級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課件2章.ppt

三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù),第2章 網(wǎng)絡(luò)基本概念,2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展,2.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史,20世紀50年代 通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合，奠定了計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。 20世紀60年代 以ARPANET為代表的分組交換技術(shù)的發(fā)展，為Internet的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 20世紀70年代中期開始 以O(shè)SI模型為代表的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究工作為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的標準化產(chǎn)生了重要作用。 20世紀90年代至今 標志為Internet的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度突飛猛進。 同時，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢向?qū)拵Щ?，多媒體化方向進行。,2.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展(續(xù)),Internet的發(fā)展 Internet是通過路由器實現(xiàn)多個廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)互連的大型網(wǎng)際網(wǎng) 更高性能的Internet2正在發(fā)展之中。 局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展 高速Ethernet：10Mbps、100Mbps、1Gbps、10Gbps 寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 寬帶骨干網(wǎng) 寬帶接入網(wǎng),2.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成,20世紀50年代初，由于美國軍方的需要，美國半自動地面防空系統(tǒng)開始計算機與通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試。 后來人們發(fā)現(xiàn)可以通過通信系統(tǒng)將地理位置分散的多個終端，通過通信線路連接到一臺中心計算機上，該計算機以集中方式處理不同地理位置的用戶數(shù)據(jù)；用戶可以在自己辦公室內(nèi)的終端鍵入程序，通過通信線路傳送到中心計算機，分時訪問和使用資源進行信息處理，處理結(jié)果再通過通信線路回送到用戶終端顯示或打印。這種以單個計算機為中心的聯(lián)機系統(tǒng)稱做面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)。 隨著計算機的發(fā)展，出現(xiàn)了多臺計算機互連的需求。將分布在不同地點的計算機通過通信線路互連便成為計算機網(wǎng)絡(luò)。 ARPANET是計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的一個里程碑，是Internet出現(xiàn)的基礎(chǔ)。 20世紀70年代一些機構(gòu)開始局域網(wǎng)計算機的研究，并取得了很多成果，這對局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展起到重要作用。,2.1.3 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標準化,國際標準化組織（ISO）在1984年正式公布了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互連的參考模型，全名為“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”（OSI/RM，Open System Interconnection Basic Reference Model），簡稱OSI，以實現(xiàn)開放系統(tǒng)環(huán)境中的互連性、互操作性和應(yīng)用的可移植性。后來ISO與CCITT等組織分別為參考模型的各個層次制定一些列的協(xié)議標準。 OSI雖然為國際標準，但并不實用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展TCP/IP協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)公認的標準。,2.1.4 互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,瀏覽器、超文本標記語言、搜索引擎、Java跨平臺編程技術(shù)的發(fā)展，對互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的作用。在過去的30年里，由于各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的出現(xiàn)，促進了互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展。