《計算機通信網(wǎng)》第1章概述

《計算機通信網(wǎng)》第1章概述第一頁，共116頁。1計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用商業(yè)應(yīng)用資源共享：文件、數(shù)據(jù)、打印信息共享：辦公自動化、信息管理與發(fā)布、業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)電子商務(wù)：B2B、B2C公眾應(yīng)用信息查詢：百度、Google、遠(yuǎn)程信息訪問：新浪、遠(yuǎn)程教育個人間通信：E-mail、QQ、MSN生活娛樂：VOD、游戲、購物2第二頁，共116頁。1計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用用戶體驗：各種各樣的上網(wǎng)方式家庭上網(wǎng)—ADSL接入、光纖到樓、光纖到戶網(wǎng)站A網(wǎng)站B網(wǎng)站CInternet光線路局端光纖以太網(wǎng)EPONModem通過EPONModem、經(jīng)光纖線路上網(wǎng)10Mbps~100Mbps3第三頁，共116頁。網(wǎng)吧上網(wǎng)網(wǎng)吧、辦公室、機房、宿舍等一些公共場合本地先組網(wǎng)，再統(tǒng)一上網(wǎng)網(wǎng)站A網(wǎng)站B網(wǎng)站CInternet以太網(wǎng)交換機路由器各用戶的上網(wǎng)信息會不會混淆？說明了什么問題？各用戶的通信會不會相互影響？說明了什么問題？1.計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用4第四頁，共116頁。無線上網(wǎng)筆記本電腦的無線上網(wǎng)進入無線接入點，再統(tǒng)一上網(wǎng)可通過AP實現(xiàn)本地組網(wǎng)(先組網(wǎng)、再上網(wǎng))1.計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用網(wǎng)站A網(wǎng)站B網(wǎng)站CInternetAP(AccessPoint)5第五頁，共116頁。移動上網(wǎng)蜂窩移動通信(GMS、CDMA、LTE)手機、PDA、筆記本電腦上網(wǎng)通過移動通信系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)1.計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用網(wǎng)站A網(wǎng)站B網(wǎng)站CInternet網(wǎng)關(guān)移動用戶間是否也是先組網(wǎng)、再上網(wǎng)？6第六頁，共116頁。網(wǎng)絡(luò)的基本模型網(wǎng)絡(luò)的基本元素多種多樣的通信技術(shù)各種類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備四通八達(dá)的網(wǎng)絡(luò)同時實現(xiàn)多種應(yīng)用訪問(一個或多個網(wǎng)站)1.計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用你還知道其它的上網(wǎng)方式嗎？7第七頁，共116頁。2計算機網(wǎng)絡(luò)概念網(wǎng)絡(luò)的軟硬件模型計算機(主機)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件主機網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多種應(yīng)用軟件一套網(wǎng)絡(luò)軟件支持多個應(yīng)用一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口硬件多個網(wǎng)絡(luò)接口硬件一套網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備其實是有多個接口的計算機8第八頁，共116頁。2.1計算機網(wǎng)絡(luò)定義一種簡潔的定義一些自治計算機的互聯(lián)集合計算機：狹義概念：如PC、便攜機等廣義概念：收發(fā)和處理數(shù)字信號的設(shè)備自治：有獨立操作系統(tǒng)和通信處理能力互聯(lián)/互連：計算機之間能相互通信物理上通過介質(zhì)或通信系統(tǒng)連接邏輯上通過協(xié)議互通主從關(guān)系-聯(lián)機系統(tǒng)鍵盤：輸入終端、打印機:輸出主機主機RS232、UTP等主機典型通信：超級終端文件傳送對等關(guān)系★2.計算機網(wǎng)絡(luò)概念9第九頁，共116頁。2.1計算機網(wǎng)絡(luò)定義資源子網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能的計算機系統(tǒng)的集合。計算機稱為主機(Host)，主要功能是信息資源處理、共享，是網(wǎng)絡(luò)上通信的源和目的。10第十頁，共116頁。2.1計算機網(wǎng)絡(luò)定義通信子網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信信道構(gòu)成的多種網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為計算機間提供通信服務(wù)。實現(xiàn)通信功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被稱為節(jié)點(Node)，為網(wǎng)絡(luò)上主機間的通信實現(xiàn)尋路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。本課程絕大部分內(nèi)容是通信子網(wǎng)部分11第十一頁，共116頁。2.1計算機網(wǎng)絡(luò)定義計算機網(wǎng)絡(luò)的組成主機、通信設(shè)備（節(jié)點）、通信線路組成網(wǎng)絡(luò)所有主機和終端組成資源子網(wǎng)，完成應(yīng)用功能所有通信設(shè)備和線路組成通信子網(wǎng)，完成通信功能（為主機通信提供路由、數(shù)據(jù)存儲與轉(zhuǎn)發(fā)）通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)主機（Host）信道/鏈路（Channel/Link）分組交換網(wǎng)(大型網(wǎng)絡(luò)WAN)12第十二頁，共116頁。2.1計算機網(wǎng)絡(luò)定義計算機網(wǎng)絡(luò)的研究領(lǐng)域通信技術(shù)：線路、速率、體制結(jié)構(gòu)：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、互聯(lián)方式、組網(wǎng)技術(shù)協(xié)議技術(shù)：通信協(xié)議、應(yīng)用協(xié)議路由技術(shù)：獲取、選擇、更新應(yīng)用技術(shù)：多媒體、實時、交互式網(wǎng)絡(luò)安全：數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證、入侵檢測、防火墻網(wǎng)絡(luò)管理：配置、性能、故障、計帳、安全13第十三頁，共116頁。2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的演進與發(fā)展第一階段：主機參與通信的網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)60-70年代主機通過介質(zhì)相連銅線、同軸纜、無線傳輸主機直接參與通信同時承擔(dān)事務(wù)處理通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很小主機主機主機終端14第十四頁，共116頁。