數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)教案

1、上課時間 上課節(jié)次3課型多媒體教學(xué)課題第一章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識教學(xué)目的通過本章的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生認(rèn)識“計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念”，它能為我們提供什么樣的服務(wù),讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)的方向，增強學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生用正確的方法學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)方法以課堂講授為主,對本章難點進行討論重點與難點本章重點有:1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義；2、計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與功能；3、計算機網(wǎng)絡(luò)的分類本章難點有:1、計算機網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的主要功能;2、計算機網(wǎng)絡(luò)的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用與特點;3、網(wǎng)絡(luò)的各傳輸媒體該如何正確使用課外作業(yè)與要求思考題 : 1、什么是計算機網(wǎng)絡(luò)，它主要涉及哪些方面? 2、試

2、述計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能和應(yīng)用 3、計算機網(wǎng)絡(luò)可從哪幾個方面進行分類? 4、什么是資源子網(wǎng)？什么是通信子網(wǎng)？ 5、常 見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有哪幾種?簡述它們的主要特點. 6、計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件組成包括哪幾部分？7、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主要要素包括什么?8、簡述OSI參考模型中各層的主要功能。第1章計算機網(wǎng)絡(luò)概論本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念了解計算機網(wǎng)絡(luò)的基本功能理解LAN、MAN和WAN的組成和功能掌握常見的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)及特點*理解OSI參考模型的基本結(jié)構(gòu)理解TCP/IP模型的基本組成主要學(xué)習(xí)內(nèi)容  ：1。1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成1。3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能1.4 計算機

3、網(wǎng)絡(luò)的分類1。5 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)1。6 計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織1。1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)的產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)的雛形：多終端的大型機。以共享資源為目的的計算機網(wǎng)絡(luò)：基于個人計算機的局域網(wǎng)：標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò):基于OSI/RM七層參考模型的網(wǎng)絡(luò)Internet簡介因特網(wǎng)的演進：19691983 研究試驗階段 19831994 因特網(wǎng)在教育科研領(lǐng)域廣泛使用的實用階段1994-現(xiàn)在商業(yè)化發(fā)展階段重要歷史事件：計算機網(wǎng)絡(luò)定義：計算機網(wǎng)絡(luò)是自主計算機的互聯(lián)集合?；ヂ?lián)可以通過電纜(電話線、網(wǎng)線或光纖等)來實現(xiàn)，也可以采用無線連接，使用無線電信號、激光或紅外技術(shù)、或者衛(wèi)星傳輸

4、?？傊?，兩臺計算機如果能互相交換信息即稱為互聯(lián).自主計算機其實就是指具有獨立功能的計算機。如果一臺計算機脫離了網(wǎng)絡(luò)或其它計算機就不能工作，則不是自主的。1。2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件組成：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)：在整個計算機網(wǎng)絡(luò)中總會有一部分是用來對信息進行傳遞的，對于網(wǎng)絡(luò)中的這部分我們稱之為通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)的另一個重要作用就是提供各種服務(wù).在網(wǎng)絡(luò)中由資源子網(wǎng)來完成這些功能。1。3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能核心問題是資源共享.其目的是讓網(wǎng)絡(luò)上的用戶無論資源的物理位置在哪里，都能使用網(wǎng)絡(luò)中的程序、設(shè)備，尤其是數(shù)據(jù).這樣可以使用戶解脫“地理位置的束縛”，同時帶來經(jīng)濟上的好處。第二個功能是依靠可替代的資

5、源來提高可靠性.網(wǎng)絡(luò)的另一個目的是可擴充性,即當(dāng)工作負(fù)荷加大時，只要增加更多的處理器，就能逐步改善系統(tǒng)的性能。建立網(wǎng)絡(luò)的另一個目的與技術(shù)沒有太大的關(guān)系。計算機網(wǎng)絡(luò)可以為分布在各地雇員提供強大的通信手段。1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類分類標(biāo)準(zhǔn)：LAN MAN WAN的距離標(biāo)準(zhǔn)：1。5 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):是指計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件系統(tǒng)的連接形式即網(wǎng)絡(luò)的硬件布局，通常用不同的拓?fù)鋪砻枋鰧ξ锢碓O(shè)備進行布線的不同方案.最常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆校嚎偩€型、環(huán)型、星形、網(wǎng)狀、混合型。1.6 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡介1.6。1 協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的概念協(xié)議原為外交辭令,據(jù)說是為了在國與國之間進行順利交流而規(guī)定的

6、約束事項（規(guī)則)。例：我們平時進行交流時都要遵循一定的規(guī)則：*在法庭,雙方必須按照一定的次序輪流發(fā)言；開車時，轉(zhuǎn)彎必須打出信號來通知周圍的車輛；*駕駛飛機時,飛行員遵照一種制定得非常詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)來和其他飛機通信，以維護空中的交通；計算機網(wǎng)絡(luò)中,協(xié)議的定義是計算機網(wǎng)絡(luò)中實體之間有關(guān)通信規(guī)則約定的集合.協(xié)議有三個要素,即：（1)語法(Syntax)：數(shù)據(jù)與控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼等。（2）語義(Semantics)：控制信息的內(nèi)容，需要做出的動作及響應(yīng)。（3)時序(Timing）：事件先后順序和速度匹配。1。6。2 ISO/OSI參考模型分層的好處:使網(wǎng)絡(luò)變得更簡單將網(wǎng)絡(luò)部件標(biāo)準(zhǔn)化有利于模塊化設(shè)計保

7、證不同類型部件的互操作性加快了技術(shù)發(fā)展的速度簡化了教育和學(xué)習(xí)OSI參考模型：ISO/OSI參考模型分層的原則:網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點都具相同的層次；不同結(jié)點的相同層具有相同的功能；同一結(jié)點內(nèi)各相鄰層之間通過接口通信；每一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。PDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元：1。6。3 TCP/IP參考模型TCP/IP與OSI/RM對照比較圖1.7 計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（International Organization for Standard ）成立于1947年，是世界上最大的國際標(biāo)準(zhǔn)化專門機構(gòu)，是聯(lián)合國甲級咨詢機構(gòu).它的成