這些應(yīng)用包括遠程登錄Telnet、電子郵件E-mail、文件傳輸服務(wù)FTP、新聞組BBS、網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)絡(luò)會議、網(wǎng)絡(luò)電視、電子商務(wù)、電子政務(wù)、遠程教育、遠程醫(yī)療、搜索引擎、P2P文件共享、即時通信、播客、博客和網(wǎng)絡(luò)游戲等。 1993年9月，美國公布了國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）計劃，該計劃被形象地稱為信息高速公路。1992年2月，全球信息基礎(chǔ)設(shè)施委員會（GIIC）成立，以推動與協(xié)調(diào)各國信息技術(shù)與信息服務(wù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主要表現(xiàn)在：寬帶城域網(wǎng)、異步傳輸模式、高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)、虛擬網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。,2.1.5 寬帶城域網(wǎng)的發(fā)展,從當(dāng)前城域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用現(xiàn)狀來看，城域網(wǎng)的概念泛指網(wǎng)絡(luò)運營商在城市范圍內(nèi)提供各種信息服務(wù)業(yè)務(wù)的所有網(wǎng)絡(luò)，它是以寬帶光傳輸網(wǎng)為開放平臺，以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，通過各種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻、IP電話、IP 接入和各種增值業(yè)務(wù)與智能業(yè)務(wù)，并與運營商的廣域計算機網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)、傳統(tǒng)公用電話交換網(wǎng)互聯(lián)互通的本地綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。 寬帶城域網(wǎng)包括核心交換網(wǎng)與接入網(wǎng)。核心交換網(wǎng)為整個網(wǎng)絡(luò)提供一個高速、寬帶的中心連接，并能提供所有城域網(wǎng)連入Internet所需要的路由服務(wù)，實現(xiàn)與全國骨干網(wǎng)絡(luò)的互連，提供城市高速IP數(shù)據(jù)出口。接入網(wǎng)技術(shù)解決的是最終用戶接入地區(qū)性網(wǎng)絡(luò)的問題。目前，可用作用戶接入網(wǎng)的有計算機網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)。,2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,2.2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念,不同時期對計算機網(wǎng)絡(luò)有不同的定義，符合網(wǎng)絡(luò)特征的是資源共享的觀點。 “以能夠相互共享資源的方式互連起來的多臺自治計算機系統(tǒng)的集合?！?三層含義： 聯(lián)網(wǎng)的目的：資源共享和信息傳輸。資源指計算機硬件、軟件與數(shù)據(jù)。 “自治計算機”：聯(lián)網(wǎng)必須使用多臺獨立的計算機，沒有主從關(guān)系，可連網(wǎng)工作，也可獨立工作?？梢詾檫h程用戶服務(wù)，也可為本地用戶服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：必須遵循相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。,2.2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)及其特點,1早期計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)上：包括主機、終端、CCP與通信線路 邏輯功能上：包括資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng),2.2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)及其特點(續(xù)),2現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點 微型計算機通過局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)，而局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)是通過路由器實現(xiàn)的 Internet：由路由器互聯(lián)的大型、層次結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),2.2.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類,最能反映網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本質(zhì)特征和最常見的網(wǎng)絡(luò)分類方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分布距離來進行分類。按網(wǎng)絡(luò)的分布距離來分類，可分為： 廣域網(wǎng)（WAN） 局域網(wǎng)（LAN） 城域網(wǎng)（MAN）,局域網(wǎng)LAN,作用范圍：一般在10公里以內(nèi)，以一個單位或一個部門的范圍為限，由這些單位或部門單獨組建 按照局域網(wǎng)采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標準不同，局域網(wǎng)可以分為共享局域網(wǎng)與交換局域網(wǎng)。