計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)

2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)制作人：李少帥2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)3了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、分類、基本功能和組成要素掌握OSI和TCP/IP參考模型2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述分類定義發(fā)展功能應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，并在用戶需求(應(yīng)用)的促進(jìn)下得到進(jìn)一步地發(fā)展。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將分散在不同地點(diǎn)且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用通信設(shè)備和線路相互連接起來，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和軟件的支持下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)資源共享的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

含義：網(wǎng)絡(luò)要有兩臺以上的獨(dú)立自制的計(jì)算機(jī)，地理位置不限，機(jī)型不限。需要有一條通道以及必要的通信設(shè)備。要有網(wǎng)絡(luò)軟件（通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目的就是共享網(wǎng)絡(luò)中的所有硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室邏輯拓?fù)溥B接圖學(xué)生機(jī)區(qū)域?qū)嶒?yàn)RACK區(qū)域，8組連接到校園網(wǎng)教師機(jī)區(qū)域到學(xué)生機(jī)區(qū)域RCMS01RCMS082023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)第一代第二代第三代第四代NetworkHistory計(jì)算機(jī)－計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

特點(diǎn)：以單臺計(jì)算機(jī)為中心將地理上分散的多個(gè)終端通過通信線路連接到一臺中心計(jì)算機(jī)上終端都不具備自主處理能力存在問題：中心計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)重，通信費(fèi)用高2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——計(jì)算機(jī)－計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多臺計(jì)算機(jī)通過通信線路連接起來沒有主從關(guān)系。典型是ARPAnet網(wǎng)。與第一代的區(qū)別：這里的多臺計(jì)算機(jī)都具有自主處理能力。缺點(diǎn)：沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)更大范圍的信息交換和共享。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)，它具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化使得不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能方便地互聯(lián)在一起。第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。典型代表：Internet。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的發(fā)展已進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)為中心的時(shí)代。發(fā)展前景：高速化多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化（電話被叫尋呼）標(biāo)準(zhǔn)化電話被叫尋呼的特征是：當(dāng)使用該業(yè)務(wù)的電話（包括固定電話和小靈通）無人接聽時(shí)，該呼叫信息（包括主叫、被叫、呼叫時(shí)間等）將被以短信的形式發(fā)送到用戶指定的移動(dòng)終端（手機(jī)或小靈通）上。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)NGNNGN就是指下一代網(wǎng)絡(luò)，是可以同時(shí)提供話音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)的綜合性的、全開放的寬頻網(wǎng)絡(luò)平臺體系，至少可實(shí)現(xiàn)千兆光纖到戶。另外還能把用于長途電話的低資費(fèi)IP電話引入本地市話，有望大大降低本地通話費(fèi)的成本和價(jià)格。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)地理覆蓋范圍傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸速率1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)按地理覆蓋范圍分類局域網(wǎng)LAN城域網(wǎng)MAN廣域網(wǎng)WAN互聯(lián)網(wǎng)Internet1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)局域網(wǎng)（LAN）2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)城域網(wǎng)（MAN）2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)廣域網(wǎng)（WAN）2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)有線網(wǎng)：采用同軸電纜、雙絞線、光纖等物理介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)按傳輸介質(zhì)分類無線網(wǎng)：采用衛(wèi)星、微波、光波等無線形式傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)有線傳輸介質(zhì)雙絞線2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)微波通信示例2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型網(wǎng)星型網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)樹型網(wǎng)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)洌═opology）是從圖論演變而來的，是一種研究與大小形狀無關(guān)的點(diǎn)、線、面特點(diǎn)的方法。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為“點(diǎn)”，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”，這樣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就抽象為點(diǎn)和線組成的幾何圖形，人們稱之為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、功能、可靠性、費(fèi)用等方面有著重要的影響。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1、總線型網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)上的設(shè)備均連接在一條總線上，任何兩臺計(jì)算機(jī)之間不再單獨(dú)連接。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)⑴總線型結(jié)構(gòu)工作方式采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，網(wǎng)上計(jì)算機(jī)共享總線，任意時(shí)刻只有一臺計(jì)算機(jī)發(fā)送信息（廣播式），其他計(jì)算機(jī)處于接收狀態(tài),總線結(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)最常用的結(jié)構(gòu)。⑵總線型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝、易于擴(kuò)充使用電纜少，設(shè)備相對簡單缺點(diǎn)：總線故障全網(wǎng)癱瘓,故障診斷困難站點(diǎn)增加網(wǎng)絡(luò)效率降低2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)集線器2、星型網(wǎng)絡(luò)將多臺計(jì)算機(jī)連在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)（集線器或交換機(jī)）上，各計(jì)算機(jī)之間通信必須通過中心節(jié)點(diǎn)。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)星型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：便于管理擴(kuò)展容易容易檢查、隔離故障缺點(diǎn)：中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)的瓶頸，出現(xiàn)故障全網(wǎng)癱瘓每個(gè)站點(diǎn)直接與中央節(jié)點(diǎn)相連，需要大量電纜，費(fèi)用較高2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)上計(jì)算機(jī)連接成一個(gè)封閉的環(huán)，網(wǎng)上計(jì)算機(jī)共享通信介質(zhì)，任意時(shí)刻只有一個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息，信號沿環(huán)單向傳遞經(jīng)過每一臺計(jì)算機(jī)，每臺計(jì)算機(jī)都接收信號，經(jīng)再生放大后傳給下一臺計(jì)算機(jī)。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，能很好的避免沖突，電纜長度短

