1计算机网络概述

1、第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1 1页页返回1.1 1.1 引言引言1.2 1.2 计算机计算机网络的分类网络的分类1.3 i1.3 internetnternet概述概述1.4 1.4 标准化组织标准化组织1.51.5 计算机网络体系结构计算机网络体系结构第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2 2页页返回1.1 引言引言网络的普及人类社会已经进入信息化时代，计算机网络作为信息社会的基础设施，已成为整个社会结构的一个基本组成部分。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计

2、算机网络第第3 3页页返回1 计算机网络的定义 计算机网络是指把地理位置不同且具有独立功能的若干台计计算机算机，通过通信线路和设备相互连接连接起来，存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，按照网络通信协议实现信息传输和资源共享的信息系统信息系统。 主要目的是实现系统资源共享和数据传输。 这里的系统资源，主要包括硬件资源（如网络打印机、大容量磁盘空间等）、软件资源（系统软件和应用软件）和数据资源（其它主机或用户的数据文件、数据库等）。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第4 4页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第5 5页页返

3、回2 计算机网络的组成 组成：组成：资源子网：资源子网：负责信息处理，实现资源共享。负责信息处理，实现资源共享。主机主机外部设备外部设备软件、数据软件、数据通信子网：通信子网：负责信息传递，提供用户入网接口。负责信息传递，提供用户入网接口。网络节点网络节点传输线路传输线路第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第6 6页页返回3 计算机网络的功能 计算机网络从逻辑功能上可以分成两级子网结构：资源子网和通信子网 （1）信息传输 （2）资源共享 （3）提高系统的可靠性 （4）分布式处理 （5）均衡负荷 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第7 7

4、页页返回1.2 计算机计算机网络的分类网络的分类一、按网络的覆盖及作用范围进行分类一、按网络的覆盖及作用范围进行分类 广域网、局域网、城域网、接入网。广域网、局域网、城域网、接入网。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第8 8页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第9 9页页返回二、按网络的拓扑结构进行分类二、按网络的拓扑结构进行分类 星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑、树型拓扑、网星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑、树型拓扑、网状拓扑。状拓扑。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1010页页返回 （c）环

5、型拓扑 （d）树型拓扑 转发器 (e)网状拓扑 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1111页页返回三、按网络的运营对象进行分类三、按网络的运营对象进行分类公用网(public network) 由电信部门或其他提供通信服务的经营部门组建、管理和控制，网络内的传输和转接装置可供任何部门和个人使用；公用网常用于广域网络的构造，支持用户的远程通信。如我国的电信网、广电网、联通网等.专用网(private network) 由用户部门组建经营的网络，不容许其它用户和部门使用；由于投资的因素，专用网常为局域网或者是通过租借电信部门的线路而组建的广域网络。如由学校组建的校园

6、网、由企业组建的企业网等第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1212页页返回四、其它分类方法四、其它分类方法 按网络的服务对象和使用范围进行分类，有工作组网按网络的服务对象和使用范围进行分类，有工作组网络、部门网络、企业网络、校园网络；按传输速率进络、部门网络、企业网络、校园网络；按传输速率进行划分，有高速网络和低速网络；按传输信息的介质行划分，有高速网络和低速网络；按传输信息的介质分，有无线网络、有线网络、微波网络、光纤网络；分，有无线网络、有线网络、微波网络、光纤网络；按传播技术又可分为广播网络、点按传播技术又可分为广播网络、点- -点网络等。点网络等。 第一

7、章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1313页页返回1.3 i1.3 internetnternet概述概述 1968年美国国防部高级计划局（defense advanced research project agency，DARPA）和麻省坎布里奇（剑桥）的BBN公司签定合同，研制适合计算机通信的网络。 1969年建成了连接美国加州大学洛杉机分（UCLA）、加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）、斯坦福大学（SRI）和犹他大学（UTAH）四个结点的ARPANET并投入运行 1976年，ARPANET组成了自己的网络，同时产生了IBM公司，DEC公司等 1 Internet