交換式局域網(wǎng)通過局域網(wǎng)交換機，可以在它的多個端口之間建立多個并發(fā)連接，來提高局域網(wǎng)帶寬。,局域網(wǎng)LAN（續(xù)）,從局域網(wǎng)應(yīng)用的角度來看，局域網(wǎng)的主要特點如下： 地理覆蓋范圍有限，適用于學(xué)校、機關(guān)、工廠的需求。 數(shù)據(jù)傳輸速率高、誤碼率低。 易于建立、維護和擴展。 從介質(zhì)訪問角度可分為共享式局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)；從使用的傳輸介質(zhì)類型的角度看，可以分為有線介質(zhì)的局域網(wǎng)和適用無線介質(zhì)通信信道的局域網(wǎng)。,城域網(wǎng)MAN,介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種技術(shù) 目標：滿足幾十公里范圍內(nèi)的多個局域網(wǎng)的互聯(lián) 主要技術(shù) 早期： 使用傳統(tǒng)的FDDI技術(shù) 現(xiàn)在： 傳輸介質(zhì)：光纖 交換結(jié)點：基于IP的高速路由交換機和ATM交換機 體系結(jié)構(gòu)：采用核心交換層、業(yè)務(wù)匯聚層、接入層3層模式,廣域網(wǎng)WAN,作用范圍:幾十到幾千公里，可覆蓋一個國家、地區(qū)、或橫跨幾個洲 通信子網(wǎng)：可以利用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng) 用戶機可以通過局域網(wǎng)方式接入，也可以選擇公用電話交換網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)或者無線局域網(wǎng)方式接入到作為地區(qū)級主干網(wǎng)的城域網(wǎng)。城域網(wǎng)又通過路由器與光纖接入到作為國家級或區(qū)域主干網(wǎng)的廣域網(wǎng)。,2.2.4 計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)型,計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲的定義 網(wǎng)絡(luò)拓撲分類方法 點對點線路通信子網(wǎng)的拓撲,計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲的定義,抽象 “點”：工作站、服務(wù)器、通信設(shè)備等 “線”：通信介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 通過網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中個實體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。 拓撲的重要性 對網(wǎng)絡(luò)的性能、系統(tǒng)可靠性與通信費用都有重大影響 主要指通信子網(wǎng)的拓撲構(gòu)型,網(wǎng)絡(luò)拓撲分類方法,采用點-點線路的通信子網(wǎng) 星型、環(huán)型、樹型與網(wǎng)狀型 不可能存在總線型 采用廣播信道的通信子網(wǎng) 總線型、樹型、環(huán)型、無線通信與衛(wèi)星通信型,網(wǎng)絡(luò)拓撲分類方法,1星型拓撲 結(jié)點通過點-點通信線路與中心結(jié)點連接，中心結(jié)點控制全網(wǎng)的通信 優(yōu)點：容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點，易于實現(xiàn)和管理 缺點：中心節(jié)點的故障會引起整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 2環(huán)型拓撲 結(jié)點通過點-點通信線路連接成閉合環(huán)路 優(yōu)點：容易安裝和監(jiān)控 缺點：容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，難以增加新的站點 3環(huán)型拓撲 星型拓撲的擴展 結(jié)點按層次進行連接，信息交換主要在上、下結(jié)點之間進行，相鄰及同層結(jié)點之間一般不進行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小 匯集信息的應(yīng)用要求 4網(wǎng)狀拓撲 結(jié)點之間的連接是任意的，沒有規(guī)律 優(yōu)點：系統(tǒng)可靠性高， 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須采用路由選擇算法與流量控制方法 廣域網(wǎng)基本上都是采用網(wǎng)狀拓撲構(gòu)型,2.2.5 描述計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸特性的參數(shù),數(shù)據(jù)傳輸速率 誤碼率 帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率關(guān)系,數(shù)據(jù)傳輸速率,在數(shù)值上等于每秒鐘傳輸?shù)臉?gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進制比特數(shù)，又稱比特率 單位為比特/秒，記作b/s、bit/s或bps 對于二進制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率可定義為： S=1/T 常用的數(shù)據(jù)傳輸速率的單位還有Kbps、Mbps、Gbps和Tbps。換算關(guān)系： 1Kbps=1103bps 1Mbps=1106bps 1Gbps=1109bps 1Tbps=11012bps,帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率關(guān)系,帶寬：某個信號具有的頻率寬度，單位是赫茲（Hz）。 “帶寬”和“速率”幾乎成了同義詞 通信信道最大傳輸速率與信道帶寬之間存在著明確的關(guān)系： 奈奎斯特準則 香農(nóng)定理,帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率關(guān)系(續(xù)),奈奎斯特準則 描述了有限帶寬、無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系 二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬（B=f，單位HZ）的關(guān)系為： 例如，對于二進制數(shù)據(jù)，若B=3 000Hz，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax=6 000bps。,帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率關(guān)系(續(xù)),香農(nóng)定理 描述了有限帶寬、有隨機熱噪聲信道時，最大傳輸速率與信道帶寬、信號噪聲功率比之間的關(guān)系： 其中：Rmax:數(shù)據(jù)最大傳輸速率，單位是bps B:信道帶寬，單位是Hz S/N:信號與噪聲功率比 例如：信道帶寬B=3000Hz，S/N=1 000，那么Rmax30kbps 。 香農(nóng)定理給出了一個有限帶寬、有熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率的極限值,誤碼率的定義,定義：二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，定義為: Pe = Ne / N 其中：N：傳輸總碼元數(shù)；Ne：傳輸出錯的碼元 定義的理解： （1）誤碼率是衡量正常狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù) （2）對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說，誤碼率越低越好。誤碼率越低，設(shè)備則越復(fù)雜，價格越貴 （3）誤碼率是二進制的比值。誤碼率的測試是一種統(tǒng)計數(shù)字，測試的值越多，越接近精確值 計算機網(wǎng)絡(luò)中，誤碼率通常要求低于10-6 ，通信系統(tǒng)達不到，需要進行差錯控制。,2.3分組交換技術(shù),2.3.1 電路交換,在早期廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)數(shù)據(jù)交換方式中，可以采用的方法基本可以分為兩類：電路交換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換。電路交換方式與電話交換的工作過程類似。電路交換的通信過程分為3個階段。 線路建立階段 數(shù)據(jù)傳輸階段 線路釋放階段,2.3.1 電路交換(續(xù)),電路交換方式的優(yōu)點是：通信實時性強，適用于交互式會話類通信。 電路交換方式的缺點是：對突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，同時不具備數(shù)據(jù)存儲能力和差錯控制能力，不能平滑通信量，也無法發(fā)現(xiàn)和糾正傳輸過程中發(fā)生的差錯。,2.3.2 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換,存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換也是一種早期廣域網(wǎng)中使用的數(shù)據(jù)交換方式。它將發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照一定的格式組成一個數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）進入通信子網(wǎng)；通信子網(wǎng)中的結(jié)點是通信控制處理機，負責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯驗證、存儲、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式分為報文交換和報文分組交換。 報文交換中不控制數(shù)據(jù)的長度，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，只把數(shù)據(jù)當(dāng)作一個邏輯單元，在數(shù)據(jù)中加上目的地址、源地址與控制信息后，按一定格式打包后組成一個報文。 分組交換則限制數(shù)組的最大長度，源結(jié)點需要將一個長報文分成多個分組，由目的結(jié)點將多個分組按順序重新組織成報文。,2.3.2 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（續(xù)）,存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，它克服了電路交換方式的缺點，具有明顯的優(yōu)點。 通信子網(wǎng)的路由器可以存儲分組，因此多個分組可以共享通信信道，線路利用率高。 路由器具有路由選擇功能，可以動態(tài)選擇分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑，同時可以平滑通信量，提高系統(tǒng)的效率。 分組在通過通信子網(wǎng)中的每個路由時，都需要進行差錯檢查和糾錯處理，因此可以減少傳輸錯誤，提供系統(tǒng)的可靠性。 路由器可以對不同通信速率的線路進行速率轉(zhuǎn)換，也可以對不同的數(shù)據(jù)代碼格式進行轉(zhuǎn)換。,2.3.3 數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式,1數(shù)據(jù)報方式 在數(shù)據(jù)報方式中，分組傳輸不需要預(yù)先在源主機和目的主機之間建立“線路連接”。源主機發(fā)送的每個分組都可以獨立選擇一條傳輸路徑，每個分組在通信子網(wǎng)中可能通過不同的傳輸路徑到達目的主機。 