week1-1-第1章：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論 副本

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1．面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—以數(shù)據(jù)通信為主2．面向通信的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—以資源共享為主3．面向應(yīng)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—體系標(biāo)準(zhǔn)化4．面向未來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—以Internet為核心的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演變過(guò)程？計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互相連接起來(lái),以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件(即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)通常都處于不同的地理位置相互連接的計(jì)算機(jī)之間不存在互為依賴的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（單機(jī)OS功能+網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議+網(wǎng)絡(luò)資源管理+網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）網(wǎng)絡(luò)的根本目的是為了實(shí)現(xiàn)資源共享，資源包括硬件與軟件，如程序、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)設(shè)備、打印機(jī)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能數(shù)據(jù)通信資源共享分布式處理和均衡負(fù)荷提高安全可靠

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)可靠性獨(dú)立性高效性擴(kuò)充性透明性可控性廉價(jià)性2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的邏輯組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路等組成的系統(tǒng)。邏輯上分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分。

圖1-1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯組成交換信息處理CCP:communicationcontrolprocessor,通信控制處理機(jī)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，交換機(jī)、路由器等設(shè)備。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件組成：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（modem、路由器等）、傳輸介質(zhì)（光纖、紅外等）組成。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件組成：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和通信軟件、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件組成。

按通信媒體劃分：有線網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的管理方式劃分：對(duì)等網(wǎng)和客戶機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)按使用對(duì)象劃分：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)按距離劃分：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)（互相連接組成互聯(lián)網(wǎng)）按網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)劃分：廣播式網(wǎng)絡(luò)：所有聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)共享一個(gè)公共通信信道點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)：每條物理線路連接一對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)式指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間互連的幾何構(gòu)形，可表示出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和互相之間的連接。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀星型集線器總線環(huán)型混合型網(wǎng)1.4標(biāo)準(zhǔn)化組織制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性標(biāo)準(zhǔn)的分類制定標(biāo)準(zhǔn)的一些組織：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO、國(guó)際電信聯(lián)盟ITU、國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)IEC、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)ANSI、電氣與電子工程師學(xué)會(huì)IEEE、電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA、歐洲計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)ECMA、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)ETSI、國(guó)標(biāo)GB(中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理局)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)概念與模型通信是為了交換信息（Information）。信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形和圖像，常稱它們?yōu)閿?shù)據(jù)（Data）。數(shù)據(jù)是對(duì)客觀事實(shí)進(jìn)行描述與記載的物理符號(hào)。信息是數(shù)據(jù)的集合、含義與解釋。如對(duì)一個(gè)企業(yè)當(dāng)前生產(chǎn)各類經(jīng)營(yíng)指標(biāo)的分析，可以得出企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況的若干信息。顯然，數(shù)據(jù)和信息的概念是相對(duì)的，甚至有時(shí)將兩者等同起來(lái)。1數(shù)據(jù)、信息和信號(hào)

數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)取連續(xù)值，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)取離散值。在數(shù)據(jù)被傳送之前，要變成適合于傳輸?shù)碾姶判盘?hào)：或是模擬信號(hào)，或是數(shù)字信號(hào)。所以信號(hào)（Signal）是數(shù)據(jù)的電磁波表示形式。模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可用這兩種信號(hào)來(lái)表示。模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)，這種信號(hào)的某種參量，如幅度、頻率或相位等可以表示要傳送的信息。傳統(tǒng)的電話機(jī)送話器輸出的語(yǔ)音信號(hào)，電視攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信號(hào)以及廣播電視信號(hào)等都是模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是離散信號(hào)，如計(jì)算機(jī)通信所用的二進(jìn)制代碼“0”和“1”組成的信號(hào)。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的波形圖下頁(yè)圖所示。數(shù)據(jù)、信息和信號(hào)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)概念與模型信源：信號(hào)源端；發(fā)送器/調(diào)制器/變換器：信源信號(hào)形式至傳輸系統(tǒng)信號(hào)形式轉(zhuǎn)換；傳輸系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)送器至接收器傳輸；接收器/解調(diào)器/反變換器：傳輸系統(tǒng)信號(hào)形式至信宿信號(hào)形式轉(zhuǎn)換；信宿：信號(hào)目的端；噪聲：信道噪聲，可能是進(jìn)入信道的各種外部噪聲，也可能是通信系統(tǒng)中各種電路、器件或設(shè)備自身產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲。2：通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)模型噪聲

2.1.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型從數(shù)據(jù)通信原理角度來(lái)看，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過(guò)數(shù)據(jù)電路將分布在異地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的系統(tǒng)。典型的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型由數(shù)據(jù)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)電路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三部分組成。數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（簡(jiǎn)稱DTE）。DTE可能是大、中、小型計(jì)算機(jī)，也可能是一臺(tái)只接收數(shù)據(jù)的打印機(jī)，所以說(shuō)DTE屬于用戶范疇，其種類繁多，功能差別較大。從計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看：終端是輸入/輸出的工具；從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)來(lái)看：計(jì)算機(jī)和終端都稱為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)終端設(shè)備，簡(jiǎn)稱終端。

在數(shù)據(jù)終端組成中，輸入/輸出設(shè)備很好理解，值得一提的是通信控制器。由于數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端間的通信，為了有效而可靠地進(jìn)行通信，通信雙方必須按一定的規(guī)程進(jìn)行，如收發(fā)雙方的同步、差錯(cuò)控制、傳輸鏈路的建立、維待和拆除及數(shù)據(jù)流量控制等，這一功能就是由網(wǎng)絡(luò)中的通信控制器來(lái)完成的。在通信控制器中實(shí)現(xiàn)上述功能不像傳統(tǒng)電話通信那樣靠硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信中，通信控制器是通過(guò)一種稱之為“協(xié)議”的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同的網(wǎng)絡(luò)，在通信控制器中可能會(huì)有不同的協(xié)議軟件。

另外數(shù)據(jù)終端的類型有很多種，有簡(jiǎn)單終端和智能終端、同步終端和異步終端、本地終端和遠(yuǎn)程終端等，需要解釋的是同步終端和異步終端。同步終端是以幀同步方式（如X.25、HDLC等）和字符同步方式（如BSC）工作的終端；異步終端是起止式終端，在每個(gè)字符的首尾加“起”和“止”比特，以實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的同步，字符和字符之間的間隙時(shí)間可以任意長(zhǎng)，因此稱為異步。

數(shù)據(jù)終端還可分為分組型終端（PT）和非分組型終端（NPT）兩大類。分組型終端有計(jì)算機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)、智能用戶電報(bào)終端（TeLetex）、用戶分組裝拆設(shè)備（PAD）、用戶分組交換機(jī)、專用電話交換機(jī)（PABX）、可視圖文接入設(shè)備（VAP）和局域網(wǎng)（LAN）等各種專用終端設(shè)備；非分組型終端有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、可視圖文終端和用戶電報(bào)終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）用來(lái)連接DTE與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備稱為數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE），該設(shè)備為用戶設(shè)備提供入網(wǎng)的連接點(diǎn)。DCE的功能就是完成數(shù)據(jù)信號(hào)的變換。因?yàn)閭鬏斝诺揽赡苁悄M的，也可能是數(shù)字的，DTE發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)不適合信道傳輸，所以要把數(shù)據(jù)信號(hào)變成適合信道傳輸?shù)男盘?hào)。利用模擬信道傳輸，要進(jìn)行“數(shù)字→模擬”變換，方法就是調(diào)制，而接收端要進(jìn)行反變換，即“模擬→數(shù)字”變換，這就是解調(diào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)的設(shè)備稱為調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。因此調(diào)制解調(diào)器就是模擬信道的數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備。在利用數(shù)字信道傳輸信號(hào)時(shí)不需調(diào)制解調(diào)器，但DTE發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)也要經(jīng)過(guò)某些變換才能有效而可靠地傳輸，對(duì)應(yīng)的DCE即數(shù)據(jù)服務(wù)單元（DSU），其功能是碼型和電平的變換，信道特性的均衡，同步時(shí)鐘信號(hào)的形成，控制接續(xù)的建立、保持和拆斷（指交換連接情況），維護(hù)測(cè)試等。

