計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用第1章認識計算機網(wǎng)絡(luò)課件

1、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （第二版） 主講: 胡遠萍所用教材：胡遠萍、陳雪蓉等編著：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用 （第二版） 高等教育出版社，2014.9參考資料：胡遠萍、陳雪蓉等編著：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用 （第一版） 高等教育出版社，2008.12 第1章 認識計算機網(wǎng)絡(luò)第2章 計算機與局域網(wǎng)的連接第3章 組建小型局域網(wǎng)絡(luò)第4章 組建小型企業(yè)網(wǎng)第5章 無線局域網(wǎng)及其設(shè)備 第6章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本配置第7章 接入Internet第8章 應(yīng)用服務(wù)器的安裝與配置 第9章 計算機網(wǎng)絡(luò)安全知識目標技能目標拓展能力目標1、掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識和理論；2、掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；3、掌握常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本功能；4、

2、了解無線網(wǎng)絡(luò)的基本原理；5、理解IP協(xié)議、路由和路由協(xié)議；6、了解Internet的發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)；7、了解網(wǎng)絡(luò)安全與管理的知識。1、掌握常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本配置；2、掌握局域網(wǎng)的組建方法與規(guī)則；3、掌握ADSL接入方式的操作實踐；4、掌握Internet的操作方法和常用技巧；5、掌握Internet的應(yīng)用；6、掌握常用網(wǎng)絡(luò)管理軟件的使用。1、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力；2、在實訓(xùn)中能主動地針對所出現(xiàn)的問題進行分析，培養(yǎng)對問題深入探究的精神，并根據(jù)教師所提供學(xué)習(xí)資源解決問題； 3、培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性和建構(gòu)性； 4、培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和溝通能力。教學(xué)內(nèi)容（1）計算機網(wǎng)絡(luò)的定義（2）計算

3、機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成（3）計算機網(wǎng)絡(luò)的分類（4）計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)（5）計算機網(wǎng)絡(luò)的功能（6）計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標 （7）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議的概念（8）OSI參考模型的結(jié)構(gòu)（9）TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 教學(xué)要求(1)掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念；(2)熟悉網(wǎng)絡(luò)的分類和拓撲結(jié)構(gòu)；(3)了解計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成；(4)掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能；(5)了解計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展；(6)掌握網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議的概念；(7)熟悉ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型各層的功能(8)掌握TCP/IP體系結(jié)構(gòu)；(9)掌握OSI與TCP/IP的關(guān)系。第 1章 認識計算機網(wǎng)絡(luò)信息說明本章名稱認識計算機網(wǎng)絡(luò)所 屬 能 力

4、基礎(chǔ)知識必修本章的專業(yè)方向 網(wǎng)絡(luò)管理員、網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計師選修本章的專業(yè)方向 網(wǎng)絡(luò)支持工程師、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品營銷人員 課題名稱計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 所屬模塊計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課 時2課時地 位輔助單元本次課的教學(xué)目標知識目標技能目標拓展能力目標1、掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的概念；2、掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的功能；3、了解計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和分類4了解網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)1理解現(xiàn)實生活中的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域；2能結(jié)合當(dāng)前了解網(wǎng)絡(luò)的今后發(fā)展方向。3會聯(lián)系實際分清網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)1、能夠積極主動的完成布置的任務(wù)；2、和同學(xué)之間有良好的溝通能力；3、對出現(xiàn)的問題能主動的分析并解決。主要內(nèi)容：計算機網(wǎng)絡(luò)的定義和功能計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)

5、用和發(fā)展過程計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和分類計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)重點內(nèi)容：計算機網(wǎng)絡(luò)的概念計算機網(wǎng)絡(luò)的常見組網(wǎng)設(shè)備計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)什么是計算機網(wǎng)絡(luò)？ 計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計算機技術(shù)：研究計算設(shè)備的科學(xué)技術(shù)。包括計算機硬件、軟件及其應(yīng)用等諸多內(nèi)容。通信技術(shù)：是指將信息從一個地點傳送到另一個地點所采取的方法和措施。通信技術(shù)是以現(xiàn)代的聲、光、電技術(shù)為硬件基礎(chǔ)，輔以相應(yīng)軟件來達到信息交流目的。 50年代中期，美國開始進行通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的嘗試1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述將分布在不同地理位置上的、具有獨立功能的計算機及其外部設(shè)備，通過通信設(shè)備和通信線路連接起來，按照某種事先約定的

6、規(guī)則（通信協(xié)議）進行信息交換，以實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)稱為計算機網(wǎng)絡(luò)。1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1、計算機網(wǎng)絡(luò)定義 至少有兩個具有獨立操作系統(tǒng)的計算機，且它們之間有相互共享某種資源的需求。 兩個獨立的計算機之間必須用某種通信手段將其連接。 網(wǎng)絡(luò)中的各個獨立的計算機之間要能相互通信，必須制定相互可確認的規(guī)范標準或協(xié)議。一個計算機網(wǎng)絡(luò)必須具備以下3個基本要素 1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述2、計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展經(jīng)歷了四個階段。第一階段：單終端系統(tǒng)與多終端系統(tǒng)。第二階段：多機系統(tǒng)。第三階段：互聯(lián)網(wǎng)多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第四階段：未來發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)等其他以互聯(lián)網(wǎng)為核心的網(wǎng)絡(luò)。1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)