缺點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)較多時(shí)，性能下降，但沒有總線網(wǎng)那樣嚴(yán)重不便于擴(kuò)充一臺計(jì)算機(jī)故障會(huì)影響全網(wǎng)。故障診斷困難

2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4、樹型網(wǎng)絡(luò)樹型網(wǎng)絡(luò)是從總線拓?fù)溲葑冞^來的，形狀象一棵倒置的樹，頂端有一個(gè)帶有分支的根，每個(gè)分支還可延伸出子分支。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)①形狀象一棵倒置的樹，頂端有一個(gè)帶有分支的根，每個(gè)分支還可延伸出子分支。②樹型拓?fù)涫且环N分層的結(jié)構(gòu)，適用于分級管理和控制系統(tǒng)。③這種拓?fù)渑c其它拓?fù)涞闹饕獏^(qū)別在于其根的存在。當(dāng)下面的分支節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，根接收該信號，然后再重新廣播發(fā)送到全網(wǎng)。這種結(jié)構(gòu)不需要中繼器。④與星型拓?fù)湎啾?，由于通信線路總長度較短，故它的成本低，易推廣，但結(jié)構(gòu)較星型復(fù)雜。樹型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)是一種不規(guī)則的連接，通常一臺計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)有兩條以上的通路。5、網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)容錯(cuò)能力強(qiáng)，一條通路故障，可以經(jīng)其它通路連接目的計(jì)算機(jī)。費(fèi)用高、布線困難。網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)6、混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)按網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率分類傳輸速率10M網(wǎng)100M網(wǎng)1000M網(wǎng)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)按網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)分類操作系統(tǒng)WindowsNT網(wǎng)UNIX網(wǎng)LINUX網(wǎng)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1．?dāng)?shù)據(jù)通信

（1）傳輸文件（2）使用電子郵件（E-mail）2．資源共享

（1）共享硬件資源（2）共享軟件資源（3）共享數(shù)據(jù)資源。3．分布與協(xié)同處理

4．提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用-健康保?。哼h(yuǎn)程醫(yī)療、緊急醫(yī)療響應(yīng)支持-教育：遠(yuǎn)程教育、數(shù)字圖書館-科學(xué)研究：能源、地理系統(tǒng)、氣象、生物-國家安全：高性能全球通信、先進(jìn)的信息傳播-環(huán)境：監(jiān)測、預(yù)測、警告、響應(yīng)-政府：傳遞政府服務(wù)和信息給公民和企業(yè)-突發(fā)事件：災(zāi)難響應(yīng)、危機(jī)管理-設(shè)計(jì)和制造：制造工程-經(jīng)濟(jì)活動(dòng)：電子商務(wù)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成1.2.2資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)，包括網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計(jì)算機(jī)提供共享資源,如：服務(wù)器、工作站為網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)通訊與資源共享服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議三大部分組成。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)功能分類1.2.2資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)：主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)的信息處理，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和資源共享功能。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信子網(wǎng)：主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信。為網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)接、加工和變換等通信處理工作。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