數(shù)據(jù)電路和數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)電路指的是在線路或信道上加信號(hào)變換設(shè)備之后形成的二進(jìn)制比特流通路，它由傳輸信道及其兩端的數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）組成。如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。它的作用是進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；如果傳輸信道為數(shù)字信道，DCE的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的轉(zhuǎn)換，以及線路接續(xù)控制等。

傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外，還有有線信道與無(wú)線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過(guò)呼叫過(guò)程建立連接，通信結(jié)束后再拆除；專線連接由于是固定連接，所以無(wú)需上述的呼叫建立與拆線過(guò)程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來(lái)處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)鏈路是在數(shù)據(jù)電路已建立的基礎(chǔ)上，通過(guò)發(fā)送方和接收方之間交換“握手”信號(hào)，使雙方確認(rèn)后方可開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的終端裝置與互聯(lián)線路的組合體。所謂“握手”信號(hào)是指通信雙方建立同步聯(lián)系、使雙方設(shè)備處于正確收發(fā)狀態(tài)、通信雙方相互核對(duì)地址等。如圖3-2所示，加了通信控制器以后的數(shù)據(jù)電路稱為數(shù)據(jù)鏈路?？梢?jiàn)數(shù)據(jù)鏈路包括物理鏈路和實(shí)現(xiàn)鏈路協(xié)議的硬件和軟件。只有建立了數(shù)據(jù)鏈路之后，雙方DTE才可真正有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但要注意的是：在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中，DTE僅僅操作于相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，因此從一個(gè)DTE到另一個(gè)DTE之間的連接可以操作多段數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)通信方式并行通信方式

并行通信傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位，同時(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過(guò)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。接收設(shè)備可同時(shí)接收到這些數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，處理簡(jiǎn)單。串行通信方式串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)?，先由具有幾位總線的計(jì)算機(jī)內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并--串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達(dá)接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀鬏斅枚?，但?duì)于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有更大的現(xiàn)實(shí)意義。串行通信的方向性結(jié)構(gòu)串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工。

單工數(shù)據(jù)傳輸只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸；

半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但是，在某一時(shí)刻，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸，它實(shí)際上是一種切換方向的單工通信；

全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個(gè)單工通信方式的結(jié)合，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)1.數(shù)據(jù)傳輸速率

1)數(shù)據(jù)傳輸速率--每秒傳輸二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位/秒，記作bps或b/s。

2)信號(hào)傳輸速率--單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特，記作Baud。2.信道容量

1)信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：位/秒(bps)

信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限，而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。像公路上的最大限速與汽車實(shí)際速度的關(guān)系一樣。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)3差錯(cuò)率衡量通信系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)可用信號(hào)在傳輸工程中出錯(cuò)的概率來(lái)表達(dá)，即用差錯(cuò)率來(lái)衡量。（1）碼元差錯(cuò)率Pe，誤碼率指發(fā)生差錯(cuò)的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例，也就是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。（2）信息差錯(cuò)率Pb,誤信率指發(fā)生差錯(cuò)的信息量在信息傳輸總量中所占的比例。在二進(jìn)制傳輸中，碼元差錯(cuò)率就是比特差錯(cuò)率，即Pe=Pb；在多進(jìn)制傳輸中，可由碼元差錯(cuò)率求出比特差錯(cuò)率。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)4帶寬：帶寬（Bandwidth）指信號(hào)所占據(jù)的頻帶寬度；在被用來(lái)描述信道時(shí)，帶寬是指能夠有效通過(guò)該信道的信號(hào)的最大頻帶寬度。對(duì)于模擬信號(hào)而言，帶寬又稱為頻寬，以赫茲（Hz）為單位。例如模擬語(yǔ)音電話的信號(hào)帶寬為3400Hz，一個(gè)PAL-D電視頻道的帶寬為8MHz（含保護(hù)帶寬）。對(duì)于數(shù)字信號(hào)而言，帶寬是指單位時(shí)間內(nèi)鏈路能夠通過(guò)的數(shù)據(jù)量。例如ISDN的B信道帶寬為64Kbps。由于數(shù)字信號(hào)的傳輸是通過(guò)模擬信號(hào)的調(diào)制完成的，為了與模擬帶寬進(jìn)行區(qū)分，數(shù)字信道的帶寬一般直接用波特率或符號(hào)率來(lái)描述。時(shí)延：個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或一條鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。

一、頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于模擬信號(hào)傳輸方式；高帶寬線路帶寬被分成多個(gè)頻段；將每一路信號(hào)調(diào)制對(duì)應(yīng)的頻段；不同頻段的信號(hào)復(fù)合在一起通過(guò)同一線路傳輸；接收端根據(jù)和頻段的固定對(duì)應(yīng)關(guān)系確定每一路信號(hào)。二、時(shí)分復(fù)用技術(shù)前提是線路傳輸速率是信號(hào)傳輸速率的N倍，N＞1。以時(shí)間T為周期劃分線路傳輸時(shí)間；將時(shí)間T劃分為N個(gè)稱為時(shí)隙的相同時(shí)間間隔t（t=T/N）；每一個(gè)時(shí)隙能夠傳輸一路信號(hào)時(shí)間周期T內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；N路信號(hào)路可以在時(shí)間周期T內(nèi)傳輸完全部數(shù)據(jù)。三、波分復(fù)用技術(shù)雖然波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)頻率，但波分復(fù)用和頻分復(fù)用有所區(qū)別；頻分復(fù)用是連續(xù)頻段、連續(xù)幅度的多路信號(hào)復(fù)用；波分復(fù)用是單一頻率、離散幅度的多路信號(hào)復(fù)用。四、碼分復(fù)用每一個(gè)站分配不同的碼片，不同站碼片相互正交；發(fā)送的的每一位二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為碼片（1碼片，0碼片取反）；碼片同步情況下，多個(gè)移動(dòng)站可以同時(shí)發(fā)送，基站能夠分離出不同移動(dòng)站發(fā)送的數(shù)據(jù)（碼片序列）。

2.6數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)冗余度壓縮：也成為無(wú)損壓縮、無(wú)失真壓縮、可逆壓縮等；根據(jù)香農(nóng)信息論，數(shù)據(jù)是信息和冗余度的組合，去掉冗余或減少冗余實(shí)現(xiàn)的壓縮方法。熵壓縮：也成為有損壓縮，不可逆壓縮。是允許一定程度的失真情況下的壓縮，這種壓縮可能有較大的壓縮比，但損失的信息不能再恢復(fù)。

??音頻壓縮技術(shù)音頻壓縮技術(shù)指的是對(duì)原始數(shù)字音頻信號(hào)流（PCM編碼）運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在不損失有用信息量，或所引入損失可忽略的條件下，降低（壓縮）其碼率，也稱為壓縮編碼。它必須具有相應(yīng)的逆變換，稱為解壓縮或解碼。音頻信號(hào)在通過(guò)一個(gè)編解碼系統(tǒng)后可能引入大量的噪聲和一定的失真。