2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的演進與發(fā)展第二階段：主機功能分割的網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)70-80年代初期事務(wù)處理與通信分開事務(wù)處理主機出現(xiàn)專門的通信主機事務(wù)主機通過通信主機互連通信主機實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)主機不一定要直接相連可以有更多的主機通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模得到擴大通信主機事務(wù)處理主機15第十五頁，共116頁。2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的演進與發(fā)展第三階段：標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)80-90年代中期互聯(lián)需求催生了標(biāo)準(zhǔn)化的進程不同的網(wǎng)絡(luò)大量出現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)具有獨立的運行模式如何互聯(lián)？網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)需要標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議開放接口16第十六頁，共116頁。2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的演進與發(fā)展第四階段：Internet膨脹時代20世紀(jì)90年代中后期至今各種需求（業(yè)務(wù)、帶寬）不斷增長各種技術(shù)不斷發(fā)展計算機技術(shù)：PC、特定計算機通信技術(shù)：寬帶、高速、光通信、無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：通信協(xié)議、路由協(xié)議、互聯(lián)技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)等17第十七頁，共116頁。2.3計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫負(fù)洌壕W(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的（物理、邏輯）連接關(guān)系18第十八頁，共116頁。2.4計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)帶寬（Bandwidth）通信線路傳送數(shù)字信號的速率稱為數(shù)據(jù)率或比特率，計算機網(wǎng)絡(luò)中習(xí)慣上將“帶寬”作為“數(shù)據(jù)率”的同義詞。比如IEEE802.11g的最大信道帶寬為54Mbps網(wǎng)絡(luò)或鏈路帶寬（數(shù)據(jù)率）的常用單位：kbps，Mbps、Gbps、Tbps。這里1Mbps=106bit/s注意與計算機領(lǐng)域單位的差別：如1MB=220

字節(jié)帶寬在其它領(lǐng)域中通常是頻帶寬度的度量，單位Hz吞吐率（Throughput）表示線路/信道的實際測量速率（有效帶寬）19第十九頁，共116頁。2.4計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)端到端時延（Delay）數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時間傳輸（transmission）或發(fā)送時延：數(shù)據(jù)塊長度/信道帶寬，節(jié)點使數(shù)據(jù)塊全部進入傳輸介質(zhì)所需時間傳播（propagation）時延：信道長度/電磁波在信道上的傳播速率，不同介質(zhì)－自由空間：3.0x105km/s，銅線：2.3x105km/s，光纖：2.0x105km/s處理時延：數(shù)據(jù)在交換節(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)所需時間（排隊時延）總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延往返時間（Round-Triptime）從發(fā)送端開始發(fā)送數(shù)據(jù)到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)所經(jīng)歷的時間。20第二十頁，共116頁。2.4計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)三種時延的分析為了簡化分析，通常只考慮占主導(dǎo)地位的時延具體場合，占主導(dǎo)的時延并不相同特別注意：端到端的延時包括所有節(jié)點之間的總延時

100101隊列鏈路在此產(chǎn)生傳播時延在此產(chǎn)生發(fā)送時延發(fā)送器在此產(chǎn)生處理時延節(jié)點A節(jié)點B21第二十一頁，共116頁。2.4計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)不同情況下占主導(dǎo)時延的分析假設(shè)以下兩例暫不考慮處理時延例1：數(shù)據(jù)長度為1×108bit，在傳輸速率為1Mb/s，距離為100m的銅線上傳輸?shù)那闆r發(fā)送時延=1×108b/1Mb/s=100s傳播時延=100m/2.3×105km/s=4.35×10-6s顯然發(fā)送時延占主導(dǎo)例2：數(shù)據(jù)長度為10bit，在傳輸速率為100Mb/s，距離為1000km的光纖上傳輸?shù)那闆r發(fā)送時延=10b/100Mb/s=10-7s傳播時延=1000km/2×105km/s=5×10-7s顯然傳播時延占主導(dǎo)22第二十二頁，共116頁。3計算機網(wǎng)絡(luò)分類信道傳輸技術(shù)（TransmissionTechnology）廣播式網(wǎng)絡(luò)（BroadcastNetwork）點到點網(wǎng)絡(luò)（Point-to-pointNetwork）地理范圍（Scale）個人網(wǎng)（PersonalAreaNetwork，PAN）局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）互聯(lián)網(wǎng)（internetworks）23第二十三頁，共116頁。3.1信道傳輸技術(shù)廣播式網(wǎng)絡(luò)所有計算機共享一條信道一臺主機發(fā)出的報文，其他所有主機都可收到以額外控制（信道競爭）開銷換取信道利用率信道分配方式：靜態(tài)、動態(tài)總線型網(wǎng)絡(luò)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)3計算機網(wǎng)絡(luò)分類24第二十四頁，共116頁。3.1信道傳輸技術(shù)點到點網(wǎng)絡(luò)每條信道僅連接一對通信節(jié)點，獨享信道主機間通信由一個或多個通信節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)有信道復(fù)用和選路算法3計算機網(wǎng)絡(luò)分類25第二十五頁，共116頁。3.2地理范圍PAN(PersonalAreaNetwork)地理范圍很小（幾米），數(shù)字士兵綜合系統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth），IEEE802.15LAN(LocalAreaNetwork)地理范圍?。◣装倜讆幾公里），辦公室、樓內(nèi)以廣播型網(wǎng)絡(luò)為主速率高、延時低、差錯率低IEEE802.3（以太網(wǎng)）、IEEE802.5（令牌環(huán)網(wǎng)）、IEEE802.11（無線局域網(wǎng)）3計算機網(wǎng)絡(luò)分類總線型環(huán)型26第二十六頁，共116頁。