务的程序叫服务端，接受服务的程序叫客户端。客户端可以随时发送请求给服务端。136 提供了两个主要协议： 传输控制协议（TCP）； 用户数据报协议（UDP）。1371.网络接口层2.网络层3.传输层4.应用层客户端Web浏览器FTP客户端E-mail客户端Web服务器FTP服务器E-mail服务器传输层实现的是端到端应用程序间的通信138 该层有5个重要协议： IP网际协议。 ICMP网际控制报文协议。 ARP地址解析协议。 RARP反向地址解析协议。 IGMPInternet组管理协议。1391.网络接口层2.网络层3.传输层4.应用层TCP/IP协议栈主机A主机B网络层负责选择一条路径将数据传送到目的端140TCP/IP标准并没有定义具体的该层协议，它负