數(shù)據(jù)報方式具有以下特點： 同一報文的不同分組可能經(jīng)過不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)。 同一報文的不同分組到達目的節(jié)點可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失現(xiàn)象。 每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址和源地址。 傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。,2.3.3 數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式（續(xù)）,2虛電路方式 虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報和電路交換方式結(jié)合起來，發(fā)揮其各自的優(yōu)點，以達到最佳的數(shù)據(jù)交換效果。 虛電路方式在分組發(fā)送前，在發(fā)送方和接收方之間建立一條邏輯連接的虛電路，在這點上與電路交換方式類似，工作過程分為3個階段：虛電路建立階段、數(shù)據(jù)傳輸階段與虛電路拆除階段。 在數(shù)據(jù)傳輸階段，利用已經(jīng)建立的虛電路以存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式順序傳送分組，在這點上與數(shù)據(jù)報方式類似。,2.3.3 數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式（續(xù)）,虛電路方式主要有以下特點。 在每次分組傳輸前，需要在源主機和目的主機之間建立一條邏輯電路，而不需要真正去建立一條物理連接。 一次通信的所有分組都通過虛電路順序傳遞，因此分組中不必帶目的地址、源地址等信息，分組到達目的結(jié)點時不會出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失現(xiàn)象。 分組通過虛電路上的每個節(jié)點時，結(jié)點只需要進行差錯校驗，不需進行路由選擇。 通信子網(wǎng)中的每個結(jié)點可以與任何結(jié)點建立多條虛電路連接。,2.4 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念,2.4.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念,1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 定義：為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標準 三要素： 語法：用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式； 語義：需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動作與做出的響應(yīng)； 時序：對事件實現(xiàn)順序的詳細說明。,2.4.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念(續(xù)),2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 定義：計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型和各層協(xié)議的集合 體系結(jié)構(gòu)是抽象的，實現(xiàn)是具體的 3層次結(jié)構(gòu)模型 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法 層次結(jié)構(gòu)模型優(yōu)點： 各層之間是獨立的 設(shè)計靈活 結(jié)構(gòu)上可分割開 易于實現(xiàn)和維護 能促進標準化工作 第一個計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：IBM公司的SNA,2.4.2 ISO/OSI參考模型,OSI/RM Open System Interconnection Basic Reference Model，開放系統(tǒng)互連基本參考模型 分層的體系結(jié)構(gòu)、三級抽象： 第一級抽象：體系結(jié)構(gòu) 第二級抽象：服務(wù)定義 第三級抽象：協(xié)議規(guī)格說明 OSI/RM并不是一個標準，而只是一個概念性的框架,ISO劃分七層結(jié)構(gòu)的基本原則,網(wǎng)中各結(jié)點都具有相同的層次； 不同結(jié)點的同等層具有相同的功能； 同一結(jié)點內(nèi)相鄰層之間通過接口通信； 每層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)； 不同結(jié)點的同等層通過協(xié)議來實現(xiàn)對等層之間的通信。,OSI參考模型的結(jié)構(gòu),OSI參考模型的結(jié)構(gòu),OSI參考模型各層的功能,物理層（Physical layer） 利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接； 透明地傳送比特流。 數(shù)據(jù)鏈路層（Data link layer） 在通信的實體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接； 傳送以“幀”為單位的數(shù)據(jù)； 采用差錯控制、流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。 網(wǎng)絡(luò)層（Network layer） 通過路由算法，為分組通過通信子網(wǎng)選擇一條最佳路徑； 網(wǎng)絡(luò)層要實現(xiàn)路由選擇、擁塞控制與網(wǎng)絡(luò)互連等功能。