計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)C.ppt

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層 第四章 局域網(wǎng)基礎(chǔ) 第五章 網(wǎng)絡(luò)層 第六章 傳輸層 第七章 應(yīng)用層 第八章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 第九章 因特網(wǎng)接入 第十章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全 第十一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理 第十二章 因特網(wǎng)應(yīng)用,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),本章重點(diǎn)： 1、什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世。 第一階段：面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò) 在此之后的十多年時(shí)間內(nèi)，電腦數(shù)量極少。早期所謂的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形式是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)通信線路與若干臺(tái)終端直接連接，我們也可以把這種方式看做為最簡(jiǎn)單的

2、局域網(wǎng)雛形。 第二階段：以分組交換網(wǎng)為中心的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 最早的Internet，是由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA）建立的?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的許多概念和方法都來(lái)自ARPAnet（阿帕網(wǎng)），其結(jié)果導(dǎo)致了TCP/IP問(wèn)世。 1977-1979年，ARPAnet推出了目前形式的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議。1980年前后，ARPAnet上的所有計(jì)算機(jī)開(kāi)始了TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換工作，并以ARPAnet為主干網(wǎng)建立了初期的Internet。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第三階段：專用網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)互連 1983年，ARPAnet完成了向TCP/IP的轉(zhuǎn)換，并在UNIX（BSD4.1）上實(shí)現(xiàn)了TCP/IP。

3、ARPAnet在技術(shù)上最大的貢獻(xiàn)就是TCP/IP協(xié)議的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。 1985年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金組織NSF采用TCP/IP協(xié)議將分布在美國(guó)各地的6個(gè)為科研教育服務(wù)的超級(jí)計(jì)算機(jī)中心互聯(lián)，并支持地區(qū)網(wǎng)絡(luò)，形成NSFnet。 1986年，NSFnet替代ARPAnet成為Internet的主干網(wǎng)。 第四階段：Internet的迅猛發(fā)展 1988年Internet開(kāi)始對(duì)外開(kāi)放。 1991年6月，在連通Internet的計(jì)算機(jī)中，商業(yè)用戶首次超過(guò)了學(xué)術(shù)界用戶，這是Internet發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，從此Internet成長(zhǎng)速度一發(fā)不可收拾。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),簡(jiǎn)單連接 1960s 1970s,基

4、于網(wǎng)絡(luò)的連接 1970s 1980s,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 1980s ,Low speed lines,Internet,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),ISP（Internet Service Provider）：因特網(wǎng)報(bào)務(wù)提供者 NAP（Network Access Point）:網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn),本地ISP,二級(jí)ISP,NAP,二級(jí)ISP,NAP,本地ISP,Government,End User,University,Enterprise,Home,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有主機(jī)，這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng)（End System）。 端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式可劃分為

5、兩大類：客戶/服務(wù)器（Client/Server）模式和對(duì)等（P2P）方式。,Client,Server,Request,Reply ( Permit / Deny ),Client / Server,Client / Server,Client / Server,Client / Server,Network LAN / WAN,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第一階段為1987-1993年，也是研究試驗(yàn)階段。在此期間中國(guó)一些科研部門和高等院校開(kāi)始研究Internet技術(shù)，并開(kāi)展了科研課題和科技合作工作，此階段的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用僅限于小范圍內(nèi)的電子郵件服務(wù)。 第二階段為1994年至1996年，同樣是起步階段

6、。1994年4月，中關(guān)村地區(qū)教育與科研示范網(wǎng)絡(luò)工程進(jìn)入Internet，從此中國(guó)被國(guó)際上正式承認(rèn)為有Internet的國(guó)家。之后，Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多個(gè)Internet絡(luò)項(xiàng)目在全國(guó)范圍相繼啟動(dòng)，Internet開(kāi)始進(jìn)入公眾生活，并在中國(guó)得到了迅速的發(fā)展。至1996年底，中國(guó)Internet用戶數(shù)已達(dá)20萬(wàn)，利用Internet開(kāi)展的業(yè)務(wù)與應(yīng)用逐步增多。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),第三階段從1997年至今，是Internet在我國(guó)快速最為快速的階段。國(guó)內(nèi)Internet用戶數(shù)97年以后基本保持每半年翻一番的增長(zhǎng)速度，上網(wǎng)用戶已超過(guò)1000萬(wàn)。據(jù)中國(guó)

7、Internet絡(luò)信息中心（CNNIC）公布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，截至2003年6月30日，我國(guó)上網(wǎng)用戶總?cè)藬?shù)為6800萬(wàn)人。這一數(shù)字比年初增長(zhǎng)了890萬(wàn)人，與2002年同期相比則增加了2220萬(wàn)人。 中國(guó)目前有五家具有獨(dú)立國(guó)際出入口線路的商用性Internet骨干單位，還有面向教育、科技、經(jīng)貿(mào)等領(lǐng)域的非營(yíng)利性Internet骨干單位?，F(xiàn)在有600多家網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)提供商（ISP）。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：是一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。,構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)要素：,參與通訊的實(shí)體，如PC機(jī),通訊線路,必要的約定，如協(xié)議,共享的資源,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與計(jì)算

8、機(jī)技 術(shù)和通信技術(shù)分不開(kāi)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：利用通信線路將具 有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)而形成 的計(jì)算機(jī)集合，計(jì)算機(jī)間可以借助通 信線路傳遞信息，共享軟件、硬件和 數(shù)據(jù)等資源。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立在通信網(wǎng)絡(luò)的 基礎(chǔ)之上 建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目的 資源共享 在線通信,Web Server,Main Frame,Super Computer,PC,Switching Network,File Server,Laptop,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的兩個(gè)最重要功能：連接和共享。 共享打印機(jī)等各種硬件設(shè)備（由獨(dú)占或通過(guò)移動(dòng)方式到共享）； 共享數(shù)據(jù)資源（由將數(shù)據(jù)打印或復(fù)制到磁盤的方式轉(zhuǎn)為基于網(wǎng)絡(luò)的共享方