7、絡(luò)的發(fā)展趨勢為： 向開放式的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展：使不同軟硬件環(huán)境、不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)可以互連，真正達到資源共享、數(shù)據(jù)通信和分布處理的目標。 向高性能發(fā)展：追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒體技術(shù)，提供文本、聲音、圖像、視頻等綜合性服務(wù)。 向計算機網(wǎng)絡(luò)智能化發(fā)展：提高網(wǎng)絡(luò)的性能和提供綜合的多功能服務(wù)，并更加合理地進行網(wǎng)絡(luò)各種業(yè)務(wù)的管理，真正以分布和開放的形式向用戶提供服務(wù)。3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 （1）資源共享 軟件、硬件、數(shù)據(jù)的共享（2) 數(shù)據(jù)通信 用來快速傳送計算機與終端、計算機與計算機之間的各種信息。（3）實時的集中處理 把已存在的許多聯(lián)機系統(tǒng)有機地連接起來，提高系統(tǒng)的處理能力（4）提高系統(tǒng)的

8、可靠性 實現(xiàn)兩臺或多臺計算機間的互為備份（5）均衡負荷和分布式處理 合理的分配需要處理的數(shù)據(jù)1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 計算機網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)組成的。從拓撲結(jié)構(gòu)上看：計算機網(wǎng)絡(luò)是由一些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和連接這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通信鏈路組成；從邏輯功能上看：計算機網(wǎng)絡(luò)則是由通信子網(wǎng)和用戶資源子網(wǎng)組成的。 1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)組成示意圖 1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和通信鏈路 （1）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 計算機網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點一般可分為訪問節(jié)點、轉(zhuǎn)接節(jié)點和混合節(jié)點。訪問節(jié)點：訪問節(jié)點又稱端節(jié)點，是指擁有計算機資源的用戶設(shè)備，主要起信源和信宿的作用。

9、訪問節(jié)點：轉(zhuǎn)接節(jié)點又稱中間節(jié)點，是指那些在網(wǎng)絡(luò)通信中起數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)接作用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點混合節(jié)點：混合節(jié)點也稱全功能節(jié)點，是指那些既可以作為訪問節(jié)點又可以作為轉(zhuǎn)接節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述（2）通信鏈路 通信鏈路是指兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間承載信息和數(shù)據(jù)的線路。 通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路兩類。 物理鏈路： 物理鏈路是一條點到點的物理線路，中間沒有任何交換節(jié)點。邏輯鏈路：邏輯鏈路具備數(shù)據(jù)傳輸控制的能力，在物理鏈路上加上用于數(shù)據(jù)傳輸控制的硬件和軟件，就構(gòu)成了邏輯鏈路。2、通信子網(wǎng)和用戶資源子網(wǎng)按邏輯功能將計算機網(wǎng)絡(luò)劃分為:資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成通信子網(wǎng)通信控制處理機(

10、CCP)通信線路通信設(shè)備負責(zé)完成數(shù)據(jù)的傳輸、交換以及通信控制，是負責(zé)數(shù)據(jù)通信的部分1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成資源子網(wǎng)主機系統(tǒng)終端及終端控制設(shè)備連網(wǎng)外部設(shè)備實現(xiàn)全網(wǎng)面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)資源共享。軟件和信息資源1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 3網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng) 與計算機系統(tǒng)相似，計算機網(wǎng)絡(luò)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。 （1）網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件主要包括主計算機、終端、通信控制處理機、調(diào)制解調(diào)器、多路復(fù)用器、集線器和通信線路等。（2）網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)大致可分為5類：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。 1.1.2 計

11、算機網(wǎng)絡(luò)的組成小知識： 調(diào)制解調(diào)器的作用是模擬信號和數(shù)字信號的“翻譯員”。電子信號分兩種，一種是“模擬信號”，一種是“數(shù)字信號”。我們使用的電話線路傳輸?shù)氖悄M信號，而PC機之間傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。所以當(dāng)你想通過電話線把自己的電腦連入Internet時，就必須使用調(diào)制解調(diào)器來“翻譯”兩種不同的信號。連入Internet后，當(dāng)PC機向Internet發(fā)送信息時，由于電話線傳輸?shù)氖悄M信號，所以必須要用調(diào)制解調(diào)器來把數(shù)字信號“翻譯”成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個過程叫做“調(diào)制”。當(dāng)PC機從Internet獲取信息時，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC機想

12、要看懂它們，還必須借助調(diào)制解調(diào)器這個“翻譯”，這個過程叫作“解調(diào)”?？偟膩碚f就稱為“調(diào)制解調(diào)”。 1.1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 1按計算機網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍進行分類（1）廣域網(wǎng) 一般幾十千米到幾萬千米，甚至國家或地區(qū)（2）城域網(wǎng) 介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，約為幾十千米（3）接入網(wǎng) 接入網(wǎng)提供多種高速接入技術(shù)，使用戶接入到Internet的瓶頸得到某種程度上的解決。（4）局域網(wǎng) 一般為幾千米，通常在企業(yè)、學(xué)校內(nèi)使用1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 2按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍進行分類（1）公用網(wǎng) 公共電話網(wǎng)（2）專用網(wǎng) 銀行、公安、鐵路 3按網(wǎng)絡(luò)中計算機所處的地位進行分類（1）對等網(wǎng)絡(luò) 普通辦

13、公室、家庭內(nèi)可以建立對等網(wǎng)（2）基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò) 客戶機/服務(wù)器 4按計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)進行分類 總線型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀型 5按計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)進行分類（1）有線網(wǎng)絡(luò) （2）無線網(wǎng)絡(luò)1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的概念 按照拓撲學(xué)的觀點，將工作站、服務(wù)器、交換機等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為“點”，網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)抽象為“線”，那么計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就變成了由點和線組成的幾何圖形，它表示了通信媒介與各節(jié)點的物理連接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)拓撲定義了各種計算機、打印機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其他設(shè)備的連接方式，換句話說，網(wǎng)絡(luò)拓撲描述了線纜和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的布局以及數(shù)據(jù)傳輸時所采用的路徑。

