计算机导论PPT第六章-计算机网络要点

1、12q描述网络标准描述网络标准、物理结构和网络分类物理结构和网络分类情况情况q描述描述作为因特网网络模型的作为因特网网络模型的TCP/IP协议族协议族q定义定义TCP/IP协议族中各层以及协议族中各层以及它它们的关系们的关系q讨论因特网的客户讨论因特网的客户/服务器体系结构服务器体系结构q了解了解三种因特网应用：电子邮件、文件传输三种因特网应用：电子邮件、文件传输、远程登录远程登录 q了解了解作为因特网最常见应用的万维网及其组成作为因特网最常见应用的万维网及其组成 q区分三种因特网文档：静态文档、动态文档区分三种因特网文档：静态文档、动态文档、活动文档活动文档 q列出其他因特网应用，如视频会议

2、、分组讨论、聊天列出其他因特网应用，如视频会议、分组讨论、聊天 3n引言引言n网络标准网络标准n物理结构物理结构n网络分类、互联网、因特网网络分类、互联网、因特网nTCP/IP协议族协议族及分层及分层nTCP/IP协议协议n应用层、传输层、网络层、数据链路层、应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层物理层 n因特网的因特网的应用应用n电子邮件、电子邮件、FTP、WWWn其他因特网的应用其他因特网的应用4n计算机网络计算机网络n硬件和软件的组合，硬件和软件的组合，它把数据从一个地方发它把数据从一个地方发送到另一个地方。送到另一个地方。n硬件：把信号从网络硬件：把信号从网络中的一点传送到另一点中

3、的一点传送到另一点的物理设备。的物理设备。n软件：由指令组成，软件：由指令组成，这些指令使得从网络获这些指令使得从网络获取服务成为可能。取服务成为可能。5网络标准（评价指标）网络标准（评价指标） Network criteria 网络必须符合一系列标准。最重要的包括：网络必须符合一系列标准。最重要的包括：n性能：多种方式度量，包括传输时间和响应时间。性能：多种方式度量，包括传输时间和响应时间。 传输时间：传输时间：信息从一个设备传输到另一个设备所需的时信息从一个设备传输到另一个设备所需的时间总量。间总量。响应时间：响应时间：查询和响应的时间间隔。查询和响应的时间间隔。 网络的性能依赖很多因素，

4、包括：用户数、传输介质、网络的性能依赖很多因素，包括：用户数、传输介质、硬件连接能力、软件效率等。硬件连接能力、软件效率等。n可靠性：包括：发送准确性、发生故障的频率、从故障可靠性：包括：发送准确性、发生故障的频率、从故障中恢复的时间、网络健壮性等。中恢复的时间、网络健壮性等。n安全：包括保护数据，防止非授权访问、损坏、修改，安全：包括保护数据，防止非授权访问、损坏、修改，实现从数据破坏和数据丢失中恢复的策略和程序。实现从数据破坏和数据丢失中恢复的策略和程序。 6物理结构物理结构 Physical structures n物理结构物理结构连接类型连接类型n链路：链路是数据从一个设备传输到另一个

5、链路：链路是数据从一个设备传输到另一个设备的通信通道。为了进行通信，两个设备设备的通信通道。为了进行通信，两个设备必须使用某种方式同时连接到同一个链路。必须使用某种方式同时连接到同一个链路。n网络连接类型：网络连接类型：p点对点（两个设备专用一个链路，信道容量点对点（两个设备专用一个链路，信道容量被二者拥有）被二者拥有）p多点连接（两个以上设备共享一个链路，信多点连接（两个以上设备共享一个链路，信道容量被共享）道容量被共享） 7物理结构物理结构 Physical structures Figure 6.1 连接类型：点对点、多点连接类型：点对点、多点 n物理结构物理结构连接类型连接类型8n物理

6、结构物理结构拓扑拓扑n物理拓扑物理拓扑： 网络在物理上的布置方式网络在物理上的布置方式。两个或多个设备连接到一个链路，一个或两个或多个设备连接到一个链路，一个或多个链路形成拓扑。多个链路形成拓扑。n网络拓扑：所有链路和设备（节点）之间网络拓扑：所有链路和设备（节点）之间关系的几何表示。关系的几何表示。n基本结构：网状型、星型、总线型、环型基本结构：网状型、星型、总线型、环型物理结构物理结构 Physical structures 9Figure 6-2 四种物理拓扑四种物理拓扑 物理结构物理结构 Physical structures 10网状拓扑网状拓扑每个设备都有专用的点对点链路与其他每个

7、设备都有专用的点对点链路与其他每个设备相连。每个设备相连。每个连接都能传输自身的数据。每个连接都能传输自身的数据。 11网状拓扑网状拓扑n优点：一条链路不可用，不会影响整个网络，优点：一条链路不可用，不会影响整个网络，健壮性好。健壮性好。n缺点：结构复杂，建设成本较高缺点：结构复杂，建设成本较高 。n应用：网状拓扑结构一般用于应用：网状拓扑结构一般用于Internet骨干网骨干网上，使用路由算法来计算发送数据的最佳路上，使用路由算法来计算发送数据的最佳路径。径。 12星型拓扑星型拓扑l每个设备都有专用的点对点链路，只与集线器每个设备都有专用的点对点链路，只与集线器相连。相连。l属于集中控制型网