9、式）； 共享應(yīng)用程序。,Internet,Server,Printer,Switch,Hub,Workstation,Router,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把許多計(jì)算機(jī)連接在一起，而因特網(wǎng)則把許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，被稱為“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。Internet的前身是ARPANET（阿帕網(wǎng)）。 1983年，TCP/IP協(xié)議成為ARPANET的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所有使用TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)都可以相互通信。,PC,Switch,Router,LAN,Internet,WAN,Server,Satellite,Printer,Cell Phone,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（注意物理

10、拓樸與邏輯拓樸的區(qū)別）,總線（BUS）型,星（STAR）型,樹(shù)（TREE）型,網(wǎng)（MESH）型,環(huán)（RING）型,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類（按地理范圍） 局域網(wǎng)：LAN，Local Area Network。 為一個(gè)單位所有，地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目有限。 能夠方便的共享外部設(shè)備、主機(jī)及軟件、數(shù)據(jù)，從一個(gè)站點(diǎn)可以訪問(wèn)全網(wǎng)； 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸的演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變； 提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性。 特點(diǎn)：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),局域網(wǎng)是一種互聯(lián)各種設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)，并在這些設(shè)備間提供信息交換的途徑。 局域網(wǎng)同其它數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主

11、要區(qū)別： 覆蓋范圍 通常的范圍是一座/一組大樓，或者是一個(gè)園區(qū)。地理范圍的不同，技術(shù)解決方案也隨之不同。 所有權(quán)和控制權(quán) 通常局域網(wǎng)由互聯(lián)設(shè)備的組織所擁有。因此，局域網(wǎng)是由用戶投資建設(shè)并管理維護(hù)的。 速率和成本的差別 一方面，局域網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的速率通常高于城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)；另一方面，局域網(wǎng)用戶獲得和使用某速率的成本遠(yuǎn)低于城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),廣域網(wǎng)（WAN） wide area network 也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng) 覆蓋的地理范圍：幾十公里到幾千公里 通常利用公用網(wǎng)絡(luò)（如公用數(shù)字網(wǎng)、公用電話網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等）進(jìn)行組建。覆蓋一個(gè)國(guó)家，地區(qū)或橫跨幾個(gè)州，形成國(guó)際性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。,第一章 計(jì)算

12、機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),WAN定義：在大范圍區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)，主要用于互連局域網(wǎng)。 WAN分類： 公用電話網(wǎng)：PSTN 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)：ISDN 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)：E1專線 公用分組交換網(wǎng)：X.25 幀中繼：Frame Relay 異步傳輸模式：ATM,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),WAN的設(shè)計(jì)目標(biāo)： 運(yùn)行在廣闊的地理區(qū)域； 通過(guò)低速串行鏈路進(jìn)行訪問(wèn)； 網(wǎng)絡(luò)控制服從公共服務(wù)的規(guī)則； 提供全時(shí)的或部分時(shí)間的連接； 連接物理上分離的、遙遠(yuǎn)的、甚至全球的設(shè)備。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),城域網(wǎng)（MAN） metropolitan area network 覆蓋的地理范圍：幾十公里之內(nèi),第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

13、的分類（按交換形式） 電路交換 報(bào)文交換 分組交換,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),電路交換：基于電話網(wǎng)的電路交換 交換時(shí)首先需要建立連接，在交換期間內(nèi)維護(hù)連接，最后拆除連接。在交換期間內(nèi)線路專用。 優(yōu)點(diǎn)：時(shí)延小、透明傳輸、安全性較高。 缺點(diǎn)：帶寬固定，網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),電路交換,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),分組交換：以分組為單位存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) 優(yōu)點(diǎn)：多路復(fù)用，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高，不需要管理連接 缺點(diǎn)：實(shí)時(shí)性差，延時(shí)高，每個(gè)分組所必須的控制信息造成開(kāi)銷,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),分組交換,Network A,Network B,Network C,Network D,User A,User

14、 B,User C,User A,User B,User C,不同用戶復(fù)用同一條物理線路，每個(gè)報(bào)文（分組）有不同的源地址和目標(biāo)地址。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),電路交換：整個(gè)報(bào)文的比特流連續(xù)地從源點(diǎn)直到終點(diǎn)，好象在一個(gè)管道中傳送。 報(bào)文交換：整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，全部存儲(chǔ)下來(lái)之后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，然后轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)。 分組交換：將整個(gè)報(bào)文進(jìn)行分組，將分組傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)后轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)。分組的長(zhǎng)度往往遠(yuǎn)小于整個(gè)報(bào)文的長(zhǎng)度。 如果要連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù)，且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于連接建立時(shí)間，則適合采用電路交換。 對(duì)于經(jīng)常的少量數(shù)據(jù)，適合采用分組交換。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),ISP,專線,分組交換,HDL

15、C、PPP、SLIP,X.25、FR、ATM,電話局,電路交換,PPP、SLIP、HDLC,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,HUB,交換機(jī),路由器,Modem/CSU/DSU,廣域網(wǎng)交換機(jī),第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo) 1、帶寬（Bandwidth），bit/s（bps） 過(guò)去，通信線路中傳遞的是模擬信號(hào)，表示通信線路允許通過(guò)的信號(hào)頻帶范圍被稱為線路的帶寬。 當(dāng)通信線路使用數(shù)字信號(hào)時(shí)，帶寬表示所能傳送的最高數(shù)據(jù)傳輸速率（bit/s，比特/秒）。 帶寬也被稱為吞吐量。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo) 2、延時(shí)（Delay） 發(fā)送延時(shí) = 數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度 / 信

