計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用課程的性質(zhì)和任務(wù)

本課程是信息管理與信息系統(tǒng)的必修課和經(jīng)濟(jì)系專業(yè)考查課。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；數(shù)字通信原理；TCP/IP各層的主要協(xié)議、工作原理及相關(guān)概念、理論和技術(shù)；廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和Internet網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)管理和安全相關(guān)知識；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法。課程內(nèi)容、基本要求（1）第1章概述：

掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程、協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)、ISO/OSI參考模型、TCP/IP協(xié)議模型網(wǎng)絡(luò)的分類以及功能等。第2章數(shù)據(jù)通信

掌握數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識。第3章物理層

掌握物理層的基本概念。第4章數(shù)據(jù)鏈路層

掌握數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念、停止等待協(xié)議。第5章局域網(wǎng)

掌握局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、CSMA/CD協(xié)議、IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)、非主流的局域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)的擴(kuò)展技術(shù)、高速局域網(wǎng)技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。第6章廣域網(wǎng)

掌握廣域網(wǎng)的基本概念、廣域網(wǎng)中的路由選擇機(jī)制、路由選擇的一般原理。課程內(nèi)容、基本要求（2）第7章互連網(wǎng)

掌握因特網(wǎng)的網(wǎng)際協(xié)議IP、路由選擇協(xié)議、下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv6。

第8章運(yùn)輸層

掌握因特網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP、傳輸控制協(xié)議TCP的原理。第9章應(yīng)用層協(xié)議

掌握域名系統(tǒng)DNS、文件傳送協(xié)議、遠(yuǎn)程登錄TELNET、電子郵件、萬維網(wǎng)WWW、網(wǎng)絡(luò)管理的原理。第10章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全

掌握網(wǎng)絡(luò)安全概念、常規(guī)密鑰密碼體制、公開密鑰密碼體制、防火墻等。第11章網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)掌握需求和目標(biāo)的辨別、邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等。第1章概述

1.1網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用1.2什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程1.4因特網(wǎng)的發(fā)展概況1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1.8計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成1.9計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念1.10網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)劃分層次的重要性1.11OSI的體系結(jié)構(gòu)1.12TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)1.13OSI/RM與TCP/IP的比較1.14簡化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.15客戶服務(wù)器模式1.1網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用21世紀(jì)的特征是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)正在從工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)（網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)、新經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)）轉(zhuǎn)變。知識經(jīng)濟(jì)中的兩個(gè)重要特點(diǎn)就是信息化和全球化。要實(shí)現(xiàn)信息化和全球化，就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)。Internet是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革?，F(xiàn)在人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往都已離不開Internet;現(xiàn)在全世界所有的工業(yè)發(fā)達(dá)國家和很多的發(fā)展中國家都紛紛研究和制定本國建設(shè)信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的計(jì)劃。1.2什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)定義：一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。利用通信設(shè)備和線路將不同地理位置的具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他外部設(shè)備互連起來，以網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)有三個(gè)主要的組成部分：若干個(gè)主機(jī)，它們向各用戶提供服務(wù)；一個(gè)通信子網(wǎng)，它由一些專用的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些結(jié)點(diǎn)的通信鏈路所組成；一系列的協(xié)議。這些協(xié)議是為在主機(jī)之間或主機(jī)和子網(wǎng)之間的通信而用的。1.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程是計(jì)算機(jī)與通信的融合過程。

1）60年代:以主機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（第一代）各終端通過通信線路共享主機(jī)的硬件和軟件資源

