-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用教程(第2版)PPT課件：第1.

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與 應(yīng)用教程（第2版）第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述d計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)密切 結(jié)合的產(chǎn)物，它代表了當(dāng)代計(jì)算機(jī)體系結(jié) 構(gòu)發(fā)展的一個(gè)極其重要的方向。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其功能-1.數(shù)據(jù)傳輸-2.資源共享- 3負(fù)載均衡-4.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)2信道容量3.誤碼率4.時(shí)延5.服務(wù)質(zhì)量1帀1苑-1）在模擬通信系統(tǒng)中的帶寬信道帶寬：信道允許的最高頻率和最低頻率之差。信號(hào)帶寬 信號(hào)本身所含的諧波信號(hào)不失真就是信道不能接受的信號(hào)頻率 部分。I正半人耳能聽(tīng)到的吉咅晞車(chē)園 超 聲fee完全做到信號(hào)不失真是不可能的。由于信號(hào)的能量主要分布在低頻部分，這 部分不失真，就基本上

2、可以做到不失真。這樣的傳輸，稱(chēng)為基帶傳輸?；鶐鬏?shù)?信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)(baseband singal)把不能傳輸?shù)男盘?hào)變?yōu)榭梢詡鬏數(shù)男盘?hào)， 稱(chēng)為調(diào)制。把調(diào)制后的信號(hào)復(fù)原，稱(chēng)為解 調(diào)。改變信號(hào)另一種努力就是一一提高信道的傳輸能力,于帶信號(hào)04251602401 100 POTS 期孜 H 們弓蛟諂下疔:i號(hào) WHtt高速下行通道中速雙工通道POTS 2）數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的帶寬一一比特率使用領(lǐng)域k/K（干）M（兆）G（吉）T（太）應(yīng)用舉例通佶領(lǐng)域Ik1061091012帶寬計(jì)算機(jī)領(lǐng)域1K=2XO=10242=1 048 5762=1 073 741 8242 40存儲(chǔ)容fit、信息債大小最高比特率

3、稱(chēng)為信道容量。由于傳輸率與 時(shí)鐘頻率成正比。所以也稱(chēng)帶寬。帶寬的單位b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s等。衣1.1常用鼠詞在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域與逍信領(lǐng)域的含義便用領(lǐng)域k/K（千）M（兆G（古T（太）應(yīng)用舉例通信領(lǐng)域lk=103106101012帶寬計(jì)算機(jī)領(lǐng)域1K=21O=1O2422=1 048 57623= 1 073 741 8242槍存儲(chǔ)容佶息處大小接收或據(jù) 2信噪比與誤碼率信噪比(Signal-To-Noise Ratio,SNR)信號(hào)的平均功率與噪聲的平均功 率之比。噪聲形成原因：內(nèi)部、外部。影響信號(hào)過(guò)濾的因素：帶寬。所以：信噪比稱(chēng)為評(píng)價(jià)信道質(zhì)量的重要參 數(shù)。在數(shù)字系統(tǒng)中，用誤碼率評(píng)價(jià)傳輸

4、信道的 質(zhì)量：采樣時(shí)間 3.時(shí)延傳輸總時(shí)延二處理時(shí)延+發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延I I I II I I I10 10nn傳0 I 0佔(zhàn)號(hào)液形 _| 4.服務(wù)質(zhì)量數(shù)據(jù)在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳送，猶如車(chē)輛 在一個(gè)城市行駛，常常會(huì)出現(xiàn)道路擁擠甚 至堵塞的情形，使時(shí)延超過(guò)允許的限度。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(quality of service, QoS)就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過(guò)載或擁塞時(shí)，要保證重要的業(yè)務(wù)量不被延遲或丟失，并使網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行。1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)1.2.1按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍分類(lèi)局域網(wǎng)- 城域網(wǎng)MAN）；(local area network, LAN)；(metropolitan area network,廣域網(wǎng)(w

5、ide area network, WAN)。1.2.2按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi) 1.星型拓?fù)?2總線型拓?fù)?3.環(huán)型拓?fù)淇里S&嶼坷烙 6.混合式拓?fù)?7.蜂巢式拓?fù)?.3 ISO/OSI-RM體系結(jié)構(gòu)1.3.1 OSI/RM概述msi) OSI/RM劃分層次的原則是：-(1)網(wǎng)路中各結(jié)點(diǎn)都有相同的層次:-(2)不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能；-(3)同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過(guò)接口通信；-(4)每一層使用下層提供的服務(wù)， 并向其上 層提供服務(wù)；-(5)不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層 之間的通信。1.3.2 OSI/RM各層的功能1物理層OSI/RM的7層中，不包括傳輸介質(zhì)，但是把傳輸 介質(zhì)