16、道帶寬 傳播延時(shí) = 信道長(zhǎng)度 / 傳播速率 處理延時(shí),發(fā)送延時(shí),傳播延時(shí),處理延時(shí),第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),時(shí)延帶寬積 = 傳播時(shí)延 帶寬 往返時(shí)延（RTT，Round-Trip Time）,帶寬,物理鏈路,傳播時(shí)延,Send 1,ACK 1,Send 2,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),本章重點(diǎn)： 1、什么是協(xié)議 2、OSI參考模型 3、TCP/IP模型,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)基本要求： 1、及時(shí)準(zhǔn)確、安全而有效地將數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一端傳至另一端； 2、數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的后，能被用戶識(shí)別。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的兩個(gè)主要功能： 1、保證數(shù)據(jù)傳輸及準(zhǔn)高效，主要針對(duì)通信子網(wǎng)，由低層協(xié)議

17、實(shí)現(xiàn)； 2、保證信息能被計(jì)算機(jī)和用戶識(shí)別，主要針對(duì)資源子網(wǎng)，由高層協(xié)議實(shí)現(xiàn)。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要解決的問(wèn)題： 尋址 差錯(cuò)控制 流量控制 分段及裝配 路由選擇 編碼轉(zhuǎn)換 信息的表達(dá) 同步 數(shù)據(jù)安全,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間要相互傳輸數(shù)據(jù)，需要以下工作。,1、發(fā)起通信的計(jì)算機(jī)必須將數(shù)據(jù)通信的通路進(jìn)行激活（Activate）；,2、要告訴網(wǎng)絡(luò)如何識(shí)別接收數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)；,3、發(fā)起通信的計(jì)算機(jī)必須知道，接收方計(jì)算機(jī)是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)；,4、發(fā)起通信的計(jì)算機(jī)必須知道，接收方計(jì)算機(jī)中的文件管理程序是否已做好文件接收和存儲(chǔ)的準(zhǔn)備工作；,5、若計(jì)算機(jī)的文件不兼容，則至少其

18、中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)應(yīng)完成格式轉(zhuǎn)換工作；,6、對(duì)出現(xiàn)的各種差錯(cuò)和意外事故，如數(shù)據(jù)傳送錯(cuò)誤、重復(fù)或丟失，網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)出現(xiàn)故障等，應(yīng)有可靠的措施保證對(duì)方計(jì)算機(jī)最終能夠收到正確的文件。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),為設(shè)計(jì)這樣復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，ARPANET提出了“分層”的方法。 分層可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，便于研究和解決。 1974年，IBM提出了SNA（System Network Architecture，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）的分層模式。 之后，其他公司也各自推出了自己的體系結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)后，使得某一公司生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠容易的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連。但由于各自網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的

19、不同，不同廠家的產(chǎn)品相互很難兼容。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),層次劃分的目的 將網(wǎng)絡(luò)這個(gè)龐大的、復(fù)雜的問(wèn)題劃分成若干較小的、簡(jiǎn)單的問(wèn)題（化繁為簡(jiǎn)，分而治之）。 層次劃分的原則 層內(nèi)功能內(nèi)聚（功能相似或緊密相關(guān)的模塊放在同一層內(nèi)） 層間耦合松散（使信息在層之間交流減到最少）,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),分層的必要性和好處： 1、各層之間是獨(dú)立的； 各層實(shí)現(xiàn)某種相對(duì)獨(dú)立的功能，而不關(guān)心其他層是如何實(shí)現(xiàn)的。 2、靈活性好； 可以根據(jù)需要對(duì)層功能進(jìn)行修改。 3、結(jié)構(gòu)上可分割； 整個(gè)系統(tǒng)被分解成多個(gè)易于處理的部分，分而治之。 4、易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)； 各層都可以采用最合適的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，某層技術(shù)的改變不影響其

20、他層。 5、能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 每層的功能和服務(wù)已精確說(shuō)明，易于標(biāo)準(zhǔn)化。 分層時(shí)應(yīng)注意每一層的功能非常明確。層數(shù)過(guò)少，會(huì)使得每一層的協(xié)議太過(guò)復(fù)雜；層數(shù)過(guò)多，會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),協(xié)議（Protocol）：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。 協(xié)議的構(gòu)成要素： 語(yǔ)法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 語(yǔ)義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng) 同步：即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在有多種協(xié)議（TCP/IP，ARP） 每一種協(xié)議都有自身的設(shè)計(jì)目標(biāo)和需要解決的問(wèn)題，都有自身的

21、優(yōu)點(diǎn)和使用限制 協(xié)議之間的相互作用 有效性：為避免重復(fù)工作，每個(gè)協(xié)議應(yīng)該處理沒(méi)有被其他協(xié)議處理過(guò)的通信問(wèn)題 高效性：協(xié)議之間可以共享數(shù)據(jù)和信息,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)； 第n層在實(shí)現(xiàn)自身定義的功能時(shí)，只能使用第n-1層提供的服務(wù)； 第n層向第n+1層提供的服務(wù)不僅包含第n層本身的功能，還包含由下層服務(wù)提供的功能； 僅在相鄰層間有接口，且所提供服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)上層屏蔽。,文件傳送模塊,通信服務(wù)模塊,網(wǎng)絡(luò)接入模塊,文件傳

22、送模塊,通信服務(wù)模塊,網(wǎng)絡(luò)接入模塊,文件及文件傳送命令,與通信有關(guān)的報(bào)文,通信網(wǎng)絡(luò),第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),對(duì)于一個(gè)層次化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，每一層中活動(dòng)的元素被稱為實(shí)體（Entity）。 不同系統(tǒng)的同一層實(shí)體稱為對(duì)等實(shí)體。對(duì)等實(shí)體必須使用同一種協(xié)議。 系統(tǒng)中下層實(shí)體向上層實(shí)體提供服務(wù)，將下層實(shí)體稱為服務(wù)提供者，上層實(shí)體為服務(wù)用戶。服務(wù)通過(guò)接口完成。 接口是上下層實(shí)體交換數(shù)據(jù)的地方，被稱為服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（SAP，Service Access Point）。 每個(gè)SAP都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，稱為端口（Port）或者套接字（Socket）。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),1977年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO

23、，International Standards Organization）提出了著名的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型（OSI/RM，Open Systems Interconnection Reference Model），簡(jiǎn)稱為OSI。 1983年，形成了OSI的正式文件，即七層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。 OSI參考模型是一個(gè)描述網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的模型，用來(lái)保證各種類型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的兼容性和互操作性。 OSI參考模型并非指一個(gè)現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)。硬件或軟件廠商生產(chǎn)出的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在樣式外觀上不同，但應(yīng)該有相同的功能。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),OSI參考模型定義的主要內(nèi)容 信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過(guò)程 各層的功能和架構(gòu) OSI參

24、考模型的基本思想： 網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)具有相同的層次； 不同節(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能； 同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過(guò)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)； 不同節(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),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,1,2,3,4,5,6,7,底層：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸,高層：負(fù)責(zé)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),提供應(yīng)用程序間通信,處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等,建立、維護(hù)和管理會(huì)話,建立主機(jī)端到端連接,尋址和路由選擇,提供介質(zhì)訪問(wèn)、鏈路管理等,比特流傳輸,應(yīng)用層,表示層,會(huì)話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,

25、數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,1,2,3,4,5,6,7,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),每一層利用下一層提供的服務(wù)與對(duì)等層通信；每一層使用自己的協(xié)議。,Host A,Host B,APDU,PPDU,SPDU,Segment,Packet,Frame,Bit,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,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,PDU：Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元 封裝：指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將要傳送的數(shù)據(jù)用特定的協(xié)議頭打包來(lái)傳送數(shù)據(jù)，有時(shí)也會(huì)在數(shù)據(jù)尾部加上信息。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)封裝和解封裝,Data,H | Data,H |

26、H | Data,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,Data,H | Data,H | H | Data,對(duì)等層通信,010101010,010101010,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),物理層（physical layer）：利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸率并監(jiān)控出錯(cuò)率，透明傳送比特流。其特性包括電壓、頻率、數(shù)據(jù)傳送速率、最大傳送距離等。 物理層介質(zhì)： 同軸電纜（coaxial cable）：細(xì)纜和粗纜 雙絞線（twisted pair）：UTP、STP 光纖（fiber）：?jiǎn)文！⒍嗄?/p>

27、 無(wú)線（wireless）：紅外線、藍(lán)牙Blue Tooth、WLAN技術(shù) 物理層設(shè)備： 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：中繼器、集線器等 物理層接口： 10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX等 RS-232、V.24、V.35等,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)鏈路層（data link layer）：以“幀”為單位傳送數(shù)據(jù)，使有差錯(cuò)的物理線路變成無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，保證點(diǎn)到點(diǎn)（point-to -point） 可靠的數(shù)據(jù)傳輸。其關(guān)心的主要問(wèn)題是：物理地址（MAC地址）、網(wǎng)絡(luò)拓樸、數(shù)據(jù)幀的有序傳送和流量控制等。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能： 物理地

28、址定義 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 鏈路參數(shù) 差錯(cuò)驗(yàn)證 物理介質(zhì)訪問(wèn) 流控制（可選）,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層分為2個(gè)子層：LLC子層和MAC子層。,MAC地址有48bit，用16進(jìn)制數(shù)表示。,00e0.fc01.2345,廠商編號(hào),序列號(hào),24 bits,24 bits,00e0.fc01.2345,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),IEEE802標(biāo)準(zhǔn)：定義了系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.1 基本局域網(wǎng)問(wèn)題 IEEE802.2 定義LLC子層 IEEE802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.4 令牌總線網(wǎng) IEEE802.5 令牌環(huán)網(wǎng) 局域網(wǎng)設(shè)備： 以太網(wǎng)交換機(jī),第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

29、,廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)： HDLC PPP ISDN X.25 Frame Relay 廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備： Modem、ISDN終端適配器 CSU/DSU、廣域網(wǎng)交換機(jī),第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)層（network layer）：為處在不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備通信提供一條邏輯通信?；救蝿?wù)是：路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等。 網(wǎng)絡(luò)層最主要的功能：路由選擇 可路由協(xié)議（Routed Protocol）：IP、IPX 路由協(xié)議（Routing Protocol） ： RIP、OSPF、BGP等,Network B,Network A,Host A,Host B,Host C,第二章

30、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)的連接需要依靠路由器（Router），路由器的主要工作是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。,Packet,Packet,Network A,Network B,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,Router A,Router B,Router C,A,B,C,D,E,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)層地址由兩部分地址組成：網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。網(wǎng)絡(luò)地址是全局唯一的。,IP 地址,IPX 地址,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),傳輸層（transport layer）：向用戶提供可靠的端到端

31、（end to end）服務(wù)，透明地傳輸報(bào)文。它向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)，關(guān)心的主要問(wèn)題是：建立、維護(hù)和中斷虛電路，傳輸差錯(cuò)校驗(yàn)和恢復(fù)以及信息流量控制機(jī)制等。 傳輸層功能： 分段上層數(shù)據(jù)； 建立端到端連接； 將數(shù)據(jù)從一端主機(jī)傳送到另一端主機(jī)； 通過(guò)滑動(dòng)窗口提供流量控制； 通過(guò)序列號(hào)和確認(rèn)信息提供可靠性。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),傳輸層協(xié)議： 主要有TCP/IP協(xié)議棧的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，IPX/SPX協(xié)議棧的SPX協(xié)議等。 傳輸層協(xié)議用端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。,HTTP,FTP,Telnet,SMTP,DNS,TFTP,SNMP,TCP,UDP,IP 數(shù) 據(jù) 包,套

32、接 字,80,20/21,23,25,53,69,161,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),應(yīng)用數(shù)據(jù),WWW,FTP,傳輸數(shù)據(jù)包,21,1028,80,1027,Data,Data,傳輸層虛電路,Host,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),會(huì)話層（session layer）：建立、管理和終止應(yīng)用程序進(jìn)程之間的會(huì)話和數(shù)據(jù)交換。 會(huì)話層協(xié)議包括SQL、NFS、RPC等。 表示層（presentation layer）：保證一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層發(fā)出的信息能被另一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層讀出。它包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等。 表示層協(xié)議包括ASCII、MPEG、JPEG等。 應(yīng)用層（applicatio