,OSI參考模型各層的功能(續(xù)),傳輸層（Transport layer） 向用戶提供可靠的端到端（End-to-End）服務(wù)，透明地傳送報文； 向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細節(jié)； 計算機通信體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的一層。 會話層（Session layer） 組織兩個會話進程之間的通信，并管理數(shù)據(jù)的交換,OSI參考模型各層的功能(續(xù)),表示層（Presentation layer） 處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式； 數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。 應(yīng)用層（Application layer） 為應(yīng)用程序提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)； 應(yīng)用層需要識別并保證通信對方的可用性，使得協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間的同步； 建立傳輸錯誤糾正與保證數(shù)據(jù)完整性的控制機制。,2.4.3 TCP/IP參考模型與協(xié)議,1TCP/IP參考模型與協(xié)議的發(fā)展過程 TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 最早在ARPANET中使用 TCP/IP特點： 開放的協(xié)議標準，可以免費使用 獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件 統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案 標準化的高層協(xié)議,TCP/IP參考模型與層次,TCP/IP參考模型與層次(續(xù)),主機-網(wǎng)絡(luò)層（Host-to-Network layer） 與OSI的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層相對應(yīng) 功能： 負責(zé)接收IP數(shù)據(jù)報并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之 從網(wǎng)絡(luò)口接收物理幀，裝配成IP數(shù)據(jù)報上交給互連層 TCP/IP中并沒有定義這一部分 可以連接不同的網(wǎng)絡(luò)類型 局域網(wǎng)：如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、令牌總線網(wǎng) 公共數(shù)據(jù)網(wǎng)：如X.25、幀中繼、DDN等,TCP/IP參考模型與層次(續(xù)),互連層（Internet layer） 相當(dāng)于OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 主要功能： 處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求； 處理接收的數(shù)據(jù)報； 處理互連的路徑選擇、流量控制與擁塞控制等問題。 主要協(xié)議： IP協(xié)議：互連層的核心協(xié)議； ICMP：因特網(wǎng)控制報文協(xié)議，用于差錯控制； IGMP：Internet組管理協(xié)議 ； ARP：地址解析協(xié)議 ，負責(zé)將IP地址轉(zhuǎn)換為物理地址； RARP反向地址解析協(xié)議，負責(zé)將物理地址轉(zhuǎn)換IP地址。,TCP/IP參考模型與層次(續(xù)),互連層（Internet layer） 相當(dāng)于OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 主要功能： 處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求； 處理接收的數(shù)據(jù)報； 處理互連的路徑選擇、流量控制與擁塞控制等問題。 主要協(xié)議： IP協(xié)議：互連層的核心協(xié)議； ICMP：因特網(wǎng)控制報文協(xié)議，用于差錯控制； IGMP：Internet組管理協(xié)議 ； ARP：地址解析協(xié)議 ，負責(zé)將IP地址轉(zhuǎn)換為物理地址； RARP反向地址解析協(xié)議，負責(zé)將物理地址轉(zhuǎn)換IP地址。,TCP/IP參考模型與層次(續(xù)),傳輸層（Transport layer） 對應(yīng)于OSI參考模型的傳輸層 主要功能： 負責(zé)應(yīng)用進程之間的端-端（End-End）通信； 在互聯(lián)網(wǎng)中源主機與目的主機的對等實體之間建立用于會話的端一端連接 主要協(xié)議： TCP：傳輸控制協(xié)議 一種可靠的、面向連接的、全雙工的面向數(shù)據(jù)流的協(xié)議 UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 一種不可靠的、無連接協(xié)議，差錯與排序由應(yīng)用層完成,TCP/IP參考模型與層次(續(xù)),應(yīng)用層（Application layer） 對應(yīng)于OSI參考模型的會話層、表示層和應(yīng)用層 直接對用戶服務(wù) 主要協(xié)議： 網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議TELNET，用于遠程登錄； 文件傳輸協(xié)議FTP，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中交互式文件傳輸功能； 域名服務(wù)DNS，用于設(shè)備名字到IP地址映射； 電子郵件協(xié)議SMTP，用于電子郵件傳送； 超文本傳輸協(xié)議HTTP，用于WWW服務(wù)； 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP，用于網(wǎng)絡(luò)管理； ,TCP/IP協(xié)議簇,2.4.