14、網(wǎng)絡(luò)拓撲會在很大程度上影響網(wǎng)絡(luò)如何工作！1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)注意：網(wǎng)絡(luò)拓撲包括物理拓撲和邏輯拓撲。 物理拓撲是指物理結(jié)構(gòu)上各種設(shè)備和傳輸介質(zhì)的布局。如總線型、環(huán)型、星型、樹型、網(wǎng)狀型。 邏輯拓撲定義了發(fā)送數(shù)據(jù)的主機訪問傳輸介質(zhì)的方式。最常見的是廣播和令牌傳遞。廣播拓撲：是每臺主機都把所要發(fā)送的數(shù)據(jù)的目的地址設(shè)為網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上的某個特定NIC地址、多播地址或者廣播地址，然后把該數(shù)據(jù)發(fā)送到傳輸介質(zhì)中。每臺主機使用傳輸介質(zhì)時不必遵循某種次序，即先來先服務(wù)。以太網(wǎng)采用這種方式工作。令牌傳遞：通過向各臺主機順序傳遞一個電子令牌來控制網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的訪問。當(dāng)一臺主機接收到令牌時，它就可以把數(shù)據(jù)發(fā)送到傳輸介質(zhì)

15、上，如果該主機沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送，將令牌傳遞到下一臺主機，如此循環(huán)下去。1.2.2 常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 按照網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點位置和布局的不同，計算機網(wǎng)絡(luò)可分為總線型拓撲、星型拓撲、環(huán)型拓撲、樹型拓撲和網(wǎng)狀型拓撲等網(wǎng)絡(luò)類型。 1總線型拓撲 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用的電纜少，易于網(wǎng)絡(luò)擴展，可靠性較高缺點：訪問控制復(fù)雜、受總線長度限制而延伸范圍小 1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu) 2星型拓撲 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、易于診斷與隔離故障、易于擴展網(wǎng)絡(luò)、便于管理缺點：需要使用大量的線纜，過分依賴中央節(jié)點 3環(huán)型拓撲優(yōu)點：路徑選擇簡單、控制軟件簡單缺點：不容易擴充、節(jié)點多時響應(yīng)時間長1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)4樹型拓撲 優(yōu)點：

16、線路總長度短，成本較低，節(jié)點易于擴展，缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，傳輸時延長5網(wǎng)狀型拓撲優(yōu)點：可靠性高、節(jié)點共享資源容易、可改善均衡負荷，可選擇最佳路徑，傳輸時延小缺點：是控制和管理復(fù)雜、軟件復(fù)雜、布線工程量大、建設(shè)成本高等1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)常用的拓撲結(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型；城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要采用網(wǎng)狀型和混合結(jié)構(gòu)。1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)監(jiān)控主機 文件服務(wù)器 郵件服務(wù)器 辦公系統(tǒng)服務(wù)器防火墻PSTN路由器WWW服務(wù)器交換機 交換機內(nèi)網(wǎng) 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義以及計算機網(wǎng)絡(luò)的三個要素（結(jié)合三個要素來理解計算機網(wǎng)絡(luò)的概念）計算機網(wǎng)絡(luò)的功能計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與分類計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲

17、結(jié)構(gòu) 認識實驗室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和結(jié)構(gòu)完成實驗報告：上網(wǎng)查找實驗室中使用的網(wǎng)卡、交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相關(guān)型號的性能參數(shù)。課題名稱計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和性能指標課 時2課時地 位輔助單元本次課的教學(xué)目標知識目標技能目標拓展能力目標1、掌握網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、掌握OSI模型中各層的內(nèi)容。3、熟悉TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的模型。1、掌握網(wǎng)絡(luò)間通信的方式；2、掌握各種網(wǎng)絡(luò)性能指標的計算方法。1、能夠積極主動地完成老師布置的任務(wù)；2、和同學(xué)之間有良好的溝通能力；3、對出現(xiàn)的問題能主動的分析并解決。主要內(nèi)容：計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)OSI/RM參考模型TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的模型計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標重點內(nèi)容：O

18、SI的七層模型TCP/IP模型1.3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的通信 為了使分布在不同地方且功能相對獨立的計算機之間組成網(wǎng)絡(luò)進行通信，實現(xiàn)資源共享，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要完成以下工作： （1）發(fā)起通信的計算機必須將數(shù)據(jù)通信的通路進行激活。激活就是要發(fā)出一些信令，保證要傳送的計算機數(shù)據(jù)能在這條通路上正確發(fā)送和接收。（2）要告訴網(wǎng)絡(luò)如何識別接收數(shù)據(jù)的計算機。（3）發(fā)起通信的計算機必須查明對方計算機是否已準備好接收數(shù)據(jù)。（4）發(fā)起通信的計算機必須弄清楚，在對方計算機中的文件管理程序是否已做好文件接收和存儲文件的準備工作。（5）若計算機的文件格式不兼容，則至少其中的一個計算機應(yīng)完成格式轉(zhuǎn)換功能。（6）對出現(xiàn)的各種差

19、錯和意外事故，如數(shù)據(jù)傳送錯誤、重復(fù)或丟失，網(wǎng)絡(luò)中某個結(jié)點出故障等，應(yīng)當(dāng)有可靠的措施保證對方計算機最終能夠收到正確的文件。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡(luò)中的不同計算機之間要進行通信，必須遵循一些事先制定好的規(guī)則標準，為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則標準或約定即稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 一般來說，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由語法、語義和時序三大要素組成。（1）語法，是指數(shù)據(jù)與控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼等。（2）語義，控制信息的內(nèi)容，需要做出的動作及響應(yīng)。（3）時序，事件先后順序和速度匹配。 協(xié)議控制數(shù)據(jù)通信的所有方面，它們決定物理網(wǎng)絡(luò)如何構(gòu)建，計算機如何連接到網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)在傳輸中采用怎樣的格式，以及數(shù)據(jù)如何發(fā)送。1

