計算機怎樣連接入網(wǎng)絡(luò)

1、計算機怎樣連接入網(wǎng)絡(luò)作業(yè)問題和新苗計劃希望盡可能自己撰寫，杜絕抄襲；引用要在正文中標注；一些知識性的東西，理解了，再用自己的話描述出來。新苗計劃事宜上次課程回顧：網(wǎng)絡(luò)的組成 設(shè)備設(shè)備：網(wǎng)線、網(wǎng)卡、服務(wù)器、PC、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 臺式服務(wù)器 刀片式服務(wù)器 機架式服務(wù)器 機架式服務(wù)器被放入機柜 眾多服務(wù)器機柜 刀片式服務(wù)器被放入機柜 FC/PC ST/PC SC/PC 上次課程回顧：網(wǎng)絡(luò)的組成 軟件軟件：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（Windows、Linux、Unix、Netware）、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件（IE、Foxmail、Outlook、FTP、QQ等等） 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能：計算機之間的連接通信、

2、網(wǎng)絡(luò)資源管理、多用戶管理、訪問控制等Web服務(wù)IIS瀏覽器IE郵件服務(wù)ExchangeFoxmail /Outlook上次課程回顧：網(wǎng)絡(luò)的分類 根據(jù)通信范圍劃分、根據(jù)傳輸信號劃分、根據(jù)傳輸速根據(jù)通信范圍劃分、根據(jù)傳輸信號劃分、根據(jù)傳輸速度劃分、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)廠商劃分、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲度劃分、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)廠商劃分、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)劃分、根據(jù)通信協(xié)議劃分，等等。結(jié)構(gòu)劃分、根據(jù)通信協(xié)議劃分，等等。上次課程回顧：無線傳感網(wǎng)絡(luò)自組織和多跳上次課程回顧：物聯(lián)網(wǎng) Internet Of Things 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng) CPS（Cyber Physical System，可翻譯成，可翻譯成 信息物理融合系統(tǒng)）信

3、息物理融合系統(tǒng)） CPS（ Computing Physical System）有時也叫有時也叫“物理計算物理計算”特征：特征：普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信雙方約定的通信規(guī)則的集合包含語義、語法和時序三個部分協(xié)議的標準：OSI參考模型因特網(wǎng)使用的協(xié)議：TCP/IP局域網(wǎng)使用的協(xié)議：理解協(xié)議：一封信件的傳輸理解協(xié)議：一封信件的傳輸一系列的步驟和雙方約定的規(guī)則（協(xié)議）一系列的步驟和雙方約定的規(guī)則（協(xié)議）寫信寫信封和裝入郵局包裝分發(fā)交給運輸機構(gòu)某交通工具出發(fā)看信拆信封按地址投遞運輸分發(fā)給郵局某交通工具到達公路鐵路等邏輯信道邏輯信道/協(xié)議協(xié)議物物理理信信道道/協(xié)協(xié)議議理解

4、協(xié)議：兩個人收發(fā)信件理解協(xié)議：兩個人收發(fā)信件 問題：問題： 收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？ 郵局、運輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？郵局、運輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？ 郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址發(fā)信人發(fā)信人郵局郵局運輸系統(tǒng)運輸系統(tǒng)信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址收信人收信人對信件內(nèi)容的共識對信件內(nèi)容的共識對信件如何傳遞的共識對信件如何傳遞的共識對貨物如何運輸?shù)墓沧R對貨物如何運輸?shù)墓沧RP3P2P1公路，鐵路，航空

5、公路，鐵路，航空郵局郵局運輸系統(tǒng)運輸系統(tǒng)協(xié)議本質(zhì)屬性協(xié)議本質(zhì)屬性通信協(xié)議可以分層考慮，分層體系包含的元素有：通信協(xié)議可以分層考慮，分層體系包含的元素有： 實體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件實體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進程。軟件進程。 對等層：兩個不同系統(tǒng)的同級層次。對等層：兩個不同系統(tǒng)的同級層次。 對等實體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實體對等實體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實體 接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對上層的服務(wù)。的操作及下層對上層的服務(wù)。 服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提服務(wù)：

6、某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層。供給其相鄰上層。 服務(wù)數(shù)據(jù)單元服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)B實體實體對等層對等層對等實體對等實體接口接口服務(wù)服務(wù)物理網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)PDUSDUOSI/RM的體系結(jié)構(gòu)分為的體系結(jié)構(gòu)分為7層層應(yīng)用層應(yīng)用層Application表示層表示層Presentation會話層會話層Session傳輸層傳輸層Transport物理層物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層Data Link網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層Network7654321為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示在用戶間建立會話關(guān)系在用戶間建立