8、員是89個成員國的國家標(biāo)準(zhǔn)化組織。美國在ISO中的代表是ANSI,大家所熟悉的ASCII和C語言的工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，就是由ANSI所制定的。ISO在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的最突出貢獻就是提出OSI參考模型，該模型是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史上的一個重要里程碑。IETF（Internet Engineering Task Force）是一個國際性團體。它主要的工作是制定關(guān)于因特網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)。其成員包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者、制造商、研究人員以及所有對因特網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)和持續(xù)發(fā)展感興趣的個人或組織。因為因特網(wǎng)覆蓋范圍大，連接的成員很多，所以很多組織都希望通過加入IETF使技術(shù)向有利于自己的方向發(fā)展。IEEE（Institute of Electr

9、ical and Electronic Engineers）電氣和電子工程師協(xié)會IEEE是世界上最大的專業(yè)技術(shù)團體，由計算機和工程學(xué)專業(yè)人士組成。它創(chuàng)辦了許多刊物,定期舉行研討會，還有一個專門負(fù)責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)的下屬機構(gòu)。IEEE在計算機網(wǎng)絡(luò)界的最大貢獻就是制定了802標(biāo)準(zhǔn)系列，802標(biāo)準(zhǔn)將局域網(wǎng)的各種技術(shù)進行了標(biāo)準(zhǔn)化。本章小結(jié)：在這一章主要講解了以下主要內(nèi)容:計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生、發(fā)展;計算機網(wǎng)絡(luò)定義、基本功能;計算機網(wǎng)絡(luò)的組成、網(wǎng)絡(luò)的常用分類； 網(wǎng)絡(luò)常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點; 常用傳輸介質(zhì)的特點與使用.作業(yè)思考題: 1、什么是計算機網(wǎng)絡(luò)，它主要涉及哪些方面？ 2、試述計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能和應(yīng)用 3、計算機

10、網(wǎng)絡(luò)可從哪幾個方面進行分類？ 4、什么是資源子網(wǎng)？什么是通信子網(wǎng)? 5、常 見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有哪幾種?簡述它們的主要特點。 6、計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件組成包括哪幾部分？7、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主要要素包括什么？8、簡述OSI參考模型中各層的主要功能。上課時間 上課節(jié)次4課型多媒體教學(xué)課題第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)教學(xué)目的  通過本章的學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解計算機網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信原理，明白計算機網(wǎng)絡(luò)分層的思想，理解OSI模型各層在數(shù)據(jù)通信過程中所起的作用。從而為后面學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)實用技能打下良好的理論基礎(chǔ)。教學(xué)方法以課堂講授為主，對本章難點進行討論重點與難點本章重點有:1、數(shù)據(jù)的編碼技術(shù)；2、數(shù)據(jù)通信的

11、同步技術(shù)3、多路復(fù)用技術(shù)；4、數(shù)據(jù)交換技術(shù);5、OSI模型本章難點有:1、各種數(shù)據(jù)編碼原則;2、多路復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用；3、各種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的特點與應(yīng)用4、OSI模型中各層主要功能課外作業(yè)與要求思考題 : 1。解釋消息、數(shù)據(jù)、信號三者之間的區(qū)別。數(shù)據(jù)類型分為幾種？信號類型有幾種？2.什么是模擬數(shù)據(jù)？什么是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)？它們之間的區(qū)別3.何為頻帶傳輸？數(shù)字信號采用頻帶傳輸，有哪幾種傳輸方式？4.數(shù)據(jù)通信同步方式有幾種?各自的優(yōu)缺點是什么？5.OSI/RM模型分為幾層？各有什么作用？6。調(diào)制的方法有幾種？有什么區(qū)別？7。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼有幾種方式？具體如何實現(xiàn)?8。什么是單工、半雙工、全雙工?9.多

12、路復(fù)用有幾種方式?10。什么是數(shù)據(jù)交換？有幾種交換方法?第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握信息、數(shù)據(jù)和信號的概念掌握模擬和數(shù)字的概念*掌握數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N形式了解數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成及其各部件的作用掌握傳輸信號的幾種編碼形式及特點*掌握多路復(fù)用技術(shù)的分類及各自的特點和用途理解檢測傳輸位出錯的幾種差錯控制碼主要學(xué)習(xí)內(nèi)容：2。1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成2。2 數(shù)據(jù)通信的基本概念2。3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.4 數(shù)據(jù)通信的基本方式2.5 多路復(fù)用技術(shù)2。6 數(shù)據(jù)交換方式2。7 差錯檢驗和控制2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成2。1。1 數(shù)據(jù)與信息信息:是人對現(xiàn)實世界事物存在方式或運動狀態(tài)的某種認(rèn)識.數(shù)據(jù)：是把事件的某些屬性規(guī)

13、范化后的表現(xiàn)形式.信號：是數(shù)據(jù)的具體的物理表現(xiàn).例子：信息：人對雪花和馬的認(rèn)識數(shù)據(jù)：文字,二進制數(shù)，十進制數(shù)信號：電壓，光，磁場強度2。1.2 信號與信號傳輸兩種不同類型的量:A。時間、溫度、電波、聲音信號中沒有斷開或不連續(xù)的的地方；B.字符，二進制數(shù)，電脈沖信號僅取一些有限數(shù)目的值；模擬與數(shù)字的特點模擬：波動性;持續(xù)變化；反映事物的本質(zhì);在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛；使用超過100年；數(shù)字：離散性；躍變性；設(shè)備性能先進；較為便宜；（a）模擬信號（b)數(shù)字信號數(shù)據(jù)傳輸:2.1。3 基本概念和術(shù)語數(shù)據(jù)傳輸速率: bps （bit per second），用C表示信號傳輸速率:波特(Baud)，用B表示兩者

14、關(guān)系:C=B×log2n n是調(diào)制電平數(shù)帶寬（Bandwidth ）(HZ）數(shù)據(jù)速率奈奎斯特公式：最大數(shù)據(jù)傳輸速率 C=2Hlog2L（bps) 香農(nóng)公式:最大數(shù)據(jù)傳輸速率 C=Hlog2(1S/N）（bps）2。2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型2。3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2。3。1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用數(shù)字信號表示不歸零編碼NRZ （NonReturn-Zero) 曼徹斯特編碼（Manchester Encoding) 差（微）分曼徹斯特編碼(Differential Manchester Encoding)2。3。2 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號表示載波信號：Asin(2nft+)AM：幅移鍵控（Am