20、.3.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)人們交往的協(xié)議:“現(xiàn)在幾點了?”“我有個問題.”彼此作自我介紹 定義發(fā)送的信息 定義信息接收后,或某個事件發(fā)生后的動作網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:通信設(shè)備之間的交互而不是人們的交往所有在因特網(wǎng)上的通信活動全部是由協(xié)議所控制的HiHiGot thetime?2:00TCP connection req.TCP connectionreply.time人際交往的協(xié)議和計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:1.3.3 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求者與服務(wù)提供者之間的通信是非常復(fù)雜的，如傳輸介質(zhì)是怎樣物理地建立起來的；在介質(zhì)上如何傳輸數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)如何知道什么時間要傳輸數(shù)據(jù)，有多少

21、數(shù)據(jù)需要傳輸；網(wǎng)絡(luò)中各種實體如何建立相互聯(lián)系；使用不同語言的網(wǎng)絡(luò)實體，怎樣才能相互通信，網(wǎng)絡(luò)實體怎樣才能保證數(shù)據(jù)被正確接收。計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)正是解決這些問題的鑰匙。 為了研究方便，人們把網(wǎng)絡(luò)通信的復(fù)雜過程抽象成一種層次結(jié)構(gòu)模型，層次結(jié)構(gòu)的特點是每一層都建立在前一層基礎(chǔ)之上，低層為高層提供服務(wù)。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景計算機網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、異質(zhì)性不同的通信介質(zhì)有線、無線、 不同種類的設(shè)備主機、路由器、交換機、復(fù)用設(shè)備、 不同的操作系統(tǒng)Unix、Windows、 不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）不同的應(yīng)用環(huán)境固定、移動、 不同種類業(yè)務(wù)分時、交互、實時、 寶貴的投資和積

22、累有形、無形、 用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏結(jié)構(gòu)清晰簡化設(shè)計與實現(xiàn)便于更新與維護較強的獨立性和適應(yīng)性對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達到：解決：分而治之！網(wǎng)絡(luò)分層的好處：1、把網(wǎng)絡(luò)的組成部件標準化，從而可以讓許多供應(yīng)商去進行研究發(fā)和技術(shù)支持；2、允許不同類型的網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件相互通信；3、防止某一層的變化影響到其他層，從而可以更快地研發(fā)；4、將網(wǎng)絡(luò)通信分成更小的組成部分，更易于理解。飛機 (起飛)飛機 (著陸)飛行航線起飛機場到達機場中間空中交通樞紐飛行航線飛行航線機票 (購買)機票 (投訴)行李 (托運)行李 (認領(lǐng))旅客 (出發(fā))旅客 (到達) 層次結(jié)構(gòu)的特

23、點是每一層都建立在前一層基礎(chǔ)之上，低層為高層提供服務(wù)。具體如下： 第N層中的實體在實現(xiàn)自身定義的功能時，只直接使用第N-1層提供的服務(wù)。 第N層將以下各層的功能再加上自己的功能，為第N+1層提供更完善的服務(wù)，同時屏蔽具體實現(xiàn)這些功能的細節(jié)。 最低層只提供服務(wù)，不使用其他層所提供服務(wù)。 最高層是應(yīng)用層，只使用相鄰下層提供的服務(wù)，不提供新的服務(wù)。 中間層既是下一層的用戶，又是上層的服務(wù)提供者。1.3.4 OSI/RM參考模型 開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型（OSI）是1984年由國際標準化組織提出的一個參考模型，也稱OSI/RM。OSI模型是一種嚴格的理論模型，并不是一種特定的硬件設(shè)備或一套軟件方案。OSI模

24、型準則指出了以下內(nèi)容： 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間如何聯(lián)系，使用不同協(xié)議的設(shè)備如何通信。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何獲知何時傳輸或不傳輸數(shù)據(jù)。 如何安排、連接物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 確保網(wǎng)絡(luò)傳輸被正確接收的方法。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何維持數(shù)據(jù)流的恒定速率。 電子數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上如何表示。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層Application表示層Presentation會話層session傳輸層transport物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層Data Link網(wǎng)絡(luò)層Network7654321處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示、格式轉(zhuǎn)換主機間通信端到端的連接尋址和路由選擇介質(zhì)訪問（接入）二進制傳輸1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1物理層 物理層（Phys

25、ical Layer）在OSI模型的最底層，它建立在通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上，直接與物理信道直接相連,起到數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸媒體之間的邏輯接口作用。 功能：提供建立,維護和釋放物理連接的方法,實現(xiàn)在物理信道上進行比特流的傳輸. 傳送的基本單位：比特(bit) 1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 物理層的內(nèi)容:： 1)通信接口與傳輸媒體的物理特性 物理層協(xié)議主要規(guī)定了計算機或終端DTE與通信設(shè)備DCE之間的接口標準,包括接口的機械特性,電氣特性,功能特性,規(guī)程特性 2)物理層的數(shù)據(jù)交換單元為二進制比特:對數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)進行調(diào)制或編碼,成為傳輸信號(模擬,數(shù)字或光信號) 3)比特的同步:時鐘的同步,如異步/同步傳

26、輸 4)線路的連接:點點(專用鏈路),多點(共享一條鏈路) 5)物理拓撲結(jié)構(gòu):星型,環(huán)型,網(wǎng)狀 6)傳輸方式:單工,半雙工,全雙工 典型的物理層協(xié)議有RS-232系列,RS449,V.24,V.28,X.20,X.21 具有物理層功能的設(shè)備：RJ-45、各種線纜及接線設(shè)備,集線器。2數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）是將比特收集起來，即將物理層傳來的0、1信號組成數(shù)據(jù)包（也稱為幀，F(xiàn)rame）的格式，在相鄰網(wǎng)絡(luò)實體之間建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接，并傳輸數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元。 功能:是在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸 ； 傳送的基本單位:幀(Frame) 1.3