7、會話關(guān)系不同主機進程間的通信不同主機進程間的通信在主機間傳輸分組在主機間傳輸分組在節(jié)點間可靠地傳輸幀在節(jié)點間可靠地傳輸幀位流的透明傳輸位流的透明傳輸在各層中實現(xiàn)的主要功能在各層中實現(xiàn)的主要功能 差錯控制差錯控制使對等層的通信更加可靠 流量控制流量控制控制發(fā)送端的速率，使接收端能來得及接收 分段和重裝分段和重裝發(fā)送端將數(shù)據(jù)塊分成更小的單位，并在接收端重新組合 建立連接和釋放連接建立連接和釋放連接 信息包識別信息包識別HiHiWhats thetime?2:00請求連接傳送文件：xxxxx.xxxtime連接確認通信協(xié)議的三要素通信協(xié)議的三要素 語義語義 對協(xié)議中各協(xié)議元素的含義的解釋，例如：對協(xié)

8、議中各協(xié)議元素的含義的解釋，例如： 在在HDLC協(xié)議中，標志協(xié)議中，標志Flag(7EH)表示報文的開始和結(jié)束表示報文的開始和結(jié)束 在在BSC協(xié)議中，協(xié)議中，SOH(01H)表示報文的開始，表示報文的開始，STX(02H)表示報表示報文正文的開始，文正文的開始，ETX(03H)表示報文正文的結(jié)束表示報文正文的結(jié)束 語法語法 協(xié)議元素與數(shù)據(jù)的組合格式，即報文格式。例如：協(xié)議元素與數(shù)據(jù)的組合格式，即報文格式。例如： 時序時序 通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則Flag Address CtrlDataFCSS FlagSOHHEADSTXTEXTETX

9、 BCCBSCHDLC確認釋放連接釋放確認釋放確認連接確認數(shù)據(jù)連接請求連接確認tt時序例子時序例子釋放連接釋放連接數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸建立連接建立連接協(xié)議可以由軟件或硬件來實現(xiàn)：協(xié)議可以由軟件或硬件來實現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件常用協(xié)議組：常用協(xié)議組：TCP/IP（Windows、Unix、Linux、）NetBEUI（Windows）IPX/SPX（NetWare、Windows）協(xié)議數(shù)據(jù)單元（協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU） 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對等層之間交換的信息報文統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對等層之間交換的信息報文統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)協(xié)議數(shù)據(jù)單元據(jù)單元（Prot

10、ocol Data Unit，PDU）。）。 傳輸層及以下各層的傳輸層及以下各層的PDU另外還有各自特定的名稱：另外還有各自特定的名稱： 傳輸層傳輸層段（段（Segment） 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層分組分組/包（包（Packet） 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層幀（幀（Frame） 物理層物理層比特（比特（Bit） PDU由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和數(shù)據(jù)（由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和數(shù)據(jù)（SDU）組成）組成: 協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息: 地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、協(xié)議控制信息協(xié)議控制信息數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（SDU

11、）下層把上層的下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)加以作為本層的數(shù)據(jù)加以封裝封裝，然后，然后加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的PDU。封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實際上就是因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實際上就是不斷封裝的過程。到達目的地后自下而上遞交的過不斷封裝的過程。到達目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。程就是不斷拆封的過程。類比：發(fā)送信件類比：發(fā)送信件數(shù)據(jù)在傳輸時，其外面實際上要被包封多層數(shù)據(jù)在傳輸時，其外面實際上要被包封多層“信封信封”。數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)

12、協(xié)議頭協(xié)議頭數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)N+1層層PDUN層層PDU數(shù)據(jù)多層封裝數(shù)據(jù)多層封裝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組頭頭幀頭幀頭 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組頭分組頭幀尾幀尾封裝封裝段段分組分組幀幀拆封拆封 TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù) TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)IP頭頭幀頭幀頭 TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)IP頭頭幀尾幀尾實例：實例：TCP/IP協(xié)議的封裝過程協(xié)議的封裝過程應(yīng)用層應(yīng)用層 傳輸層傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層鏈路層 物理層（物理層（physical layer）任務(wù)：在物理媒體任務(wù)：在物理媒體(介質(zhì)介質(zhì))上上正確地正確地、透明地透明地傳送比特流。傳送

13、比特流。協(xié)議協(xié)議(標準標準)：規(guī)定了物理接口的各種特性：規(guī)定了物理接口的各種特性：機械：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格機械：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大電氣：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳輸距離等傳輸距離等功能：接口引（線）腳的功能和作用功能：接口引（線）腳的功能和作用規(guī)程：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程規(guī)程：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程功能：建立和拆除物理連接、位流傳輸、管理功能：建立和拆除物理連接、位流傳輸、管理例：例：RJ45、RS-232、RS-449、數(shù)據(jù)鏈路層（數(shù)據(jù)鏈路層（data link layer）任務(wù)