數(shù)字信號(hào)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，而它也有自身相應(yīng)的缺點(diǎn)，即存儲(chǔ)容量需求的增加及傳輸時(shí)信道容量要求的增加。以CD為例，其采樣率為44.1KHz，量化精度為16比特，則1分鐘的立體聲音頻信號(hào)需占約10M字節(jié)的存儲(chǔ)容量，也就是說(shuō)，一張CD唱盤的容量只有1小時(shí)左右。音頻壓縮技術(shù)CCITT（現(xiàn)ITU-T）在語(yǔ)音信號(hào)壓縮的標(biāo)準(zhǔn)化方面做了大量的工作，制訂了如G.711、G.721、G.728等標(biāo)準(zhǔn)，并逐漸受到業(yè)界的認(rèn)同。MPEG全名為MovingPicturesExpertsGroup/MotinPicturesExpertsGroup，中文譯名是動(dòng)態(tài)圖像專家組。MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要有以下五個(gè)，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21等。該專家組建于1988年，專門負(fù)責(zé)為CD建立視頻和音頻標(biāo)準(zhǔn)，而成員都是為視頻、音頻及系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)專家。及后，他們成功將聲音和影像的記錄脫離了傳統(tǒng)的模擬方式，建立了ISO/IEC1172壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，并制定出MPEG-格式，令視聽(tīng)傳播方面進(jìn)入了數(shù)碼化時(shí)代。因此，大家現(xiàn)時(shí)泛指的MPEG-X版本，就是由ISO(InternationalOrganizationforStandardization）所制定而發(fā)布的視頻、音頻、數(shù)據(jù)的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮編碼技術(shù)主要利用了具有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g壓縮編碼技術(shù)以減小時(shí)間冗余度，利用DCT技術(shù)以減小圖像的空間冗余度，利用熵編碼則在信息表示方面減小了統(tǒng)計(jì)冗余度。這幾種技術(shù)的綜合運(yùn)用，大大增強(qiáng)了壓縮性能。MPEG-1是MPEG組織制定的第一個(gè)視頻和音頻有損壓縮標(biāo)準(zhǔn)。視頻壓縮算法于1990年定義完成。1992年底，MPEG-1正式被批準(zhǔn)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1是為CD光碟介質(zhì)定制的的視頻和音頻壓縮格式。一張70分鐘的CD光碟傳輸速率大約在1.4Mbps。而MPEG-1采用了塊方式的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、離散馀弦變換（DCT）、量化等技術(shù)，并為1.2Mbps傳輸速率進(jìn)行了優(yōu)化。MPEG-1隨后被VideoCD采用作為核心技術(shù)。MPEG-1的輸出質(zhì)量大約和傳統(tǒng)錄像機(jī)VCR，信號(hào)質(zhì)量相當(dāng)，這也許是VideoCD在發(fā)達(dá)國(guó)家未獲成功的原因。MPEG1在音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)化方面取得巨大成功的是MPEG1音頻（ISO/IEC11172-3）。在MPEG1中，對(duì)音頻壓縮規(guī)定了三種模式，即層Ⅰ、層Ⅱ（即MUSICAM，又稱MP2），層Ⅲ（又稱MP3）。

語(yǔ)音壓縮方案的選擇軟件壓縮方案速率音質(zhì)抗環(huán)境噪聲能力抗誤碼能力傳輸音頻特性算法公開(kāi)性算法復(fù)雜程度芯片壓縮方案芯片尺寸芯片功耗附帶的AD/DA等功能成本代表芯片：CMX618、AMBE2000視頻壓縮技術(shù)所謂視頻編碼方式就是指通過(guò)特定的壓縮技術(shù)，將某個(gè)視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際電聯(lián)的H.261、H.263，運(yùn)動(dòng)靜止圖像專家組的M-JPEG和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動(dòng)圖像專家組的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。視頻壓縮技術(shù)MPEG是活動(dòng)圖像專家組（MovingPictureExpertsGroup）的縮寫，于1988年成立，是為數(shù)字視/音頻制定壓縮標(biāo)準(zhǔn)的專家組，目前已擁有300多名成員，包括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界知名公司。MPEG組織最初得到的授權(quán)是制定用于“活動(dòng)圖像”編碼的各種標(biāo)準(zhǔn)，隨后擴(kuò)充為“及其伴隨的音頻”及其組合編碼。后來(lái)針對(duì)不同的應(yīng)用需求，解除了“用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體”的限制，成為現(xiàn)在制定“活動(dòng)圖像和音頻編碼”標(biāo)準(zhǔn)的組織。MPEG組織制定的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有不同的目標(biāo)和應(yīng)用，目前已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)。H.264/AVCH.264集中了以往標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，并吸收了以往標(biāo)準(zhǔn)制定中積累的經(jīng)驗(yàn)，采用簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)，使它比MPEG4更容易推廣。H.264創(chuàng)造性了多參考幀、多塊類型、整數(shù)變換、幀內(nèi)預(yù)測(cè)等新的壓縮技術(shù)，使用了更精細(xì)的分象素運(yùn)動(dòng)矢量（1/4、1/8）和新一代的環(huán)路濾波器，使得壓縮性能大大提高，系統(tǒng)更加完善。H.264主要有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：－高效壓縮：與H.263+和MPEG4SP相比，減小50%比特率；－延時(shí)約束方面有很好的柔韌性；－容錯(cuò)能力；－編/解碼的復(fù)雜性可伸縮性；－解碼全部細(xì)節(jié)：沒(méi)有不匹配；－高質(zhì)量應(yīng)用；－網(wǎng)絡(luò)友善。H.264H.264是ITU-T以H.26x系列為名稱命名的視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。國(guó)際上制定視頻編解碼技術(shù)的組織有兩個(gè)，一個(gè)是“國(guó)際電聯(lián)（ITU-T）”，它制定的標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.263、H.263+等，另一個(gè)是“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）”它制定的標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264則是由兩個(gè)組織聯(lián)合組建的聯(lián)合視頻組（JVT）共同制定的新數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高級(jí)視頻編碼（AdvancedVideoCoding，AVC），而且它將成為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第10部分。因此，不論是MPEG-4AVC、MPEG-4Part10，還是ISO/IEC14496-10，都是指H.264。H.264是ITU-T的VCEG（視頻編碼專家組）和ISO/IEC的MPEG（活動(dòng)圖像編碼專家組）的聯(lián)合視頻組（JVT：jointvideoteam）開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。1998年1月份開(kāi)始草案征集，1999年9月，完成第一個(gè)草案，2001年5月制定了其測(cè)試模式TML-8，2002年6月的JVT第5次會(huì)議通過(guò)了H.264的FCD板。2003年3月正式發(fā)布。在2005年又開(kāi)發(fā)出了H.264的更高級(jí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)MVC和SVC版本。442.7

差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)什么是差錯(cuò)控制？在通信過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)、檢測(cè)差錯(cuò)并進(jìn)行糾正為何要進(jìn)行差錯(cuò)控制？不存在理想的信道→傳輸總會(huì)出錯(cuò)與語(yǔ)音、圖像傳輸不同，計(jì)算機(jī)通信要求極低的差錯(cuò)率。產(chǎn)生差錯(cuò)的原因：信號(hào)衰減和熱噪聲信道的電氣特性引起信號(hào)幅度、頻率、相位的畸變；信號(hào)反射，串?dāng)_；沖擊噪聲，閃電、大功率電機(jī)的啟停等。45一、差錯(cuò)控制的基本方法接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知是否正確接收。差錯(cuò)控制技術(shù)自動(dòng)請(qǐng)求重傳AutomaticRepeatRequest（ARQ）停等ARQ每發(fā)送一幀就需要一個(gè)應(yīng)答幀只重傳剛才出錯(cuò)的幀Go-back-NARQ每發(fā)送N幀需要一個(gè)應(yīng)答幀需重傳前面（N-i+1）幀（0≤i≤N）選擇重傳ARQ每發(fā)送N幀需要一個(gè)應(yīng)答幀只重傳出錯(cuò)的幀46二、差錯(cuò)控制編碼檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼在計(jì)算機(jī)通信中很少使用檢錯(cuò)碼主要有兩種編碼方法：1）奇偶校驗(yàn)（ParityChecking）可以在兩個(gè)級(jí)別上實(shí)現(xiàn)：在原始數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位（或最低位）增加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位，使結(jié)果中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。例如：1100010增加偶校驗(yàn)位后為11100010若接收方收到的字節(jié)奇偶校驗(yàn)結(jié)果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯(cuò)誤。在通信過(guò)程中實(shí)現(xiàn)：在發(fā)送時(shí)增加奇偶校驗(yàn)位。只能用于面向字符的通信協(xié)議中。只能檢測(cè)出奇數(shù)個(gè)位錯(cuò)，偶數(shù)個(gè)位錯(cuò)則不能檢出。472）循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC,CyclicRedundancyCheck）差錯(cuò)檢測(cè)原理：