15、plitude Shift KeyingASK)FM：頻移鍵控(Frequency Shift KeyingFSK）PM：相移鍵控(Phase Shift Keying-PSK）2。3。3 模擬數(shù)據(jù)用數(shù)字信號表示1、脈沖編碼調(diào)制（PCM）2、增量調(diào)制（DM）2。4 數(shù)據(jù)通信的基本方式2。4.1 數(shù)據(jù)通信的操作方式2。4。2 同步和異步傳輸同步通信格式:異步通信格式：2。5 多路復(fù)用技術(shù)：用一條高速線路傳送多條低速線路的數(shù)據(jù)。分類：頻分多路復(fù)用(FDM-Frequency Division Multiplexing）時分多路復(fù)用（TDMTime Division Multiplexing）波分多

16、路復(fù)用（WDMWavelength Division Multiplexing)頻分多路復(fù)用(FDMFrequency Division Multiplexing)特點：信號被劃分成若干通道（頻道,波段),每個通道獨立進行數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)用：無線電廣播,電視時分多路復(fù)用TDMTime Division Multiplexing)特點：多條低速線路輪流使用同一條高速線路進行數(shù)據(jù)傳遞.應(yīng)用:電話主干線路。波分多路復(fù)用(WDMWavelength Division Multiplexing)應(yīng)用:光纜線路.2。6 數(shù)據(jù)交換方式2.6。1 電路交換特點：1.有通話的建立過程；2.通話建立以后源與目的間有一條

17、專用的通路存在.2。6.2 報文交換特點：1。無呼叫建立和專用通路；2。存儲轉(zhuǎn)發(fā)式的發(fā)送技術(shù).2.6。3 分組交換特點:1.無呼叫建立和專用通路2.存儲轉(zhuǎn)發(fā)式的發(fā)送技術(shù)3.將數(shù)據(jù)分成有大小限制的分組后發(fā)送三種交換技術(shù)對比:從線路利用率A存在呼叫建立，專有線路上不傳送數(shù)據(jù)時浪費資源B沒有呼叫建立，只有發(fā)送數(shù)據(jù)時才占用線路C除了B的特點外,在接收分組時可以發(fā)送下一個分組從傳輸速率A固定的傳輸速率、會有呼叫阻塞B，C能進行速率轉(zhuǎn)換、雖會降速但不會阻塞可以使用優(yōu)先級從傳輸延時性A實時性強B,C存在時延和額外開銷2。7 差錯檢驗和控制2。7。1 差錯類型隨機差錯突發(fā)差錯2。7.2 差錯檢測碼奇偶校驗碼循

18、環(huán)冗余校驗碼水平奇偶校驗例子：循環(huán)冗余碼(CRC)前提：發(fā)送方和接受方必須事先商定一個二進制數(shù)G(x) (生成多項式）。發(fā)送端：計算校驗和，將校驗和加在數(shù)據(jù)末尾，使這個帶校驗和的數(shù)據(jù)能被G（x）除盡.接收端：收到帶校驗和的數(shù)據(jù)后，用G（x）去除它,如果有余數(shù)，則傳輸出錯。實現(xiàn):用簡單的硬件（移位寄存器電路)即可。循環(huán)冗余碼(CRC)例子：數(shù)據(jù)=1101011011 G（X)（生成多項式）=10011傳輸碼元=數(shù)據(jù)(移位后） +余數(shù)11010110111110本章小結(jié)：在這一章主要講解了以下主要內(nèi)容：信息、數(shù)據(jù)和信號的概念；模擬和數(shù)字的概念;數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N形式；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成及其各部件的作用

19、；傳輸信號的幾種編碼形式及特點；多路復(fù)用技術(shù)的分類及各自的特點和用途；解檢測傳輸位出錯的幾種差錯控制碼.作業(yè)思考題 ： 1。解釋消息、數(shù)據(jù)、信號三者之間的區(qū)別.數(shù)據(jù)類型分為幾種？信號類型有幾種?2.什么是模擬數(shù)據(jù)？什么是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)？它們之間的區(qū)別3.何為頻帶傳輸?數(shù)字信號采用頻帶傳輸，有哪幾種傳輸方式？4.數(shù)據(jù)通信同步方式有幾種?各自的優(yōu)缺點是什么？5.OSI/RM模型分為幾層？各有什么作用?6。調(diào)制的方法有幾種？有什么區(qū)別？7。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼有幾種方式?具體如何實現(xiàn)？8。什么是單工、半雙工、全雙工？9。多路復(fù)用有幾種方式?10。什么是數(shù)據(jù)交換？有幾種交換方法？上課時間 上課節(jié)

20、次4課型多媒體教學(xué)課題第三章 物理層教學(xué)目的 通過本章學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握物理層的概念以及物理層的主要功能和各種接口規(guī)范。教學(xué)方法以課堂講授為主，對本章難點進行討論重點與難點本章重點有：1、物理層的功能；2、常用的傳輸介質(zhì)3、無線傳輸4、ISDN及ATM簡介。本章難點有:1、常用的傳輸介質(zhì)2、無線傳輸課外作業(yè)與要求思考題 : 1、物理層的功能是什么?2、物理層接口有什么特性？3、為什么雙絞線是目前應(yīng)用最廣泛的傳輸媒體？4、什么是ISDN？5、什么是ATM？6、計算機網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸介質(zhì)有哪些? 7、UTP 是什么傳輸介質(zhì)? STP 是什么? 8、同軸電纜分為幾類？有什么特點？ 9、光纜分幾

21、類,各有何特點？ 10、在選擇傳輸介質(zhì)時需考慮的主要因素是什么?第3章物理層本章學(xué)習(xí)目標(biāo)*掌握物理層的基本概念及四個特征*熟練掌握各種傳輸媒體的特性與應(yīng)用技術(shù)理解無線網(wǎng)絡(luò)的工作原理及特點了解ISDN與ATM傳輸基本技術(shù)與特點掌握物理層標(biāo)準(zhǔn)的意義與功能主要學(xué)習(xí)內(nèi)容:3.1 物理層基本功能3.2 常用的傳輸介質(zhì)3。3 無線傳輸3.4 ISDN及ATM簡介3。5 物理層協(xié)議舉例3。1 物理層基本概念機械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列方式，定義接插及鎖緊方式等.電氣特性指明在接口電纜的線路上出現(xiàn)的電壓、電流等范圍.功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓信號表示何種意義，通信過程中