包括主機(jī)、終端、連網(wǎng)外設(shè)、外部設(shè)備及各種軟件資源等。主機(jī)：提供接入服務(wù)、信息服務(wù)的計(jì)算機(jī)。早期主要由大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)承擔(dān)，現(xiàn)在也用高檔微機(jī)。終端：用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的一些設(shè)備，可以是啞終端或智能終端。資源子網(wǎng)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信子網(wǎng)

由通信處理機(jī)、通信線路和其它通信設(shè)備組成。通信處理機(jī)：一方面作為與資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端連接的接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面作為通信子網(wǎng)中的分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)。通信線路：連接主機(jī)、通信處理機(jī)，為它們之間傳輸數(shù)據(jù)提供通道。在局域網(wǎng)中，資源子網(wǎng)主要是由網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和工作站組成，通信子網(wǎng)主要是由傳輸介質(zhì)、集線器、網(wǎng)卡等組成。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.3.1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念1.3.2ISO的OSI參考模型1.3.3TCP/IP參考模型1.3.4OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較1.3.5常用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議1.3.6選擇網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的原則2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.3.1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念生活中常遇到的幾種現(xiàn)象：①打電話時(shí)，接電話的一方先說：“喂”，然后打電話的一方說：“我找。。?！保绱朔磸?fù)地來回交談。②當(dāng)你開車的時(shí)候，必須注意紅綠燈，必須遵守交通規(guī)則。③在超市，人們在結(jié)帳時(shí)都是依次排好隊(duì)。。。。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

在20世紀(jì)80年代末和九十年代初，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和數(shù)量都得到了迅猛的增長。但是許多網(wǎng)絡(luò)都是基于不同的硬件和軟件而實(shí)現(xiàn)的，這使得它們之間互不兼容，而且很難在使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信。1、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中遇到的問題例如，把一臺IBM公司生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)接入該公司的SNA網(wǎng)是可以的，但把一臺HP公司生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)接入SNA網(wǎng)就不是一件容易的事。這種情況限制了網(wǎng)絡(luò)及信息社會(huì)的日益發(fā)展。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之間采用統(tǒng)一的“語言”進(jìn)行交流。2、如何來確保不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間具有更好的兼容性和互操作性呢?從前面的例子我們可以得出這樣的結(jié)論：網(wǎng)絡(luò)上的“語言”就是協(xié)議。協(xié)議確保了網(wǎng)絡(luò)通信更加有效地進(jìn)行信息交流。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是各類計(jì)算機(jī)通過通信線路連接起來的一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)型號不一、類型各異，并且連接方式、同步方式、通信方式、線路類型等都有可能不一樣，這就給網(wǎng)絡(luò)通信帶來了一定的困難。要做到各設(shè)備之間有條不紊地交換數(shù)據(jù)，所有設(shè)備必須遵守共同的規(guī)則，這些規(guī)則明確地規(guī)定了數(shù)據(jù)交換時(shí)的格式和時(shí)序。這些為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由語法、語意、時(shí)序三個(gè)部分組成。

語法：數(shù)據(jù)與控制信息的格式。

語意：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作及做出何種應(yīng)答。

時(shí)序：事件出現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)生活中常遇到這樣一種現(xiàn)象：假定A是X公司的經(jīng)理，B是Y公司的經(jīng)理，A，B想通過寄信的方式對某件事情進(jìn)行協(xié)商。具體的做法是：①A把信寫好后交給他的秘書②秘書將信蓋章，封入信封并投入信箱③這封信就作為信件按郵局的發(fā)送順序被發(fā)送到Y(jié)公司④在Y公司的秘書檢查、核對、標(biāo)上接收的日期送交B經(jīng)理進(jìn)行處理。