終端用戶通過I/O串口連到主機(jī)上，不具備CPU和主存，它使用主機(jī)的CPU和內(nèi)存為每個(gè)用戶劃分時(shí)間片來執(zhí)行終端用戶的應(yīng)用程序。它不是真正的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但它提供了計(jì)算機(jī)通信的許多基本技術(shù)，成為以后發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成部分。2）70年代：以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連-分組交換網(wǎng)(第二代)它由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)組成的。以通信子網(wǎng)為中心，用戶通過分組交換網(wǎng)可共享用戶資源子網(wǎng)的硬件和軟件資源；通信子網(wǎng)：由接口報(bào)文處理機(jī)IMP和通信線路一起構(gòu)成，負(fù)責(zé)主機(jī)之間的通信任務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息傳輸與交換。資源子網(wǎng)：由通信子網(wǎng)互連的主機(jī)組成，它負(fù)責(zé)信息處理、向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可共享的軟硬件資源。通信線路不為某對通信雙方所獨(dú)占，大大提高通信線路的利用效率。以ARPANET為代表，最先采用嶄新的“存貯轉(zhuǎn)發(fā)－分組交換”原理。3）80年代：具有層次化體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)（第三代）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的兩臺計(jì)算機(jī)相互通信必須高度協(xié)調(diào)工作才行，這種協(xié)調(diào)相當(dāng)復(fù)雜。因此，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)模型的分層設(shè)計(jì)和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化：1974年IBM宣布其按照分層的方法研制的SNA；1977年ISO開始制定OSI/RM，ISO于84年正式頒布了“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”O(jiān)SI/RM的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/OSI7498；Internet遵循TCP/IP參考模型。4）90年代：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、光通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支持。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用正迅速朝著高速化、無線化、實(shí)時(shí)化、智能化、集成化、多媒體化、IP化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展既受到計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的支撐，又受到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的推動(dòng)。如今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從體系結(jié)構(gòu)到實(shí)用技術(shù)已逐步走向系統(tǒng)化、科學(xué)化和工程化。目前的研究內(nèi)容：在一定的約束條件下如何合理、有效地管理和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源（如帶路、帶寬、信息等）．提供適應(yīng)不同應(yīng)用需求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。1.4

因特網(wǎng)的發(fā)展概況1969年，美國的分組交換網(wǎng)ARPANET投入運(yùn)行，使用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）1973年，引進(jìn)傳輸控制協(xié)議（TCP)1982年，標(biāo)準(zhǔn)化為TCP/IP協(xié)議組1983年，TCP/IP取代NCP，作為標(biāo)準(zhǔn)組件嵌入U(xiǎn)NIX操作系統(tǒng)1985年，NSF圍繞其六個(gè)大型計(jì)算機(jī)中心建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，建立了NSFNET(主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng))，覆蓋全美主要大學(xué)和研究所。后來NSFNET接管了ARPANET,并改名為Internet。20世紀(jì)90年代,由CERN開發(fā)的萬維網(wǎng)WWW被廣泛使用在因特網(wǎng)上，成為Internet的這種指數(shù)級增長的主要驅(qū)動(dòng)力。1996年，155Mbps,622Mb/s(光纖網(wǎng))1996年10月,克林頓宣布實(shí)施“下一代因特網(wǎng)計(jì)劃”，即“NGI計(jì)劃”。目標(biāo)是主干網(wǎng)的速率比現(xiàn)在的因特網(wǎng)高1000倍，端到端的速率要達(dá)到100Mbit/s-10Gbit/s。截止到2000年,Internet的規(guī)模為網(wǎng)絡(luò)數(shù)105,主機(jī)數(shù)107,用戶數(shù)108，主干速率為2.5Gbit/s1.5

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能數(shù)據(jù)通信：終端與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間能夠進(jìn)行通信，互傳數(shù)據(jù)，從而方便地進(jìn)行信息收集、處理、交換。資源共享：用戶可以共享計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的系統(tǒng)硬件、軟件、數(shù)據(jù)、信息等各種資源。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算：提供分布處理和均衡計(jì)算機(jī)負(fù)荷的功能，降低軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜性，提高系統(tǒng)效率。集中控制：通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可對地理上分布的系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行集中的分配和管理。提高系統(tǒng)的可靠性：借助冗余和備份的手段提高系統(tǒng)可靠性。網(wǎng)絡(luò)新服務(wù)：開辟大量新的應(yīng)用服務(wù)項(xiàng)目。

1.6

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類（1）1）按網(wǎng)絡(luò)的交換功能：

電路交換；報(bào)文交換；分組交換；混合交換

2）按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：集中式網(wǎng)絡(luò)(星形網(wǎng))：所有的信息流必須經(jīng)過中央處理設(shè)備(即交換結(jié)點(diǎn))。若很多個(gè)終端較集中配置在某處時(shí)，可采用集中器或復(fù)用器。分散式網(wǎng)絡(luò)(非集中式網(wǎng)絡(luò)):是集中式網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。它的某些集中器或復(fù)用器具有一定的交換功能。分布式網(wǎng)絡(luò)：是格狀網(wǎng)。其中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)都至少和其他兩個(gè)結(jié)點(diǎn)直接相連，因而其可靠性是最高的。