14、：在兩個任務(wù)：在兩個相鄰節(jié)點相鄰節(jié)點間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對網(wǎng)絡(luò)間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯的鏈路。層呈現(xiàn)為一條無錯的鏈路。功能與服務(wù)：功能與服務(wù)：建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認幀；組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認幀；定界與同步：產(chǎn)生定界與同步：產(chǎn)生/識別幀邊界；識別幀邊界；差錯檢測差錯檢測/恢復(fù)：可靠的傳輸，恢復(fù)：可靠的傳輸，CRC，ARQ；流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來得及接流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來得及接收。收。 IEEE802.3 協(xié)議、協(xié)議協(xié)議、協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層（network

15、 layer）任務(wù)：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目的端。任務(wù)：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目的端。功能與服務(wù)：功能與服務(wù)：在源端與目的端之間建立、維護、終止網(wǎng)絡(luò)的連接在源端與目的端之間建立、維護、終止網(wǎng)絡(luò)的連接路由選擇和分組中轉(zhuǎn)（路由選擇和分組中轉(zhuǎn)（RIP、OSPF）流量控制和擁塞控制流量控制和擁塞控制分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合差錯檢測與恢復(fù)差錯檢測與恢復(fù)IP協(xié)議協(xié)議RFC 791：提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)鏈路層的任務(wù)鏈路層的任務(wù)兩節(jié)點間節(jié)點間可靠的數(shù)據(jù)傳輸Ethernet, X.25, ATM, 網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)

16、絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點間端點間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（網(wǎng)絡(luò)間的可靠傳輸）Ethernet, X.25, ATM, 傳輸層（傳輸層（transport layer）任務(wù)：在源端與目的端之間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳任務(wù)：在源端與目的端之間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必關(guān)系通信子網(wǎng)的實現(xiàn)細節(jié)。輸，使上層服務(wù)用戶不必關(guān)系通信子網(wǎng)的實現(xiàn)細節(jié)。傳輸層的特點傳輸層的特點以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸；以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸；與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層功能的強弱；功能的強弱；只存在于端主機中；只存在于

17、端主機中；實現(xiàn)源主機到目的主機實現(xiàn)源主機到目的主機“端到端端到端”的連接；的連接； 在這一點上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？在這一點上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？ 網(wǎng)絡(luò)層：為網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層：為網(wǎng)絡(luò)主機之間主機之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸 傳輸層：為主機內(nèi)傳輸層：為主機內(nèi)應(yīng)用進程之間應(yīng)用進程之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸傳輸層（傳輸層（transport layer）功能：功能：地址映射：地址映射： 源端進程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；源端進程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；多路復(fù)用與分割：多路復(fù)用與分割： 多個傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接；多個傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接； 一條傳輸連接使用多個網(wǎng)絡(luò)連接；一條傳輸連接使用多個

18、網(wǎng)絡(luò)連接；進行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；進行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；傳輸連接的建立與釋放；傳輸連接的建立與釋放；提供提供“面向連接面向連接” 和和“無連接無連接” 兩種服務(wù)：兩種服務(wù)： TCP/IP協(xié)議：協(xié)議：TCP和和UDP傳輸差錯校驗與恢復(fù)；傳輸差錯校驗與恢復(fù)；流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（網(wǎng)絡(luò)主機間的邏輯通信主機間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 傳輸層的任務(wù)傳輸層的任務(wù)兩端點間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸（主機應(yīng)用進程間的邏輯通信應(yīng)用進程間的邏輯通信）通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)應(yīng)用層（應(yīng)用層（appl

19、ication layer）任務(wù)：為用戶的應(yīng)用進程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。任務(wù)：為用戶的應(yīng)用進程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。功能：功能：提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進程的需求；提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進程的需求；識別并證實目的通信方的可用性；識別并證實目的通信方的可用性；使協(xié)同工作的應(yīng)用進程之間進行同步；使協(xié)同工作的應(yīng)用進程之間進行同步；為通信過程申請資源。為通信過程申請資源。應(yīng)用層協(xié)議的例子：應(yīng)用層協(xié)議的例子：OSI:VTP、MHS、FTAM、DS、TCP/IP:Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：分層分層協(xié)議協(xié)議接口與服務(wù)接口與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次模型。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一些基本概念實體、協(xié)議、協(xié)議數(shù)據(jù)單元、封裝、服務(wù)以及它們之間的關(guān)系協(xié)議的三要素：語義語義、語法語法、時序時序 準備工作準備工作具有網(wǎng)卡的PC擁有ISP知道你獲得的IP地址、子網(wǎng)掩碼、域名服務(wù)器地址、網(wǎng)關(guān)地址若是無線方式，需要無線網(wǎng)卡、無線路由器關(guān)于地址關(guān)于地址 每個機器有兩個地址 MAC地址，48位，物理地址 IP地址，32位，邏輯地址制作網(wǎng)線制作網(wǎng)線工具和材料過程制作網(wǎng)線制作網(wǎng)線標準568B： 568B標準標準 1 2 3 4 5 6 7 8橙白橙白 橙橙 綠白綠白 藍藍 藍白藍白