22、完成何種功能。規(guī)程特性指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。是功能事件時序的描述。3。2 物理層中的傳輸媒體3.2.1 分類有線：同軸電纜、雙絞線、光纖.無線：衛(wèi)星、無線、紅外通信、激光通信、微波.雙絞線同軸電纜光纜3。3 無線網(wǎng)絡(luò)電磁波譜無線局域網(wǎng) PCPC無線局域網(wǎng) PCLAN微波通信衛(wèi)星通信低軌道衛(wèi)星通信 3。4 ISDN與ATM ISDN-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（Integrated Services Digital Network)ISDN的特性：1、數(shù)字連接2、綜合業(yè)務(wù)3、標(biāo)準(zhǔn)入網(wǎng)接口ATM-異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode）主要特點：固定信元、簡化數(shù)

23、據(jù)鏈路層功能、高效靈活的復(fù)用技術(shù)、能支持不同速率的各種業(yè)務(wù)、面向連接。3.5 物理層協(xié)議舉例RS-232接口RS232接口-機械特性RS232接口-功能特性RS-232接口信號功能與連接圖本章小結(jié):在這一章主要講解了以下主要內(nèi)容:物理層的基本概念及四個特征;各種傳輸媒體的特性與應(yīng)用技術(shù)；無線網(wǎng)絡(luò)的工作原理及特點；ISDN與ATM傳輸基本技術(shù)與特點；物理層標(biāo)準(zhǔn)的意義與功能.作業(yè)思考題1、物理層的功能是什么？2、物理層接口有什么特性？3、為什么雙絞線是目前應(yīng)用最廣泛的傳輸媒體？4、什么是ISDN？5、什么是ATM？6、計算機網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸介質(zhì)有哪些？ 7、UTP 是什么傳輸介質(zhì)？ STP 是什么？

24、 8、同軸電纜分為幾類？有什么特點？ 9、光纜分幾類，各有何特點？ 10、在選擇傳輸介質(zhì)時需考慮的主要因素是什么？上課時間 上課節(jié)次4課型多媒體教學(xué)課題第四章 數(shù)據(jù)鏈路層教學(xué)目的 通過本章的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)鏈路層的各種協(xié)議,包括滑動窗口協(xié)議等,掌握面向比特的鏈路控制規(guī)程，掌握點對點協(xié)議。教學(xué)方法以課堂講授為主，對本章難點進行討論重點與難點本章重點有：1. 鏈路、數(shù)據(jù)鏈路的概念,數(shù)據(jù)鏈路層的功能2. 停止等待協(xié)議的工作原理與過程3. 數(shù)據(jù)鏈路層是如何進行差錯控制的4. 數(shù)據(jù)鏈路層流量控制的意義與方法5. 面向比特數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議HDLC的幀結(jié)構(gòu)與幀分類6. PPP鏈路協(xié)議的

25、工作過程本章難點有:1. 停止等待協(xié)議的工作原理與過程2. 數(shù)據(jù)鏈路層是如何進行差錯控制的3. 數(shù)據(jù)鏈路層流量控制的意義與方法4. 面向比特數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議HDLC的幀結(jié)構(gòu)與幀分類課外作業(yè)與要求思考題 ： 1、數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是什么？2、建樹滑動窗口協(xié)議的工作原理3、建樹HDLC幀各字段的意義以及如何實現(xiàn)透明傳輸?4、PPP協(xié)議是如何工作的?5、簡述HDLC幀各字段的意義以及如何實現(xiàn)透明傳輸？6、HDLC幀分為哪幾類？各有什么作用？7、簡述HDLC幀發(fā)送序號和接收序號的作用。第4章數(shù)據(jù)鏈路層本章學(xué)習(xí)目標(biāo)鏈路、數(shù)據(jù)鏈路的概念,數(shù)據(jù)鏈路層的功能停止等待協(xié)議的工作原理與過程數(shù)據(jù)鏈路層是如何進行差錯

26、控制的*數(shù)據(jù)鏈路層流量控制的意義與方法面向比特數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議HDLC的幀結(jié)構(gòu)與幀分類PPP鏈路協(xié)議的工作過程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容4.1 數(shù)據(jù)鏈路層功能4。2 停止等待協(xié)議4.3 連續(xù)ARQ協(xié)議4.4 流量控制4。5 面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC4。6 Internet的鏈路層協(xié)議4。1 數(shù)據(jù)鏈路層功能1、鏈路管理：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個結(jié)點進行通信時，發(fā)送方必須確知接收方是否已處在準(zhǔn)備接收狀態(tài)。2、幀同步：數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)傳送的單位是幀.3、流量控制：協(xié)調(diào)發(fā)送方與接收方的工作。4、差錯控制:接收方可通過校驗幀的差錯編碼,判斷接收到的幀是否有差錯。5、透明傳輸:所謂透明傳輸就是不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，

27、都應(yīng)能夠在鏈路上傳送。6、尋址:在多點連接的情況下，保證每一幀都能送到正確的目的站。4。2 停止等待協(xié)議兩個結(jié)點數(shù)據(jù)鏈路層間的通信模型：理想鏈路的通信。實際鏈路的通信:采用停止等待協(xié)議保證數(shù)據(jù)通信雙方的協(xié)調(diào)工作。停止等待協(xié)議的工作原理:4。3 連續(xù)ARQ協(xié)議工作原理：連續(xù)ARQ協(xié)議，即采用連續(xù)自動請求重傳方案。發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送一系列信息幀，即不用等待前一幀被確認(rèn)便可發(fā)送下一幀.這就需要在發(fā)送方設(shè)置一個較大的緩沖存儲空間，用以存放若干待確認(rèn)的信息幀。當(dāng)發(fā)送方收到對某信息幀的確認(rèn)幀后便可從幀緩存中將該信息幀刪除，并繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。所以，連續(xù)ARQ協(xié)議使得信道利用率大大提高。4。4 流量控制4.4