8、络。属于集中控制型网络。l发送节点将要发送的数据发送到中心节点，再发送节点将要发送的数据发送到中心节点，再由中心节点将数据送到目的节点。由中心节点将数据送到目的节点。13u优点：优点：p控制简单。任何节点只和中心节点相连，易于控制简单。任何节点只和中心节点相连，易于网络监控和管理。网络监控和管理。 p故障诊断和隔离容易。中心节点可以逐一对连故障诊断和隔离容易。中心节点可以逐一对连接线路进行故障检测和定位，单个节点的故障接线路进行故障检测和定位，单个节点的故障只影响一个设备，不会影响全网。只影响一个设备，不会影响全网。p方便服务。中心节点可方便地对节点提供服务方便服务。中心节点可方便地对节点提供

9、服务和网络重新配置。和网络重新配置。 u缺点：中心节点负担重，一旦发生故障，则全缺点：中心节点负担重，一旦发生故障，则全网受影响。网受影响。 u应用：是目前局域网普遍采用的一种拓扑结构。应用：是目前局域网普遍采用的一种拓扑结构。 星型拓扑星型拓扑14总线拓扑总线拓扑使用多点链路。使用多点链路。v一根长电缆（总线）把网络中所有设备连接在一根长电缆（总线）把网络中所有设备连接在一起，即采用总线传输作为共用的传输介质。一起，即采用总线传输作为共用的传输介质。v网络中所有计算机使用分支线和连接头与共享网络中所有计算机使用分支线和连接头与共享总线相连。总线相连。15n优点：安装简单，骨干电缆可以放置在最

10、有效优点：安装简单，骨干电缆可以放置在最有效的路径上，通过长度不一的分支线与节点相连。的路径上，通过长度不一的分支线与节点相连。n缺点：总线电缆故障或断裂将终止所有传输，缺点：总线电缆故障或断裂将终止所有传输，即使故障发生在同一侧的两个设备也不能传输即使故障发生在同一侧的两个设备也不能传输 。 n应用：适用于较少计算机的局域网，常见的总应用：适用于较少计算机的局域网，常见的总线拓扑结构是以太网（采用共享总线型传输媒线拓扑结构是以太网（采用共享总线型传输媒体方式的局域网体方式的局域网 ） 总线拓扑总线拓扑16环型拓扑环型拓扑v每个设备有专用的点对点链路，只与两边设备相连。每个设备有专用的点对点链

11、路，只与两边设备相连。v信号沿着环按一定方向从一个设备传输到另一个设备。信号沿着环按一定方向从一个设备传输到另一个设备。v令牌（令牌（Token）沿着环形总线在计算机间依次传递，）沿着环形总线在计算机间依次传递，令牌是特殊格式的帧，本身并不包含信息，仅控制数令牌是特殊格式的帧，本身并不包含信息，仅控制数据发送，确保在同一时刻只有一个节点能够发送数据。据发送，确保在同一时刻只有一个节点能够发送数据。17l优点：容易安装和重构，所有节点公平访问网络优点：容易安装和重构，所有节点公平访问网络 。l缺点：环的断裂会导致整个网络不可用缺点：环的断裂会导致整个网络不可用 。l应用：应用：IBM引入局域网令

12、牌环时，环型拓扑占主导地位。引入局域网令牌环时，环型拓扑占主导地位。环型拓扑环型拓扑环型拓扑环型拓扑当环上节点都空闲时，令牌绕环行进。节点只有取得令当环上节点都空闲时，令牌绕环行进。节点只有取得令牌后才能发送数据，因此不会发生碰撞。牌后才能发送数据，因此不会发生碰撞。当设备收到要传输到另一个设备的信号时，由中继器当设备收到要传输到另一个设备的信号时，由中继器（放大）重新生成二进制位，并传输。（放大）重新生成二进制位，并传输。18网络分类网络分类Categories of networks 局域网局域网(local-area networks，LANs) 城域网城域网 (metropolitan

13、 area networks，MANs)广域网广域网 (wide-area networks，WANs) 19局域网局域网(local-area networks，LANs) 局域网的大小局限于几公里内，通常连接办公室局域网的大小局限于几公里内，通常连接办公室、大楼或校园里的设备。、大楼或校园里的设备。Figure 6.3 将将8台计算机连接到一个集线器的孤立台计算机连接到一个集线器的孤立LAN 20Figure 6.4 点对点点对点WAN和骨干和骨干WAN vWAN提供长距离的多媒体信息的传输。提供长距离的多媒体信息的传输。v骨干骨干WAN是由服务提供商运营的复杂网络，是由服务提供商运营的复