27、計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層內(nèi)容: 1)成幀:是因要將網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)分為管理和控制的數(shù)據(jù)單元 2)物理地址尋址:標識發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀的節(jié)點位置,因此常在數(shù)據(jù)頭部加上控制信息DH(源,目的節(jié)點的地址),尾部加上差錯控制信息DT 3)流量控制:即對發(fā)送數(shù)據(jù)幀的速率進行控制,保證傳輸正確. 4)差錯控制:在數(shù)據(jù)幀的尾部所加上的尾部控制信息DT 5)接入控制:當(dāng)多個節(jié)點共享通信鏈路時,確定在某一時間內(nèi)由哪個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù) 常見的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有兩類:一是面向字符型傳輸控制規(guī)程BSC;一是面向比特的傳輸控制規(guī)程HDLC數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備：交換機等3網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）主要規(guī)劃數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)

28、中最佳的傳輸路徑。 網(wǎng)絡(luò)層將從高層傳送下來的數(shù)據(jù)打包,再進行必要的路由選擇,差錯控制,流量控制及順序檢測等處理,使發(fā)送站傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠正確無誤地按照地址傳送到目的站,并交付給目的站傳輸層. 功能:實現(xiàn)分別位于不同網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點與目的節(jié)點之間的數(shù)據(jù)包傳輸(數(shù)據(jù)鏈路層只是負責(zé)同一個網(wǎng)絡(luò)中的相鄰兩節(jié)點之間鏈路管理及幀的傳輸),即完成對通信子網(wǎng)正常運行的控制.具有網(wǎng)絡(luò)層功能的設(shè)備：路由器和三層交換機等。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4傳輸層 傳輸層（Transport Layer）把數(shù)據(jù)分段并組裝成數(shù)據(jù)流。由于應(yīng)用層、表示層和會話層關(guān)心的是應(yīng)用程序，而后面的4層則是處理與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的問題。 傳輸

29、層下面的三層屬于通信子網(wǎng),完成有關(guān)的通信處理,向傳輸層提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù);傳輸層上面的三層完成面向數(shù)據(jù)處理的功能,為用戶提供與網(wǎng)絡(luò)之間的接口.由此可見,傳輸層在OSI/RM中起到承上啟下的作用,是整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵. 功能:實現(xiàn)通信子網(wǎng)端到端的可靠傳輸(保證通信的質(zhì)量) 信息傳送的基本單位:報文 傳輸層采用的協(xié)議是ISO8072/3 。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)鏈路層的任務(wù)兩節(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)沿兩端點間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 兩端點間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸（應(yīng)用進程間的邏輯通信）通信子網(wǎng)傳

30、輸層的任務(wù)5會話層 會話層（Session Layer），主要負責(zé)建立、管理和終止兩節(jié)點應(yīng)用程序之間的會話。例如，兩節(jié)點在正式通信前，需先協(xié)商好雙方所使用的通信協(xié)議、通信方式、如何偵錯及復(fù)原，以及如何結(jié)束通信等內(nèi)容。 功能:提供一個面向用戶的連接服務(wù),并為會話活動提供有效的組織和同步所必須的手段,為數(shù)據(jù)傳送提供控制和管理. 信息傳送的基本單位:報文 會話層采用的協(xié)議是ISO8326/7 1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)6表示層 表示層（Presentation Layer）確保一個系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)送的信息能夠被另外一個系統(tǒng)的應(yīng)用層所識別。 表示層處理的是OSI系統(tǒng)之間用戶信息的表示問題,通過抽象的方法來

31、定義一種數(shù)據(jù)類型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并通過使用這種抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在各端系統(tǒng)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型和編碼的轉(zhuǎn)換. 功能:數(shù)據(jù)編碼,數(shù)據(jù)壓縮,數(shù)據(jù)加密等工作 信息傳送的基本單位:報文 表示層采用的協(xié)議是ISO8822/3/4/5 1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7應(yīng)用層 應(yīng)用層（Application Layer）處于最高層，也是最靠近用戶的一層，為用戶的應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。應(yīng)用層是計算機網(wǎng)絡(luò)與最終用戶間的接口,是利用網(wǎng)絡(luò)資源唯一向應(yīng)用程序直接提供服務(wù)的層. 功能:包括系統(tǒng)管理員管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所涉及的所有問題和基本功能. 信息傳送的基本單位:用戶數(shù)據(jù)報文 應(yīng)用層采用的協(xié)議有:用于文件傳送,存取和管理FTAM的ISO8

32、571/14;用于虛終端VP的ISO9040/1;用于作業(yè)傳送與操作協(xié)議JTM的ISO8831/2;用于公共應(yīng)用服務(wù)元素CASE的ISO8649/50 1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.3.5 模型中的數(shù)據(jù)傳輸 為了使數(shù)據(jù)分組從源傳送到目的地，源端OSI模型的每一層都必須與目的端的以等層進行通信，這種通信方式稱為對等層通信。 在這一過程中，每一層的協(xié)議在對等層之間交換信息，該信息稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)舉例說明: 我們從計算機里面的數(shù)據(jù)出發(fā)，比如QQ寫入的信息是最原始的，也就是應(yīng)用層的工作；然后表示層，是傳輸?shù)木幋a，是用什么編碼傳輸數(shù)據(jù)，有可能還包括加密的過程；而會話