1.6

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類（2）3）按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)：作用范圍通常為幾十到幾千公里。也可稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)(longhaulnetwork)。局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)：一般通過高速通信線路相連(10Mb/s以上)，但在地理上則局限在較小的范圍(如1公里左右)。城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)：作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，作用范圍是一個(gè)城市，其傳送速率比局域網(wǎng)的更高，但作用距離約為5～50km。處理機(jī)之間的典型距離處理機(jī)所在的范圍實(shí)例0.1m印刷電路板數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)1m系統(tǒng)多處理機(jī)10m房間

100m建筑物局域網(wǎng)、校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)1km校園

10km城市城域網(wǎng)100km國家廣域網(wǎng)1000km國家，洲廣域網(wǎng)，互連的廣域網(wǎng)1.6

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類（3）4）按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍公用網(wǎng)(publicnetwork)一般是國家的電信公司建造的網(wǎng)絡(luò)。“公用”就是所有愿意按規(guī)定交納費(fèi)用的人都可以使用。因此公用網(wǎng)也可稱為公眾網(wǎng)。專用網(wǎng)(privatenetwork)是某個(gè)部門為本單位的特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)不向本單位以外的人提供服務(wù)。例如軍隊(duì)、鐵路、電力等系統(tǒng)均有本系統(tǒng)的專用網(wǎng)。1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1980年，鐵道部開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)，其目的是建立一個(gè)為鐵路指揮和調(diào)度服務(wù)的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。在20世紀(jì)80年代后期，公安、銀行、軍隊(duì)等部門也相繼建立了各自的專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。1989年11月，我國第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。CNPAC分組交換網(wǎng)由3個(gè)分組結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，8個(gè)集中器和一個(gè)雙機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)管理中心所組成。1993年9月，建成新的中國公用分組交換網(wǎng)，并改稱為CHINAPAC，由國家主干網(wǎng)和各省、區(qū)、市的省內(nèi)網(wǎng)組成。20世紀(jì)90年代起，我國陸續(xù)建造了基于Internet技術(shù)的并可以和Internet互連的四個(gè)全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET，中國金橋信息網(wǎng)CHINAGBN，中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET，以及中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET。據(jù)“中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心”統(tǒng)計(jì)，截止到2006年1月，我國上網(wǎng)用戶總數(shù)為11100萬，上網(wǎng)計(jì)算機(jī)達(dá)到4950萬臺。網(wǎng)絡(luò)國際出口總數(shù)達(dá)到136,106M。CN下注冊的域名數(shù)、網(wǎng)站數(shù)分別達(dá)到1,096,924和694,200個(gè)。1.8計(jì)算機(jī)通信的條件發(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。要告訴網(wǎng)絡(luò)如何識別接收數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)。發(fā)起通信的計(jì)算機(jī)必須查明對方計(jì)算機(jī)是否已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。發(fā)起通信的計(jì)算機(jī)必須弄清楚，在對方計(jì)算機(jī)中的文件管理程序是否已做好文件接收和存儲文件的準(zhǔn)備工作。若計(jì)算機(jī)的文件格式不兼容，則至少其中的一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)完成格式轉(zhuǎn)換功能。對出現(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)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)出故障等，應(yīng)當(dāng)有可靠的措施保證對方計(jì)算機(jī)最終能夠收到正確的文件。1.9網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念（1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：不同系統(tǒng)中的實(shí)體為了能成功地進(jìn)行通信而應(yīng)該遵守的共同的約定?；?，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。實(shí)體:能接收或發(fā)送信息(數(shù)據(jù))的任何東西,如用戶應(yīng)用程序；系統(tǒng)：包含一個(gè)或多個(gè)實(shí)體的物理對象,如某臺終端計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個(gè)要素組成：語法:數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；語義: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；同步:事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。1.9網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)：具有某種特定組織方式的多個(gè)協(xié)議的集合就稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)=協(xié)議s+組織結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)使用不同媒介連接起來的不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不同的應(yīng)用環(huán)境下實(shí)現(xiàn)互操作性。目前有多種不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，但組織結(jié)構(gòu)基本上都是采用分層的方式：IBM的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA；ISO的開放系統(tǒng)互連OSI/RM;Internet的TCP/IP。1.10網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)劃分層次的重要性(1)各層之間是獨(dú)立的。某一層并不需要知道它的下一層是如何實(shí)現(xiàn)的，而僅僅需要知道該層通過層間的接口所提供的服務(wù)。這樣，整個(gè)問題的復(fù)雜程度就下降了。(2)靈活性好。當(dāng)任何一層發(fā)生變化時(shí)，只要層間接口關(guān)系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。(3)結(jié)構(gòu)上可分割開。各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。(4)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。這種結(jié)構(gòu)使得實(shí)現(xiàn)和調(diào)試一個(gè)龐大又復(fù)雜的系統(tǒng)變得易于處理，因?yàn)檎麄€(gè)的系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)相對獨(dú)立的子系統(tǒng)。(5能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。因?yàn)槊恳粚拥墓δ芗捌渌峁┑姆?wù)都已有了精確的說明。協(xié)議層次實(shí)例