14、杂网络，通常连接因特网服务提供商。通常连接因特网服务提供商。v点对点的点对点的WAN是两个设备间的单一连线，是两个设备间的单一连线，如拨号线路或电缆线如拨号线路或电缆线 。广域网广域网 (wide-area networks，WANs) 21v城域网大小介于城域网大小介于LAN和和WAN之间，通常之间，通常需要覆盖一个镇或一个城市。需要覆盖一个镇或一个城市。vMAN用来为那些需要高速连接（通常是用来为那些需要高速连接（通常是连接因特网），且终端分布在一个城市或连接因特网），且终端分布在一个城市或城市的一部分客户服务。城市的一部分客户服务。城域网城域网 (metropolitan area ne

15、tworks，MANs) 22互联网互联网 internet 当两个或多个网络连接在一起时当两个或多个网络连接在一起时, 它们就变成互联网它们就变成互联网, 或或 internet (小写的小写的 “i”). Figure 6.5 由由WAN、LAN和路由器构成的互联网和路由器构成的互联网 网络是一组连接在一起的通信设备，互联网是能够互相网络是一组连接在一起的通信设备，互联网是能够互相通信的两个或多个网络。通信的两个或多个网络。 23因特网因特网 Internet 最著名的互联网是因特网，由成千上万个网络组成。最著名的互联网是因特网，由成千上万个网络组成。大多数用户使用因特网服务提供商大多数用

16、户使用因特网服务提供商 (ISPs)的服务，的服务，ISP是是具有一台或多台通过高速链路连到因特网的服务器的组织。具有一台或多台通过高速链路连到因特网的服务器的组织。Figure 6.6 因特网的层次组织因特网的层次组织 因特网是把信息资源带到人们的指尖，并为人们所用因特网是把信息资源带到人们的指尖，并为人们所用的通信系统，影响生活的方方面面。的通信系统，影响生活的方方面面。 24n计算机解决问题的基础工作是由硬件完成的。若只使计算机解决问题的基础工作是由硬件完成的。若只使用硬件，任务繁杂；若有软件可用，任务就容易多了。用硬件，任务繁杂；若有软件可用，任务就容易多了。在最高层，程序能指挥问题求

17、解过程。实际硬件如何在最高层，程序能指挥问题求解过程。实际硬件如何来完成的细节问题，留给了被高层调用的软件。来完成的细节问题，留给了被高层调用的软件。n这可与计算机网络提供的服务进行比较。在世界上，这可与计算机网络提供的服务进行比较。在世界上，从一个地方到另一个地方的数据传输（如电子邮件的从一个地方到另一个地方的数据传输（如电子邮件的发送）可以被分解成几个任务，每层完成一个任务。发送）可以被分解成几个任务，每层完成一个任务。n每层使用更低层的服务。在最底层，信号或信号组被每层使用更低层的服务。在最底层，信号或信号组被从源传输到目的。从源传输到目的。25nTCP/IPv为了分解完成所需的服务，创

18、建了一组规则，称为了分解完成所需的服务，创建了一组规则，称为协议。为协议。v这些协议允许使用不同技术的局域网和广域网互这些协议允许使用不同技术的局域网和广域网互相连接到一起，从一点向另一点传送信息。相连接到一起，从一点向另一点传送信息。v控制因特网的一组协议称为控制因特网的一组协议称为 TCP/IP协议族。协议族。n分层：分解任务、每层完成一个任务、每层使用分层：分解任务、每层完成一个任务、每层使用更低层的服务。更低层的服务。TCP/IP协议族协议族 26v原始的原始的TCP/IP协议族被定义成四层：主机到网络层、协议族被定义成四层：主机到网络层、网络层、传输层、应用层。网络层、传输层、应用层

19、。v如今的如今的TCP/IP协议族通常定义成五层。协议族通常定义成五层。Figure 6.7 TCP/IP 协议族协议族 TCP/IP 协议的分层协议的分层 27当消息从设备当消息从设备A发送到设备发送到设备B时涉及的层。时涉及的层。可能经过许多路由器，路由器只使用前三层。可能经过许多路由器，路由器只使用前三层。 Figure 6.8 TCP/IP协议族的层间交互协议族的层间交互 TCP/IP 协议的分层协议的分层 28 包交换与分层协议包交换与分层协议l 包：在网络中，将文件和信息分解成包（包：在网络中，将文件和信息分解成包（Packet），在这些包上打上信息源和目的地址的电子标签，在这些包

20、上打上信息源和目的地址的电子标签.l 包交换：在计算机通信中，数据是以包为单位进行包交换：在计算机通信中，数据是以包为单位进行传输的。节点在交换数据时要确定包的传输路径，传输的。节点在交换数据时要确定包的传输路径，并处理数据在传输中发生的差错。并处理数据在传输中发生的差错。ABCDFEG2930 应用层应用层 Application layer应用层负责应用层负责向用户提供服务向用户提供服务。 iv 应用层允许用户（人或软件）访问网络。应用层允许用户（人或软件）访问网络。v 它提供对电子邮件、远程文件访问和传输、它提供对电子邮件、远程文件访问和传输、浏览万维网等服务的支持。浏览万维网等服务的支