33、層主要進行端對端連接的建立、維持和斷開，這三部分是端對端的連接。 下一層是傳輸層,主要包括端口和進程，表示用什么進程連接通信，比如說對方用QQ進行信息傳遞，這邊有QQ、msn及yahoo等，那么為什么就只有QQ能夠接受到信息呢?這個功能識別就是靠傳輸層的作用了。 下面三層是點到點的連接。網(wǎng)絡(luò)層寫上IP 指明數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆罚强焖俚膶ぶ?，能快速找到去往的路；?shù)據(jù)鏈路層是在網(wǎng)絡(luò)層封裝的基礎(chǔ)上封裝MAC地址，是精確的尋址，當(dāng)找到網(wǎng)關(guān)，在這個基礎(chǔ)上定位哪臺主機；最后物理層是原始比特流傳輸，傳輸二進制數(shù)0和1?！拘≈R】封裝（Encapsulation）是指在網(wǎng)絡(luò)傳輸之間為數(shù)據(jù)附上必要的協(xié)議信息。OSI七

34、層模型的每一層都對數(shù)據(jù)進行封裝，以保證數(shù)據(jù)能夠正確無誤的到達目的地， 并被終端主機理解及處理。網(wǎng)絡(luò)必須執(zhí)行以下5個轉(zhuǎn)換步驟來封裝數(shù)據(jù)：步驟1：創(chuàng)建數(shù)據(jù)-當(dāng)用戶發(fā)送E-mail消息時，消息中的字母和數(shù)字字符被轉(zhuǎn)換成可以在Internet上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。步驟2：為端到端的傳輸將數(shù)據(jù)打包-對數(shù)據(jù)找包來實現(xiàn)互連網(wǎng)的傳輸。通過使用分段，傳輸功能確保E-mail系統(tǒng)兩端的主機之間能可靠地通信。步驟3：在報頭上添加網(wǎng)絡(luò)地址-數(shù)據(jù)放置在一個分組或數(shù)據(jù)報中，其中包含了帶有源和目的邏輯地址的網(wǎng)絡(luò)報頭。這些地址有助于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沿著已選定的路徑發(fā)送這些分組。步驟4：在數(shù)據(jù)鏈路報頭上添加本地地址-每一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須將分組

35、放入幀中。該幀使得可以傳送到該鏈路上下一臺直接相連的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在選定的路徑上的每一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須把幀傳遞到下一臺設(shè)備。步驟5：為進行傳輸而轉(zhuǎn)換為比特-當(dāng)這些比特在介質(zhì)上傳輸時，時鐘同步功能使得設(shè)備可以把它們區(qū)分開來。物理互連網(wǎng)絡(luò)上的介質(zhì)可能隨著使用不同的路徑而有所不同。解封裝當(dāng)遠程設(shè)備順序接收到一串比特時，遠程設(shè)備的物理層把這些比特傳送到數(shù)據(jù)鏈路層進行操作。數(shù)據(jù)鏈路層會執(zhí)行以下工作：步驟1：校驗該MAC目的地址是否與工作站的地址相匹配或者是否為一個以太網(wǎng)廣播地址。如果這兩種情況都沒有出現(xiàn)，丟棄該幀。步驟2：如果數(shù)據(jù)已經(jīng)出錯了，則將它丟棄，而且數(shù)據(jù)鏈路層可能會要求重傳數(shù)據(jù)。否則，數(shù)據(jù)鏈路層就讀

36、取并解釋數(shù)據(jù)鏈路層報頭上的控制信息。步驟3：數(shù)據(jù)鏈路層剝離數(shù)據(jù)鏈路層報頭和報尾，然后根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層報頭上的控制信息把剩下的數(shù)據(jù)向上傳送到網(wǎng)絡(luò)層。 每一個后續(xù)層都會執(zhí)行一個類似的解封裝過程。1.3.6 TCP/IP參考模型 1TCPIP的層次結(jié)構(gòu) TCP/IP是目前被廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，幾乎所有的廠商和操作系統(tǒng)都支持它，TCP/IP協(xié)議也是Internet的基礎(chǔ)協(xié)議，它是Internet事實上的標準協(xié)議。FTPSMTPDNSTFTPTCPUDPIP網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口 1網(wǎng)絡(luò)接口 2網(wǎng)絡(luò)接口 3 ICMP ARP RARP1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)TCP/IP模型各層的功能如下：

37、（1）網(wǎng)絡(luò)接口層: 定義了Internet與各種物理網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)接口。（2）網(wǎng)絡(luò)層: 負責(zé)相鄰計算機之間（即點對點）通信，包括處理來自傳輸層的發(fā)送分組請求，檢查并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報，并處理與此相關(guān)的路徑選擇，流量控制及擁塞控制等問題。（3）傳輸層: 提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)傳輸，確保源主機傳送分組到達并正確到達目標主機。（4）應(yīng)用層: 提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如SMTP，DNS，HTTP，SNMP等。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)OSI與TCP/IP參考模型的比較 TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層并不是真正的一層，在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的劃分上基本是空白，而這兩個層次的劃分是十分必要的；OSI的缺點是層次過多，事實證明會

38、話層和表示層的劃分意義不大，反而增加了復(fù)雜性。2. TCP/IP的基本工作原理 從以上的體系結(jié)構(gòu)分析，TCP/IP模型是OSI參考模型的簡化,TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上源主機的協(xié)議層與目的主機的同層協(xié)議層之間，通過下層提供的服務(wù)實現(xiàn)對話。源主機和目的主機的同層實體稱為對等實體或?qū)Φ冗M程，它們之間的對話實際上是在源主機協(xié)議層上從上到下、然后穿越網(wǎng)絡(luò)到達目的主機后再在協(xié)議層從下到上到達相應(yīng)層的過程。TCP/IP是一個協(xié)議簇，目前包含了100多個協(xié)議，用來將計算機和數(shù)據(jù)通信設(shè)備組成實際的TCP/IP計算機網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP模型中各層的一些主要協(xié)議如圖1-18所示。TCP/IP協(xié)議簇的主要協(xié)議以及它們提供的主