收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式G(x)，發(fā)送方根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)和G(x)計(jì)算出CRC校驗(yàn)和并把它加在數(shù)據(jù)的末尾。接收方則用G(x)去除接收到的數(shù)據(jù)，若有余數(shù)，則傳輸有錯(cuò)。校驗(yàn)和是16位或32位的位串。CRC校驗(yàn)的關(guān)鍵是如何計(jì)算校驗(yàn)和。48*CRC校驗(yàn)和的計(jì)算以數(shù)據(jù)塊（幀,Frame）為單位進(jìn)行校驗(yàn)將數(shù)據(jù)塊構(gòu)成的位串看成是系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式如110001，可表示成多項(xiàng)式M(x)=

x5+x4+1若G(x)為r階，幀為m位，其多項(xiàng)式為M(x)，則在幀后面添加r個(gè)0，成為m+r位，相應(yīng)多項(xiàng)式為xr

M(x)按模2除法用xrM(x)除以G(x)：商Q(x)，余R(x)即：xrM(x)=G(x)Q(x)+R(x)按模2加法把xrM(x)與余數(shù)R(x)相加，結(jié)果就是要傳送的帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)式T(x)：即：T(x)=xrM(x)+R(x)實(shí)際上，T(x)=xrM(x)+R(x)=[G(x)Q(x)+R(x)]+R(x)=G(x)Q(x)(模2運(yùn)算)

所以，若接收的T(x)正確，則它肯定能被G(x)除盡。49CRC校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力：可檢出所有奇數(shù)個(gè)錯(cuò)；可檢出所有單位/雙位錯(cuò)；可檢出所有≤G(x)長(zhǎng)度的突發(fā)錯(cuò)。常用的生成多項(xiàng)式G(x)：CRC16=x16+x15+x2+1CRC32=x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1一、網(wǎng)絡(luò)通信的復(fù)雜性

網(wǎng)絡(luò)通信的目的是將信息從一端發(fā)送到另一端。

對(duì)于人而言，信息表現(xiàn)為：文字、數(shù)字、圖片、聲音等形式，這些形式都不能直接在網(wǎng)絡(luò)中傳遞，不可能把一些文字、數(shù)字塞進(jìn)網(wǎng)線，讓它們從網(wǎng)線的一端傳到另一端。

因?yàn)檫@些信息的形式不是物理鏈路所能接受的形式。物理鏈路所能接受和傳遞的形式是電磁信號(hào)，在物理鏈路上表現(xiàn)為電壓或電流的變化。所以，要先把信息用0，1比特的組合表示出來(lái)，再將0，1比特轉(zhuǎn)換成特定的電流或電壓，通過(guò)物理鏈路發(fā)送出去。物理鏈路是網(wǎng)絡(luò)通信中的一個(gè)必備要素，它是信號(hào)傳播的載體。3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)僅有物理設(shè)備和物理連接是無(wú)法進(jìn)行有效的通信。網(wǎng)絡(luò)通信比我們想象的要復(fù)雜得多。在網(wǎng)絡(luò)通信中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題：1、發(fā)送方如何確定接收方愿意接收數(shù)據(jù)或已經(jīng)準(zhǔn)備好了接收數(shù)據(jù)？電地暖2、發(fā)送方和接收方之間可能間隔了多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，如何在網(wǎng)絡(luò)之間找到一條正確的路，使得數(shù)據(jù)能夠到達(dá)接收方？3、數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中可能受了干擾而產(chǎn)生了差錯(cuò)，如何檢測(cè)差錯(cuò)？出了差錯(cuò)如何處理？4、數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中可能會(huì)丟失，如何檢測(cè)丟失，丟失以后如何處理？一、網(wǎng)絡(luò)通信的復(fù)雜性3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的必要性和復(fù)雜性在網(wǎng)絡(luò)通信中雙方必須對(duì)通信中可能出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行明確的商定，必須遵守相同的規(guī)則，這些規(guī)則稱為協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)、設(shè)備必須要遵循相同的協(xié)議才能通信。由于網(wǎng)絡(luò)通信是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，這就決定了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也是非常復(fù)雜的。到底需要多少個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？這些協(xié)議之間都是什么關(guān)系？如何構(gòu)建網(wǎng)路協(xié)議才能解決網(wǎng)絡(luò)通信這個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題？對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，人們所采取的最常用的方法就是分步處理，也就是分層。3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)三、如何構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？采用分層的方法?，F(xiàn)實(shí)生活中的例子：寄信。3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層理解“分而治之”的思想[※]A，B兩人借助郵局進(jìn)行郵件通信，可以從三個(gè)層次來(lái)實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。信件內(nèi)容貨物地址郵政局郵件地址運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)信人收信人郵政局運(yùn)輸系統(tǒng)信件內(nèi)容郵件地址貨物地址對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)

P3

P2

P1公路、鐵路、航空3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層

在信件的傳遞過(guò)程中，共涉及三個(gè)層次：用戶、郵局和傳輸部門。

每一層都完成自己的任務(wù)，同時(shí)高層使用低層的服務(wù)。A使用郵局的郵遞服務(wù)，郵局使用鐵路部門的運(yùn)輸服務(wù)，最終信到了B手中。

要解決網(wǎng)絡(luò)通信中諸多復(fù)雜問(wèn)題，需要制定一系列的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這些協(xié)議也是采用分層的結(jié)構(gòu)，每層協(xié)議實(shí)現(xiàn)特定功能，同時(shí)也需要依靠低層協(xié)議所提供的服務(wù)。

這種分層的思想就是“分而治之”，通過(guò)分工，通信人只需要完成本層任務(wù)就可以了，對(duì)中間層和底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)可以不去關(guān)心。

這樣每一層實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能，從而將一個(gè)難于處理的問(wèn)題分解成如干個(gè)容易處理的小問(wèn)題。3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2、協(xié)議分層3、數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程4、協(xié)議分層的優(yōu)點(diǎn)1：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方為了實(shí)現(xiàn)通信而商定的一些規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以理解為由三部分組成：語(yǔ)法：通信時(shí)雙方交換數(shù)據(jù)和控制信息的格式，是對(duì)通信時(shí)采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的一種規(guī)定。語(yǔ)義：由通信過(guò)程的說(shuō)明構(gòu)成，它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息完成何種動(dòng)作以及做出何種應(yīng)答。時(shí)序：通信如何發(fā)起，在收到一個(gè)數(shù)據(jù)后，下一步要做什么。四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層以HTTP協(xié)議為例說(shuō)明協(xié)議的三要素：

HTTP協(xié)議是應(yīng)用層協(xié)議，是瀏覽器和Web服務(wù)器通信時(shí)使用的協(xié)議，當(dāng)瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器時(shí)，會(huì)向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求報(bào)文，報(bào)文的語(yǔ)法格式：GET/HTTP/1.1。“GET”的語(yǔ)義是要獲取文件；“/”的含義是指要訪問(wèn)網(wǎng)站的主頁(yè)；“HTTP1.1”表明瀏覽器使用的協(xié)議是HTTP1.1版本。當(dāng)Web服務(wù)器收到請(qǐng)求后，如果主頁(yè)存在服務(wù)器的應(yīng)答語(yǔ)法格式：HTTP/1.1200OKdatadata……。200是狀態(tài)碼，代表成功；OK是文字說(shuō)明，data是文件數(shù)據(jù)。如果主頁(yè)不存在，服務(wù)器的應(yīng)答是：HTTP/1.1404NOTFound，告訴瀏覽器沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)的文件。四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層2：協(xié)議分層