28、。1 XON/XOFF方案XON/XOFF主要應(yīng)用于面向字符通信中，使用一對控制字符來實現(xiàn)流量控制。其中XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1,XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3.在一次數(shù)據(jù)傳輸過程中，XOFF、XON的周期可重復(fù)多次.但這些操作對用戶來說是透明的.許多異步數(shù)據(jù)通信軟件包均支持XON/XOFF協(xié)議。4.4。2 窗口機制連續(xù)ARQ協(xié)議發(fā)送方是不能無限制地發(fā)送數(shù)據(jù)幀的,主要因為：（1）由于發(fā)送的數(shù)據(jù)幀都未被確認(rèn)，需要在發(fā)送方緩存中保留副本，以備重傳。計算機的硬件資源是有限的,緩存容量不能無限制增加。（2）發(fā)送數(shù)據(jù)幀過多,一旦有一幀出現(xiàn)錯誤，可能有很多幀需要重傳，造

29、成很大的浪費，增加了很多不必要的開銷。（3）為了對連續(xù)發(fā)送的大量數(shù)據(jù)幀進行編號，每幀的發(fā)送序號也要占用較多的比特,又增加了一定的開銷。因此需要對此協(xié)議中連續(xù)發(fā)送的未被確認(rèn)的幀數(shù)做一定的限制，這就是滑動窗口協(xié)議。4.5 面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC 4.5。1 HDLC概述數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可分為兩類，面向字符的與面向比特的鏈路控制協(xié)議。典型的面向字符的鏈路控制協(xié)議為IBM公司的BSC規(guī)程;面向比特的鏈路控制協(xié)議為HDLC協(xié)議.HDLC可適用于鏈路的兩種基本配置，即非平衡配置與平衡配置。非平衡配置有兩種數(shù)據(jù)傳送方式：正常響應(yīng)方式NRM和異步響應(yīng)方式ARM。平衡配置則只有異步平衡方式ABM。4

30、。5。2 HDLC的幀結(jié)構(gòu)HDLC定義了三種類型的幀，即信息幀、監(jiān)控幀與無編號幀.4.6 Internet的鏈路層協(xié)議用戶接入Internet的一般方法有兩種。一種是用戶通過電話線,撥號接入Internet,另一種是使用專線接入。不管使用哪一種方法，在傳送數(shù)據(jù)時都需要有數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議.全世界范圍內(nèi)使用最多的協(xié)議為：點對點協(xié)議PPP（Point-to-Point Protocol)而早期Internet使用的是非常簡單的面向字符的協(xié)議SLIP(Serial Line Internet Protocol),但SLIP缺點很多.PPP的幀格式與HDLC幀格式很相似:其中：標(biāo)志字段為7E（011111

31、10），地址字段為FF（11111111),控制字段為03（00000110）.這三各字段是固定不變的，所有PPP幀都應(yīng)以07EFF03開始。協(xié)議字段占兩個字節(jié)，當(dāng)協(xié)議字段為0021時,PPP幀的信息就是IP數(shù)據(jù)報。若為C021,則信息字段是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)。而8021表示這是網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)。幀校驗序列FCS與HDLC的相同。由于PPP不是面向比特的，因此幀的長度應(yīng)為整數(shù)個字節(jié).PPP的工作過程：PPP的工作過程狀態(tài)圖本章小結(jié):在這一章主要講解了以下主要內(nèi)容:鏈路、數(shù)據(jù)鏈路的概念，數(shù)據(jù)鏈路層的功能；停止等待協(xié)議的工作原理與過程;數(shù)據(jù)鏈路層是如何進行差錯控制的;數(shù)據(jù)鏈路層流量控制的意義與方法；面

32、向比特數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議HDLC的幀結(jié)構(gòu)與幀分類;PPP鏈路協(xié)議的工作過程.作業(yè)思考題 : 1、數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是什么？2、建樹滑動窗口協(xié)議的工作原理3、建樹HDLC幀各字段的意義以及如何實現(xiàn)透明傳輸？4、PPP協(xié)議是如何工作的？5、簡述HDLC幀各字段的意義以及如何實現(xiàn)透明傳輸?6、HDLC幀分為哪幾類?各有什么作用？7、簡述HDLC幀發(fā)送序號和接收序號的作用。上課時間 上課節(jié)次5課型多媒體教學(xué)課題第五章 網(wǎng)絡(luò)層教學(xué)目的通過本章學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握一門實用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議-TCP/IP協(xié)議知識：包括TCP/IP協(xié)議集中各層主要子協(xié)議的作用；讓學(xué)生能夠熟練的對網(wǎng)絡(luò)主機IP地址的分配和子網(wǎng)劃分

33、；以及學(xué)會使用TCP/IP常用網(wǎng)絡(luò)工具來管理和維護網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)方法以課堂講授為主，對本章難點進行討論重點與難點本章重點有：1、TCP/IP各層之間關(guān)系;2、IP協(xié)議的功能;3、ARP、RARP、TCP、UDP功能；4、應(yīng)用層各子協(xié)議功能.本章難點有：1、IP地址及子網(wǎng)劃分的相關(guān)知識;2、常用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)工具的使用。課外作業(yè)與要求思考題 ： 1。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素是什么？2。什么是TCP/IP？TCP/IP的作用是什么？3。TCP/IP分為幾層？各層的作用是什么？4。簡述IP地址的分類.5。什么是子網(wǎng)掩碼?子網(wǎng)掩碼的作用是什么?6。概述UDP協(xié)議的特點.7. TELNET協(xié)議的工作原理是什么？

34、8。說明POP、SMTP協(xié)議的區(qū)別。9.Ping 的作用什么？10.概述Traceroute、Netstat、ipconfig命令作用。第5章網(wǎng)絡(luò)層本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解廣域網(wǎng)提供的兩種類型的服務(wù) 了解路由選擇機制，路由選擇算法及擁塞控制原理 掌握IP地址的分類,IP地址與MAC地址的轉(zhuǎn)換與ARP協(xié)議 掌握IP地址的申請、分配管理與子網(wǎng)劃分,子網(wǎng)掩碼的運用 了解IP數(shù)據(jù)報的格式與工作原理、ICMP的作用 了解IPv6的機理和工作模式主要學(xué)習(xí)內(nèi)容5.1 網(wǎng)絡(luò)層所涉及的有關(guān)問題5.2 路由選擇機制5.3 擁塞控制5.4 INTERNET 網(wǎng)際協(xié)議IP5。5 下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv65.1 網(wǎng)絡(luò)層所涉及的