8、的发展 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1414页页返回 1980年左右，DARPA开始致力于互连网技术的研究“Interneting Project”，构成了最初期的因特网Internet，推出了TCP/IP协议集，将TCP/IP嵌入UNIX操作系统，并把TCP/IP作为异种计算机互连的协议集。 20世纪90年代以来，特别是1991年WWW（World Wide Web）技术的实现，Internet被国际社会广泛接受。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1515页页返回 1起步阶段19861994年2发展阶段19941995年

9、3商业化发展阶段1995年现在2 中国Internet的发展概况 经营性的互联网络 ：（1）中国公用计算机互联网（2）中国铁通互联网（3）中国联通公用计算机互联网（4）中国网络通信集团（5）中国移动互联网（6）中国卫星集团互联网非经营性的互联网络：（1）中国教育科研网（2）中国科技网（3）中国国际经济贸易互联网（4）中国长城互联网第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1616页页返回表1-1 我国Internet的发展状况统计截止时间上网用户数（万）上网计算机数（万）cn下注册的域名数WWW站点数国际出口带宽容量（Mb/s）1997.10.316229.940661

10、50025.4081998.12.3121074.7183965300143.2561999.12.3189035048695151533512000.12.31225089212209926540527992001.12.31337012541273192771007597.52002.12.315910208317954437160093802003.12.3179503089340040595550272162004.12.3194004160432077668900744292005.12.3111100459010969246942001361062006.12.3113700594

11、01803393843000256696第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1717页页返回3 Internet的特点（1）Internet是一个最大的广域网，是跨越全球的计算机网络的互连，它覆盖到了世界各地，覆盖了各行各业。（2）Internet应用TCP/IP协议簇。（3）Internet不属于任何个人、企业和部门，也没有任何固定的设备和传输媒体。当计算机接入Internet时，则该计算机便是Internet的一部分，一旦断开Internet的连接，则该计算机就不属于因特网了。（4）Internet是一个开放的系统，Internet的成员可以自由地“接入”和“

12、退出” Internet，没有特殊的限制。（5）Internet应用趋于多元化，且是一个包罗万象的网络 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1818页页返回1.4 1.4 标准化组织标准化组织第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第1919页页返回1.51.5 计算机网络体系结构计算机网络体系结构第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2020页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2121页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2222页页返回

13、（1 1） OSI/RMOSI/RM的体系结构的体系结构 分层原则分层原则 根据功能需要进行分层，每层应根据功能需要进行分层，每层应当实现定义明确的功能；当实现定义明确的功能； 每一层功能的选择应当有助于制每一层功能的选择应当有助于制定国际标准化协议；定国际标准化协议； 层次界面的选择应尽量减少跨过层次界面的选择应尽量减少跨过接口的信息量；接口的信息量； 层次功能的定义和接口的划分应使得各层彼此独立，从而在接口保层次功能的定义和接口的划分应使得各层彼此独立，从而在接口保持不变的条件下，某一层的改变不会影响其它层；持不变的条件下，某一层的改变不会影响其它层； 层次的数量应适当，过少会使过多功能集

14、中在同一层，使协议变得层次的数量应适当，过少会使过多功能集中在同一层，使协议变得复杂；但过多又会使整个网络体系结构过于庞大，通信处理速度下降。复杂；但过多又会使整个网络体系结构过于庞大，通信处理速度下降。 一般网络系统的层次都在一般网络系统的层次都在6 67 7层左右。层左右。第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2323页页返回OSI/RMOSI/RM中的几个重要概念中的几个重要概念（N N）服务与（）服务与（N N）协议）协议（N N）服务：）服务：（N N）实体向（）实体向（N Nl l）实）实体提供它们间进行通信的能力称为（体提供它们间进行通信的能力称为（N

15、 N）服务。服务。 服务提供者服务提供者（N N）协议：）协议：在执行（在执行（N N）功能时，确）功能时，确定同等实体通信行为的一组规则（即语义）和格式（即语法）称为（定同等实体通信行为的一组规则（即语义）和格式（即语法）称为（N N）协议。）协议。上下层间是服务关系，对等层间是协议关系。上下层间是服务关系，对等层间是协议关系。服务用户服务用户第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2424页页返回服务原语（服务原语（PRIMITIVEPRIMITIVE） 服务服务是通过一组服务原语来执行的。是通过一组服务原语来执行的。 OSIOSI模型中，将服务原语分为四类：模型