要完成網(wǎng)絡(luò)通信，涉及的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議會(huì)不止一個(gè)。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，通常會(huì)采用分層的方式來(lái)組織協(xié)議。四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層2：協(xié)議分層

不同主機(jī)上的同一個(gè)層次稱為對(duì)等層

每一層中實(shí)現(xiàn)功能的協(xié)議元素稱為實(shí)體，實(shí)體既可以是軟件，也可以是硬件。

對(duì)等層內(nèi)的實(shí)體稱為對(duì)等實(shí)體。

每一層都有特定的功能，使用下一層為它提供的服務(wù)，同時(shí)也為自己的高層提供服務(wù)。四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層3：數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程用戶的數(shù)據(jù)封裝后，第n層希望將第n層首部和用戶數(shù)據(jù)直接交給接收端的第n層。但這是不可直達(dá)的，因?yàn)椴淮嬖谶@樣的直接通道。于是第n層將首部和用戶數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體交給第n-1層，讓n-1層幫助將其發(fā)送過(guò)去。這時(shí)，第n層使用了第n-1層提供的服務(wù)。以此類推，數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程在數(shù)據(jù)前面添加自己的首部：封裝數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程數(shù)據(jù)從發(fā)送端的最高層開(kāi)始，層層向下，層層封裝，直到發(fā)送方的最底層，轉(zhuǎn)換為電磁信號(hào)后經(jīng)過(guò)物理鏈路到達(dá)接收端的最底層，再層層向上，層層解封裝，最后到達(dá)接收方的最高層，整個(gè)通信過(guò)程是垂直的。某一層添加的首部，在到達(dá)對(duì)等層后，就會(huì)被剝掉，剩余的部分會(huì)繼續(xù)向上傳遞，直至最高層。高層使用了低層的服務(wù)，低層向高層提供服務(wù)，高層通過(guò)低層提供的服務(wù)接口訪問(wèn)低層的服務(wù)。數(shù)據(jù)的傳遞在概念上可以認(rèn)為通信是水平的，數(shù)據(jù)好像由對(duì)等層的一端直接到達(dá)了另一端。通信的目的就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的水平通信，雖然事實(shí)上水平通信要依賴垂直通信來(lái)實(shí)現(xiàn)。在理解問(wèn)題時(shí)可以忽略中間的過(guò)程直接去考慮水平通信會(huì)更簡(jiǎn)單。四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層4：協(xié)議分層的優(yōu)點(diǎn)將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)分解為若干個(gè)比較容易處理的子問(wèn)題，降低了復(fù)雜度，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。每個(gè)層次都可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，只要提供的服務(wù)和實(shí)現(xiàn)的功能不變，與相鄰層次的接口也不變，那么采用何種技術(shù)實(shí)現(xiàn)是每個(gè)層次內(nèi)部的事情，更有利于采用新的技術(shù)去解決問(wèn)題。層次明確也更有利于標(biāo)準(zhǔn)化。3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次以及每個(gè)層次協(xié)議的集合稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。各個(gè)層次的所有協(xié)議也被稱為協(xié)議棧。世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是美國(guó)IBM公司于1974年提出的SNA（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）其他的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：Digital公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA、Honeywell公司的分布式體系結(jié)構(gòu)DSA等。采用不同體系結(jié)構(gòu)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間很難通信。為使所有的網(wǎng)絡(luò)都能互連互通，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1983年提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel，OSI/RM），簡(jiǎn)稱OSI參考模型。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系中另一個(gè)重要的模型是TCP/IP協(xié)議模型，它是在實(shí)際的連網(wǎng)實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)，并成為了事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一、物理層二、數(shù)據(jù)鏈路層三、網(wǎng)絡(luò)層四、傳輸層五、會(huì)話層六、表示層七、應(yīng)用層3.2開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型ISO/OSI模型

3.2開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型ISO/OSI七層模型每一層的功能是獨(dú)立的每一層都是利用下層的服務(wù)，并為其上一層提供服務(wù)，而與其他層無(wú)關(guān)“服務(wù)”：下層向上層提供的通信規(guī)則和層之間的會(huì)話規(guī)定——通信原語(yǔ)兩個(gè)系統(tǒng)的同等層之間的通信規(guī)定和約定——協(xié)議類比郵件系統(tǒng)ISO/OSI七層模型第1~3層稱為低層功能（LLF）：通信傳送功能——網(wǎng)絡(luò)和終端具備的功能第4~7層稱為高層功能（HLF）：通信處理功能——終端具備的功能1、物理層開(kāi)放系統(tǒng)中利用物理媒體實(shí)現(xiàn)物理連接的功能描述和執(zhí)行連接的規(guī)程物理層協(xié)議規(guī)定的四個(gè)特性機(jī)械特性：形狀、尺寸、引腳數(shù)量與排列情況等電氣特性：信號(hào)電平、阻抗、傳輸速率、距離限制等功能特性：物理接口上各條信號(hào)線的功能分配和確切定義，比如數(shù)據(jù)線、控制線、定時(shí)線等規(guī)程特性：操作過(guò)程，比如信號(hào)線的工作規(guī)則、時(shí)序。物理層協(xié)議連接兩個(gè)物理設(shè)備，為鏈路層提供透明位流傳輸所必須遵循的規(guī)則，或者稱物理接口數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（DataTerminalEquipment）是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)收發(fā)能力的設(shè)備。DTE提供或接收數(shù)據(jù)，連接到網(wǎng)絡(luò)中的用戶端機(jī)器，主要是計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備。數(shù)據(jù)電路端設(shè)備DCE（DataCircuit-terminatingEquipment）。它在DTE和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、保持和釋放鏈路的連接，如Modem。DCE設(shè)備通常是與DTE對(duì)接，因此針腳的分配相反。其實(shí)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的串行端口，通常從外觀就能判斷是DTE還是DCE，DTE是針頭（俗稱公頭），DCE是孔頭（俗稱母頭），這樣兩種接口才能接在一起。物理層協(xié)議主要完成物理連接和傳送通路的建立、維持和釋放等操作提供透明的位流傳送監(jiān)督傳送通路的工作情況，出現(xiàn)故障，立即通知DTE和DCE物理層典型協(xié)議有EIARS-232-C和EIARS-449提供的服務(wù)：物理連接、物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元、順序化、數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識(shí)、服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)、故障報(bào)告。2、數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路是指當(dāng)需要在一條鏈路上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，除了必需具有一條物理線路外，還必修有一些規(guī)程或者協(xié)議來(lái)控制這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，將實(shí)現(xiàn)這些規(guī)程和協(xié)議的硬件和軟件加到物理線路上。2、數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路的建立和拆除：同步、站址確認(rèn)、收發(fā)關(guān)系的確定、最終一次傳輸?shù)刃畔鬏敚盒畔⒏袷?、?shù)量、順序編號(hào)、接收認(rèn)可，信息流量調(diào)節(jié)等傳輸差錯(cuò)控制：防止信號(hào)丟失、重復(fù)和失序的方法異常情況處理。分開(kāi)數(shù)據(jù)和控制信息透明傳輸物理尋址數(shù)據(jù)鏈路層解決的主要問(wèn)題成幀流量控制差錯(cuò)控制2、數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)：無(wú)確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)、有確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)、有確認(rèn)面向連接的服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層的典型協(xié)議是OSI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議集中的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC(HighLevelDataLinkControl)協(xié)議。OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層在IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中被分為介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）子層與邏輯鏈路控制（LLC）子層。3、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型中的第三層，介于運(yùn)輸層和數(shù)據(jù)鏈路層之間，它在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個(gè)相鄰端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的傳送功能上，進(jìn)一步管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端經(jīng)過(guò)若直干個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳送到目的端，從而向運(yùn)輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。主要內(nèi)容有：虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換、路由選擇算法、阻塞控制方法、X.25協(xié)議、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）、異步傳輸模式（ATM）及網(wǎng)際互連原理與實(shí)現(xiàn)。3、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的目的是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。為了說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是由若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相互連接而成的。網(wǎng)絡(luò)層關(guān)系到通信子網(wǎng)的運(yùn)行控制，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中資源子網(wǎng)訪問(wèn)通信子網(wǎng)的方式。網(wǎng)絡(luò)層從物理上來(lái)講一般分布地域?qū)拸V，從邏輯上來(lái)講功能復(fù)雜，因此是OSI模型中面向數(shù)據(jù)通信的下三層（也即通信子網(wǎng)）中最為復(fù)雜也最關(guān)鍵的一層。泛在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3、網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口以鏈路層提供的無(wú)差錯(cuò)傳輸為基礎(chǔ)，向高層（傳輸層）提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。路由選擇靜態(tài)路由選擇算法動(dòng)態(tài)路由選擇算法流量控制吞吐量，信道在單位時(shí)間內(nèi)成功傳輸?shù)目傂畔⒘浚瑔挝粸閎ps擁塞死鎖網(wǎng)絡(luò)層的典型協(xié)議是國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT（ConsulataveCommitteeInternationalTelegraphandTelephone）的X.25，它適用于分組交換。