1.10網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)劃分層次的重要性(2)分層時(shí)應(yīng)注意使每一層的功能非常明確。與此同時(shí)每一層所要實(shí)現(xiàn)下面的一種功能或多種功能：差錯(cuò)控制：使得和網(wǎng)絡(luò)對端的相應(yīng)層次的通信更加可靠。流量控制：使得發(fā)送端的發(fā)送速率不要太快，要使接收端來得及接收。分段和重裝：發(fā)送端將要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊劃分為更小的單位，在接收端將其還原。復(fù)用和分用：發(fā)送端幾個(gè)高層會(huì)話復(fù)用一條低層的連接，在接收端再進(jìn)行分用。連接建立和釋放：在交換數(shù)據(jù)之前，先交換一些控制信息，以建立一條邏輯連接。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束時(shí)，將連接釋放。1.11OSI/RM的體系結(jié)構(gòu)ISO提出著名的開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)，簡稱為OSI。在1983年形成了開放系統(tǒng)互連基本參考模型的正式文件，即著名的ISO7498國際標(biāo)準(zhǔn)。它是一個(gè)包含7層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的模型。

OSI/RM的各層功能7654321應(yīng)用層Application表示層Presentation會(huì)話層session傳輸層transport物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層DataLink網(wǎng)絡(luò)層Network處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示主機(jī)間通信端到端的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問（接入）二進(jìn)制傳輸物理層(physicallayer)物理層的位置：在物理媒體之上，在數(shù)據(jù)鏈路層之下。物理層的主要任務(wù)：確定與傳輸媒體接口的一些特性，以便無差別地利用不同物理媒體來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這些特性為：機(jī)械特性電氣特性功能特性規(guī)程特性物理層的作用：屏蔽掉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中種類繁多的具體物理設(shè)備和傳輸媒體的差異,向上層(數(shù)據(jù)鏈路層)提供一致的服務(wù)。協(xié)議數(shù)據(jù)單元：比特?cái)?shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)數(shù)據(jù)鏈路層的位置：在物理層之上，在網(wǎng)絡(luò)層之下。數(shù)據(jù)鏈路層的主要任務(wù)：鏈路層的連接和釋放；數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元的透明傳送；數(shù)據(jù)單元和服務(wù)質(zhì)量的控制；在鏈路上為上層提供出錯(cuò)檢測和控制。數(shù)據(jù)鏈路層的作用：在不可靠的物理線路上進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，使其變?yōu)橐粭l邏輯傳輸線路。包括:幀同步、鏈路管理、差錯(cuò)控制、流量控制。協(xié)議數(shù)據(jù)單元：幀網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)網(wǎng)絡(luò)層的位置：在數(shù)據(jù)鏈路層之上，在運(yùn)輸層之下。網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)：路由選擇和存儲轉(zhuǎn)發(fā)通過網(wǎng)絡(luò)連接在主機(jī)之間提供分組交換功能差錯(cuò)控制和流量控制網(wǎng)絡(luò)層的作用：網(wǎng)絡(luò)層是通信子網(wǎng)的最高層。對上層用戶屏蔽了子網(wǎng)通信的全部細(xì)節(jié)，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和子網(wǎng)數(shù)目等，以向上層提供一致的服務(wù)，統(tǒng)一的尋址。網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元：分組運(yùn)輸層(傳輸層transportlayer)運(yùn)輸層的位置：在網(wǎng)絡(luò)層之上，在會(huì)話層之下。運(yùn)輸層的主要任務(wù)：根據(jù)通信子網(wǎng)的特征最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式，在源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)的會(huì)話層之間，建立一條運(yùn)輸連接，以透明的方式傳送報(bào)文。運(yùn)輸層的作用：為上一層(會(huì)話層)提供一個(gè)可靠的端到端的服務(wù)。協(xié)議數(shù)據(jù)單元：報(bào)文會(huì)話層(sessionlayer)會(huì)話層的位置：在運(yùn)輸層之上，在表示層之下。會(huì)話層的主要任務(wù)：會(huì)話層以上不再參與數(shù)據(jù)傳輸，而是管理數(shù)據(jù)傳輸。在不同計(jì)算機(jī)上的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間建立、使用和終止連接，該連接就是所謂的會(huì)話。會(huì)話層的作用：比如確定該連接是全雙工還是半雙工，中斷的會(huì)話從何處重新開始等傳送的單位：報(bào)文。表示層(presentationlayer)表示層的位置：在會(huì)話層之上，在應(yīng)用層之下。表示層的主要任務(wù)：主要解決用戶信息的語法表示問題。還涉及數(shù)據(jù)的壓縮和解壓、數(shù)據(jù)的加密和解密表示層的作用：將欲交換的數(shù)據(jù)從適合某一用戶的語法變換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的抽象傳送語法。這樣就屏蔽了不同應(yīng)用進(jìn)程的不同數(shù)據(jù)表示。傳送的單位：報(bào)文。應(yīng)用層(applicationlayer)應(yīng)用層的位置：在表示層之上，位于整個(gè)模型的最高層。應(yīng)用層的主要任務(wù)：應(yīng)用層是OSI參考模型中的最高層，為用戶提供一個(gè)OSI的工作環(huán)境，為網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信提供專用的程序或協(xié)議。如：WWW服務(wù)、電子郵件、OICQ聊天、FTP等。應(yīng)用層的的作用：為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)；識別并證實(shí)目的通信方的可用性；使協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)同步；判斷是否為通信過程申請了足夠的資源處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問題，即信息的語義。傳送的單位：報(bào)文。OSI的體系結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)傳輸演示對等層通信的實(shí)質(zhì)：