6、作為基礎(chǔ)，這樣就可以使這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具有一定 靈活性。因此物理層(physical layer, PHL)就是OSI參考模型的最低層。在這一層關(guān)心的是如何 保證數(shù)字信號(hào)如何可以在物理介質(zhì)上可靠地傳輸， 并不關(guān)心這些比特的含義。具體一點(diǎn)說(shuō)，該層定 義了物理鏈路的建立、維護(hù)和拆除有關(guān)的機(jī)械、 電氣、功能和規(guī)程特性。包括信號(hào)線的功能、“0”和信號(hào)的電平表示、數(shù)據(jù)傳輸速率、物理連 接器規(guī)格及其相關(guān)的屬性等。 2.數(shù)據(jù)鏈路層-在物理層解決了數(shù)字信號(hào)的可靠傳輸?shù)幕A(chǔ)上,就要考慮同一網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸 問(wèn)題。上箱數(shù)據(jù)交換問(wèn)巔。具律銅宴鑛庚奸金司(1)一個(gè)結(jié)點(diǎn)可能會(huì)是星型結(jié)構(gòu)，即它連接多個(gè)了鏈路。因此首先

7、 要考慮傳輸是往哪個(gè)結(jié)點(diǎn)傳搠 為此要解決地址問(wèn)題。這個(gè)地址用所 連扌郵勺疫番地址衰ZF,秫為物理砸址，文森MAC media access control/medium accesscontrol,媒體訪問(wèn)控制)地址。禾琢?xí)宜嚉w薦矗譜樹(shù)勰勰矍誤如何發(fā)現(xiàn)屛造成麝嚮蠶嘰12賽騙焉量鱉I蘿諜議控 3.網(wǎng)絡(luò)層-數(shù)據(jù)鏈路層解決的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)之間的 可靠通信問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，要解決某個(gè)網(wǎng)絡(luò) 中的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)如何才能傳送到另一 個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)主機(jī)種，也就是要解決網(wǎng)絡(luò)之 間輸出傳送的路徑稱(chēng)為路由。為避免通信子網(wǎng)中出現(xiàn)過(guò)多的數(shù)據(jù)包而造 成網(wǎng)絡(luò)阻塞.網(wǎng)絡(luò)層還需要對(duì)流入的數(shù)據(jù) 包數(shù)量進(jìn)行控制（擁塞控制）

8、O 4.傳輸層數(shù)據(jù)是由位于源主機(jī)上的某種應(yīng)用進(jìn)程（程序運(yùn)行）發(fā)出，并且由位于目的主機(jī) 上的進(jìn)程接收的。而一個(gè)主機(jī)可以同時(shí)運(yùn) 行多個(gè)進(jìn)程。為了區(qū)別它們，把一種應(yīng)用 進(jìn)程稱(chēng)為一個(gè)端口。即數(shù)據(jù)實(shí)際上是在兩 個(gè)端口之間流動(dòng)。 5.會(huì)話層運(yùn)輸層為兩個(gè)進(jìn)程之間的通信提供了保障。在此基礎(chǔ)上需要一套管理和協(xié)調(diào)不同主機(jī) 上各種進(jìn)程之間的對(duì)話的機(jī)制，即負(fù)責(zé)建 立、管理和終止應(yīng)用程序之間的會(huì)話。這 就是會(huì)話層(session layer, SL)的職責(zé)。表示層(presentation layer, PL)處理流經(jīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)編碼的表示方式問(wèn)題.以保證一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)出的信息可被另一系統(tǒng)的應(yīng)用層讀出。如果必要，該層可