3.2地理范圍MAN地理范圍較大（幾公里~幾十公里），覆蓋城市以廣播型和點到點網(wǎng)絡(luò)混合有線電視網(wǎng)（CATV）、數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)、無線寬帶接入網(wǎng)（LMDS-802.16）Junctionbox：接線盒Headend：端點有線電視網(wǎng)目前已經(jīng)用于雙向數(shù)據(jù)通信。協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：DOCSIS2.0（DataOverCableServiceInterfaceSpecification）電纜傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接口規(guī)范3計算機網(wǎng)絡(luò)分類27第二十七頁，共116頁。3.2地理范圍MAN國外較早期的做法(如歐美等國)當(dāng)時CATV已普及利用CATV的通信方式實現(xiàn)計算機組網(wǎng)CableModem中國較早時期：利用電話通信的信道撥號Modem，56kbps目前流行：ADSL，512k、1M、2M等今后發(fā)展方向數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)(3G/4G)，寬帶無線接入(IEEE802.16)28第二十八頁，共116頁。3.2地理范圍WAN(WideAreaNetwork)地理范圍大（幾十公里~上千公里）以長距離點到點連接網(wǎng)絡(luò)為主、可擴展性路由器：存儲轉(zhuǎn)發(fā)、輸入輸出端口局域網(wǎng)如何實現(xiàn)遠(yuǎn)距離連接？經(jīng)廣域網(wǎng)實現(xiàn)不規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信抗干擾技術(shù)國家級重點實驗室2929第二十九頁，共116頁。無線網(wǎng)絡(luò)無線局域網(wǎng)(WirelessLAN)APIEEE802.11a/b/g/nWLANAP模式WLANAdHoc模式用AP實現(xiàn)組網(wǎng)計算機對等組網(wǎng)30第三十頁，共116頁。無線網(wǎng)絡(luò)無線廣域網(wǎng)(WWAN)WWAN技術(shù)是使得筆記本電腦或者其他的設(shè)備裝置在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)可以在任何地方連接到互聯(lián)網(wǎng)利用蜂窩無線網(wǎng)卡較長距離接入、移動與越區(qū)切換31第三十一頁，共116頁?；ヂ?lián)網(wǎng)（internetworks）互聯(lián)網(wǎng)是指異類網(wǎng)（各種類型網(wǎng)）的互聯(lián)Internet是一個廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)城域網(wǎng)32第三十二頁，共116頁。Internet網(wǎng)絡(luò)多種網(wǎng)絡(luò)(LAN、MAN、WAN)的混合組網(wǎng)局域網(wǎng)：本地組網(wǎng)(再接入到Internet)接入網(wǎng)：把單機、或局域網(wǎng)與Internet連接網(wǎng)關(guān)(Gateway)局域網(wǎng)骨干網(wǎng)(Backbone)國際、國家、地區(qū)級骨干網(wǎng)接入網(wǎng)33第三十三頁，共116頁。InternetInternetBackbone34第三十四頁，共116頁。中國教育網(wǎng)拓?fù)鋱D35第三十五頁，共116頁。其它分類方法交換功能電路交換網(wǎng)（Circuit-SwitchedNetwork）分組交換網(wǎng)（Packet-SwitchedNetwork）報文交換網(wǎng)（Message-SwitchedNetwork）混合交換網(wǎng)（Hybrid-SwitchedNetwork）網(wǎng)絡(luò)使用者公用網(wǎng)（PublicNetwork）專用網(wǎng)（PrivateNetwork）36第三十六頁，共116頁。4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)分層思想通信服務(wù)模式典型功能分層37第三十七頁，共116頁。4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)分層思想化繁為簡：網(wǎng)絡(luò)通信劃分為若干功能功能順序處理：垂直分層功能模塊化：細(xì)化設(shè)計、相對獨立、便于實現(xiàn)與更新每個功能需要雙方(乃至多方)的配合（共同遵守的規(guī)則集，即協(xié)議）才能實現(xiàn)功能k-1功能2若干個順序執(zhí)行的功能構(gòu)成了功能性層次結(jié)構(gòu)功能1計算機/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能k雙方配合實現(xiàn)某功能的規(guī)則稱為該功能的”協(xié)議”，或該層的“協(xié)議”最低層最高層功能(k)協(xié)議功能(k-1)協(xié)議功能(2)協(xié)議功能(1)協(xié)議分層準(zhǔn)則1、每層有明確的功能2、功能間界限清楚3、層間通信量少4、層次數(shù)適當(dāng)38第三十八頁，共116頁。4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型同層間遵守相同的規(guī)則，每層為相鄰上層提供服務(wù)第2層第1層第n層第n+1層物理傳輸介質(zhì)第2層第1層第n層第n+1層n/n+1接口第n層協(xié)議對等層虛通信39第三十九頁，共116頁。4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)層次模型的基本要素功能層內(nèi)、層次定義依據(jù)協(xié)議對等層之間對等層間的通信規(guī)則服務(wù)相鄰層之間下層為上層提供的功能接口相鄰層之間相鄰層間的通信操作第n層提供的服務(wù)n層間的協(xié)議層內(nèi)實現(xiàn)的功能40第四十頁，共116頁。4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)事例信件郵局分揀、郵包郵政網(wǎng)絡(luò)郵政運輸交通運輸信件郵局分揀、郵包郵政網(wǎng)絡(luò)郵政運輸信件格式寄信方式分揀郵包規(guī)則郵路選擇運輸方式信件傳遞經(jīng)若干層次——服務(wù)同層間需要約定規(guī)則——協(xié)議41第四十一頁，共116頁。通信服務(wù)模式計算機之間到底是如何通信的？有兩個參照系統(tǒng)：電話系統(tǒng)、郵政系統(tǒng)參照電話系統(tǒng)的通信方式:連接模式（ConnectionMode）通信有3個階段建立連接計算機先用“撥號”呼叫對方計算機，得到對方回答各處的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為該通信建立傳輸?shù)穆酚赏ㄐ沤?jīng)過“撥號”時在網(wǎng)絡(luò)上建立的路由，相互傳遞數(shù)據(jù)拆除連接結(jié)束時“掛機”，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備撤銷對應(yīng)的路由，恢復(fù)原狀特點可預(yù)期(連接后)的通信，因此容易實現(xiàn)可靠的通信連接模式42第四十二頁，共116頁。通信服務(wù)模式參照郵政系統(tǒng)的通信方式：無連接模式（ConnectionlessMode）只經(jīng)歷1個過程計算機直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上無需事先建立連接讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動選擇路由特點通信隨機發(fā)生，靈活但難以提高可靠性對比：郵遞信件、發(fā)送短信的可靠性無連接模式43第四十三頁，共116頁。典型分層功能—應(yīng)用功能(第7章)應(yīng)用層，ApplicationLayer上網(wǎng)應(yīng)用軟件與網(wǎng)站的應(yīng)用軟件配合網(wǎng)頁瀏覽文件上/下載QQ聊天猜想上面的應(yīng)用功能的雙方會如何配合？