對等層實(shí)體之間虛擬通信下層向上層提供服務(wù)實(shí)際通信在最底層完成OSI中的相關(guān)概念（1）實(shí)體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。協(xié)議：是控制兩個(gè)對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。服務(wù)：在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)。服務(wù)原語：在OSI中上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過與下層交換一些的命令OSI中的相關(guān)概念（2）服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互(即交換信息)的地方。數(shù)據(jù)單元DU(DataUnit)：指各層傳輸數(shù)據(jù)的最小單位。服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU(ServiceDataUnit)：在同一系統(tǒng)中相鄰層與層之間交換的數(shù)據(jù)的單位。協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(ProtocolDataUnit)：就是對等實(shí)體之間通過協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)。協(xié)議（水平）和服務(wù)（垂直）

協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實(shí)體之間通信的規(guī)則。但服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。另外，并非在一個(gè)層內(nèi)完成的全部功能都稱為服務(wù)。只有那些能夠被高一層看得見的功能才能稱之為“服務(wù)”。上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務(wù)原語。面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中，下層向上層提供的服務(wù)有兩大類：面向連接服務(wù)：是電話系統(tǒng)服務(wù)模式的抽象。每一次完整的數(shù)據(jù)傳輸都必須經(jīng)過建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和終止連接三個(gè)過程。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，各數(shù)據(jù)包地址不需要攜帶目的地址，而是使用連接號，連接本質(zhì)上類似于一個(gè)管道。其特點(diǎn)是接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送方發(fā)出的數(shù)據(jù)在內(nèi)容和順序上是一致的。無連接服務(wù)：是郵政系統(tǒng)服務(wù)模式的抽象,其中每個(gè)報(bào)文帶有完整的目的地址，每個(gè)報(bào)文在系統(tǒng)中獨(dú)立傳送,無連接服務(wù)不能保證報(bào)文到達(dá)的先后順序，原因是不同的報(bào)文可能經(jīng)下同的路徑到達(dá)目的地，所以先發(fā)送的報(bào)文不一定先到。無連接服務(wù)不保證報(bào)文傳輸?shù)目煽啃浴?.12TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP參考模型是一種能夠?qū)Ξ惙N網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無縫連接的體系結(jié)構(gòu)。它包含了一族網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，TCP和IP是其中最重要的兩個(gè)協(xié)議。

TCP/IP參考模型中的各個(gè)協(xié)議在RFC文檔中都有詳細(xì)的定義。RFC(InternetRequestForComments)是關(guān)于因特網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及建議草案等的介紹，目前數(shù)量還在不斷增加。