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較,共同點： 層次結(jié)構(gòu)的概念 傳輸層功能相似 OSI參考模型主要缺陷： 模型的層次數(shù)量與內(nèi)容不是最佳的選擇 把“服務(wù)”與“協(xié)議”的定義結(jié)合起來使得模型變得很復(fù)雜 ，尋址、流量控制與差錯控制在每一層重復(fù)出現(xiàn)，效率低 受到通信思想的支配，不適合計算機與軟件的工作方式 TCP/IP參考模型主要缺陷： 在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別上不清楚 在某些層次的劃分上不夠合理,2.5 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展,2.5.1 基于Web應(yīng)用的發(fā)展,Web服務(wù)器中儲存著各種形式的信息，從可執(zhí)行程序和服務(wù)軟件到文本、語音、圖形和視頻等。信息以頁面的形式表示。Web頁面由各種文件組成，這些文件包含如何顯示信息的說明以及用戶可以看到的最終結(jié)果。用戶通過瀏覽器可以方便地觀看Web頁面中的內(nèi)容。 為了支持各種基于Web的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)必須具有足夠的帶寬、良好的服務(wù)質(zhì)量和完善的安全機制，以滿足電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠程教育、遠程醫(yī)療、分布式計算、數(shù)字圖書館與視頻點播的不同應(yīng)用需求。一部分仍叫做ARPANET，用于進一步的研究工作；,2.5.2 搜索引擎技術(shù)的發(fā)展,搜索引擎是運行在Web上的應(yīng)用軟件系統(tǒng)?；ヂ?lián)網(wǎng)中信息種類多、覆蓋范圍廣，在信息海洋中要獲取想要的信息不可能完全使用人工方法完成，需要借助于互聯(lián)網(wǎng)中的搜索引擎技術(shù)。最初人們通過使用匿名訪問的FTP站點的方式來共享信息資源。1990年麥基爾大學(xué)的研究人員在開發(fā)了一個軟件Archie，以便于人們在FTP資源中找到所需的信息。Archie被公認為現(xiàn)代搜索引擎技術(shù)的鼻祖。 現(xiàn)代搜索引擎的思路源于Web Wanderer。Web Wanderer由Matthew Gray于1993年開發(fā)，是世界上第一個利用HTML網(wǎng)頁之間的鏈接關(guān)系來檢測Web發(fā)展規(guī)模的“robot程序”。由于它通過在Web中沿超鏈接“爬行”的方式實現(xiàn)檢索功能，因此這種程序也稱為“蜘蛛”。目前，常用的搜索引擎有Google、百度、天網(wǎng)等。,2.5.3 播客技術(shù)的應(yīng)用,播客是基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字廣播技術(shù)之一。根據(jù)節(jié)目類型的不同，播客可以分為3類：傳統(tǒng)廣播節(jié)目的播客、專業(yè)播客提供商和個人播客。傳統(tǒng)廣播節(jié)目的播客中提供的內(nèi)容是經(jīng)過編輯后的電視節(jié)目、網(wǎng)絡(luò)廣播等；專業(yè)播客提供商作為信息服務(wù)業(yè)的新業(yè)態(tài)出現(xiàn)，提供各種節(jié)目供播客用戶下載；個人播客使用麥克風(fēng)、視頻頭與計算機將自己的生活感悟記錄下來，作為個人音頻版的日記傳輸?shù)讲タ凸蚕砜臻g與網(wǎng)友共享。 由于播客技術(shù)繼承了傳統(tǒng)播音的大眾性，同時增加收聽節(jié)目的靈活性，聽眾選擇節(jié)目與參與節(jié)目的主動性、互動性，因此很快得到年輕人的青睞。2004年8月誕生了世界上第一個專業(yè)的播客網(wǎng)站“每日源代碼”；2004年底，中國第一個播客網(wǎng)站“土豆網(wǎng)”誕生。,2.5.4 博客技術(shù)的應(yīng)用,博客即網(wǎng)絡(luò)日志，是指以文章的形式在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)信息共享。提供博客服務(wù)的網(wǎng)站會為博客使用者開辟一個共享空間，使用戶可以使用文字、視頻、圖片或鏈接建立自己的個性化信息共享空間。 現(xiàn)實意義的博客是從20世紀90年代中后期開始的。最早的博客軟件是由Blogger公司的前身Pyra公司開發(fā)的，1999年在網(wǎng)上公布了免費的Blogger程序，并得到廣泛的認同和支持。2000年，博客成為網(wǎng)絡(luò)社會的一個熱點話題。博客作為在網(wǎng)絡(luò)中人與人之間交流的一種新的、重要的形式，受到全社會的關(guān)注。2002年8月，博客中國網(wǎng)站出現(xiàn)。,2.5.5 網(wǎng)絡(luò)電視,網(wǎng)絡(luò)電視是通過寬帶IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，可以實行與用戶的互動點播，同時也可以方便地將傳統(tǒng)的電視服務(wù)與WWW、E-mail以及其他的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能結(jié)合起來。 從2004年，全球網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV）市場持續(xù)發(fā)展，中國電信與中國網(wǎng)通開始進入IPTV領(lǐng)域。2005年，國家廣播電視局正式在國內(nèi)發(fā)放第一張IPTV業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證。,2.5.6 P2P技術(shù),P2P網(wǎng)絡(luò)淡化服務(wù)提供者與服務(wù)使用者之間的界限，彼此接連的計算機之間處于一種對等的地位，整個網(wǎng)絡(luò)一般不依賴于專