雙方向?qū)Ψ桨l(fā)送什么含義的應(yīng)用信息？4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)信息A信息B44第四十四頁，共116頁。典型分層功能—傳送功能(第6章)傳送層，TransportLayer通信雙方配合，實現(xiàn)對多個應(yīng)用信息匯集和分發(fā)功能匯集：多個應(yīng)用向?qū)Ψ桨l(fā)送信息時，統(tǒng)一的傳送處理分發(fā)：對接收到信息，分發(fā)到對應(yīng)的應(yīng)用軟件上配合手段傳送功能雙方同樣需要交換信息(傳送信息)，以實現(xiàn)配合信息交換手段傳送信息附加在應(yīng)用信息上或獨立交換傳送信息猜想實現(xiàn)應(yīng)用信息的匯聚和區(qū)分，傳送功能需要交換什么信息？還要增加其它功能呢(如：對應(yīng)用信息丟失的處理)？傳送功能傳送功能傳送信息傳送數(shù)據(jù)4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)45第四十五頁，共116頁。典型分層功能—網(wǎng)絡(luò)功能(第5章)網(wǎng)絡(luò)層，NetworkLayer多方的配合，尋找傳輸路徑，完成沿網(wǎng)絡(luò)路徑上中繼的功能在復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中尋找到達(dá)目的地的傳輸路徑將傳送層發(fā)送的數(shù)據(jù)沿路徑逐次中繼，直到目的地路徑：Route；中繼：Relay配合手段多個設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層相互交換信息(網(wǎng)絡(luò)信息)，獲取拓?fù)涞刃畔⑿畔⒔粨Q手段網(wǎng)絡(luò)信息附加在傳送信息上或獨立交換網(wǎng)絡(luò)信息猜想網(wǎng)絡(luò)信息應(yīng)該包含什么內(nèi)容，才能實施尋找路徑等網(wǎng)絡(luò)功能？傳送功能網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能傳送功能網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)信息4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)46第四十六頁，共116頁。典型分層功能—鏈路功能(第3,4章)數(shù)據(jù)鏈路層，DataLinkLayer信道兩端鏈路層的配合，完成數(shù)據(jù)塊(稱為幀)的傳輸功能針對信道的傳輸特點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)塊正確傳輸和接收M2M連接方式下，控制各站點對信道訪問配合手段信道兩端的鏈路層相互交換信息(鏈路信息)，獲取拓?fù)涞刃畔⑿畔⒔粨Q手段鏈路信息附加在網(wǎng)絡(luò)信息上或獨立交換鏈路信息猜想鏈路層將附加什么信息，才有助于數(shù)據(jù)塊的傳送與接收？網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能鏈路功能鏈路功能鏈路功能鏈路功能傳輸介質(zhì)鏈路信息4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)47第四十七頁，共116頁。典型分層功能—物理接口功能(第2章)物理層，PhysicalLayer適應(yīng)信道接口、傳輸驅(qū)動、bit傳輸?shù)氖瞻l(fā)配合光纖、無線、雙絞線、并行線、同軸電纜等接口短距離/長距離傳輸驅(qū)動Bit序列的正確發(fā)送/接收的配合配合手段信號格式、編碼方式信息交換手段握手信號、同步信號發(fā)0011收0101收發(fā)發(fā)0011收0101收發(fā)傳輸介質(zhì)物理層物理層4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)48第四十八頁，共116頁。層次整體由功能劃分形成了多個層次各層的功能需要信息交換來配合(協(xié)議)關(guān)注各層交換的信息和實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳送上層來的每個數(shù)據(jù)，都要附加本層的信息(稱為：首部，Header)，各層接收時，只處理自己層的首部越靠近底層，附加的信息越靠前應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳送層首部網(wǎng)絡(luò)層首部鏈路層首部應(yīng)用層協(xié)議傳送層協(xié)議4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)49第四十九頁，共116頁。各層設(shè)計問題從功能配合上，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次分為三大部分各層可能涉及的問題如何指定通信的對方(編址尋址，Addressing)傳輸中出現(xiàn)錯誤時如何處理(ErrorControl)傳輸流量大小控制(流控，F(xiàn)lowControl)網(wǎng)絡(luò)如何處理同時存在的多個通信(多路復(fù)用/解復(fù)用，Multiplexing/Demultiplexing)應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層兩個端點的配合部分（端到端）全體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配合部分（主機到主機）各段信道分別配合部分（點到點）4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)50第五十頁，共116頁。各層主要功能應(yīng)用層信息的含義、雙方的處理方法傳送層各個應(yīng)用的標(biāo)識、為應(yīng)用提供的通信性能及可靠性網(wǎng)絡(luò)層各個站點的標(biāo)識(地址機制)、路由選擇、擁塞控制鏈路層數(shù)據(jù)塊收發(fā)、差錯控制、流量控制、信道利用率物理層信號格式、傳輸速率、多路復(fù)用4網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)51第五十一頁，共116頁。5參考模型網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)模型前面內(nèi)容分析出的結(jié)構(gòu)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的結(jié)構(gòu)ISO(InternationalStandardOrganization)7層結(jié)構(gòu)，開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI,OpenSystemInterconnection)Internet定義的結(jié)構(gòu)TCP/IP層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層前面分析得出的分層結(jié)構(gòu)應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層OSI層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層物理網(wǎng)TCP/IP層次結(jié)構(gòu)ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysical52第五十二頁，共116頁。