21、持。v 应用层是唯一一个大多数因特网用户能够应用层是唯一一个大多数因特网用户能够看到的层。看到的层。31计算机间通信计算机间通信两种体系结构两种体系结构 n对等体系结构：资源对等对等体系结构：资源对等n客户客户/服务器体系结构服务器体系结构 （客户端程序和服（客户端程序和服务器端程序，务器端程序，S-一直运行，一直运行，C-需要时运行）需要时运行） v 运行在该结构中的程序称为进程运行在该结构中的程序称为进程v 客户端程序和服务端程序间的通信称为进程客户端程序和服务端程序间的通信称为进程到进程的通信到进程的通信v 需要服务器进程服务的客户运行客户端程序需要服务器进程服务的客户运行客户端程序，客

22、户端服务请求进程，该服务将被服务器，客户端服务请求进程，该服务将被服务器进程响应进程响应 32客户客户/服务器体系结构服务器体系结构 Figure 6.9 应用层的通信应用层的通信 33应用层地址应用层地址 Application-layer addressFigure 6.10 应用层地址应用层地址 n当用户需要向服务器发送请求时，需要服务器应用当用户需要向服务器发送请求时，需要服务器应用层的地址。为了识别一个层的地址。为了识别一个HTTP站点，使用统一资站点，使用统一资源定位符源定位符Uniform Resource Locator (URL)。n服务器应用层地址不是用来发送消息的，它只是

23、帮服务器应用层地址不是用来发送消息的，它只是帮助客户找到服务器计算机的实际地址助客户找到服务器计算机的实际地址（通过（通过DNS）。）。（类似知道人名投信）（类似知道人名投信） 34应用层地址应用层地址 Application-layer addressnURL构成：协议构成：协议+IP地址地址+端口端口+目录目录+文件文件n:/:/文件名文件名 n例如：例如：http:/:80/view/2136.html vhttp:协议名称协议名称 (超文本传输协议超文本传输协议):主机名称主机名称(指定指定Web服务器的服务器的IP地址地址或域名地址或域名地址) v80：端口地址：端口地址vview:

24、存放目录存放目录 （要访问的文件在服务器上的位置，（要访问的文件在服务器上的位置，分级（分级（/） ） v2136.html:文件名称文件名称 （要访问的文件名称（要访问的文件名称 ）35应用层地址应用层地址 Application-layer addressvURL构成：构成：协议协议+IP地址地址+端口端口+目录目录+文件文件v在在URL语法格式中，语法格式中，协议名称及主机名称协议名称及主机名称是绝是绝对必须有的之外，其余像端口地址、存放目录对必须有的之外，其余像端口地址、存放目录等都可以不要。等都可以不要。 vtelnet 代表使用远程登录的服务代表使用远程登录的服务vtelnet:

25、/ vftp 通过互联网传输文件通过互联网传输文件 vftp: / 36传输层传输层 Transport layer n传输层负责整个消息的进程到进程的传输：建传输层负责整个消息的进程到进程的传输：建立客户和服务器计算机的传输层的逻辑通信。立客户和服务器计算机的传输层的逻辑通信。n虽然物理通信是两个物理层虽然物理通信是两个物理层间的通信（通过许间的通信（通过许多可能的链路和路由器），但两个应用层把传多可能的链路和路由器），但两个应用层把传输层看成是负责消息传输的代理。输层看成是负责消息传输的代理。传输层负责传输层负责客户和服务器进程间客户和服务器进程间的消息的逻辑传输的

26、消息的逻辑传输 i37Figure 6.11 传输层的通信传输层的通信 38传输层地址（端口号）传输层地址（端口号） Transport-layer addresses (port numbers)n服务器的服务器的IP地址对于通信是必须的。但地址对于通信是必须的。但服务器可能同时运行多个进程，服务器可能同时运行多个进程， 例如例如FTP和和HTTP服务器进程。服务器进程。 n当消息到达服务器端时，当消息到达服务器端时， 它必须被指向它必须被指向正确的进程。正确的进程。n需要另一个地址来标识服务器进程，称需要另一个地址来标识服务器进程，称为端口号。为端口号。 nIP地址大楼地址，端口号房间号。

27、地址大楼地址，端口号房间号。39传输层地址（端口号）传输层地址（端口号） Transport-layer addresses (port numbers)Figure 6.12 传输层地址传输层地址 n服务器端口地址已设定，客户端端口号由运行服务器端口地址已设定，客户端端口号由运行客户端进程的计算机临时决定客户端进程的计算机临时决定(d4为端口号，为端口号，s4为临时端口号为临时端口号).nFTP：21，Telnet：23，HTTP：80，QQ：1080，SMTP：25 （限制临时端口地址范围）（限制临时端口地址范围）40n多路复用和解多路复用多路复用和解多路复用n传输层为不同的进程做相同的工

28、作，从进程传输层为不同的进程做相同的工作，从进程中收集要发出的信息中收集要发出的信息(多路复用，类似门卫多路复用，类似门卫收信件收信件) ，并将到达的信息分发给进程，并将到达的信息分发给进程(解多解多路复用，类似分发信件路复用，类似分发信件)。n使用端口号（使用端口号（唯一唯一）完成多路复用和解多路）完成多路复用和解多路复用（服务器使用众所周知的端口号，客户复用（服务器使用众所周知的端口号，客户端使用临时端口号）端使用临时端口号）n拥塞控制拥塞控制n下层网络可能发生拥塞，导致数据包丢失下层网络可能发生拥塞，导致数据包丢失n使用缓冲区，检测到拥塞，暂缓发送（类似使用缓冲区，检测到拥塞，暂缓发送（