35、有關(guān)問題5.1。1 廣域網(wǎng)的概念網(wǎng)絡(luò)層是廣域網(wǎng)涉及的概念.一般來說,物理層、數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層大部分可以由硬件來實現(xiàn)，而高層基本上是通過軟件來實現(xiàn)的。假設(shè)應(yīng)用進程A要與應(yīng)用進程B交換數(shù)據(jù)。進程A與進程B分別處于計算機A與計算機B的本地系統(tǒng)環(huán)境中，即處于OSI環(huán)境之外。它們進行通信的過程如下圖所示：OSI模型的七層結(jié)構(gòu)5。1。2網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層向上所提供的服務(wù)可以有兩大類：（1)無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)¡ª數(shù)據(jù)報服務(wù)；（2)面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)¡ª虛電路服務(wù).數(shù)據(jù)報服務(wù)（Datagram)：特點是:主機只要想發(fā)送數(shù)據(jù)就隨時可發(fā)送，每個分組獨立地選擇路由.虛電路

36、服務(wù)（Virtual circuit)：通信前主機要先發(fā)起一個虛呼叫（Virtual Call）,即發(fā)送一個特定格式的呼叫分組到目的主機，要求進行通信，同時尋找一條合適的路由。數(shù)據(jù)報和虛電路比較5。2 路由選擇機制5。2。1 結(jié)點交換機中的路由表廣域網(wǎng)在給接入到網(wǎng)絡(luò)的每一臺計算機進行編址時，采用¡°層次結(jié)構(gòu)的編址方案¡±。最簡單的層次編址方案就是把一個地址分成前后兩部分。前一部分表示分組交換機，后一部分表示連接在分組交換機上的計算機。結(jié)點交換機的一個重要作用就是提供一個路由表，供轉(zhuǎn)發(fā)分組時使用。路由表中沒有源站地址。在專門研究廣域網(wǎng)的路由問題時，可用圖論

37、中的¡°圖¡±來表示整個廣域網(wǎng).用結(jié)點表示廣域網(wǎng)上的結(jié)點交換機，用結(jié)點之間的連線表示廣域網(wǎng)中的鏈路.在路由表中默認(rèn)路由的目的站記為符號¡°¡±.5.2。2 路由選擇的一般原理1、理想的路由算法:理想的路由算法應(yīng)具備的條件:算法必須是正確的和完整的。算法在計算上應(yīng)簡單.算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?算法應(yīng)具有穩(wěn)定性.算法應(yīng)是公平的。算法應(yīng)是最佳的。2、路由算法的分類根據(jù)路由算法能否隨網(wǎng)絡(luò)的通信量或拓?fù)渥赃m應(yīng)的進行調(diào)整變化來劃分,分為：*非自適應(yīng)路由選擇策略自適應(yīng)路由選擇策略（1）非自適應(yīng)路由選擇固定路由算法分散

38、通信量法洪泛法隨機走動法（2）自適應(yīng)路由選擇分布式路由選擇策略集中式路由選擇策略混合式路由選擇策略5.3 擁塞控制5.3。1 擁塞控制的概念當(dāng)（一部分)通信子網(wǎng)中有太多的分組時，其性能降低。這種情況叫做擁塞。造成擁塞有若干因素。如果突然之間，分組流同時從3個或4個輸入線到達,并且要求輸出到同一線路,就將建立起隊列.如果沒有足夠的空間來保存這些分組,有些分組就會丟失。處理器速度慢也能導(dǎo)致?lián)砣?。擁塞會?dǎo)致惡性循環(huán)。如果路由器沒有空余緩沖區(qū),它必須丟掉新到來的分組。擁塞控制和流量控制既有聯(lián)系又有差異。5.3。2 擁塞控制的基本原理解決方案被分為兩類:一類是開環(huán),一類是閉環(huán)。開環(huán)控制工具的功能包括決定

39、何時接受新的通信，何時丟棄分組,以及丟棄哪些分組,還包括在網(wǎng)絡(luò)的不同點作計劃表.所有這些的共同之處在于,它們在做出決定時并不考慮當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況。閉環(huán)的解決方案是建立在反饋環(huán)路的概念之上的。當(dāng)用于擁塞控制時，這種方法有3個部分：*監(jiān)視系統(tǒng)，檢測何時何地發(fā)生了擁塞；將此信息傳送到可能采取行動的地方;調(diào)整系統(tǒng)操作以更正問題。5。3。3 擁塞預(yù)防策略5.4 INTERNET 網(wǎng)際協(xié)議IP5。4.1 TCP/IP模型及協(xié)議棧TCP/IP體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議棧之間的關(guān)系： 5。4。2 IP地址及其轉(zhuǎn)換1、IP地址及其表示方法： IP地址是一個32bit的二進制數(shù),采用點分十進制記法,例如:130。9.44。19

40、2。IP地址的結(jié)構(gòu)可以兩部分：網(wǎng)絡(luò)號（netid）和主機號（host-id)。對于常用的有A、B、C三類地址。網(wǎng)絡(luò)號字段:A類、B類和C類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段分別為1，2和3字節(jié)長。主機號字段:A類、B類和C類地址的主機號字段分別為3,2和1字節(jié)長。2、IP地址的轉(zhuǎn)換在網(wǎng)絡(luò)層使用IP地址，但真正標(biāo)志主機地址的是機器的物理地址,又稱為MAC地址。MAC地址是集成在網(wǎng)卡上的，所以又叫做硬件地址.MAC地址是一個6字節(jié)（48bit）二進制數(shù)，采用16進制表示法。例如：09 E0 AC 00 9B 0D。從IP地址到物理地址的轉(zhuǎn)換是由地址解析協(xié)議ARP來完成。例:新加入網(wǎng)絡(luò)的主機A,如何完成IP地址到MA