2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)這件事至少分成三個(gè)層次:最高(三)層是經(jīng)理層，A，B了解他們所商談的事情；第二層是秘書層，這一層不必了解商談的內(nèi)容，只負(fù)責(zé)封裝信封、編號，如果A，B用的語言不同還負(fù)責(zé)翻譯；最低(一)層是郵政層，郵局的人負(fù)責(zé)將信件從發(fā)送地送到目的地，這一層完全不管信件的性質(zhì)、所用語言，更不管信箋的內(nèi)容。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)5、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的提出為什么要?jiǎng)澐謱哟文Ｐ停?/p>

網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)實(shí)體之間的通信是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，如果不劃分層次模型，協(xié)議的制定、調(diào)試將相當(dāng)麻煩。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（networkarchitecture)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)需要一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)成一套完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)時(shí)，是將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)相互聯(lián)系而又各自獨(dú)立的層次模型，然后針對每個(gè)層次及每個(gè)層次間的關(guān)系制定相應(yīng)的協(xié)議。這樣可以減少協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。像這樣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型及各層協(xié)議的集合稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（NetworkArchitecture）。6、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)分層后層內(nèi)簡單層間清晰不分層通信協(xié)議復(fù)雜2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.3.2ISO的OSI參考模型ISO的OSI參考模型------開放系統(tǒng)互連參考模型為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互連，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1977年成立了一個(gè)專門的機(jī)構(gòu)來研究該問題。不久，他們就提出一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel），簡稱為ISO/OSI。“開放”的含義：表示可使任何兩個(gè)遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行連接。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層（較高層）通信子網(wǎng)層（較低層）也稱之為“資源子網(wǎng)層”，屬于資源子網(wǎng)的功能范疇。主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信功能。傳輸層起著銜接上下三層的作用。ISO的OSI參考模型2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)OSI參考模型中需要注意的問題兩個(gè)開放系統(tǒng)之間的通信——對等層通信對等層通信:每一層使用自己層的協(xié)議與其他系統(tǒng)的對等層相互通信。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)禁止不同主機(jī)的對等層之間的直接通信。實(shí)際上，每一層必須依靠相鄰層提供的服務(wù)來與另一臺主機(jī)的對應(yīng)層通信。上層使用下層提供的服務(wù)—Serviceuser下層向上層提供服務(wù)—Serviceprovider2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)以兩個(gè)人使用信件進(jìn)行信息交流為例(見下頁圖)對等層通信示例：用戶（發(fā)信人）郵政局運(yùn)輸系統(tǒng)用戶／郵局約定用戶（收信人）郵政局運(yùn)輸系統(tǒng)對信件內(nèi)容的約定對信件如何傳遞的約定對貨物如何運(yùn)輸?shù)募s定P3P2P1公路，鐵路，航空郵局／運(yùn)輸系統(tǒng)約定2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)問題：1、收信人與發(fā)信人之間、郵政局之間，他們是在直接通信嗎？2、郵政局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？3、郵政局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層目標(biāo)設(shè)備A目標(biāo)設(shè)備B應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層OSI體系結(jié)構(gòu)定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的7層框架，即開放系統(tǒng)互連（OSI,OpenSystemInterconnection）參考模型。如圖所示。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)OSI參考模型的特性：