29、类似交通信号灯）交通信号灯）传输层功能传输层功能 41n流量控制流量控制n发送端监控接收端接收到的数据包是否发送端监控接收端接收到的数据包是否过量（确认机制）过量（确认机制）n差错控制差错控制n消息在传输过程中可能被：损坏、丢失、消息在传输过程中可能被：损坏、丢失、重复、乱序。重复、乱序。n可以在缓冲区保留消息副本，直到从接可以在缓冲区保留消息副本，直到从接收端收到包确认。收端收到包确认。n为每个包加上次序号，为每个确认加上为每个包加上次序号，为每个确认加上确认号确认号 。传输层功能传输层功能 42传输层协议传输层协议Transport-layer protocols定义了三种传输层协议定义了

30、三种传输层协议: vUDP：用户数据报协议：用户数据报协议（User Datagram Protocol）vTCP：传输控制协议：传输控制协议（Transmission Control Protocol）vSCTP：流控制传输协议：流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol ） 43UDP：用户数据报协议：用户数据报协议User Datagram protocolUDP也称无连接协议，是三个协议中最简单的：也称无连接协议，是三个协议中最简单的： v通过给数据包增加源和目的端口号，完成多路复用通过给数据包增加源和目的端口号，完成多路复用和解多路复用。

31、和解多路复用。v给包增加校验和来进行差错控制（是与否）。若该给包增加校验和来进行差错控制（是与否）。若该包被损坏，则丢弃，而不通知发送者重新发送。包被损坏，则丢弃，而不通知发送者重新发送。v因缺乏序号，因缺乏序号，UDP中每个包是单独实体（与其他无中每个包是单独实体（与其他无关）。不提供属于单个消息的数据包间的逻辑连接。关）。不提供属于单个消息的数据包间的逻辑连接。v传送更少的信息，速度快，效率高。传送更少的信息，速度快，效率高。主要应用主要应用：及时性比准确性更重要的应用。实时图像、：及时性比准确性更重要的应用。实时图像、音频视频音频视频44n在两个传输层间提供逻辑连接，面向连接的协议在两个

32、传输层间提供逻辑连接，面向连接的协议n支持传输层所有职责。没有支持传输层所有职责。没有UDP快。快。nTCP使用序号、确认号、检验和。在发送方使用缓冲使用序号、确认号、检验和。在发送方使用缓冲区，提供了多路复用、解多路复用、流量控制、区，提供了多路复用、解多路复用、流量控制、 拥塞拥塞控制、差错控制。控制、差错控制。nTCP的可靠性的可靠性n按序按序n无差错无差错n不丢失、不重复不丢失、不重复n不适合音频和视频的实时传输，重新发送数据包会破不适合音频和视频的实时传输，重新发送数据包会破坏数据包的同步。坏数据包的同步。TCP：传输控制协议：传输控制协议Transmission Control P

33、rotocol45n差错控制差错控制n检测：校验和、确认、超时检测：校验和、确认、超时n纠正：重传纠正：重传n确认机制确认机制 带重传的肯定确认带重传的肯定确认n接收方收到接收方收到正确正确的数据后，向源站回送的数据后，向源站回送ACK报文报文n发送方重传错误数据（受损报文、丢失报文）发送方重传错误数据（受损报文、丢失报文）n序号的使用维持了连接，若数据包到达的顺序出序号的使用维持了连接，若数据包到达的顺序出错或丢失，都将重传。错或丢失，都将重传。nTCP的拥塞控制的拥塞控制nTCP的拥塞表现为时延增加的拥塞表现为时延增加n超时重传机制会进一步加重网络拥塞超时重传机制会进一步加重网络拥塞TCP

34、：传输控制协议：传输控制协议Transmission Control Protocol46nSCTP面向连接的协议。面向连接的协议。n为了一些预期的因特网服务而设计的，如因为了一些预期的因特网服务而设计的，如因特网电话和视频流。特网电话和视频流。n结合了结合了UDP和和TCP的优点。包括适当的拥塞的优点。包括适当的拥塞控制、防止泛滥和伪装攻击、更优的实时性控制、防止泛滥和伪装攻击、更优的实时性能和多归属性支持。能和多归属性支持。 n应用：应用：v像像UDP，SCTP适于音频和视频的实时传输。适于音频和视频的实时传输。v像像TCP，SCTP提供差错控制和流量控制。提供差错控制和流量控制。SCTP

35、：流控制传输协议：流控制传输协议Stream Control Transmission Protocol47网络层网络层The network layer n网络层负责从源到目的地（主机到主机）网络层负责从源到目的地（主机到主机）的数据包发送，它可能跨越多个网络的数据包发送，它可能跨越多个网络（链路）。（链路）。n网络层保证每个数据包从源到目的地。网络层保证每个数据包从源到目的地。网络层负责单个数据包网络层负责单个数据包从源主机到目的主机从源主机到目的主机的发送的发送 i48网络层地址网络层地址 Network-layer addressesFigure 6.13 网络层地址网络层地址 n从客