9、提供一種數(shù)據(jù)表示格式轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)通信中采用的標(biāo) 準(zhǔn)表示形式。數(shù)據(jù)壓縮和加密也是表示層 可提供的轉(zhuǎn)換功能之一。標(biāo)準(zhǔn)用于將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的多種 6.表示 7.應(yīng)用層應(yīng)用層(application layer, AL)是OSI/RM中 的最高層，是用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口。該層通 過(guò)應(yīng)用程序來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)用戶的應(yīng)用需求. 如文件傳輸、收發(fā)電子郵件等。1 33 OSI/RM中數(shù)據(jù)的封裝與拆封裝會(huì)話層SJE主機(jī)1.3.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和訪問(wèn)點(diǎn) 1.實(shí)體實(shí)體(entity)是對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)的或接收信息 的硬件或軟件進(jìn)程的抽象。在OSI/RM中， 每一層都可以看成一個(gè)實(shí)體。通常，上層 實(shí)體是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的，下層是通過(guò)硬件 實(shí)現(xiàn)

10、的。 2.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層- 4會(huì)話層金迂層倂議會(huì)話層傳輸層傳輸忌樸議 傳輸層網(wǎng)絡(luò)層絡(luò)汪枷議-網(wǎng)絡(luò)層數(shù)抑鏈路層AM MB MBRAMB1物理層u怎妁盥主機(jī)A主機(jī)B協(xié)議主要包含3個(gè)要素：(1)語(yǔ)法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格 式，例如每一層封裝所添加的數(shù)據(jù)單元頭 部結(jié)構(gòu)。(2)語(yǔ)義，定義了發(fā)送者或接收者所要完 成的操作，例如，在何種條件下數(shù)據(jù)必須 重傳或丟棄。(3)同步，即實(shí)體之間動(dòng)作的時(shí)間協(xié)調(diào)。 3.服務(wù)服務(wù)是一方實(shí)體的下層對(duì)于上層的支持關(guān)系。在計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)中，每一層的工作都是在協(xié)議的控制下，在下一層提供 的服務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的?；蛘哒f(shuō)，某一層要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議， 還需要使用下面一層所提供的服務(wù)，

11、并且下層的協(xié)議實(shí)現(xiàn) 對(duì)這一層是透明的，即這一層不需要知道協(xié)議層協(xié)議的實(shí) 現(xiàn)細(xì)節(jié)。例如，物理層是在傳輸介質(zhì)提供的服務(wù)上進(jìn)行的, 數(shù)據(jù)鏈路層是在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，但不 需要知道物理層協(xié)議是如何實(shí)現(xiàn)的等。所以，協(xié)議是實(shí)體之間的水平關(guān)系，服務(wù)是實(shí)體之間的垂 直關(guān)系。 4.服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(service access point, SAP)是指層間接口，是同一系統(tǒng)中相鄰兩層的 實(shí)體間交互(即交換信息)的地方。1.3.5 OSI/RM中的三級(jí)抽象第一個(gè)層次的抽象是定義體系結(jié)構(gòu)。第二層次的抽象是定義服務(wù)。第三層次的抽象是定義OSI協(xié)議規(guī)范9各層的協(xié)議規(guī)范精確的定義：應(yīng)當(dāng)發(fā)送什么樣的控制信

12、息，以及應(yīng)當(dāng)用什么樣的過(guò)程來(lái) 解釋這個(gè)控制信息。協(xié)議的規(guī)范是對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)部分最嚴(yán)格的約束。1.4基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.4.1 APRAnet與TCP/IPARPA (Advanced ResearchProjects Agency,防部高級(jí)研究計(jì)劃管理署)開(kāi)始研究如何建立分散式指揮系統(tǒng)， 以保證 戰(zhàn)爭(zhēng)中部分指揮點(diǎn)被摧毀后其它 點(diǎn)仍能正常工作。 這項(xiàng)研究的主 要內(nèi)容是如何把分散在不同地點(diǎn) 的異種計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。1968年 時(shí)任APRA信息處理處處長(zhǎng)的拉 里羅伯茨(LarryRoberts)提交 了一份研究報(bào)告，提出構(gòu)建APRAnet的設(shè)想。-羅伯特卡恩(Robert Elliot Kahn, 1938年12月23日一)設(shè)計(jì)阿帕網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)，溫頓瑟夫(Vinton G. Cerf, 1943年6月23H-)參與程 序編寫(xiě) 一開(kāi)始TCP/IP這兩個(gè)協(xié)議只有分工，還沒(méi) 有層次組織的思想，而且ARPAnet的應(yīng)用 也很簡(jiǎn)單。后來(lái)Internet應(yīng)用急劇增加， 所連接的網(wǎng)絡(luò)迅速膨脹，人們開(kāi)始考慮IP與 具體網(wǎng)絡(luò)之