41、C地址的映射查找。主機A新入網(wǎng)時,它的緩存是空的，此時主機A就自動運行ARP,按以下步驟找出主機B的物理地址。（1）ARP進程在本局域網(wǎng)上廣播發(fā)送一個ARP請求分組,上面有主機B的IP地址;（2)在本局域網(wǎng)上的所有主機上運行的ARP進程都收到此ARP請求分組；(3）主機B在ARP請求分組中見到自己的IP地址,就向主機A發(fā)送一個ARP響應(yīng)分組,寫入自已的物理地址；(4）主機A收到主機B的ARP響應(yīng)分組后，就在其ARP高速緩存中寫人主機B的IP地址到物理地址的映射.RARP的工作過程：為了使RARP能工作,在局域網(wǎng)上至少有一個主機要充當(dāng)RARP服務(wù)器，無盤工作站先向局域網(wǎng)發(fā)出RARP請求分組（在格

42、式上與ARP請求分組相似）,并在此分組中給出自己的物理地址。RARP服務(wù)器有一個事先做好的從無盤工作站的物理地址到IP地址的映射表，當(dāng)收到RARP請求分組后。RARP服務(wù)器就從這映射表查出該無盤工作站的IP地址。然后寫入RARP響應(yīng)分組，發(fā)回給無盤工作站。無盤工作站用此方法獲得自己的IP地址。5。4.3 IP地址的分配與管理1、IP地址的申請與管理 IP地址由Internet網(wǎng)絡(luò)信息中心NIC(Network Information Center）來管理，NIC管理的是IP地址中的netid字段，而hostid部分則由獲得了地址的機構(gòu)來管理。2、子網(wǎng)劃分子網(wǎng)的劃分純屬本單位內(nèi)部的事，在本單位以

43、外是看不見這樣劃分的。子網(wǎng)劃分是靠子網(wǎng)掩碼（subnet mask）來實現(xiàn)的.例如：IP地址：130。10.4。1子網(wǎng)掩碼：255。255.252.0 3. 動態(tài)IP地址在IP地址資源較少，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備較多的情況下，無法給每一個設(shè)備分配一個固定的IP地址。此時可采用動態(tài)IP地址技術(shù)。動態(tài)IP地址技術(shù)是指：在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置有動態(tài)IP地址分配服務(wù)器，將若干IP地址配置在服務(wù)器上。當(dāng)某臺主機登錄到網(wǎng)絡(luò)上的時候,動態(tài)IP地址分配服務(wù)器查看當(dāng)前是否有剩余的IP地址，如果有便分配給該主機,此時該主機便將所獲得的IP地址作為自己的IP地址去構(gòu)成數(shù)據(jù)報進行通信。當(dāng)該主機退出網(wǎng)絡(luò)時，便釋放掉此IP地址,動態(tài)IP地址

44、分配服務(wù)器將其收回，以便分配給其他登錄到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。5。4.4 IP數(shù)據(jù)報的格式與工作原理本章小結(jié):在這一章主要講解了以下主要內(nèi)容：廣域網(wǎng)提供的兩種類型的服務(wù)；路由選擇機制,路由選擇算法及擁塞控制原理;IP地址的分類，IP地址與MAC地址的轉(zhuǎn)換與ARP協(xié)議；IP地址的申請、分配管理與子網(wǎng)劃分，子網(wǎng)掩碼的運用；IP數(shù)據(jù)報的格式與工作原理、ICMP的作用；IPv6的機理和工作模式.作業(yè)思考題 ： 1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素是什么？2。什么是TCP/IP?TCP/IP的作用是什么？3。TCP/IP分為幾層？各層的作用是什么？4。簡述IP地址的分類。5。什么是子網(wǎng)掩碼？子網(wǎng)掩碼的作用是什么？6.概述UD

45、P協(xié)議的特點。7。 TELNET協(xié)議的工作原理是什么？8.說明POP、SMTP協(xié)議的區(qū)別。9.Ping 的作用什么?10。概述Traceroute、Netstat、ipconfig命令作用。上課時間 上課節(jié)次4課型多媒體教學(xué)課題第六章傳輸層教學(xué)目的  通過本章學(xué)習(xí),掌握有關(guān)傳輸層的一些概念和基礎(chǔ)知識，傳輸協(xié)議（transport protocol）是整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵之一。位于網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間,主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用程序之間的通信,主要有連接端口管理、流量控制、錯誤處理、數(shù)據(jù)重發(fā)等工作。教學(xué)方法以課堂講授為主,對本章難點進行討論重點與難點本章重點有:1、掌握有

46、關(guān)端口和插口的概念,作用和使用方法2、掌握關(guān)于TCP協(xié)議的基礎(chǔ)知識3、了解UDP協(xié)議的基礎(chǔ)知識 本章難點有：1、端口的概念和原理2、TCP協(xié)議和報文段的內(nèi)容課外作業(yè)與要求思考題 ： 1、請簡單說明連接端口的功能?2、傳輸層的作用是什么？3、簡述三次握手的過程。4、簡述UDP協(xié)議的特點。5、簡述TCP協(xié)議的特點。第6章傳輸層本章學(xué)習(xí)目標(biāo)有關(guān)傳輸層的一些概念和基礎(chǔ)知識,了解傳輸協(xié)議（transport protocol)是整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵之一。位于網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間,主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用程序之間的通信，主要有連接端口管理、流量控制、錯誤處理、數(shù)據(jù)重發(fā)等工作。在本章的學(xué)習(xí)中要求重點掌握和理解以

47、下內(nèi)容：*掌握有關(guān)端口和插口的概念,作用和使用方法掌握關(guān)于TCP協(xié)議的基礎(chǔ)知識了解UDP協(xié)議的基礎(chǔ)知識主要學(xué)習(xí)內(nèi)容6。1 傳輸層提供的服務(wù)6.2 傳輸控制協(xié)議TCP6.3 用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP 6。1 傳輸層提供的服務(wù) 6。1。1 傳輸層概述傳輸層位于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的第四層，如果將其上的各層均作為應(yīng)用層,則傳輸層直接與上層應(yīng)用層進行數(shù)據(jù)通信，是整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心部分.需要注意的是在通信子網(wǎng)中沒有傳輸層，它只存在于通信子網(wǎng)以外的各主機中,如果將整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)功能和用戶功能角度來劃分，傳輸層不包括在網(wǎng)絡(luò)功能部分，而是屬于用戶功能層的最低層.傳輸層的位置如下圖所示。傳輸層位置圖6。1.2 提