33、n layer）：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)用層協(xié)議包括文字處理、郵件、電子表格等。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,表示層,會(huì)話層,傳輸層,應(yīng)用層,Router A,Router B,Router C,A,B,C,D,E,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),OSI試圖要求全世界的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遵循這一標(biāo)準(zhǔn)，以便于方便的進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換，但事實(shí)上是失敗的。 OSI的專家缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒(méi)有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力； OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)于復(fù)雜，運(yùn)行效率低； OSI標(biāo)準(zhǔn)

34、的制定周期過(guò)長(zhǎng)，使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)； OSI的層次劃分不盡合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn) 現(xiàn)在Internet事實(shí)上所使用的標(biāo)準(zhǔn)是TCP/IP模型。,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),TCP/IP協(xié)議棧具有簡(jiǎn)單的分層設(shè)計(jì)，與OSI參考模型有清晰的對(duì)應(yīng)關(guān)系。,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,傳輸層,Internet層,7,6,5,4,3,2,1,網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層,OSI參考模型,TCP/IP,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),HTTP、Telnet、FTP、 TFTP、Ping,TCP/UDP,ARP/RARP,IP,ICMP,Ethernet、80

35、2.3、PPP、 HDLC、FR,接口和線纜,應(yīng)用層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,提供應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口,建立端到端連接,尋址和路由選擇,物理介質(zhì)訪問(wèn),二進(jìn)制數(shù)據(jù)流傳輸,物理層,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO） 電子電器工程師協(xié)會(huì)（IEEE） 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI） 電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA / TIA） 國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU） INTERNET架構(gòu)委員會(huì)（IAB）,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),For security reasons, the network administrators needs to prevent pings into the corporate n

36、etworks from hosts outside the inside internetwork. Which protocol should be blocked with access control lists? A. IP B. ICMP C. TCP D. UDP,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),A receiving host computes the checksum on a frame and determines that the frame is damaged. The frame is then discarded. At which OSI layer did th

37、is happen? A. session B. transport C. network D. data link E. physical,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),在OSI七層參考模型中，可以完成加密功能的是 A、物理層 B、傳輸層 C、會(huì)話層 D、表示層,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),以下屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備的是 A、廣域網(wǎng)交換機(jī) B、路由器 C、中繼器 D、網(wǎng)關(guān),第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),物理層的主要功能是 A、定義物理地址 B、建立端到端連接 C、在終端設(shè)備間傳送比特流，定義了電壓、接口、電纜標(biāo)準(zhǔn)和傳輸距離等 D、將數(shù)據(jù)從一個(gè)主機(jī)傳送給另一個(gè)主機(jī),第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)鏈路

38、層添加報(bào)頭到數(shù)據(jù)包中，形成（），再傳遞到物理層，在物理層傳輸比特流。 A、幀 B、信元 C、數(shù)據(jù)包 D、段,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),在OSI七層模型中，網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是 A、在信道上傳輸原始的比特流 B、確保到達(dá)對(duì)方的各段信息正確無(wú)誤 C、確定數(shù)據(jù)包從源到目的如何選擇路由 D、加強(qiáng)物理層數(shù)據(jù)傳輸原始比特流的功能并進(jìn)行流量控制,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),當(dāng)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)層時(shí)，稱之為 A、段 B、包 C、位 D、幀,第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)封裝的過(guò)程是 A、段包幀流數(shù)據(jù) B、流段包幀數(shù)據(jù) C、數(shù)據(jù)包段幀流 D、數(shù)據(jù)段包幀流,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,數(shù)據(jù)（data）是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號(hào)（

39、signal）則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 數(shù)據(jù)或信號(hào)既可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。 所謂模擬的是連續(xù)變化的，而數(shù)字的表示取值僅允許為有限的幾個(gè)離散數(shù)值。 數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成為信號(hào)才能在網(wǎng)絡(luò)媒體上傳輸。 有些傳輸媒體只適合于傳送模擬信號(hào)。 因此，即使數(shù)據(jù)是數(shù)字形式的，有時(shí)候仍然需要將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的物理表示形式。 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 模擬信號(hào)：隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量。 數(shù)字信號(hào)：不連續(xù)的、離散的物理量。 周期信號(hào)和非周期信號(hào) 周期信號(hào)：如果一個(gè)信號(hào)在一段可測(cè)量時(shí)間內(nèi)完成一種模式，并且在隨后同樣長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)不斷重復(fù)這種模式，這個(gè)信號(hào)就是

40、周期信號(hào)。 非周期信號(hào)：一個(gè)非周期信號(hào)在隨時(shí)間變化的過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的模式。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,數(shù)據(jù)傳輸形式 模擬信道傳輸模擬數(shù)據(jù) 模擬信道傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 數(shù)字信道傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 數(shù)據(jù)信道傳輸模擬數(shù)據(jù),第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,調(diào)制：將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào) 解調(diào)：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),調(diào)制,解調(diào),Modem,Modem,數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào),模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào),公用電話網(wǎng),第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,正弦波信號(hào)的表達(dá)式： y ( t ) = A sin ( 2ft + ) A：信號(hào)的振幅 f：信號(hào)的頻率 ：初始相角 因此形成了三種基本調(diào)制技術(shù)：振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,數(shù)據(jù)傳