5.1OSI參考模型（ISO7498）定義層次框架各層功能OSI術(shù)語服務(wù)、協(xié)議實體、接口各層實現(xiàn)方式由另外的標(biāo)準(zhǔn)定義應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層通信介質(zhì)傳輸層協(xié)議會話層協(xié)議表示層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議端系統(tǒng)A端系統(tǒng)B中繼系統(tǒng)通信介質(zhì)p22OSI（開放系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型53第五十三頁，共116頁。5.1.1OSI分層概念對等層PeerLayer對等層PeerLayer接口Interface對等層協(xié)議Peer-to-PeerProtocol對等層協(xié)議Peer-to-PeerProtocol服務(wù)Service54第五十四頁，共116頁。5.1.1OSI分層概念層次的獨立性每一層具有相對的獨立性只要基本功能和接口保持不變，可以把一個層次（或?qū)嶓w）用另一種實現(xiàn)（協(xié)議）來替換下層的整體切換IPPHY802HDLCIPPHY802HDLCIPPHY802PPPIPPHY802PPPIPFR802PPPIPFR802PPPIPPHY2802PPPIPPHY2802PPPFRFRFRPHY3PHY3ATMATMATM55第五十五頁，共116頁。5.1.1OSI分層概念子層和空層各層允許再分為若干子層，以便實現(xiàn)特定的功能允許有空層的存在，在概念上保留該層的存在物理層MAC傳輸層4321LLC56第五十六頁，共116頁。5.1.2OSI各層服務(wù)與功能物理層服務(wù)：提供無結(jié)構(gòu)原始bit流傳輸功能：Bit的信號表示、同步、通信過程協(xié)調(diào)、物理介質(zhì)驅(qū)動鏈路層服務(wù)：幀傳輸，使物理信道對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為可靠的信道（數(shù)據(jù)鏈路或分組信道），最大傳輸單元（MTU）功能：幀封裝，bit信道上幀傳輸（幀同步、信道的使用規(guī)則、幀邊界識別）、幀差錯檢測和處理（校驗、重傳等）、流量控制（收發(fā)平衡）等。LLC(LogicalLinkControl)、MAC(MediaAccessControl)57第五十七頁，共116頁。5.1.2OSI各層服務(wù)與功能網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)：為傳輸層提供穿越網(wǎng)絡(luò)的通信服務(wù)功能：路由計算、路由選擇、報文分段和重組、擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連傳送層服務(wù)：屏蔽具體網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)和不同網(wǎng)絡(luò)差異，為上層提供與具體網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的（端到端）通信服務(wù)。功能：各種網(wǎng)絡(luò)的適配，網(wǎng)絡(luò)通信的分流和復(fù)用、多個并發(fā)通信的管理、流量控制等。58第五十八頁，共116頁。5.1.2OSI各層服務(wù)與功能會話層服務(wù)：支持主機上并行存在多個通信，增強主機間通信功能功能：會話管理，比如計帳、通話控制、會話參數(shù)協(xié)商表示層服務(wù)：為應(yīng)用層要傳輸?shù)男畔?nèi)容提供與平臺無關(guān)的語法和語義表示功能：表示、加密、壓縮應(yīng)用層：各種使用網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用59第五十九頁，共116頁。5.1.3OSI參考模型術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)化—術(shù)語協(xié)議(Protocol):與對方交換信息的規(guī)則集例如:http協(xié)議、ftp(文件傳送)協(xié)議、IP(Internet)協(xié)議實體(Entity):某層中的特定協(xié)議的執(zhí)行體(協(xié)議實體)例：瀏覽器(http實體)、文件下載軟件(ftp實體)一層中通常都會有多個實體存在服務(wù)(Entity):實體向上層提供的各種功能提供的服務(wù)使上層能夠發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)，以及其它功能例：某個實體只提供無連接通信服務(wù)、或只提供面向連接服務(wù)、或兩者都提供接口(Interface)：上層實體訪問下層實體服務(wù)的方式第k層實體服務(wù)實體交換信息，實現(xiàn)配合對等實體間的協(xié)議60第六十頁，共116頁。實體、協(xié)議與服務(wù)在協(xié)議的控制下，實體使用下層的通信服務(wù)，完成本層功能，并為上層提供增強的通信功能，協(xié)議是“水平的”，服務(wù)是“垂直的”。實體實體實體實體協(xié)議使用的下層服務(wù)為上層提供的服務(wù)nnn-1n-161第六十一頁，共116頁。5.2TCP/IP模型物理網(wǎng)絡(luò)不管物理網(wǎng)絡(luò)有多少層，只要是能提供IP分組傳輸手段的“系統(tǒng)”就可作為物理網(wǎng)絡(luò)如:一個實際網(wǎng)絡(luò)(3層結(jié)構(gòu))，或數(shù)據(jù)鏈路(2層結(jié)構(gòu))沒有會話層和表示層計算機多任務(wù)操作系統(tǒng)具備多進程通信管理能力會話管理由增強的TCP/UDP和應(yīng)用完成數(shù)據(jù)表示由各應(yīng)用實現(xiàn)應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連路層物理層1234567應(yīng)用層TCP/UDPIP物理網(wǎng)絡(luò)（主機至網(wǎng)絡(luò)）（網(wǎng)絡(luò)接口）OSI/RMTCP/IP62第六十二頁，共116頁。5.3OSI和TCP/IP的比較相同垂直的分層結(jié)構(gòu)層次及功能大體相似差異層次制定不同定義的規(guī)范性O(shè)SI更清晰，更容易實現(xiàn)協(xié)議替換OSI是先有模型再制定協(xié)議TCP/IP是先有協(xié)議，協(xié)議豐富后出現(xiàn)模型加以描述和規(guī)范OSI更傾向于面向連接TCP/IP提供兩種服務(wù)方式給用戶選擇63第六十三頁，共116頁。5.3OSI和TCP/IP的比較優(yōu)點OSI的通用性強，用于描述和規(guī)范網(wǎng)絡(luò)更清晰TCP/IP的實用性更強，有很多實際證明很有效的技術(shù)缺點OSI層次、協(xié)議和服務(wù)定義過于復(fù)雜OSI對無連接服務(wù)和協(xié)議的忽視OSI對計算機及軟件工作方式的忽視TCP/IP的通用性差TCP/IP協(xié)議的協(xié)議難以做到不受影響的替換64第六十四頁，共116頁。5.3OSI和TCP/IP的比較小結(jié)OSI模型獲得了一些理論研究成果，協(xié)議復(fù)雜、難于實現(xiàn)，市場化失敗TCP/IP模型沒有明確區(qū)分服務(wù)、協(xié)議和接口，通用性差，且難于重新實現(xiàn)某些層。但它適時出現(xiàn)、廣泛應(yīng)用，成為事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。65第六十五頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語數(shù)據(jù)相關(guān)術(shù)語DU(DataUnit，數(shù)據(jù)單元)PDU(ProtocolDU，協(xié)議數(shù)據(jù)單元實體與對等實體相互傳遞的數(shù)據(jù)(交換的信息、DU)應(yīng)用層：APDU表示層：PPDU會話層：SPDU傳送層：TPDU網(wǎng)絡(luò)層：NPDU(Packet，分組)鏈路層：LPDU(Frame，幀）物理層：PhPDU(不常用)數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體PDU=[H,DU]H是本層交換信息的首部，DU是上層的內(nèi)容HDU各層的標(biāo)準(zhǔn)格式66第六十六頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語接口模型術(shù)語ICI，接口控制信息(InterfaceControlInformation)輔助實體實現(xiàn)DU傳輸?shù)膮?shù)(每個服務(wù)原語都有輔助參數(shù))如:服務(wù)原語SendTo(對方地址，…,DU)[對方地址，…]即為ICISDU,服務(wù)數(shù)據(jù)單元(ServiceDataUnit)SDU=上層[PDU],即本層[DU],表示上下層傳遞的數(shù)據(jù)單元IDU=[ICI,SDU],表示上下層傳遞的信息和數(shù)據(jù)PDUSDUHICIDUIDUICIPDUSDUHICIDUIDUICI發(fā)送輔助信息接收輔助信息67第六十七頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語服務(wù)接口模型Hn

