1.互联网服务和TCPIP.ppt

1、TCP/IP网络与协议,主讲：Frank Mao,1、网络概念：,用通信线路和通信设备将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享系统的计算机系统的集合。 四个要素： 1、通信线路和通信设备 2、有独立功能的计算机 3、网络软件支持 4、实现数据通信与资源共享,2、发展,第一代计算机网络,50年代 计算机-终端,多机系统,以单个计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络。(60年代以前)。,计算机网络发展,第一代：远程终端连接 20世纪60年代早期 面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分

2、布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机 只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信,代表：1969年开始运行的美国国防部高级研究计划署的ARPANET,第二代计算机网络,多个主计算机通过通信线路互连的计算机网络。（60年代中期）。,第二代：计算机网络阶段（局域网） 20世纪60年代中期 多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。 包括：通信子网、用户资源子网 终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。 电路交换和分组交换,计算机网络发展,计算机网络的组成,通信子网和资源子网,在整个计算机网络中总会有一部分是用来对信息进行传递的，对于网络中的这部分我们称之为通

3、信子网。 网络的另一个重要作用就是提供各种服务。在网络中由资源子网来完成这些功能。,第三代计算机网络,具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络。(70年代末)。,物理层,数据链路层,网络层,运输层,会话层,表示层,应用层,第三代计算机网络,应该做什么,数据采用什么样的方式传输,走哪条路可以到达对方,对方在什么地方,对方是谁,数据表示、加密等特殊处理,计算机之间使用什么连接,70年代中期 局域网,80年代局域网迅速发展,90年代网络互连，Internet崛起,第三代计算机网络,第三代：计算机网络互联阶段（广域网、Internet） 国际标准化组织(ISO)制订开放体系互联基本参考模

4、型（OSI/RM），实现不同厂家生产的计算机之间实现互连 TCP/IP协议的诞生,计算机网络发展,第四代计算机网络,网络互联与高速网络。（90年代）。,第四代：信息高速公路（高速，多业务，大数据量） 宽带综合业务数字网：信息高速公路 ATM技术、ISDN、千兆以太网 交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等 高速、可视化,计算机网络发展,三、网络的分类,重点： 网络的覆盖范围分类方法 拓扑结构 难点： 拓扑结构的理解 目标： 掌握常见网络分类的方式。,按拓扑结构划分:,网络拓扑图就是组建计算机网络的最基本的要素。 计算机网络拓扑结构是把工作站、服务器等网络单元

5、抽象为“点”，把网络中的电缆等通信介质抽象为“线”，就形成点和线的几何图形，从而抽象出网络系统的具体结构，称这种结构为计算机网络的”拓扑结构”。,总线型(所有计算机都 串接在一条传输线路上),优点： 1、结构简单、易扩充，使用广泛 2、总线任务重，易产生瓶颈问题,缺点： 1、故障后果严重 2、故障诊断困难 3、传输率低,星型：(一个中枢装置(交换机或集线器),缺点： 1、布线费用大 2、对中央结点要求高,优点 ： 1、易于故障的诊断 2、稳定 性好 3、易于故障的隔离 4、易于网络的扩展 5、易于提高网络的传输速度,环型（一个封闭的电缆环路上),传输速率高、距离远 一个站点的故障会引起整个网络

6、的崩溃,树型,网型：,传输速率高、容错高、可靠性好,混合型拓扑结构,按网络的覆盖范围分类,局域网,局域网（LAN）的覆盖范围从几米到几千米，数据传输速率一般在10M以上。,按网络的覆盖范围分类,城域网（MAN）的覆盖范围从几千米到几十千米。,城域网,按网络的覆盖范围分类,广域网（WAN）的覆盖范围可以是几十千米，也可以延伸到星际。数据传输速率为几Kbps到几Gbps。,计算机网络的功能,相互通信（基本功能） 电子邮件、网上聊天、网上电话、视频会议等。 资源共享 让网络上的用户都能使用网络中的程序、数据、设备等。 分布式处理 大型问题-合适算法-共同协作-降低费用,网络的应用,文件打印服务 通信

7、服务 邮件服务 INTERNET服务 管理服务 信息点播，如视频点播(VOD） 远程教学、远程医疗和远程计算 电视会议和可视电话 监视控制 虚拟现实 CAD/CAM/CAE 办公自动化（OA） 管理信息系统（MIS）,协议（protocol）,通信中的约定。由格式和过程来构成,你好！,你好！,格式（format）,格式是交换信息的结构需要预先设定好信息的结构如果相互之间不理解该结构，是不能建立通信的,过程（procedure）,过程是信息交换的方法在左边的例子中发出“你好”的问候后，对方也会回答“你好”，这样就开始通信了,网络中协议的必要性,通过会话进行交流,嗯？为什么不去,&%$&%#(,这