41、輸類型 基帶傳輸：將數(shù)字信號(hào)0和1，用不同電壓來(lái)表示，占用整個(gè)通信線路的全部帶寬，全部帶寬也就組成了一個(gè)信道。 寬帶傳輸：指在同一傳輸介質(zhì)上，將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，以分頻的形式復(fù)用通信線路，利用不同的頻道進(jìn)行多重（并行）傳輸，在一條物理線纜中可以同時(shí)傳送多路數(shù)字信號(hào)。 并行傳輸：同時(shí)可以傳輸一組（多個(gè)）比特，傳輸距離相對(duì)較短。 串行傳輸：同時(shí)只能傳輸一個(gè)比特，傳輸距離較長(zhǎng)。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,異步傳輸模式 以字符為單位，在每個(gè)字符的起止位置分別設(shè)置起始位和停止位，界定字符的開(kāi)始和結(jié)束。 異步傳輸模式的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，需要在每個(gè)字符的首尾加上起、止位，增加了開(kāi)銷，傳輸效率低，速率低。 同步傳輸模式

42、以數(shù)據(jù)塊為單位，可連續(xù)發(fā)送多個(gè)字符，每個(gè)字符不需要附加位。 同步傳輸模式的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，附加的開(kāi)銷小，傳輸效率高，速率高。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,信道：用來(lái)表示向某一個(gè)方向傳送信息的媒體。 一條通信電路往往包括一條發(fā)送信道和一條接收信道。 信息交互的方式： 單工：只有一個(gè)方向，如電視、廣播 半雙工：雙方都可以發(fā)送，但同時(shí)只能是一方發(fā)送，另一方接收，如對(duì)講機(jī) 雙工：雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收，如電話。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,多路復(fù)用技術(shù) 頻分多路復(fù)用：按頻率區(qū)分信號(hào)，把傳輸介質(zhì)的帶寬劃分為若干個(gè)窄頻帶，每一路信號(hào)占用一個(gè)窄頻帶。 時(shí)分多路復(fù)用：將傳輸時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)間間隔（時(shí)間片），每個(gè)時(shí)間片傳輸一路信號(hào)。

43、 波分多路復(fù)用：用于光傳輸網(wǎng)絡(luò)，按光的波長(zhǎng)劃分信號(hào)。 碼分多路復(fù)用：使用不同的碼型進(jìn)行通信。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,物理層常用物理介質(zhì) 有線：同軸電纜、雙絞線、光纖 無(wú)線：微波,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,雙絞線,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,雙絞線（Twist-Pair），是最常用的一種物理層介質(zhì)。 雙絞線通過(guò)互相絞合的方式來(lái)抵消一部分外界電磁波干擾。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可以降低信號(hào)干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消。絞合的程度越高，抗干擾性越強(qiáng)。,干擾,干擾,干擾源,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,實(shí)際使用時(shí)，雙絞線是由多對(duì)雙絞線組成，多對(duì)雙絞線之間也需要絞合，并外

44、包絕緣套管里。 常用的雙絞線分為四對(duì)。 與其他傳輸介質(zhì)相比，雙絞線在傳輸距離，信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價(jià)格較為低廉，使用方便。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UTP，Unshielded Twisted Pair）和屏蔽雙絞線（STP，Shielded Twisted Pair）。 屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁或銅包裹，以減小輻射，價(jià)格相對(duì)較高，安裝時(shí)要比非屏蔽雙絞線電纜困難。 非屏蔽雙絞線電纜具有以下優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)屏蔽外套，直徑小，節(jié)省所占用的空間； 重量輕，易彎曲，易安裝； 將串?dāng)_減至最小或加以消除； 具有阻燃性； 具有獨(dú)立性和靈活性，適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線。,

45、第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,國(guó)際電氣工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）為雙絞線電纜定義了5種不同質(zhì)量的型號(hào)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線使用第3、4、5類。 第3類：指目前在ANSI和EIA/TIA 568標(biāo)準(zhǔn)中指定的電纜。該電纜的傳輸特性最高規(guī)格為16MHz，用于語(yǔ)音傳輸及最高傳輸速率為16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。 第4類：該類電纜的傳輸特性最高規(guī)格為20MHz，用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率20Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。 第5類：該類電纜增加了繞線密度，外套是一種高質(zhì)量的絕緣材料，傳輸特性的最高規(guī)格為100MHz，用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,雙絞線的制作 12345678 568A 綠綠橙

46、蘭蘭橙棕棕 （白） （白） （白） （白） 568B 橙橙綠蘭蘭綠棕棕 （白） （白） （白） （白） 發(fā)發(fā)收未定義未定義收未定義未定義,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,對(duì)于一條雙絞線，在外觀上需要注意的是：每隔兩英尺有一段文字。以AMP公司的線纜為例，該文字為： “AMP SYSTEMS CABLE E138034 0100 24 AWG (UL) CMR/MPR OR C(UL) PCC FT4 VERIFIED ETL CAT5 O44766 FT 9907” 其中： A M P：代表公司名稱。 0 1 0 0：表示1 0 0歐。 2 4：表示線芯是2 4號(hào)的（線芯有2 2、2 4、2 6三種規(guī)格）

47、。 AG：表示美國(guó)線纜規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。 U L：表示通過(guò)認(rèn)證的標(biāo)記。 F T 4：表示4對(duì)線。 C A T 5：表示5類線。 0 4 4 7 6 6：表示線纜當(dāng)前處在的英尺數(shù)。 9 9 0 7：表示生產(chǎn)年月。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,雙絞線的選購(gòu)： 1、線徑 2、材質(zhì) 3、絞合 4、長(zhǎng)度 5、阻燃性,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,同軸電纜,銅芯,絕緣層,外導(dǎo)體屏蔽層,外保護(hù)套,T型接頭,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,同軸電纜常用于設(shè)備之間的連接，或應(yīng)用在總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲小?同軸電纜的中心是一根或多根銅線，外包絕緣材料。在絕緣材料的外層是一層圓柱狀銅導(dǎo)體，最外一層是絕緣層及保護(hù)層。 和雙絞線相比較，同軸電纜的抗干擾能力強(qiáng)、屏