ICIn

SDUnICIn

SDUnICInHn

ICIn本層協(xié)議通信內(nèi)容SDUn+1ICIn+1IDU本層協(xié)議通信內(nèi)容SDUn+1SDUn+1SDUn+1ICIn+1ICIn+1ICIn+1n層n+1層IDUPDUPDUn層n+1層虛擬通信實際通信上層對下層的控制68第六十八頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語實體(Entity)完成對等層功能的軟件或硬件稱為“實體”，是該層特定協(xié)議的執(zhí)行體同一層中可以同時存在多個不同的實體，提供差異化的層功能例如：在TCP/IP的傳送層，存在一個TCP實體，提供連接模式的通信功能一個UDP實體，提供無連接模式的通信功能對等實體(PeerEntity)同層間存在通信關(guān)系的實體TCP實體間稱為“對等實體”，UDP實體與TCP實體不構(gòu)成對等實體TCPUDP應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用層實體傳送層實體TCP對等實體69第六十九頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語服務(wù)(

Service)實體向上提供的各種功能稱為服務(wù)每個具體服務(wù)的調(diào)用接口稱為服務(wù)原語(教材P29-30)典型的無連接模式的服務(wù)原語包括(但不只這些)SendTo(對方地址，數(shù)據(jù))發(fā)送數(shù)據(jù)到指定對方同層RecvFrom(地址緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)緩沖區(qū),…)接收來自任意對方來的數(shù)據(jù)，地址緩沖區(qū)得到對方地址，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)得到對方發(fā)送的數(shù)據(jù)70第七十頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語服務(wù)(

Service)典型的連接模式的服務(wù)原語包括(但不只這些)建立連接服務(wù)：Connect(…)通信服務(wù)：Send(…)、Recv(…)關(guān)閉連接服務(wù)：Close(…)、或Disconnect(…)通信狀態(tài)服務(wù)：Reset(…)、Restart(…)函數(shù)調(diào)用的名字不重要不同系統(tǒng)中，函數(shù)名稱可能不一樣重要的是理解各個服務(wù)原語所提供的功能71第七十一頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語服務(wù)訪問點SAP(ServiceAccessPoint)概念考察如圖：TCP同時支持了幾個應(yīng)用是一個TCP實體(而不是多個)提供的支持TCP實現(xiàn)多個應(yīng)用通信數(shù)據(jù)的匯聚和分發(fā)實際上，幾乎所有的實體都提供這種匯聚分發(fā)能力匯聚分發(fā)模型--SAPTCPWWW文件傳輸QQEntity-DEntity-AEntity-BEntity-C代表某一個通信TCPWWW文件傳輸QQIPTCPUDPSAP72第七十二頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語SAP的深入描述每個實體對自己提供的SAP都會進行編號1，2，3，…(或其它形式的編排)實體的附加信息中，SAP編號將作為其中一項內(nèi)容實體通過SAP編號聯(lián)系上層實體(不需了解上層實體是誰)SAP應(yīng)用方案1：一對一傳輸(k號進，k號出)[DU](k)[k,DU]------[k,DU](k)[DU]方案2：多對多傳輸(i號進，j號出)[DU](i)[(i,j),DU]------[(i,j),DU](j)[DU]了解附加信息中的SAP編號數(shù)，就能知道實體采用哪種方案Entity-D12nEntity-D12n22n73第七十三頁，共116頁。網(wǎng)絡(luò)SAP實例利用SAP產(chǎn)生協(xié)議間的關(guān)聯(lián)組合稱為協(xié)議棧UDPTCPIPMAC806ARP800ICMPhttpxhttpy1176FTPzDNSkSAP不一定都在層的邊界上DataLinkLayerNetworkLayerTransportLayerTCP/IP協(xié)議棧每一條上下的路，就是一組通信功能序列通過SAP形成了多個功能序列，為上層應(yīng)用提供了多種可選的通信方法74第七十四頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語-協(xié)議協(xié)議(Protocol)對等實體間交換數(shù)據(jù)的通信規(guī)則協(xié)議類型面向連接的通信協(xié)議無連接的通信協(xié)議面向連接的通信協(xié)議協(xié)議實體在連接上傳輸數(shù)據(jù)建立連接傳輸拆除連接可靠服務(wù)差錯控制：序號、確認(rèn)、重傳流量控制通信效率問題：傳輸延遲協(xié)議實體工作復(fù)雜75第七十五頁，共116頁。5.4標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語-協(xié)議無連接的通信協(xié)議協(xié)議實體直接傳輸數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)就發(fā)，通常收到數(shù)據(jù)就交給上層PDU無需編號，可以有應(yīng)答、也可無應(yīng)答不可靠服務(wù)協(xié)議實體功能簡單、容易實現(xiàn)應(yīng)用層協(xié)議(雙方計算機的對等實體間)http:超文本協(xié)議網(wǎng)頁內(nèi)容表示、網(wǎng)頁請求、網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的通信規(guī)則ftp：文件傳送協(xié)議文件上傳、下載、目錄瀏覽等的通信規(guī)則Smtp：電子郵件傳送協(xié)議發(fā)送、接收、刪除電子郵件的通信規(guī)則76第七十六頁，共116頁。Protocol(協(xié)議)傳送層協(xié)議(雙方計算機的對等實體間)TCP：傳送控制協(xié)議匯聚分發(fā)、面向連接傳送(出錯、丟失恢復(fù)等)的通信規(guī)則UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議匯聚分發(fā)、無連接傳送的通信規(guī)則網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP：網(wǎng)際互連協(xié)議在多網(wǎng)互聯(lián)的環(huán)境下，通過尋址、路由、中繼，實現(xiàn)從源地址到目的地址的通信規(guī)則IPX：互連交換協(xié)議在多服務(wù)器互聯(lián)多以太網(wǎng)環(huán)境下，實現(xiàn)多網(wǎng)間傳送的通信規(guī)則X.25在網(wǎng)絡(luò)上采用面向連接的可靠傳輸通信規(guī)則77第七十七頁，共116頁。