4、傳輸層主要功能：在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上，完成端到端的差錯(cuò)糾正和流量控制，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)終端系統(tǒng)間傳送的分組無(wú)丟失、無(wú)重復(fù)、無(wú)差錯(cuò)、分組順序正確。向用戶提供面向連接和無(wú)連接兩種服務(wù)。傳輸層是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，第一個(gè)端到端的層次，具有緩沖作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時(shí)，它將服務(wù)加以提高，以滿足高層的要求；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時(shí)，它只用很少的工作。傳輸層還可進(jìn)行復(fù)用，即在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接上創(chuàng)建多個(gè)邏輯連接。傳輸層傳輸層（TransportLayer）是OSI中最重要,最關(guān)鍵的一層,是唯一負(fù)責(zé)總體的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制傳輸層的一層.傳輸層提供端到端的交換數(shù)據(jù)的機(jī)制.傳輸層對(duì)會(huì)話層等高三層提供可靠的傳輸服務(wù),對(duì)網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的目的地站點(diǎn)信息。傳輸層也稱為運(yùn)輸層.傳輸層只存在于端開(kāi)放系統(tǒng)中,是介于低3層通信子網(wǎng)系統(tǒng)和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因?yàn)樗窃炊说侥康亩藢?duì)數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行控制從低到高的最后一層.傳輸層世界上各種通信子網(wǎng)在性能上存在著很大差異.例如電話交換網(wǎng),分組交換網(wǎng),公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數(shù)據(jù)延遲通信費(fèi)用各不相同.對(duì)于會(huì)話層來(lái)說(shuō),卻要求有一性能恒定的界面.傳輸層就承擔(dān)了這一功能.它采用分流/合流，復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)上述通信子網(wǎng)的差異,使會(huì)話層感受不到.此外傳輸層還要具備差錯(cuò)恢復(fù)，流量控制等功能,以此對(duì)會(huì)話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細(xì)節(jié)與差異.傳輸層面對(duì)的數(shù)據(jù)對(duì)象已不是網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址,而是和會(huì)話層的界面端口.上述功能的最終目的是為會(huì)話提供可靠的,無(wú)誤的數(shù)據(jù)傳輸.傳輸層的服務(wù)一般要經(jīng)歷傳輸連接建立階段,數(shù)據(jù)傳送階段,傳輸連接釋放階段3個(gè)階段才算完成一個(gè)完整的服務(wù)過(guò)程.而在數(shù)據(jù)傳送階段又分為一般數(shù)據(jù)傳送和加速數(shù)據(jù)傳送兩種。傳輸層服務(wù)分成5種類型.基本可以滿足對(duì)傳送質(zhì)量,傳送速度,傳送費(fèi)用的各種不同需要端口概念傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間，提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報(bào)文。網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點(diǎn)，而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)的端口。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的資源子網(wǎng)是通信的發(fā)起者和接收者，其中的每個(gè)設(shè)備稱為端點(diǎn)；通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)中的通信服務(wù)，其中的設(shè)備稱為結(jié)點(diǎn)。OSI參考模型中用于通信控制的是下面四層，但它們的控制對(duì)象不一樣。傳輸層基本功能傳輸層提供了主機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)程之間的端到端的服務(wù)，基本功能如下(1)分割與重組數(shù)據(jù)(2)按端口號(hào)尋址(3)連接管理(4)差錯(cuò)控制和流量控制,糾錯(cuò)的功能傳輸層要向會(huì)話層提供通信服務(wù)的可靠性，避免報(bào)文的出錯(cuò)、丟失、延遲時(shí)間紊亂、重復(fù)、亂序等差錯(cuò)。4、傳輸層協(xié)議類型面向網(wǎng)絡(luò)類型協(xié)議名稱功