48、蔽性好。 根據(jù)直徑的不同，可分為細(xì)纜和粗纜。 細(xì)纜的最大傳輸距離為185米，使用T型連接器和BND接頭與網(wǎng)卡連接。 粗纜的最大傳輸距離為500米，通過(guò)轉(zhuǎn)換器用AUI接頭連接到PC。,終結(jié)器,終結(jié)器,使用同軸電纜構(gòu)建總線型網(wǎng)絡(luò),第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,光纖,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,光導(dǎo)纖維是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的媒質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜由一捆纖維組成，簡(jiǎn)稱為光纜。光纜是數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì)，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 較寬的頻帶。 電磁絕緣性能好。光纖電纜中傳輸?shù)氖枪馐?，不受外界電磁干擾影響，光本身也不向外輻射信號(hào)，因此它適用于長(zhǎng)距離的信息傳輸以及要求高度安全的場(chǎng)合。 衰減較小，可以說(shuō)在較大范圍內(nèi)是一個(gè)常數(shù)

49、。 中繼器的間隔距離大，整個(gè)通道中繼器的數(shù)目少，這樣可降低成本。 根據(jù)貝爾實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試，當(dāng)數(shù)據(jù)速率為420Mbps，且距離為119km無(wú)中繼器時(shí)，其誤碼率為10-8。 重量輕。 英國(guó)巴斯大學(xué)的物理學(xué)家們研究出世界上最細(xì)的用于通訊的光纜。每根光纜長(zhǎng)為10公里，僅0.00000001毫米粗。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,光纖的分類 單模/多模 單模光纖（SMF Single Mode Fiber）的纖芯直徑很小，在給定的工作波長(zhǎng)上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。光信號(hào)可以沿著光纖的軸向傳播，因此損耗很小，離散也很小，傳播的距離較遠(yuǎn)。單模光纖規(guī)范建議芯徑為8至10m , 包括包層直徑為125m。

50、 多模光纖（MMF Multi Mode Fiber）在給定的工作波長(zhǎng)上以多個(gè)模式同時(shí)傳輸光。多模光纖的纖芯直徑一般為50至200m，而包層直徑的變化范圍為125到230m，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用纖芯直徑為62.5m，包層為125m，也就是通常所說(shuō)的62.5m。與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能要差。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,折射率 折射率分布類光纖可分為跳變式光纖和漸變式光纖。 跳變式光纖纖芯的折射率和保護(hù)層的折射率都是常數(shù)。在纖芯和保護(hù)層的交界面折射率呈階梯型變化。 漸變式光纖纖芯的折射率隨著半徑的增加而按一定規(guī)律減小，到纖芯與保護(hù)層交界處減小為保護(hù)層的折射率。纖芯的折射率的變化是近似拋物線型。,第三章

51、 網(wǎng)絡(luò)接口層,光纖通信系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn) 1) 傳輸頻帶寬、通信容量大，短距離時(shí)達(dá)幾千兆的傳輸速率； 2) 線路損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)； 3) 抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣； 4) 線徑細(xì)、質(zhì)量??； 5) 抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)； 6) 光纖制造資源豐富。 在網(wǎng)絡(luò)工程中，一般使用62.5m/125m規(guī)格的多模光纖，有時(shí)也用50m/125m和100m/140m規(guī)格的多模光纖。戶外布線大于2km時(shí)可選用單模光纖。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,串口線,DTE：數(shù)據(jù)終端設(shè)備,DCE：數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,無(wú)線傳輸介質(zhì) 微波 藍(lán)牙 紅外 ,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,為實(shí)現(xiàn)可靠通信，通信系統(tǒng)必須具有檢測(cè)和糾正差錯(cuò)的機(jī)制。

52、為了有效地檢測(cè)出差錯(cuò)，常用的方法是在所傳輸?shù)男畔⒅?，按照一定的?guī)則，另外加入若干位附加比特，這種技術(shù)稱為冗余。 常用的冗余檢驗(yàn)技術(shù)有：奇偶檢驗(yàn)、方塊檢驗(yàn)和循環(huán)冗余檢驗(yàn)。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,奇校驗(yàn)：通過(guò)附加奇偶校驗(yàn)位，使所傳輸?shù)男畔⒅?的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。 偶校驗(yàn)：通過(guò)附加奇偶校驗(yàn)位，使所傳輸?shù)男畔⒅?的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。 循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC，Cyclical Redundancy Check）：將所傳輸?shù)某砸粋€(gè)預(yù)先設(shè)定的除數(shù)，所得的余數(shù)作為冗余比特，附加在要發(fā)送的數(shù)據(jù)的末尾。這樣實(shí)際傳輸?shù)木湍軌虮活A(yù)先設(shè)定的除數(shù)整除。當(dāng)整個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送到接收方后，接收方利用同一個(gè)除數(shù)去除接收到的數(shù)據(jù)。如果余數(shù)為0，則傳輸

53、正確，否則有誤。 運(yùn)算規(guī)則：加法、減法均為異或運(yùn)算，加法不進(jìn)位，減法不借位。 在數(shù)據(jù)的末尾加上r個(gè)0，r等于除數(shù)的位數(shù)減1； 使用二進(jìn)制除法，所得的余數(shù)為循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（以上除法用的是模2除法，不考慮減法借位，即0-0=0、0-1=1、1-0=1、1-1=0）； 將循環(huán)冗余校驗(yàn)碼替換數(shù)據(jù)末尾的r個(gè)0，得到整個(gè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,例如：假設(shè)待傳送數(shù)據(jù)M1010001101，選擇某生成多項(xiàng)式P=110101， 求CRC碼。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,流量控制：非受限協(xié)議、停等協(xié)議、滑動(dòng)窗口。 非受限協(xié)議是最簡(jiǎn)單的流量控制協(xié)議，其基本思路是：發(fā)送方只要有信息要發(fā)送，就可以不受限制地發(fā)送，同時(shí)