36、户端到服务器的数据包和从服务器返回的数据包从客户端到服务器的数据包和从服务器返回的数据包需要网络层地址。需要网络层地址。n服务器地址由服务器提供，而客户端地址是客户端计服务器地址由服务器提供，而客户端地址是客户端计算机所知道的。算机所知道的。n网络层使用路由表找到下一跳的逻辑地址，把该地址网络层使用路由表找到下一跳的逻辑地址，把该地址传给数据链路层，使用这个逻辑地址来找下一个路由传给数据链路层，使用这个逻辑地址来找下一个路由器的数据链路层地址器的数据链路层地址 。49路由选择路由选择 Routingn网络层有一个特殊的职责：路由选择。即确定网络层有一个特殊的职责：路由选择。即确定数据包的部分或

37、全部路径。数据包的部分或全部路径。n因特网是因特网是LANs, WANs, MANs的集合，因此，的集合，因此，从源到目的的数据包发送可能是几个发送的组从源到目的的数据包发送可能是几个发送的组合：源到路由器的发送、路由器到路由器的发合：源到路由器的发送、路由器到路由器的发送、路由器到目的地的发送。送、路由器到目的地的发送。n路由基于目的地址和可用的最佳路径来选择。路由基于目的地址和可用的最佳路径来选择。路由选择的决定是由每个路由器做出的。路由选择的决定是由每个路由器做出的。 n当路由器当路由器A收到数据包时，检查路由表，寻找收到数据包时，检查路由表，寻找最佳路线，路由表提供了下一跳路由器最佳路

38、线，路由表提供了下一跳路由器B的的IP，当数据包到达，当数据包到达B时，时，B再做出新的决定。再做出新的决定。50Figure 6.14 网络层的路由选择网络层的路由选择 51网络层协议网络层协议 Network-layer protocolsnInternet Protocol (IP)nTCP/IP协议族中协议族中,网络层的主协议是因特网协议网络层的主协议是因特网协议Internet Protocol (IP).（IPV4、 IPV6）地址是通过一个唯一的号码和一个名字地址是通过一个唯一的号码和一个名字 识别机器的方法。识别机器的方法。NTERNET ROTOCOL（32位）位）00001

39、010 00011001 10101100 00001115 （点分十进制）（点分十进制） 在消息头部，在消息头部，IPv4把源和目的的把源和目的的IP地址加到从应用层地址加到从应用层发来的数据包中，之后数据包准备传输。发来的数据包中，之后数据包准备传输。 52 IPv6长度：长度：128位，一个位，一个IP地址由地址由8部分组成，每一部分组成，每一部分含部分含16个地址位，以个地址位，以4个个16进制书写。转换：进制书写。转换：IPv6192 .56.1.1 96个个0位位+32位位IPv40000:0000:0000:0000:0000:0000:c038:0101

40、IPv4网络层网络层 Network-layer protocolsIP提供了尽力而为的服务，它不保证数据包无提供了尽力而为的服务，它不保证数据包无误到达或顺序到达。误到达或顺序到达。可以使用可以使用TCP或本身实现差错控制来补充或本身实现差错控制来补充IP提提供的服务。类似平信和挂号信供的服务。类似平信和挂号信.53数据链路层数据链路层 Data link layer v网络层数据包从源传输到目的可经过多个路由器。网络层数据包从源传输到目的可经过多个路由器。v从一个节点到另一个节点传送数据是数据链路层的从一个节点到另一个节点传送数据是数据链路层的职责。职责。 (这个节点可以是计算机或路由器这

41、个节点可以是计算机或路由器)v源源A决定将数据包发送到路由器决定将数据包发送到路由器R1后，用数据帧封后，用数据帧封装数据包，在包头增加装数据包，在包头增加R1的数据链路层地址作为目的数据链路层地址作为目的地址，源地址是的地址，源地址是A的数据链路层地址，然后发送的数据链路层地址，然后发送数据包数据包v每个连接到该每个连接到该LAN的设备都收到该包，但只有的设备都收到该包，但只有R1打打开它开它数据链路层负责数据链路层负责数据帧的节点到节点的发送数据帧的节点到节点的发送 i54Figure 6.15 数据链路层的通信数据链路层的通信 55数据链路层地址数据链路层地址Data-link laye

42、r addresses Figure 6.16 数据链路层地址数据链路层地址 n计算机计算机A如何知道路由器如何知道路由器R1的数据链路层地址？路由的数据链路层地址？路由器器R1如何知道路由器如何知道路由器R4的数据链路层地址？的数据链路层地址？n可以静态或动态地找到设备的数据链路层地址：可以静态或动态地找到设备的数据链路层地址：静态静态:设备创建两列表，存储网络层和数据链路层地址设备创建两列表，存储网络层和数据链路层地址 动态动态:设备广播一个包含有下一设备设备广播一个包含有下一设备IP地址的特定数据包，地址的特定数据包，并用这个并用这个IP询问邻居节点，邻居返回其数据链路层地址。询问邻居节