能0A簡(jiǎn)單類提供進(jìn)程通信，具有分段組裝功能。1B基本錯(cuò)誤恢復(fù)類在0類基礎(chǔ)上，增加基本差錯(cuò)恢復(fù)功能。2A多路復(fù)用類在0類基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)絡(luò)復(fù)用功能和相應(yīng)的流量控制功能，但沒(méi)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接故障的恢復(fù)功能。3B出錯(cuò)恢復(fù)和多路復(fù)用類兼具1、2的功能4C出錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)類具有差錯(cuò)檢測(cè)、差錯(cuò)恢復(fù)以及多路復(fù)用功能。傳輸協(xié)議類型5、會(huì)話層令牌管理持有令牌的會(huì)話服務(wù)用戶才可發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方只能接收數(shù)據(jù)當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成之后，就將數(shù)據(jù)令牌轉(zhuǎn)讓給對(duì)方，由對(duì)方進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送會(huì)話同步允許會(huì)話用戶在傳送的數(shù)據(jù)中設(shè)置同步點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)會(huì)話活動(dòng)不需全部重復(fù)，僅需重傳故障發(fā)生前最后一個(gè)同步點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)。6、表示層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)壓縮抽象語(yǔ)法局部語(yǔ)法詞法轉(zhuǎn)換傳送語(yǔ)法表示上下文7、應(yīng)用層應(yīng)用實(shí)體一個(gè)用戶元素一組應(yīng)用服務(wù)元素OSI應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文處理系統(tǒng)MHS（MessageHandlingSystem）；文件傳送、存取和管理FTAM（FileTransfer，AccessandManagement）；虛擬終端協(xié)議VTP（VirtualTerminalProtocol）；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)RDA（RemoteDatabaseAccess）；目錄服務(wù)DS（DirectoryService）；事務(wù)處理TP（TransactionProcessing）；作業(yè)傳送與操縱JTM（JobTransferandManipulation）比較傳輸層引入傳輸層的原因●消除網(wǎng)絡(luò)層的不可靠性●提供從源端主機(jī)到目的端主機(jī)的可靠的、與實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的信息傳輸關(guān)鍵的一層：直接為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)內(nèi)容1：傳輸層的概念和提供的服務(wù)2：UDP協(xié)議的工作原理和協(xié)議細(xì)節(jié)3：TCP協(xié)議的工作原理和協(xié)議細(xì)節(jié)電地暖961：傳輸層的概念傳輸層負(fù)責(zé)端(主機(jī))到端(主機(jī))之間的數(shù)據(jù)傳輸控制傳輸層依賴于網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)，對(duì)應(yīng)用層提供傳輸服務(wù)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層97傳輸層從通信和信息處理的角度看，傳輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù)，它屬于面向通信部分的最高層，同時(shí)也是用戶功能中的最低層。物理層網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層面向信息處理面向通信用戶功能網(wǎng)絡(luò)功能該層通常位于通信主機(jī)內(nèi)，而網(wǎng)絡(luò)層主要在通信設(shè)備上。傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)層為主機(jī)之間數(shù)據(jù)如何經(jīng)過(guò)路由器選路到達(dá)對(duì)方提供服務(wù)傳輸層加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)，在數(shù)據(jù)能到達(dá)對(duì)方的前提下，為數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行控制，為進(jìn)程間進(jìn)行通信提供服務(wù)99傳輸層提供的服務(wù)●不可靠的(“盡力而為”),無(wú)序的傳輸(UDP)●可靠(正確、按序)的端到端傳輸(TCP)面向連接的服務(wù)流量控制擁塞控制因特網(wǎng)上不能提供的服務(wù):實(shí)時(shí)性帶寬承諾可靠的廣播通信100傳輸層的分用和復(fù)用●分用：接收方傳輸層根據(jù)端口號(hào)分用到不同的應(yīng)用層進(jìn)程●復(fù)用：發(fā)送方不同的應(yīng)用層進(jìn)程根據(jù)不同端口號(hào)復(fù)用到同一傳輸層中101TCP報(bào)文段UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)應(yīng)用進(jìn)程TCP復(fù)用IP復(fù)用UDP復(fù)用TCP報(bào)文段UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)應(yīng)用進(jìn)程端口端口TCP分用UDP分用IP分用IP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送方接收方端口端口是應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識(shí)本質(zhì)上是一個(gè)存放在傳輸層首部的一個(gè)字段的值，包括TCP端口，UDP端口。端口占兩個(gè)字節(jié)，范圍是0－655350－1023為保留使用的端口(具有固定的服務(wù)進(jìn)程)，通常用于某種應(yīng)用的服務(wù)端HTTP:80DNS:53SMTP:25POP:1101024－65535為用戶可以使用的端口102源/目的端口號(hào)端口就是TCP和UDP為了識(shí)別一個(gè)主機(jī)上的多個(gè)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序客戶端使用的源端口號(hào)一般為系統(tǒng)中未使用的且大于1023目的端口號(hào)為所進(jìn)行的操作。如telnet為23。主機(jī)A102823…源端口目的端口主機(jī)B端口用一個(gè)16bit端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)志。端口號(hào)只具有本地意義，即端口號(hào)只是為了標(biāo)志本計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各進(jìn)程。在因特網(wǎng)中不同計(jì)算機(jī)的相同端口號(hào)是沒(méi)有聯(lián)系的。端口與進(jìn)程的關(guān)系示意圖TCP/UDP4000DayTime客戶TCP/UDP13DayTime服務(wù)器(UDP)Data134000Data134000端口標(biāo)識(shí)進(jìn)程，一個(gè)端口唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)程UDP50004000DayTime客戶UDP13DayTime服務(wù)器Data134000DayTime客戶Data135000一個(gè)服務(wù)器可為多個(gè)客戶服務(wù)UDP4000UDP13

服務(wù)器Data134000

客戶Data740007服務(wù)器一個(gè)客戶可以和多個(gè)服務(wù)器相連端口和IP地址的關(guān)系007IP首部UDP首部001300130000UDP服務(wù)器服務(wù)器137UDP服務(wù)器13實(shí)例:端口1500端口1501主機(jī)A端口1500端口1501主機(jī)B端口2000主機(jī)C連接1:(TCP,IPa,1500,IPc,2000)連接2:(TCP,IPa,1501,IPc,2000)連接3:(TCP,IPb,1501,IPc,2000)常見(jiàn)的端口號(hào)FTP TCP 20，21Telnet TCP 23HTTP TCP 80DNS TCP,UDP53TFTP UDP 69Well-known端口：0-1023注冊(cè)端口：1024-49151動(dòng)態(tài)或私有端口：49152-655351、應(yīng)記住常用的端口號(hào)。2、Windows下所有端口均為開(kāi)放，一些病毒及攻擊就是利用一些開(kāi)放端口這個(gè)漏洞。常見(jiàn)的端口號(hào)尋址●從程序設(shè)計(jì)角度，socket的引入是為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的通信連接的建立；并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通信；TCP和UDP的SOCKET機(jī)制的工作過(guò)程：