16、中，将服务原语分为四类： 请求请求(REQUEST):(REQUEST):由服务用户发往服务提供者由服务用户发往服务提供者, ,请求它完成某项工作。请求它完成某项工作。 指示指示(INDICATION):(INDICATION):由服务提供者发往服务用户由服务提供者发往服务用户, ,指示发生了某些事件。指示发生了某些事件。 响应响应(RESPONSE):(RESPONSE):由服务用户发往服务提供者由服务用户发往服务提供者, , 对前面发生的指示的响应。对前面发生的指示的响应。 证实证实(CONFIRMATION):(CONFIRMATION):由服务提供者发往服务用户，对前面发生的请求的证实

17、。由服务提供者发往服务用户，对前面发生的请求的证实。 例：例：建立连接建立连接( (有证实有证实) )数据传输数据传输( (无证实无证实) )拆除连接拆除连接( (无证实无证实) ) 服务分类：服务分类： 有证实、无证实有证实、无证实第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2525页页返回数据单元数据单元 在在OSIOSI环境中，对等实体间按协议进行通信，相邻层实体间靠服务进行通环境中，对等实体间按协议进行通信，相邻层实体间靠服务进行通信，这些通信是通过传送三种信，这些通信是通过传送三种数据单元数据单元 DUDU（Data UnitData Unit）实现的。实现的。

18、 服务数据单元：服务数据单元：为实现为实现(N)(N)服务所要传送的逻辑数据单元，简写为服务所要传送的逻辑数据单元，简写为(N)SDU(N)SDU（Service DUService DU）。）。协议数据单元：协议数据单元：在不同站点的各层对等实体之间为实现该层协议所交换在不同站点的各层对等实体之间为实现该层协议所交换的信息单元，简写为的信息单元，简写为(N)PDU(N)PDU（Protocol DUProtocol DU）。）。|由两部分组成：由两部分组成：(N)(N)用户数据：用户数据：(N)(N)实体之间为实体之间为(N(Nl)l)实体实体提供提供(N)(N)服务而传送的数据服务而传送的

19、数据，记为记为 (N)UD(N)UD(User Data)(User Data) 。(N)(N)协议控制信息：协议控制信息：为协调为协调(N)(N)实体之间的实体之间的联合操作，在联合操作，在(N)(N)实体之间能够保证按该层协议指定的规则进行通信的控制信实体之间能够保证按该层协议指定的规则进行通信的控制信息，记为息，记为(N)PCI(N)PCI(Protocol Control Information)(Protocol Control Information)。(N)PCI (N)UD(N)PCI (N)UD(N)PDU(N)PDU(N-1)PCI (N-1)UD(N-1)PCI (N-1

20、)UD(N-1)PDU(N-1)PDU第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2626页页返回接口数据单元：接口数据单元：在同一系统的相邻两层实体的交换信息中，经过在同一系统的相邻两层实体的交换信息中，经过层间接口的信息单元，简写为层间接口的信息单元，简写为(N)IDU(Interface DU(N)IDU(Interface DU） 。|由两部分组成：由两部分组成：(N)(N)接口数据：接口数据：(N(N1)1)实体传送给实体传送给(N)(N)实体的数据，或在另一端从实体的数据，或在另一端从(N)(N)实实体向体向(N(N1)1)实体传送的数据，记为实体传送的数据，

21、记为(N)ID(N)ID(Interface data)(Interface data)。(N)(N)接口控制信息：接口控制信息：为了协调为了协调(N(Nl)l)实实 体和连接的体和连接的(N)(N)实体间的联合操实体间的联合操作而附加的控制信息称为接口控制信息作而附加的控制信息称为接口控制信息, ,记为记为(N)ICI(N)ICI(Interface (Interface Control Information)Control Information)。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2727页页返回两种服务两种服务 1 1面向连接服务：面向连接服务：在数