⑴它是一種將異構(gòu)系統(tǒng)互連的分層結(jié)構(gòu)。⑵提供了控制互連系統(tǒng)交互規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)框架。⑶定義了一種抽象結(jié)構(gòu)，而并非具體實(shí)現(xiàn)的描述。⑷不同系統(tǒng)的相同層的實(shí)體稱為同等層實(shí)體。⑸同等層實(shí)體之間的通信由該層的協(xié)議管理。⑹相鄰層間的接口定義了原語操作和底層向高層提供的服務(wù)。⑺所提供的公共服務(wù)是面向連接的或無連接的數(shù)據(jù)服務(wù)。⑻直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實(shí)現(xiàn)。⑼每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其它層。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需求。主要處理兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。組織兩個(gè)會(huì)話進(jìn)程間的通信，并管理數(shù)據(jù)的交換。向用戶提供可靠的端到端服務(wù)，透明的傳送報(bào)文。進(jìn)行路由選擇，阻塞控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。在通信的實(shí)體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。主要是利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供連接，以透明地傳輸比特流。各層的主要功能2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)在每一層的表示應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文報(bào)文分組數(shù)據(jù)幀比特電信號、光信號、無線波等（在傳輸介質(zhì)中）2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)在每一層的表示（或傳輸）實(shí)際上是經(jīng)過了一個(gè)數(shù)據(jù)封裝的過程。數(shù)據(jù)封裝及信息的流向011101000011000010100101111010110解封裝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文數(shù)據(jù)包幀比特電脈沖封裝數(shù)據(jù)AH數(shù)據(jù)PH數(shù)據(jù)SH數(shù)據(jù)TH數(shù)據(jù)NH數(shù)據(jù)DHDT2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.3.3TCP/IP模型TCP/IP起源于美國國防部高級研究規(guī)劃署(ARPA)的一項(xiàng)研究計(jì)劃——實(shí)現(xiàn)若干臺主機(jī)之間的相互通信?，F(xiàn)在TCP/IP已成為Internet上通信的標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP模型包括4個(gè)概念層次：應(yīng)用層（application）傳輸層（transport）網(wǎng)絡(luò)層（internet）網(wǎng)絡(luò)接口層（networkinterface）2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)TCP/IP參考模型TCP/IP協(xié)議具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、更可用于互聯(lián)網(wǎng)；統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)TCP/IP與OSI參考模型的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層7654321OSI參考模型應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口(數(shù)據(jù)鏈路層+物理層)網(wǎng)際層TCP/IP概念層次Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等TCP/IP支持所有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)OSI模型與TCP/IP的比較⑴OSI參考模型與TCP/IP參考模型都采用了層次結(jié)構(gòu)思想，但二者在層次劃分及協(xié)議使用上有很大區(qū)別。⑵OSI參考模型的會(huì)話層在大多數(shù)應(yīng)用中很少被用到，而表示層幾乎是全空的。在數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層之間有很多的子層插入，每個(gè)子層都有不同的功能。OSI參考模型把“服務(wù)”與“協(xié)議”的定義結(jié)合起來，使參考模型變得格外復(fù)雜。實(shí)現(xiàn)起來很困難。同時(shí)，尋址、流控與差錯(cuò)控制在每一層里都重復(fù)出現(xiàn)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的效率。關(guān)于數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡(luò)管理等方面的問題也在設(shè)計(jì)初期被忽略了。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)⑶TCP/IP參考模型也有自身的缺陷，沒有將功能與實(shí)現(xiàn)方法區(qū)別開，在服務(wù)、接口、協(xié)議的區(qū)別上不清楚。⑷OSI參考模型由于要照顧各方面的因素，使它變得大而全，所以效率很低，但它的很多研究成果、方法以及提出的概念對網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有很高的指導(dǎo)意義，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。TCP/IP參考模型應(yīng)用廣泛，支持大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中占有重要地位，是事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。OSI模型與TCP/IP的比較2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。因此往往采取折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)運(yùn)輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應(yīng)用層4運(yùn)輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)A向計(jì)算機(jī)B發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

A計(jì)算機(jī)

B數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螖?shù)據(jù)H5數(shù)據(jù)H4H5數(shù)據(jù)H3H4H5數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部電子郵件2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)H3H4H5數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)A向計(jì)算機(jī)B發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)

BH2T2H3H4H5數(shù)據(jù)H4H5數(shù)據(jù)H5數(shù)據(jù)10100110100101比特流110101110101數(shù)據(jù)我收到了計(jì)算機(jī)A發(fā)來的電子郵件了！2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)

H1

向

H2

發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動(dòng)從層次上看數(shù)據(jù)流動(dòng)2023/1/13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

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