43、点，邻居返回其数据链路层地址。56v 与与IP地址不同，数据链路层地址不是通用的。地址不同，数据链路层地址不是通用的。每个数据链路层协议可能使用不同的地址格式每个数据链路层协议可能使用不同的地址格式和大小。和大小。v 以太网协议（主流局域网）使用以太网协议（主流局域网）使用48位地址，通位地址，通常被写成十六进制格式（分成常被写成十六进制格式（分成6部分，每部分部分，每部分2位十六进制），如：位十六进制），如：通常称为物理地址或介质访问控制（通常称为物理地址或介质访问控制（MAC）地址）地址数据链路层地址数据链路层地址Data-link layer addresses 57物理层物理层Phys

44、ical layer l物理层完成在物理介质上传输二进制流所需要的功能物理层完成在物理介质上传输二进制流所需要的功能l数据链路层负责从一个节点到另一个节点的数据链路层负责从一个节点到另一个节点的帧帧传送传送l物理层负责组成帧的二进制物理层负责组成帧的二进制位位从一个节点到另一个节从一个节点到另一个节点的传送点的传送l帧中的每个位被转化为电磁信号，通过物理介质传播帧中的每个位被转化为电磁信号，通过物理介质传播 Figure 6.17 物理层的职责物理层的职责 58层的总结层的总结 Summary of layers TCP/IP协议中每层的职责和每层涉及的地址如图所示协议中每层的职责和每层涉及的

45、地址如图所示.Figure 6.18 因特网中的四层地址因特网中的四层地址 59Figure 6.19 使用使用TCP/IP 模型的信息交换模型的信息交换 层的总结层的总结 Summary of layers 60nE-mail：电子邮件：电子邮件nFTP：文件传输：文件传输 nTELNET：远程登录：远程登录nWWW：万维网：万维网 n其他：视频会议、分组讨论、聊天其他：视频会议、分组讨论、聊天 61电子邮件电子邮件 Electronic-mail Figure 6.20 电子邮件体系结构电子邮件体系结构 62n邮件发送：采用简单邮件传输协议邮件发送：采用简单邮件传输协议SMTP，完成完成M

46、TA客户端向服务器端发送邮件客户端向服务器端发送邮件n邮件接收：发送过来的邮件接收：发送过来的Email保留在邮件保留在邮件服务器中，接收者使用邮件访问协议服务器中，接收者使用邮件访问协议（POP3/IMAP）可以取走邮件）可以取走邮件电子邮件电子邮件 Electronic-mail 63n邮件接收：邮件接收：nPOP（邮局协议）：客户端发送用户名和密（邮局协议）：客户端发送用户名和密码来访问邮箱取走邮件。码来访问邮箱取走邮件。l不足：不允许在服务器上组织不足：不允许在服务器上组织Email、不允许、不允许用户在下载邮件前检查其内容用户在下载邮件前检查其内容nIMAP（因特网邮件访问协议）：更

47、强大、更（因特网邮件访问协议）：更强大、更复杂。优势：复杂。优势：l下载前可检查下载前可检查Email的头的头l下载前可搜索下载前可搜索Email的内容的内容l部分下载部分下载Emaill在邮件服务器上创建或删除邮箱在邮件服务器上创建或删除邮箱电子邮件电子邮件 Electronic-mail 64Figure 6.21 电子邮件地址电子邮件地址 n邮件地址：本地部分邮件地址：本地部分域名域名n本地部分：定义了指定文件的名字，即用本地部分：定义了指定文件的名字，即用户的邮箱户的邮箱n域名：赋予每个邮件服务器的名字，来自域名：赋予每个邮件服务器的名字，来自域名系统域名系统DNS（Domain na

48、me system）电子邮件电子邮件 Electronic-mail 65多用途因特网邮件扩充协议多用途因特网邮件扩充协议 Multi-purpose Internet Mail Extension (MIME) nSMTP不能为不支持不能为不支持7位位ASCII字符的语言字符的语言(如：汉、如：汉、法、日、德法、日、德)使用，也不能用来发送音频或视频使用，也不能用来发送音频或视频n多用途因特网邮件扩充协议多用途因特网邮件扩充协议 (MIME) 是补充协议，是补充协议，允许非允许非ASCII数据通过数据通过SMTP传输。传输。MIME不是电不是电子邮件协议，只是子邮件协议，只是SMTP的扩展，

49、不能替代的扩展，不能替代SMTPFigure 6.22 多用途因特网邮件扩充协议多用途因特网邮件扩充协议 66文件传输协议文件传输协议File Transfer Protocol (FTP) FTP是因特网上最常见任务的标准机制，用于从一是因特网上最常见任务的标准机制，用于从一台计算机到另一台计算机拷贝文件。台计算机到另一台计算机拷贝文件。v 在两主机间建立两个连接：一个传输数据，一个控在两主机间建立两个连接：一个传输数据，一个控制信息。命令和数据的分开传输使制信息。命令和数据的分开传输使FTP效率更高。效率更高。 v 客户端客户端：用户接口、客户端控制进程、数据传输进：用户接口、客户端控制进