39、要服務(wù)見表1-1。協(xié)議提供服務(wù)相應(yīng)層次協(xié)議提供服務(wù)相應(yīng)層次IP數(shù)據(jù)包服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層TCP可靠性服務(wù)傳輸層ICMP差錯和控制網(wǎng)絡(luò)層FTP文件傳送應(yīng)用層ARPIP地址 物理地址網(wǎng)絡(luò)層Telnet網(wǎng)絡(luò)遠程訪問應(yīng)用層RARP物理地址 IP地址網(wǎng)絡(luò)層DNS域名 IP地址應(yīng)用層下面以使用TCP協(xié)議傳送文件（如FTP應(yīng)用程序）為例，說明TCP/IP的工作原理。 在源主機上應(yīng)用層將一串字節(jié)流傳給傳輸層； 傳輸層將字節(jié)流分成TCP段，加上TCP包頭交給網(wǎng)絡(luò)層； 網(wǎng)絡(luò)層生成一個數(shù)據(jù)包，將TCP段放人其數(shù)據(jù)域，并加上源和目的主機的IP包頭交給網(wǎng)絡(luò)接口層； 網(wǎng)絡(luò)接口層在其幀的數(shù)據(jù)部分裝入IP包，并加上相應(yīng)的幀頭及校驗位發(fā)

40、往目的主機或IP路由器； 在目的主機，網(wǎng)絡(luò)接口層將相應(yīng)幀頭去掉，將IP包交給網(wǎng)絡(luò)層； 網(wǎng)絡(luò)層檢查IP包頭，如果包頭中的校驗和與計算出來的不一致，則丟棄該包； 如果校驗和一致，網(wǎng)絡(luò)層去掉IP頭，將TCP段交給傳輸層，傳輸層檢查順序號來判斷是否為正確的TCP段； 傳輸層為TCP包頭計算TCP頭和數(shù)據(jù)。如果不對，傳輸層丟棄這個包，若對，則向源主機發(fā)送確認信息； 在目的主機，傳輸層去掉TCP頭，將字節(jié)流傳給應(yīng)用程序； 最終目的主機收到了源主機發(fā)來的字節(jié)流，就像直接從源主機發(fā)來的一樣。3IP協(xié)議及IP數(shù)據(jù)包 在Internet中，最基本核心的是網(wǎng)絡(luò)層，也稱IP層，它是物理網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)的基礎(chǔ)。IP協(xié)議主要

41、提供以下三個方面的內(nèi)容。 IP定義了在TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸所用的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU，稱為IP數(shù)據(jù)報，它規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的確切格式。 IP軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)功能，選擇數(shù)據(jù)報發(fā)送的路由并轉(zhuǎn)發(fā)。 IP還包括了一組體現(xiàn)了不可靠的、盡力的分組傳送思路的規(guī)則。這些規(guī)則規(guī)定了主機和路由器應(yīng)該如何處理分組、何時及如何發(fā)出錯誤信息，以及在什么情況下可以放棄分組。 IP數(shù)據(jù)報由報頭和數(shù)據(jù)兩部分組成，其中數(shù)據(jù)是高層需要傳送的數(shù)據(jù)，而報頭是為了正確傳輸高層數(shù)據(jù)而增加的控制信息。IP數(shù)據(jù)報各字段含義如下： 版本：占4位，指IP協(xié)議的版本號 報頭長度：占4位，IP數(shù)據(jù)報報頭的長度，以32位（4B）長度為單

42、位，報頭長度必須是32位的整數(shù)倍; 服務(wù)類型：占8位，規(guī)定對本數(shù)據(jù)報的處理方式。 總長度：占16位，數(shù)據(jù)報的長度，包括頭部和數(shù)據(jù)，以字節(jié)為單位。 標識：占16位，標識數(shù)據(jù)報。 標志：占3位，指出該數(shù)據(jù)報是否可分段。 片偏移：占13位，若有分段時，用以指出該分段在數(shù)據(jù)報中的相對位置。 生存時間：占8位，即數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中的壽命. 協(xié)議：占8位，指示傳輸層所采用的協(xié)議。 報頭校驗和：占16位，只校驗數(shù)據(jù)報的報頭，不檢驗數(shù)據(jù)部分。4TCP/IP應(yīng)用案例應(yīng)用場景：在圖1-21中，左邊用戶利用FTP客戶端與右邊FTP服務(wù)器端進行連接上傳文件。數(shù)據(jù)將從上往下流，每到一層都會加上層頭，數(shù)據(jù)以類堆棧形式存儲，到

43、目標主機時，底層數(shù)據(jù)先得，由底向上，符合堆棧先進后出的特性。計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標主要有 :1.帶寬 本來是指信號具有的頻帶寬度，即信號占據(jù)的頻率范圍 ，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等），現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，常用的帶寬單位是千比每秒，即 kb/s ；兆比每秒，即 Mb/s；吉比每秒，即 Gb/s；太比每秒，即 Tb/s。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標2時延（latency/delay） 一個報文或分組從一個網(wǎng)絡(luò)（或一條鏈路）的一端傳送到另一端所需要的時間，包括發(fā)送時延、傳播時延及處理時延。 發(fā)送時延（傳輸時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點