/rfc.htmlTCP/IP的各層功能4321應(yīng)用層Application傳輸層transport網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層Internet處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用端到端的連接尋址和最短路徑(未定義實(shí)質(zhì)內(nèi)容,由具體物理網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)功能)網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層(Host-to-networkLayer)，也有翻譯成主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層的。在TCP/IP參考模型中并沒有詳細(xì)定義這一層的功能，只是指出通信主機(jī)必須采用某種協(xié)議連接到網(wǎng)絡(luò)上，并且能夠傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組。具體使用那種協(xié)議，在本層里并沒有規(guī)定。TCP/IP實(shí)際并未定義任何數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物理層協(xié)議，它可運(yùn)行在現(xiàn)有的任何一種數(shù)據(jù)鏈路層和物理層之上。

網(wǎng)際層網(wǎng)際層(InternetLayer)的主要功能是負(fù)責(zé)在互連網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)分組。網(wǎng)際層是TCP/IP參考模型中最重要的一層，它是通信的樞紐。從底層來的數(shù)據(jù)包，要由網(wǎng)際層來選擇繼續(xù)傳給其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)或是直接交給運(yùn)輸層；對從運(yùn)輸層來的數(shù)據(jù)包，要負(fù)責(zé)按照數(shù)據(jù)分組的格式填充報(bào)頭，選擇發(fā)送路徑，并交由相應(yīng)的線路發(fā)送出去。在網(wǎng)際層，主要定義了網(wǎng)際協(xié)議(IP)以及數(shù)據(jù)分組的格式。它的主要功能是路由選擇和擁塞控制。另外，本層還定義了地址解析協(xié)議ARP和反向地址解析協(xié)議RARP以及ICMP協(xié)議。網(wǎng)際層與OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層相對應(yīng)。運(yùn)輸層運(yùn)輸層(TransportLayer)的主要功能是負(fù)責(zé)端到端的對等實(shí)體之間進(jìn)行通信。它與OSI參考模型的運(yùn)輸層功能類似，也對高層屏蔽了低層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，同時(shí)它真正實(shí)現(xiàn)了源主機(jī)到目的主機(jī)的端到端的通信。TCP/IP參考模型的運(yùn)輸層完全是建立在包交換通信子網(wǎng)基礎(chǔ)之上的。TCP/IP的運(yùn)輸層定義了兩個(gè)協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP(TransportControlProtocol)；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)。應(yīng)用層應(yīng)用層(ApplicationLayer)是TCP/IP協(xié)議族的最高層。它包含了所有OSI參考模型中會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層這些的高層的協(xié)議的功能。到目前為止，互連網(wǎng)絡(luò)上建在應(yīng)用層的協(xié)議主要有下面幾種：電子郵件協(xié)議（SMTP）超文本傳輸協(xié)議（HTTP）網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議（TELNET）文件傳輸協(xié)議（FTP）隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，還不斷有新的協(xié)議加入。1.13OSI/RM與TCP/IP的比較應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口(數(shù)據(jù)鏈路層+物理層)網(wǎng)際層Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等TCP/IP支持所有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議7654321OSI參考模型TCP/IP概念層次OSI失敗的原因OSI的專家們?nèi)狈?shí)際經(jīng)驗(yàn)，他們在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力；OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜，而且運(yùn)行效率很低；OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時(shí)進(jìn)入市場；OSI的層次劃分也并不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。TCP/IP一開始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)的互連問題，并將網(wǎng)際協(xié)議IP作為TCP/IP的重要組成部分。但I(xiàn)SO和CCITT最初只考慮到使用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系統(tǒng)互連在一起。TCP/IP一開始就對面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)并重，而OSI在開始時(shí)只強(qiáng)調(diào)面向連接服務(wù)。TCP/IP有較好的網(wǎng)絡(luò)管理功能，而OSI到后來才開始考慮這個(gè)問題。TCP/IP不足之處TCP/IP的模型對“服務(wù)”、“協(xié)議”和“接口”等概念并沒有很清楚地區(qū)分開。因此在使用一些新的技術(shù)來設(shè)計(jì)新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，采用這種模型就可能會(huì)遇到一些麻煩。TCP/IP模型的通用性較差，很難用它來描述其他種類的協(xié)議棧。TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層嚴(yán)格來說并不是一個(gè)層次而僅僅是一個(gè)接口，而在這下面的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層則根本沒有。但實(shí)際上這兩個(gè)層次還是很重要的。1.14簡化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又不實(shí)用，但其概念清楚。TCP/IP的協(xié)議得到了全世界的承認(rèn)，但它實(shí)際上并沒有一個(gè)完整的體系結(jié)構(gòu)。TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)實(shí)際上只有三層,下面網(wǎng)絡(luò)接口層沒有什么內(nèi)容。在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理時(shí)可采取折衷的辦法，即綜合OSI和