套接字socketTCPSERVERSERVERCLIENTCLIENTUDP申請(qǐng)SOCKET申請(qǐng)SOCKET申請(qǐng)SOCKET申請(qǐng)SOCKETLISTENCALLCONNECTACCEPTSENDRECEIVESENDTORECVFROMSENDTORECVFROM套接字socket源IP:C目標(biāo)IP:B源端口:x目標(biāo)端口:80源IP:C目標(biāo)IP:B源端口:y目標(biāo)端口:80源IP:A目標(biāo)IP:B源端口:x目標(biāo)端口:80Web客戶端主機(jī)AWeb服務(wù)器BWeb客戶端主機(jī)C客戶端A向服務(wù)器B端請(qǐng)求網(wǎng)頁(yè)源端口隨機(jī)從可用端口取，目標(biāo)端口為80C打開(kāi)兩個(gè)瀏覽器，向B發(fā)送兩個(gè)網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求1122：UDP協(xié)議概述“最簡(jiǎn)單的”Internet傳輸協(xié)議提供不可靠的數(shù)據(jù)傳輸，又稱“盡力而為的”的服務(wù),其本質(zhì)是寧缺勿濫，盡力傳輸U(kuò)DP協(xié)議允許:數(shù)據(jù)丟失應(yīng)用數(shù)據(jù)亂序到達(dá)無(wú)連接的協(xié)議在UDP收發(fā)雙方之間,無(wú)需握手建立連接每個(gè)UDP數(shù)據(jù)段的操作都互相獨(dú)立113UDP的首部格式偽首部源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部UDP長(zhǎng)度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報(bào)字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)偽首部源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部UDP長(zhǎng)度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報(bào)字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有8個(gè)字節(jié)，由4個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。偽首部源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部UDP長(zhǎng)度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報(bào)字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，臨時(shí)把“偽首部”和UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)連接在一起。偽首部?jī)H僅是為了計(jì)算檢驗(yàn)和。偽首部的作用：讓UDP兩次檢查數(shù)據(jù)是否已經(jīng)到達(dá)目的地，以及IP層是否正確的傳輸了數(shù)據(jù)。偽首部的作用首先，要時(shí)刻謹(jǐn)記一個(gè)“偽”字，既然是“偽”首部，也就是假的，不僅是“假”首部，而且“假”到連地址空間都沒(méi)有。也就是說(shuō)偽首部是不占地址空間的，在實(shí)際傳輸中不存在這樣的字段。只是在使用的時(shí)候把它拿出來(lái)一下。其次，既然設(shè)置了偽首部，那么肯定就是有用的——為了計(jì)算檢驗(yàn)和！“其目的是讓UDP兩次檢查數(shù)據(jù)是否已經(jīng)正確到達(dá)目的地”，具體是那兩次呢？我們注意偽首部字段：32位源IP地址、32位目的IP地址、8位協(xié)議、16位UDP長(zhǎng)度。由此可知，第一次，通過(guò)偽首部的IP地址檢驗(yàn)，UDP可以確認(rèn)該數(shù)據(jù)報(bào)是不是發(fā)送給本機(jī)IP地址的；第二，通過(guò)偽首部的協(xié)議字段檢驗(yàn)，UDP可以確認(rèn)IP有沒(méi)有把不應(yīng)該傳給UDP而應(yīng)該傳給別的高層的數(shù)據(jù)報(bào)傳給了UDP。從這一點(diǎn)上，偽首部的作用其實(shí)很大。UDP校驗(yàn)和查錯(cuò)機(jī)制注意：UDP查錯(cuò)的數(shù)據(jù)包括IP首部的12字節(jié)，稱為偽首部，作為網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的冗余檢查，求和是按二進(jìn)制反碼運(yùn)算求和8字節(jié)UDP首部04112字節(jié)偽首部7字節(jié)數(shù)據(jù)填充全0171510871315全0數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)全0校驗(yàn)和是網(wǎng)絡(luò)通信的查錯(cuò)方式之一，廣泛應(yīng)用于傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層，發(fā)送方將需檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)按照一定的大小求和，得到的和取反得到為校驗(yàn)碼118計(jì)算16位二進(jìn)制數(shù)的反碼和計(jì)算規(guī)則從低位到高位逐列進(jìn)行計(jì)算，0加0等于0，0加1等于1，1加1等于0同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位，若最高位相加后產(chǎn)生進(jìn)位，則最后得到的結(jié)果要加1。例：1111001100110011011101010101010101110111011101110111101110111011110010100010001000011回卷檢查和反碼和UDP的主要特點(diǎn)(1)UDP是無(wú)連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接。UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時(shí)也不使用擁塞控制。UDP是面向報(bào)文的。UDP沒(méi)有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。UDP支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信。UDP的首部開(kāi)銷小，只有8個(gè)字節(jié)。面向報(bào)文的UDP(2)發(fā)送方UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來(lái)的報(bào)文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對(duì)應(yīng)用層交下來(lái)的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。應(yīng)用層交給UDP多長(zhǎng)的報(bào)文，UDP就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文。接收方UDP對(duì)IP層交上來(lái)的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)，在去除首部后就原封不動(dòng)地交付上層的應(yīng)用進(jìn)程，一次交付一個(gè)完整的報(bào)文。應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文。UDP是面向報(bào)文的IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分IP首部IP層UDP首部UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分運(yùn)輸層應(yīng)用層報(bào)文應(yīng)用層總結(jié)聯(lián)系PPT6和PPT12，我們需要理解以下兩點(diǎn)：1、為何要加偽頭2、偽頭包括：源IP和目的IP這么重要的為何在這一層作為偽頭，根本不會(huì)發(fā)送。在PPT12中我們看到的是發(fā)送過(guò)程，那接收過(guò)程會(huì)是怎樣的呢？?jī)?nèi)容1：傳輸層的概念和提供的服務(wù)2：UDP協(xié)議的工作原理和協(xié)議細(xì)節(jié)3：TCP協(xié)議的工作原理和協(xié)議細(xì)節(jié)1243：TCP協(xié)議TCP協(xié)議的設(shè)計(jì)理念TCP協(xié)議首部TCP協(xié)議的連接機(jī)制TCP協(xié)議的流量控制TCP協(xié)議的擁塞控制125（1）TCP的設(shè)計(jì)理念TCP屬于傳輸層，實(shí)現(xiàn)面向連接的可靠的傳輸可靠的傳輸不能保證傳輸一定到達(dá)對(duì)方，但是能保證如果數(shù)據(jù)到達(dá)對(duì)方，一定按序正確TCP使用了可靠的設(shè)計(jì)理念序號(hào)機(jī)制、確認(rèn)機(jī)制、緩存機(jī)制、重傳機(jī)制、滑動(dòng)窗口機(jī)制TCP包含流量控制和擁塞控制機(jī)制注意：不同操作系統(tǒng)的TCP協(xié)議具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)有所不同，但設(shè)計(jì)基本滿足RFC793,RFC2581126（2）TCP協(xié)議首部TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充127TCP的首部細(xì)節(jié)1TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充源端口和目的端口字段——各占2字節(jié)。端口是傳輸層與應(yīng)用層的服務(wù)接口,類似一個(gè)地址標(biāo)識(shí)。傳輸層的復(fù)用和分用功能都要通過(guò)端口才能實(shí)現(xiàn)。128TCP的首部細(xì)節(jié)2TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充序號(hào)字段——占4字節(jié)。TCP連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)字節(jié)都編上一個(gè)號(hào)。序號(hào)字段的值指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的編號(hào)129TCP的首部細(xì)節(jié)3TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充確認(rèn)號(hào)字段——占4字節(jié)，是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。注意：當(dāng)有數(shù)據(jù)要發(fā)送給對(duì)方時(shí)，順便確認(rèn)，當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)給對(duì)方時(shí)，單獨(dú)發(fā)一個(gè)確認(rèn)報(bào)文。130TCP的首部細(xì)節(jié)4TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充首部長(zhǎng)度——占4bit，它作為一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，表示TCP報(bào)文段的首部包含的總的字節(jié)數(shù)(即20個(gè)固定首部長(zhǎng)度加不固定的可選首部長(zhǎng)度)，計(jì)算單位按照4個(gè)字節(jié)為單位，如1100表示首部為12*4=48字節(jié)。該字段限制了TCP的首部最大值為60字節(jié)保留字段——占6bit，保留為今后協(xié)議的擴(kuò)展使用，目前置為0。131TCP的首部細(xì)節(jié)4TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充特殊標(biāo)記(Flag),每個(gè)標(biāo)記占一個(gè)bit.有特殊約定。URG——緊急比特標(biāo)記，當(dāng)URG置為1時(shí)，表明緊急指針字段有效。通知本報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送,緊急數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)要高。ACK——只有當(dāng)ACK置為1時(shí)，確認(rèn)號(hào)字段才有效。正常情況下只有第一次握手時(shí)ACK=0132TCP的首部細(xì)節(jié)5TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充PSH(PuSH)——推送比特，接收方收到推送比特置1的報(bào)文段，就盡快地將該報(bào)文段的數(shù)據(jù)交付給接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。RST(ReSeT)——復(fù)位比特，當(dāng)RST1時(shí)，表明TCP連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)（如由于主機(jī)崩潰或其他原因），必須強(qiáng)行釋放連接,屬于單方面強(qiáng)行斷開(kāi)連接。133TCP的首部細(xì)節(jié)6TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充SYN——同步比特,SYN置為1，表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求報(bào)文。正常情況下只有第一次握手和第二次握手時(shí)SYN等于１,其余都等于0。FIN(Final)——終止比特,用來(lái)正常釋放一個(gè)連接。當(dāng)FIN1時(shí)，表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并請(qǐng)求對(duì)方釋放連接，當(dāng)對(duì)方確認(rèn)后，會(huì)釋放發(fā)送緩存。134TCP的首部細(xì)節(jié)7TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充窗口字段——占2字節(jié)。窗口字段是流量控制的關(guān)鍵，用來(lái)控制對(duì)方發(fā)送窗口的大小，單位為字節(jié)。接收方根據(jù)自身的緩存大小確定自己的接收窗口大小，然后通知對(duì)方以確定對(duì)方的發(fā)送窗口的上限。檢驗(yàn)和——占2字節(jié)。檢驗(yàn)和字段檢驗(yàn)的范圍包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分。在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，要在TCP報(bào)文段的前面加上12字節(jié)的偽首部。135TCP的首部細(xì)節(jié)8TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充緊急指針字段——占16bit。緊急指針指出在本報(bào)文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。選項(xiàng)字段——長(zhǎng)度可變。TCP只規(guī)定了一種選項(xiàng)，即最大報(bào)文段長(zhǎng)度

MSS(MaximumSegmentSize)。MSS