22、据交换前，必须先建立连接，数据交换过程中要维持在数据交换前，必须先建立连接，数据交换过程中要维持连接，当数据交换结束后，应终止这个连接。连接，当数据交换结束后，应终止这个连接。优点：优点：是可靠的报文序列服务、接收按顺序。是可靠的报文序列服务、接收按顺序。缺点：缺点：线路利用率不高，对于很短的零星报文额外开销较大。线路利用率不高，对于很短的零星报文额外开销较大。适合：适合：在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。典型模式：典型模式：电话系统。电话系统。 2 2无连接服务：无连接服务：两个实体之间通信前，不需要先建立一个连接，其下层的有两个实体

23、之间通信前，不需要先建立一个连接，其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。关资源不需要事先进行预定保留。 优点：优点：灵活方便、较为迅速。灵活方便、较为迅速。缺点：缺点：不能防止报文的丢失、重复和失序不能防止报文的丢失、重复和失序 、每个报文都必须提供完全的目的每个报文都必须提供完全的目的站地址站地址开销较大。开销较大。适合：适合：传送少量零星的报文。传送少量零星的报文。典型模式：典型模式：邮政系统邮政系统 。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2828页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第2929页页返回第一章第一章 计算机

24、网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3030页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3131页页返回 各层主要功能如下：各层主要功能如下： 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3232页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3333页页返回虚拟通信与实际信息流向虚拟通信与实际信息流向 虚拟通信：虚拟通信：数据不能从一个机器上的第数据不能从一个机器上的第n n层直接传输到另一个层直接传输到另一个机器上的第机器上的第n n层，而是沿纵向通过发生在相邻层之间的接口进层，而是沿纵向通过发生在相邻

25、层之间的接口进行的。行的。 虚拟通信的三点归纳：虚拟通信的三点归纳：除了在物理介质上进行的是实通信外，其余对等层实体间除了在物理介质上进行的是实通信外，其余对等层实体间进行的都是虚通信；进行的都是虚通信；对等层的虚通信必须遵循该层的协议；对等层的虚通信必须遵循该层的协议；n n层的虚通信是通过（层的虚通信是通过（n nl l）n n层间接口处（层间接口处（n nl l）层提）层提供的服务以及（供的服务以及（n n1 1）层的通信（通常也是虚通信）来实）层的通信（通常也是虚通信）来实现的。现的。 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3434页页返回第一章第一章 计算

26、机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3535页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3636页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3737页页返回各层设计中要解决的问题各层设计中要解决的问题 建立连接：建立连接：通信前要在两个通信实体（进程）之间建立一个连接；通信前要在两个通信实体（进程）之间建立一个连接； 拆除连接：拆除连接：两个通信实体（进程）通信结束后要拆除廉洁、释放资源；两个通信实体（进程）通信结束后要拆除廉洁、释放资源； 确定数据传输方式：确定数据传输方式：如单工、半双工、全双工，异步通信、同步通信等；

27、如单工、半双工、全双工，异步通信、同步通信等； 差错控制：差错控制：物理传输不可靠，要能够及时发现错误，然后纠正错误或要物理传输不可靠，要能够及时发现错误，然后纠正错误或要求重发，并对已正确接收的信息予以确认；求重发，并对已正确接收的信息予以确认； 数据流量控制：数据流量控制：采取措施对收发双方的数据传输速度进行控制，解决速采取措施对收发双方的数据传输速度进行控制，解决速度匹配问题；度匹配问题； 路径选择：路径选择：在广域网中的源、目的节点之间的多条路经中选择一条最合在广域网中的源、目的节点之间的多条路经中选择一条最合适的；适的； 多路复用：多路复用：为避免信道浪费，使多对数据传输共用一条传输

28、线路；为避免信道浪费，使多对数据传输共用一条传输线路； 信息的拆装：信息的拆装：每层不能处理任意长度的信息，适当的拆装信息以满足信每层不能处理任意长度的信息，适当的拆装信息以满足信息传输格式。息传输格式。第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3838页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第3939页页返回第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络计算机网络第第4040页页返回TCP/IPTCP/IP体系结构体系结构|TCP/IPTCP/IP的体系结构是个四层模型的体系结构是个四层模型。应用层应用层提供了若干应用程序供用户调用，应用程序利用传输层服务发送提供了若干应用程序供用户调用，应用程序利用传输层服务发送或接