48、供給高層的服務(wù)傳輸層的最終目標(biāo)是利用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)向其用戶(一般是應(yīng)用層的進程)，提供有效、可靠且價格合理的服務(wù)。其主要任務(wù)是:在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基礎(chǔ)上，從源端機到目的端機提供可靠的、價格合理的數(shù)據(jù)傳輸，使高層服務(wù)用戶在相互通信時不必關(guān)心通信子網(wǎng)實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，即與所使用的網(wǎng)絡(luò)無關(guān).所以在通信子網(wǎng)內(nèi)的各個交換節(jié)點以及連接各通信子網(wǎng)的路由器中，都沒有傳輸層.例：設(shè)兩臺計算機主機A和主機B要進行數(shù)據(jù)通信，如圖62所示，在計算機A和計算機B上同時有兩個應(yīng)用程序在運行，每對應(yīng)用程序需要通過兩個互連的網(wǎng)絡(luò)才能進行數(shù)據(jù)通信,如主機A上的應(yīng)用程序AP1要和主機B上的應(yīng)用程序AP3進行通信,數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程如圖63

49、所示:圖62 多進程通信情況圖63 應(yīng)用程序進行數(shù)據(jù)通信的過程兩臺主機間傳送數(shù)據(jù)的過程：在物理層上可以透明地傳輸數(shù)據(jù)的比特流；在數(shù)據(jù)鏈路層上使得各條鏈路能傳送無差錯的數(shù)據(jù)幀（數(shù)據(jù)幀按順序、無丟失、不重復(fù)）；在網(wǎng)絡(luò)層上提供了路由選擇和網(wǎng)絡(luò)互連的功能，使得主機A發(fā)送的數(shù)據(jù)段能夠按照合理的路由到達主機B。但是在這一過程中，到達主機B的數(shù)據(jù)并不一定是最可靠的，為了提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量，在傳輸層需要再次優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并向高層用戶屏蔽通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，使高層用戶看見的就好像在兩個傳輸層實體之間有一條端到端的、可靠的、全雙工的通信通路一樣.在整個通信的過程中,數(shù)據(jù)在傳輸層上,才是第一次實現(xiàn)真正意義的端到端的數(shù)據(jù)

50、通信。要想實現(xiàn)傳輸層的功能,必須在主機中裝有傳輸層協(xié)議，此協(xié)議一般都可支持多個進程的連接.如上述例子中,它同時支持了兩對應(yīng)用進程進行通信。在傳輸層中完成傳輸功能的硬件和軟件被稱為傳輸實體TSAP(Transport Service Access Point），通過傳輸實體,傳輸層可以向應(yīng)用層提供傳輸服務(wù),具體的過程如圖64所示：圖64 傳輸層與其上下層之間的關(guān)系6。1.3 TCP/IP協(xié)議中的傳輸層在TCP/IP協(xié)議中有兩個并列的協(xié)議：UDP和TCP。 UDP(User Datagram Protocol)，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是面向無連接的，即在進行數(shù)據(jù)傳輸之前不需要建立連接，而目的主機收到數(shù)據(jù)

51、報后也不需要發(fā)回確認(rèn)。這種協(xié)議提供了一種高效的傳輸服務(wù).TCP(Transmission Control Protocol)，傳輸控制協(xié)議,是面向連接的,即在進行數(shù)據(jù)傳輸之前需要先建立連接，而且目的主機收到數(shù)據(jù)報后要發(fā)回確認(rèn)信息.這種協(xié)議提供了一種可靠的傳輸服務(wù)。與UDP相比提供了較多的功能，但是相對的報文格式和運行機制也較為復(fù)雜。6.1。4 端口TCP/IP傳輸層可以通過協(xié)議端口（protocol port，簡稱端口)來標(biāo)識通信的應(yīng)用進程.傳輸層就是通過端口與應(yīng)用層的應(yīng)用程序進行信息交互的，應(yīng)用層各種用戶進程通過相應(yīng)的端口與傳輸層實體進行信息交互。端口實際上是一個16Bit長的地址,范圍可以

52、從0至65535。將0至1023端口號稱為熟知端口（Well-Known Port），其余1024至65535端口號稱為一般端口或(動態(tài)）連接端口(Registered/Dynamic）,在數(shù)據(jù)傳輸過程中，應(yīng)用層中的各種不同的服務(wù)器進程不斷地檢測分配給它們的端口，以便發(fā)現(xiàn)是否有某個應(yīng)用進程要與它通信.各端口的意義圖66 通過SMTP進行通信的主機為了使得多主機多進程通信時,不至于發(fā)生上述的混亂情況，必須把端口號和主機的IP地址結(jié)合起來使用，稱為插口或套接字（Scoket）.由于主機的IP地址是唯一的，這樣目的主機就可以區(qū)分收到的數(shù)據(jù)報的源端機了。插口包括IP地址（32位)和端口號（16位），共

53、48位.如上圖66所示:（124.33。13。55,200)和（126。45。21.51，25）就是一對插口，在整個Internet中,在傳輸層上進行通信的一對插口都必須是唯一的。在上述的例子中，使用的是TCP協(xié)議,若使用UDP協(xié)議，雖然在進行通信的進程間不需要建立連接，但是在每次傳輸數(shù)據(jù)時，都要給出發(fā)送端口和接收端口，因此同樣也要使用插口。6.2 傳輸控制協(xié)議TCP6。2。1 TCP報文的格式 6。2。2 TCP的編號與確認(rèn) TCP將所要傳送的整個報文段看成是由一個個字節(jié)組成的，對于每一個字節(jié)進行編號。在傳送數(shù)據(jù)之前，通信雙方要首先商定好起始序號，每一次傳送數(shù)據(jù)時，都會將報文段中的第一個字節(jié)的序號放在報文段中的確認(rèn)序號字段中.在TCP報文段首部含有確認(rèn)序號字段,通過它可以完成TCP報文的確認(rèn)，具體的確認(rèn)是對接收到的數(shù)據(jù)的最高序號進行確認(rèn)，返回的確認(rèn)序號是已經(jīng)收到的數(shù)據(jù)的最高序號加1。由于TCP采用全雙工的