Protocol(協(xié)議)鏈路層協(xié)議PPP：點對點傳輸協(xié)議點對點信道上實現(xiàn)參數(shù)協(xié)商、認(rèn)證、匯聚分發(fā)的通信規(guī)則HDLC：鏈路訪問協(xié)議點對點信道上實現(xiàn)可靠傳輸?shù)耐ㄐ乓?guī)則(無匯聚分發(fā)功能)CSMA：載波偵聽多路訪問協(xié)議總線型信道上多站點通過退避算法降低發(fā)送沖突的通信規(guī)則TokenRing：令牌環(huán)通信協(xié)議環(huán)狀網(wǎng)中通過令牌實現(xiàn)無沖突發(fā)送的通信規(guī)則78第七十八頁，共116頁。Protocol(協(xié)議)物理層協(xié)議RS232：異步信道接口數(shù)據(jù)異步傳輸規(guī)則、連接和接口使用規(guī)則10Base-T、100Base-T：雙絞線數(shù)據(jù)塊傳送規(guī)則、連接和接口使用規(guī)則10Base-2、10Base-5:同軸電纜數(shù)據(jù)塊傳輸規(guī)則、連接和接口使用規(guī)則802.11a/b/g：無線局域網(wǎng)空中信道接口信號、速率、退避算法、無線傳輸規(guī)則79第七十九頁，共116頁。Protocol要素要素Semantics語義PDU內(nèi)容表達(dá)的含義Syntax語法信息交互的順序Action動作需實體完成的工作Timing定時信息交互的定時關(guān)系具體化SemanticsHeader的格式和含義Syntax建立連接、通信、拆除連接等順序的規(guī)定Action動作連接、通信、中繼等操作Timing各種動作的定時關(guān)系80第八十頁，共116頁。Protocol舉例:IP協(xié)議語義：IP協(xié)議首部內(nèi)容定義了源地址、目的地址SAP標(biāo)識、服務(wù)類型、中繼次數(shù)、…語法：只管發(fā)送，不會得到應(yīng)答動作：各節(jié)點的IP實體源節(jié)點：設(shè)置好首部內(nèi)容，發(fā)送到中繼節(jié)點中繼節(jié)點：根據(jù)中繼次數(shù)確定是否繼續(xù)中繼、根據(jù)目的地址選擇中繼方向根據(jù)服務(wù)類型選擇發(fā)送排隊方式目的節(jié)點：根據(jù)SAP標(biāo)識遞交到相應(yīng)的上層實體定時如果等待發(fā)送的時間過長，可以丟棄該IP分組81第八十一頁，共116頁。Protocol舉例:CSMA協(xié)議語義：以太網(wǎng)幀首部定義目的地址、源地址、幀類型語法只管發(fā)送，不會得到應(yīng)答動作（以太網(wǎng)實體）發(fā)送方：如果信道空就立即發(fā)送，否則，推遲隨機時間后再看信道是否空，如此循環(huán)如果推遲的次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)，丟棄該幀接收方：如果目的地址與自己不符，或目的地址不是廣播地址，丟棄，否則，把幀中的數(shù)據(jù)按幀類型分發(fā)到對應(yīng)的上層實體定時推遲發(fā)送時間隨次加倍遞增82第八十二頁，共116頁。Protocol舉例:HDLC協(xié)議語義：定義了多種類型的幀數(shù)據(jù)幀I幀(發(fā)序號sN,應(yīng)答序號rN,Data)響應(yīng)幀確認(rèn)幀RR(rN),否認(rèn)幀REJ(rN),流控幀RNR(rN)控制幀建鏈幀SABM、響應(yīng)幀UA、拆鏈幀DISC、中斷幀RESET、錯誤報告幀F(xiàn)RMR等十來種幀語法需要先建立連接成功后，才能收發(fā)數(shù)據(jù)幀，最后需要拆除連接必須是命令—響應(yīng)的順序動作建立連接：發(fā)送建鏈幀到對方，等待對方的響應(yīng)送回來才算成功發(fā)送數(shù)據(jù)：發(fā)送數(shù)據(jù)幀，對方會發(fā)送響應(yīng)幀來確認(rèn)是否正確(非常多的內(nèi)容)定時規(guī)定等待應(yīng)答的時間，等待超時后，或重發(fā)請求或宣告失敗而退出83第八十三頁，共116頁。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的核心內(nèi)容應(yīng)用層(End-to-End)討論雙方通過A-PDU交互實現(xiàn)配合的問題僅涉及通信的源點和目的點之間傳送層(End-to-End)討論雙方通過T-PDU交互實現(xiàn)配合的問題僅涉及通信的源點和目的點之間網(wǎng)絡(luò)層討論多方通過N-PDU交互實現(xiàn)配合的問題涉及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的各點鏈路層討論雙方(或多方)通過Frame交互實現(xiàn)配合的問題涉及某段信道上的點物理層討論與信道的接口問題和bit傳輸問題84第八十四頁，共116頁。5.5服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系服務(wù)規(guī)定上下層實體之間的行為規(guī)范（下層向上層提供的操作定義，原語集）層功能的體現(xiàn)，縱向協(xié)議規(guī)定對等實體之間的行為規(guī)范（通信的信息格式、內(nèi)容、動作等規(guī)則集）層功能的實現(xiàn)方法，橫向關(guān)系每層的協(xié)議與該層所能提供的服務(wù)相對應(yīng)同樣的一個服務(wù)可以由不同的協(xié)議實現(xiàn)85第八十五頁，共116頁。5.5服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系（圖例）面向連接的服務(wù)響應(yīng)3指示2請求1證實4N＋1Nconnectionrequest()connectionindication()connectionresponse()connectionconfirmation()面向連接的通信協(xié)議SYNPDUACKPDUN+1NN+1NSABMEUAN+1NN+1N86第八十六頁，共116頁。5.5服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系（圖例）一般情況下，協(xié)議和服務(wù)是統(tǒng)一的。某種類型的協(xié)議提供某種類型的服務(wù)，某種類型的服務(wù)需要某種類型的協(xié)議實現(xiàn)。服務(wù)與協(xié)議之間是相對獨立的，服務(wù)并不要求一定要用哪個協(xié)議實現(xiàn)，甚至可能由另一種類型的協(xié)議實現(xiàn)某層實體在具體考慮服務(wù)與協(xié)議時，涉及“我”向上提供什么樣的服務(wù)“我”將利用什么樣的下層服務(wù)“我”使用什么樣的協(xié)議與對等實體虛通信87第八十七頁，共116頁。服務(wù)和協(xié)議舉例層功能提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。（數(shù)據(jù)鏈路層）服務(wù)提供規(guī)定長度數(shù)據(jù)的無差錯傳輸服務(wù)，保證數(shù)據(jù)能被對方正確接受，不需要上層考慮重發(fā)問題。協(xié)議發(fā)送前，PDU中增加校驗數(shù)據(jù)；收到一PDU后，計算校驗，檢查是否有錯，若有錯，用重傳請求告訴發(fā)送方重發(fā)。發(fā)送方收到重發(fā)請求后，重發(fā)需重發(fā)的幀。88第八十八頁，共116頁。5.6邏輯通信與物理通信邏輯通信（虛通信）應(yīng)用層組成Web請求數(shù)據(jù)，送到對端的應(yīng)用層，對端的應(yīng)用層回答Web的內(nèi)容數(shù)據(jù)實際上，應(yīng)用層將數(shù)據(jù)、連同對端的地址交給傳送層。傳送層從應(yīng)用層得到數(shù)據(jù)后，送到對端的傳送層上類似的，傳送層與對端的通信也是邏輯通信邏輯通信是對等層間的通信，是透明通信ApplicationTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationTransportNetworkDataLinkPhysicalNetworkDataLinkPhysicalNetworkDataLinkPhysicalWebReqWebResp89第八十九頁，共116頁。