44、進入到傳輸媒體所需要的時間。信道帶寬為數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率，常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)塊長度（比特） 信道帶寬（比特/秒）傳播時延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。傳播時延= 信道長度（米） 信號在信道上的傳播速率（米/秒）處理時延:數(shù)據(jù)在交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。 1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標3數(shù)據(jù)率 數(shù)據(jù)率即數(shù)據(jù)傳輸速率，指每秒傳送的二進制位數(shù)，又稱比特率，單位為bit/s。1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標4吞吐量吞吐量是指一組特定的數(shù)據(jù)在特定的時間段經(jīng)過特定的路徑所傳輸?shù)男畔⒘康膶嶋H測量值?？梢杂脝挝粫r間發(fā)送的比特率、字

45、節(jié)數(shù)或幀數(shù)等來表示。5往返時間（RTT）往返時間表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認，總共經(jīng)歷的時間。噪聲信源發(fā)送器信道接收器信宿源系統(tǒng)目的系統(tǒng)源系統(tǒng)源點：源點設(shè)備產(chǎn)生通信網(wǎng)絡(luò)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能夠在傳輸系統(tǒng)中進行傳輸。目的系統(tǒng) 接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。終點：終點設(shè)備從接收器獲取傳送來的信息。傳輸系統(tǒng)可以是簡單的物理通信線路也可以是連接源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5個階段包含兩項內(nèi)容：數(shù)據(jù)傳輸和通信控制 過程 與打電話比較建立物理連接 撥號，撥通對方 建立邏輯連接 互相確認身份數(shù)

46、據(jù)傳輸 互相通話斷開邏輯連接 互相確認要結(jié)束通話斷開物理連接 雙方掛機*注意，并不是所有的數(shù)據(jù)通信都需要全部5個階段。1.6.1 基本概念 數(shù)據(jù)通信是指通過通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)以某種信號的方式從一處安全、可靠地傳輸?shù)搅硪惶?，包括?shù)據(jù)的傳輸及數(shù)據(jù)傳輸前后的處理。 數(shù)據(jù)是傳遞信息的實體，它可以分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)兩種. 信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中以電編碼或電磁編碼的一種表示形式。信號也可分為模擬信號與數(shù)字信號兩種。 模擬信號時間上連續(xù)，包含無窮多個信號值數(shù)字信號時間上離散，僅包含有限數(shù)目的信號值。最常見的是二值信號ta） 模擬信號tb） 數(shù)字信號數(shù)據(jù)通信是計算機與計算機或計算機與終端設(shè)備之間的通信，它傳輸

47、信息的目的不僅是為了交換數(shù)據(jù)信息，更主要是為了利用計算機來處理數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一般模型如下圖所示。 信息通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進行傳輸?shù)倪^程把攜帶信息的數(shù)據(jù)用物理信號形式通過信道傳送到目的地信息和數(shù)據(jù)（二進制位）不能直接在信道上傳輸編碼：數(shù)據(jù)適合傳輸?shù)臄?shù)字信號便于同步、識別、糾錯調(diào)制：數(shù)字信號適合傳輸?shù)男问桨搭l率、幅度、相位解調(diào)：接收波形數(shù)字信號解碼：數(shù)字信號原始數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信號在信道上傳輸信號數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)編碼調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)解碼01000001“A”01000001“A”信道信息編碼信息解碼1.6.2 數(shù)據(jù)傳輸模式1數(shù)據(jù)通信方式概述 數(shù)據(jù)通信方式是指通信雙方之間的工作形式和信號傳輸方式，它是通

48、信各方在數(shù)據(jù)傳輸實施之前必須首先確定的問題。從信號傳輸方向來分，基本通信方式有單工通信（Simplex,例：無線電廣播）、半雙工通信（Half Duplex,例：對講機）和全雙工通信（Full Duplex,例：電話）。從數(shù)字信號傳輸?shù)捻樞騺矸?，基本通信方式有串行通信和并行通信?從串行通信方式又分為異步通信和同步通信。2模擬傳輸技術(shù) 數(shù)字信號不能直接在電話網(wǎng)絡(luò)上傳輸.所謂調(diào)制就是進行波形變換?；蛘吒鼑栏裥?，是進行頻譜變換，將基帶數(shù)字信號的頻譜變換成為適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。最基本的調(diào)制技術(shù)有以下幾種，下圖所示顯示了采用3種基本調(diào)制方法產(chǎn)生的信號波形圖。 3數(shù)字傳輸技術(shù) 采用數(shù)字信號傳輸

49、是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展方向。模擬信號不能直接在數(shù)字信道中傳輸，必須先轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。（1）PCM脈碼調(diào)制方法 （2）數(shù)字信號編碼 曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼 4信道復(fù)用技術(shù) 為了提高信道傳輸效率，出現(xiàn)了多路復(fù)用技術(shù)。多路復(fù)用就是在單一的傳輸信道上，同時傳輸多個用戶的信息。信道復(fù)用技術(shù)包括復(fù)合、傳輸和分離3個過程。常用的信道復(fù)用技術(shù)有3種：頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用及統(tǒng)計時分多路復(fù)用。DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX信源信宿復(fù)用的基本思想：把公共共享信道用某種方法劃分成多個子信道，每個子信道傳輸一路數(shù)據(jù)。復(fù)用方法頻分復(fù)用FDM （Frequency Division Multiplexi

50、ng）按頻率劃分不同的信道，如CATV系統(tǒng)時分復(fù)用TDM （Time Division Multiplexing）按時間劃分不同的信道，目前應(yīng)用最廣泛波分復(fù)用WDM （Wave Division Multiplexing） 按波長劃分不同的信道，用于光纖傳輸碼分復(fù)用CDM （Code Division Multiplexing）按地址碼劃分不同的信道，非常有發(fā)展前途頻分復(fù)用FDM原理：整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道，每路信號占用一個頻率通道進行傳輸。頻率通道之間留有防護頻帶以防相互干擾。CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用信號f復(fù)用器時分復(fù)用TDM原理：把時間分割成小的時間片，每