54、假定接收方有足夠大的緩沖區(qū)，可以暫存發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)；或者接收方有足夠的處理能力，及時(shí)向上層提交接收到的數(shù)據(jù)。 非受限協(xié)議不檢測(cè)幀，不作任何限制。假設(shè)信道是無(wú)差錯(cuò)的，或者數(shù)據(jù)是不重要的。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,停止等待協(xié)議：具有最簡(jiǎn)單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 假定 1：鏈路是理想的，數(shù)據(jù)不會(huì)出差錯(cuò)也不會(huì)丟失。 假定 2：不管發(fā)送方以多快的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方總是來(lái)得及收下，并及時(shí)上交主機(jī)。 現(xiàn)在去掉上述的第二個(gè)假定，即主機(jī) A 向主機(jī) B傳輸數(shù)據(jù)的信道仍然是無(wú)差錯(cuò)的理想信道。然而現(xiàn)在不能保證接收端向主機(jī)交付數(shù)據(jù)的速率永遠(yuǎn)不低于發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。 由收方控制發(fā)方的數(shù)據(jù)流，乃是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中流量控

55、制的一個(gè)基本方法。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,為保證可靠交付，發(fā)送方必須對(duì)所發(fā)送的幀進(jìn)行編號(hào)。 如果每次只發(fā)送一幀，那么只需要一個(gè)比特進(jìn)行編號(hào)：0和1。 ACKn表示已經(jīng)正確收到第n號(hào)幀的前一個(gè)幀，并期待收到第n號(hào)幀。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,在發(fā)送結(jié)點(diǎn)： （1）從主機(jī)取一個(gè)數(shù)據(jù)幀。 （2）將數(shù)據(jù)幀送到數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送緩存。 （3）將發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。 （4）等待。 （5）若收到由接收結(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的確認(rèn)信息，則從主機(jī)取一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到（2）。 在接收結(jié)點(diǎn)： （1）等待。 （2）若收到由發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，則將其放入數(shù)據(jù)鏈路層的接收緩存。 （3）將接收緩存中的數(shù)據(jù)幀上交主機(jī)。 （4）向

56、發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)信息，表示數(shù)據(jù)幀已經(jīng)上交給主機(jī)。 （5）轉(zhuǎn)到（1）,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,差錯(cuò)檢測(cè)：CRC校驗(yàn) 確認(rèn)：ACK 超時(shí)：Timeout 重傳： 通過(guò)差錯(cuò)檢測(cè)、確認(rèn)、超時(shí)計(jì)時(shí)、重傳的機(jī)制，數(shù)據(jù)鏈路層提供可靠傳輸?shù)姆?wù)。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,重傳時(shí)間=T1+T2+T3+T4+T5，其中T1=T4 如果忽略T2和T5，并且由于確認(rèn)幀非常小，忽略其發(fā)送時(shí)延T3，則重傳時(shí)間=2T1。,發(fā)送時(shí)延,傳播時(shí)延,處理時(shí)延,傳播時(shí)延,ACK1,Data0,發(fā)送時(shí)延,處理時(shí)延,Data1,T1,T2,T3,T4,T5,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,ARQ（Automatic Repeat reQquest，自動(dòng)請(qǐng)求

57、重傳）的作用原則是對(duì)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀自動(dòng)重發(fā)，它有三種形式：停等協(xié)議ARQ、連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,（1）停等協(xié)議ARQ發(fā)方發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，必須等待收方的確認(rèn)幀才可以發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀，發(fā)送出去的幀被保留在緩沖區(qū)內(nèi)，下一次準(zhǔn)備發(fā)送1號(hào)幀； 在收方接收錯(cuò)誤時(shí)，收方發(fā)一否認(rèn)幀，要求發(fā)方重發(fā)該幀；,發(fā)送方,0,1,發(fā)送0號(hào)幀,接收方,0,發(fā)送方,0,1,NAK,接收方,0,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,為防止發(fā)送的數(shù)據(jù)丟失，發(fā)方內(nèi)部設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，當(dāng)超過(guò)定時(shí)時(shí)間發(fā)方仍未收到確認(rèn)幀時(shí)，發(fā)方重發(fā)該幀； 為防止確認(rèn)幀丟失而造成發(fā)方重發(fā)同一數(shù)據(jù)幀，發(fā)方給每一個(gè)數(shù)據(jù)幀帶上一個(gè)序列號(hào)。 如果正確接收

58、了0號(hào)幀，接收方將發(fā)送ACK1，表示希望繼續(xù)接收到編號(hào)為1的幀。,發(fā)送方,0,1,ACK,接收方,0,發(fā)送方,0,1,ACK1,接收方,0,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,發(fā)送方在收到ACK1后，將原來(lái)保存在緩沖區(qū)內(nèi)的0號(hào)幀刪除，發(fā)送1號(hào)幀，并將1號(hào)幀保留在緩沖區(qū)內(nèi)，等待接收方的確認(rèn)。如果收到接收方的確認(rèn)，下一次將發(fā)送新的0號(hào)幀。,發(fā)送方,1,0,接收方,1,發(fā)送1號(hào)幀,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,（2）連續(xù)ARQ連續(xù)ARQ是發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送若干數(shù)據(jù)幀，如果在此過(guò)程中收到接收方的確認(rèn)幀，則繼續(xù)發(fā)送。 發(fā)方在每發(fā)完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，就啟動(dòng)內(nèi)部超時(shí)定時(shí)器，在設(shè)置的超時(shí)時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)幀，則重發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。由于減少了等待時(shí)間，整個(gè)通信的吞吐量就提高了。 在這種重發(fā)請(qǐng)求方案中，需要在發(fā)送方設(shè)置一個(gè)較大的緩沖存儲(chǔ)空間（稱做重發(fā)表），用以存放等待確認(rèn)的幀。當(dāng)發(fā)送方到對(duì)某幀的確認(rèn)幀后，便可從重發(fā)表中將該信息幀刪除。所以，連續(xù)ARQ的傳輸效率大大提高，但相應(yīng)地需要更大的緩沖存儲(chǔ)空間。,第三章 網(wǎng)絡(luò)接口層,連續(xù)ARQ又稱為Go-BACK-N ARQ，意思是