5.6邏輯通信與物理通信透明：表示某一個實際存在的事務(wù)看起來卻好像不存在準(zhǔn)則接收的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)一致（大小、內(nèi)容）與下層及中繼節(jié)點數(shù)目無關(guān)接收實體可能會收到重復(fù)的數(shù)據(jù)、或漏收，但收到的數(shù)據(jù)一定是源實體發(fā)出來的如果下層需要對數(shù)據(jù)進行拆分或組合，一定要在送到接收實體前還原成原始數(shù)據(jù)（大小、內(nèi)容）對等實體之間所有的中繼節(jié)點對該實體來說，是透明的節(jié)點意義每層協(xié)議只需考慮對等實體間的交互過程，與下層無關(guān)（只在與下層接口處考慮下層）替換不同的下層，對本層對等實體通信影響較?。ㄑ訒r、報文丟失或重復(fù)會發(fā)生改變）改變中間透明的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，對本層對等實體的通信影響較小90第九十頁，共116頁。5.6邏輯通信與物理通信物理通信（實通信）數(shù)據(jù)實際傳輸?shù)耐緩紸pplicationTransportNetworkDataLinkPhysicalApplicationTransportNetworkDataLinkPhysicalNetworkDataLinkPhysicalNetworkDataLinkPhysical91第九十一頁，共116頁。5.6邏輯通信與物理通信模型水平線：對等層間的邏輯通信垂直線：實際數(shù)據(jù)的傳遞途徑ApplicationTransportNetworkPhysicalDataLinkApplicationTransportNetworkPhysicalDataLinkNetworkPhysicalDataLinkNetworkPhysicalDataLinkMedia-AMedia-BMedia-CEnd-systemEnd-systemIntermediatesystem92第九十二頁，共116頁。5.7數(shù)據(jù)封裝每個協(xié)議都定義了自己的首部格式上層來的DU經(jīng)過實體向下層送時(不管從哪個SAP進入)，都增加了該實體的首部(成為該實體的PDU)，并作為下層協(xié)議的DU從下層送上來的DU，其前面的部分一定是該協(xié)議的首部，否則，該協(xié)議不認(rèn)識該DU。實體向上遞交的DU是去掉了該協(xié)議首部后的剩余部分實體(協(xié)議A)DU2DU1DUxA協(xié)議A的首部實體(協(xié)議A)DU?DUIP實體TPDUIP首部例：TCP首部PacketTPDUTCP實體TPDU是IP的數(shù)據(jù)93第九十三頁，共116頁。數(shù)據(jù)封裝—實例TCP實體http實體0415005040607052685820bb5018ffff10b60000GET/HTTP/1.1Accept:image/gif,image/x-bitmap,…,*/*Accept-Language:zh-cnHost:User-Agent:Mozilla/4.0(compatible;…00500415685820bb406072425018ffffc76b0000HTTP/1.1302ObjectmovedDate:Wed,07Mar200710:11:16GMTServer:MicrosoftIIS/6.0X-Powered-By:ASP.NETLocation:點擊時發(fā)出的請求收到的應(yīng)答TPDUTCP首部TCP首部TCP數(shù)據(jù)部分GET/HTTP/1…srcPortdstPort94第九十四頁，共116頁。數(shù)據(jù)封裝—實現(xiàn)緩沖區(qū)從后往前填充，避免搬移數(shù)據(jù)Buffer應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳送層添加首部網(wǎng)絡(luò)層添加首部95第九十五頁，共116頁。數(shù)據(jù)封裝—演示注意鏈路層各段可能不同，所以附加的信息也可能不同圖中不同顏色表示的情況任一層接收到的數(shù)據(jù)，就是同層對方發(fā)送的數(shù)據(jù)如同該層直接通信一樣，稱為同層協(xié)議的“虛通信”應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層傳送層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層協(xié)議傳送層協(xié)議—96第九十六頁，共116頁。6網(wǎng)絡(luò)實例網(wǎng)絡(luò)實例因特網(wǎng)（ARPANET、NSFNET、Internet）B-ISDN和ATMNovellNetware97第九十七頁，共116頁。6.1因特網(wǎng)起因ColdWar和Sputnik促使美國成立ARPA(先期研究項目規(guī)劃局）電話網(wǎng)的脆弱性設(shè)計原則抗毀性容錯性……98第九十八頁，共116頁。6.1因特網(wǎng)理論開發(fā)階段1962PaulBaranatRAND:"DistributedAdaptiveMessageBlockNetwork"分組網(wǎng)的基本思想：采用冗余連接闡述容錯指揮、控制網(wǎng)絡(luò)的基本技術(shù)同時，DonaldDaviesatNPLinBritain目的是有效利用通信容量99第九十九頁，共116頁。6.1因特網(wǎng)1967-1972ARPANET誕生建立研究容錯分組網(wǎng)的實驗網(wǎng)美國傳統(tǒng)電信公司(AT&T)不相信它的可行性責(zé)任分工ARPA負(fù)責(zé)項目組織管理BBN負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層IMPs－接口消息處理器大學(xué)開發(fā)主機－主機通信100第一百頁，共116頁。ARPANET設(shè)計技術(shù)子網(wǎng)協(xié)議IMP-主機、IMP-IMP、源IMP-目的IMPIP主機協(xié)議主機-主機主機-IMPTCP/UDP主機–主機協(xié)議主機–IMP協(xié)議子網(wǎng)IMP主機IMP–IMP協(xié)議IMP–IMP協(xié)議源IMP–目的IMP協(xié)議InterfaceMessageProcessor接口消息處理器101第一百零一頁，共116頁。ARPANET規(guī)模1969年12月1970年7月1971年3月1972年4月1972年9月102第一百零二頁，共116頁。NSFNETARPANET高速替代網(wǎng)骨干網(wǎng)速率：56kbps、448kbps、1.5Mbps、45MbpsNAP（網(wǎng)絡(luò)接入點）：競爭機制商業(yè)性互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展103第一百零三頁，共116頁。1974-1981TCP/IP誕生與發(fā)展LayeredprotocolstructureE-mailisthemostwantedserviceontheArpanetUnixjoinsthegameArpanetinterfaceUUCP(UnixtoUnixCoPy)ModembasedUSENETisbornMeanwhile,CCITTstartstoworkonOSIprotocolsISO-OSI:adinosaurthatneverflew104第一百零四頁，共116頁。6.1因特網(wǎng)1983年1月1日TCP/IP成為ARPANET上唯一協(xié)議1988-1994應(yīng)用開發(fā)（www、web）匯接點網(wǎng)絡(luò)接入點105第一百零五頁，共116頁。6.2B-ISDN和ATMB-ISDN（BroadbandIntegratedServiceDigitalNetwork）特點：寬帶、綜合業(yè)務(wù)技術(shù)：ATMATM（AsynchronousTransferMode）異步：用戶的信元不一定周期性地出現(xiàn)，統(tǒng)計時分復(fù)用，占用的時隙和時隙數(shù)