50、程、数据传输进程。程。服务器端服务器端：服务器控制进程、服务器数据传输进程：服务器控制进程、服务器数据传输进程 。Figure 6.23 文件传输协议文件传输协议 67远程登录远程登录Remote login TELNET 用户需要能在远程站点运行不同的应用程序，并把用户需要能在远程站点运行不同的应用程序，并把结果返回本地站点。一种方案是为每个服务创建不同结果返回本地站点。一种方案是为每个服务创建不同的客户的客户/服务器应用程序，但是为每个特殊应用编写客服务器应用程序，但是为每个特殊应用编写客户户/服务器程序是不可能的。服务器程序是不可能的。nTELNET（terminal network）多

51、用途客户）多用途客户/服务器服务器程序，允许用户访问远程计算机的任何应用程序。程序，允许用户访问远程计算机的任何应用程序。n允许用户登录远程允许用户登录远程PC，登录后可使用远程，登录后可使用远程PC上可上可用的服务，并把结果返回到本地用的服务，并把结果返回到本地PC (PcAnywhere)nTELNET使得可以建立与远程系统的连接，让本地使得可以建立与远程系统的连接，让本地终端看起来就像是直连到远程系统的终端一样。终端看起来就像是直连到远程系统的终端一样。68Figure 6.24 本地登录本地登录 l当用户登录本地分时系统时当用户登录本地分时系统时，称为本地登录，称为本地登录l用户在运行

52、终端仿真程序的用户在运行终端仿真程序的终端或工作站打字时，击键终端或工作站打字时，击键被终端驱动程序接收，再把被终端驱动程序接收，再把字符传给操作系统。字符传给操作系统。l操作系统依次解释字符组合操作系统依次解释字符组合，调用所需的应用程序或工，调用所需的应用程序或工具。具。远程登录远程登录Remote login TELNET 69Figure 6.25 远程登录远程登录 远程登录远程登录Remote login TELNET n用户传送击键给终端驱动程序，本地操作系统接收但用户传送击键给终端驱动程序，本地操作系统接收但不解释它们，将不解释它们，将ASCII字符传给字符传给TELNET客户端

53、，转化客户端，转化为网络虚拟终端为网络虚拟终端NVT中的字符，发给本地中的字符，发给本地TCP/IPnTELNET服务器把每个服务器把每个NVT转回转回ASCII，传送给伪终端，传送给伪终端驱动程序。驱动程序。70万维网万维网 The World Wide Web (WWW) WWW：万维网：万维网World Wide Web (WWW “Web”) 连接连接分布在世界各地信息的知识库。分布在世界各地信息的知识库。vWWW是一种分布式客户是一种分布式客户/服务器服务，其中服务器服务，其中，客户使，客户使用浏览器访问服务器的服务。用浏览器访问服务器的服务。v不同于因特网提供的其它服务，不同于因特

54、网提供的其它服务，WWW具有灵活性、具有灵活性、可移植性和用户友好等特点。可移植性和用户友好等特点。vWWW提供的服务分布在许多地方，称为提供的服务分布在许多地方，称为Web站点。站点。71超文本和超媒体超文本和超媒体 Hypertext and hypermediaWWW使用超文本和超媒体的概念。使用超文本和超媒体的概念。v超文本超文本:在超文本环境中，信息存储在一种用在超文本环境中，信息存储在一种用链接连接在一起的文档中，一个项通过链接与链接连接在一起的文档中，一个项通过链接与另一个文档相关。正在浏览文档的用户可以通另一个文档相关。正在浏览文档的用户可以通过选择（点击）链接到另一个文档的项

55、，而转过选择（点击）链接到另一个文档的项，而转到其他文档中。到其他文档中。v超媒体超媒体:超媒体可包含图片、声音、视频等。超媒体可包含图片、声音、视频等。v在在Web上可用的超文本或超媒体的基本单元称上可用的超文本或超媒体的基本单元称为页面。为页面。72超文本和超媒体超文本和超媒体 Hypertext and hypermedia例子中有例子中有5个文档可通过链接互相连接在一起。个文档可通过链接互相连接在一起。Figure 6.26 超文本超文本 73WWW组成组成Figure 6.27 浏览器结构浏览器结构 n浏览器浏览器：控制器（接收来自键盘或鼠标的输入）、客：控制器（接收来自键盘或鼠标的输入）、客户端程序（存取文档）、解释器（在屏幕上显示文档）户端程序（存取文档）、解释器（在屏幕上显示文档）n Web服务器服务器：存储所有属于：存储所有属于Web站点的页面。站点的页面。n超文本传输协议超文本传输协议 (HTTP)：用来存取万维网中数据的：用来存取万维网中数据的协议协议 74Figure 6.28 HTTP 事务事务 HTTP用纯文本、超文本、音频、视频等形式传输数据。用纯文本、超文本、音频、视频等形式传输数据。n客户端发出请求给服务器，从客户端到服务器的命令包客户端发出请求给服务器，从客户端到服务器的命令包含在基于