8、次野餐大家都去吗？,我不去。,由人组成的网络人们集中的情况下存在预先设定好的规则和语言体系。遵守这些规则就可以参加到网络中，而如果使用其他语言，网络的交流就会变得很困难,网络中协议的必要性,以互联网为代表的网络网络中有各种特定的通信协议存在。在遵守该协议的基础上，可以通过网络进行通信，即使他们的操作系统不相同。,通过通信协议进行交流,其他网络,遵守协议规则的连接,遵守协议规则的连接,OSI和TCP/IP体系结构,OSI体系结构由ISO和ITU-T共同制定ISO：International Organization for Standardization 国际标准化组织ITU-T：国际电信联盟电

9、信标准部OSI：Open System Interconnection开放系统互连 TCP/IP体系结构由IETF制定IETF:Internet Engineering Task Force因特网工程任务组,OSI参考模型的功能,通信规则的标准化应用程序间会话的规定、数据通信效率的规定、通信开始结束的规定、异常情况的规定等等,通过OSI参考模型标准化,数据通信效率的规定通信开始、结束的规定关于数据包的规定通信媒体的规定，等等,网络,没有进行标准化，计算机的生产厂家和操作系统的种类不同，就不能通信，互联网也就无法存在,遵守协议规则可以和任意一台计算机连接,协议中层的概念,由声音组成的语言协议,2

10、,1,由电气信号组成的电话协议,由声音组成的语言协议,2,1,由电气信号组成的电话协议,喂！你好！,你好！,人们之间通过声音发出的语言进行交流，而不识别电气信号,电话之间通过电气信号进行通信，不区分声音和语言,OSI采用了如图2-4所示的七层参考模型。,OSI （开放式系统互联参考模型）,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,用户的接口: http ftp web telnet snmp smtp pop X.400,数据的定义：JPEG ASCII TIFF GIF MPEG MIDI 加密,会话的控制：RPC SQL NetBios AppleTalk ASP JSP

11、,数据的投递：TCP UDP SPX,数据包传递：IP IPX,在链路上传输数据使用MAC 地址 ： ATM PPP IEEE802.3/802.2 802.5/802.2,物理设备间传送比特流：IEEE802.3 EIA/TIA FDDI,OSI模型中各层的功能,第七层 应用层,HELLO,应用层 7,表示层 6 物理层 1,应用层 7,表示层 6 物理层 1,HELLO(字母),HELLO,HELLO(字母),实际传送路径,OSI模型中各层的功能,第六层 表示层,HELLO,应用层 7,会话层 5 物理层 1,应用层 7,会话层 5 物理层 1,HELLO(字母),HELLO(字母),实际

12、传送路径,代码转换 表示层 6,代码转换 表示层 6,OSI模型中各层的功能,第五层 会话层,HELLO,应用层 7 表示层 6,传输层 4 物理层 1,应用层 7 表示层 6,传输层 4 物理层 1,实际传送路径,会话层 5,会话层 5,OSI模型中各层的功能,第四层 传输层,应用层 7表示层 6 会话层 5,网络层 3 物理层 1,网络层 3 物理层 1,实际传送路径,传输层 4,传输层 4,应用层 7表示层 6 会话层 5,将数据包传送到对方,数据,添加数据包报头,检查接受到的数据包，进行必要的组合,OSI模型中各层的功能,第三层 网络层,数据链路 2 物理层 1,实际传送路径,网络层

13、3,网络层 3,确立端到端的通信路线,检查接受到的数据包，进行必要的组合,应用层 7 传输层 4,应用层 7 传输层 4,数据链路 2 物理层 1,和传输层一样，网络层也要添加自己的数据包报头,通过路由器等设备,OSI模型中各层的功能,第二层 数据链路层,数据链路 2,应用层 7 网络层 3,和传输层以及网络层一样，数据链路层也要添加自己的报头,物理层 1,节点A,节点B,实现了传递到下一个相邻连接的节点,OSI模型中各层的功能,第一层 物理层,物理层 1,物理层 1,确立端到端的通信路线,应用层 7 数据链路 2,应用层 7 数据链路 2,将数字信号转换成电气信号,将接受到的电气信号转换为数

14、据链路层可以识别的数字信号,OSI参考模型中的信息流,2.2.3 因特网协议分层,因特网协议通常又称为TCP/IP协议。TCP/IP协议分为如图2-15所示的4个协议层。,TCP/IP协议各层的功能,应用层的功能,应 用 层,客户端程序（Web浏览器、邮件发送程序）,低层,应 用 层,服务器程序（HTTPd和邮件等后台程序）,低层,服务请求,服务应答,实际的通信控制是由低层来完成,应用层通过相互之间的确认识别，来进行请求和应答等交换在应用层中运行的很多应用程序都是在客户端与服务器端之间实现功能的,TCP/IP协议各层的功能,传输层的功能 在传输层中，要识别从高层传递来的信息应该传送到对方哪个应用程序，并将该信息作为端口号添加在报头信息中。 同时，对于从低层的网络层中传递来的信息，要确认数据包是否缺失，如果数据包发生缺失等情况，会请求再次发送。 传输层中存在TCP和UDP两种功能不同的协议。,TCP/IP协议各层的功能,网络层的功能,A站,D站,B站,C站,只要明确知道目的地是D站，而并不需要知道中途经过了多少个车站。在互联网中也是同样，如果明确接收方，就可以决定传送的路线,TCP/IP协议各层的功能,网络接口层