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课程主要内容1、概述计算机网络发展历史2、网络传输介质及物理层设备3、常见网络硬件4、网络通信协议-物理层与传输层5、Internet接入Internet服务6、网络常用命令和网络检测7、网络安全与网络管理概述8、相关网络法律法规及案例分析9、网络发

展新技术www.niuwk.com牛牛文库文档分享第1页，共87页。第一章计算机网络概述本章内容1.1计算机网络产生与发展1.2计算机网络定义与组成1.3计算机网络体系结构1.4计算机网络系统的分类1.5计算机网络系统的组成www.niuwk.com牛牛文库文档分

享第2页，共87页。1.1计算机网络的产生和发展早期的计算机应用模式——单机大、中、小型机—庞大，昂贵，资源无法共享分散的计算机构成了一个个的信息“孤岛”计算机网络产生始于1950’s，产生的原因：

资源共享的需求（计算能力、外设、软件、数据）大型项目的合作（进行工程项目协作）人与人之间的信息沟通（数据通信）www.niuwk.com牛牛文库文档分享第3页，共87页。从体系结构来观察，计算机网络的发

展可分为四个阶段（三代网络）：1.以主机为中心的联机终端系统“计算机－终端”系统2.以通信子网为中心的主机互连“计算机－计算机”网络3.体系结构标准化网络层次化结构，并对每层进行了精确定义4.Internet时代以TCP/IP协议簇为标准，广泛的互联www.niuwk.com牛牛文

库文档分享第4页，共87页。1.以主机为中心的联机终端系统特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源单台主机：执行计算和通信任务多台终端：执行用户交互（一般终端没有处理能力只是一种计算机的输入、输出设备）(终端集中

器/终端服务器)连接方式：本地或远程TSTTTTTTHOST通信线路Twww.niuwk.com牛牛文库文档分享第5页，共87页。例子：飞机订票系统HOST(航空公司总部)Terminals(订票点)通信线路

(电话线路)缺点主机负荷重——数据处理＋通信线路利用率低集中控制方式，可靠性低改进终端集中器(近/远距)前端处理机（Front-EndProcessor,FEP），将通信任务从主机中分离出来ww

w.niuwk.com牛牛文库文档分享第6页，共87页。2.以通信子网为中心的主机互连特征多个终端联机系统互联，形成了多主机互联网络网络结构从“主机－终端”转变为“主机－主机”HOSTHOSTHOSTT

TTTTTTTTT通信线路www.niuwk.com牛牛文库文档分享第7页，共87页。主机－主机网络的演变演变阶段1通信任务从主机中分离，由通信控制处理机（CCP）完成CCP：处理主机之间通信任务的专用计算机CCPCC

PHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTTwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第8页，共87页。两层网络概念的出现由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信息传输服务建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网，提供计算资源CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCP

HOSTTTT通信子网www.niuwk.com牛牛文库文档分享第9页，共87页。两层网络的概念结构CCCHHH资源子网通信子网在通信子网上可有多个资源子网，共享通信子网的服务HHwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第

10页，共87页。演变阶段2通信子网规模逐渐扩大私有→社会公用公用数据通信网PSTN公共交换电话网络X.25优点降低用户系统建设成本提高通信线路利用率兼容性好公用数据通信网HOSTHOSTTTTTTTHOSTTTTTwww.

niuwk.com牛牛文库文档分享第11页，共87页。ARPANET与分组交换技术分布式拓扑结构的网络具有如下特点：由于采用分散控制，即使整个网络中的某个局部出现故障，也不会影响全网的操作，因而具有很高的可靠性；网络体系结构的奠基人PaulBaran20世纪50年代初，出于美国军方的需要

，研制SAGE系统。与前苏联的军事竞赛需要一个“可生存系统”，专门用于传输军事命令和控制信息。电话交换网比较脆弱，不符合“可生存系统”的要求，需要寻找一种有效的通信网络解决方案。PaulBaran提出通信网络的分布式网络结构。分布式拓扑结构的网络www.niuwk.com牛牛文库文档分享第1

2页，共87页。ARPANET与分组交换技术ARPANET的基本设计思想—分组交换子网对分组交换理论做出重大贡献DonaldDavies分组交换由DonaldDavies和保罗·巴兰在1960年代早期发明,是他们最重要的创新。分组交换技术也称包交换，是将用户传送的数据划分成一定的长度

，每个部分叫做一个分组，通过传输分组的方式传输信息的一种技术。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第13页，共87页。数据交换的发展数据交换经历了电路交换报文交换分组交换综合业务数字交换分组交换子网结构原理

示意图www.niuwk.com牛牛文库文档分享第14页，共87页。ARPANET与分组交换技术ARPANET的发展过程ARPANET之父LarryRoberts1969.124个节点的实验网络开始运行1972节点数增加到40个推出Telnet应

用出现第一个电子邮件应用程序1975节点数增加到100多个，正式运行1975节点数增加到100多个，正式运行1983年分为ARPANET和MILNETwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第15页，共87页。ARPANET与分组交换技术ARPANET对推动网络技术发展的贡献完成了对计算机网

络定义与分类方法的研究提出了资源子网、通信子网的网络结构概念研究并实现了分组交换方法完善了层次型网络体系结构的模型与协议体系开始了TCP/IP模型、协议与网络互联技术的研究与应用www.niu

wk.com牛牛文库文档分享第16页，共87页。3.体系结构标准化网络为什么需要标准化？不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享标准化

的时机？先制定标准再开发还是先开发再制定标准？各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是基础www.niuwk.com牛牛文库文档分享第17页，共87页。网络体系结构标准化过程的演变厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA等缺点：适用范

围：兼容性技术垄断：竞争标准不统一：用户利益国际标准（ISOOSI/RM）OpenSystemInterconnection/RecommendedModel(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型)

OSI参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：7个层次只说明了做什么（WHATTODO）而未规定怎样做（HOWTODO）太复杂，几乎没有与之完全符合的网络事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议)从体系结构上看，它是OSI参

考模型的简化（4层）www.niuwk.com牛牛文库文档分享第18页，共87页。4.因特网时代的到来因特网的出现标志着网络时代的到来因特网是全球性的网络丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力截止到2000年,Internet

的规模为网络数达到105数量级,主机数达到107数量级,用户数108数量级，主干速率大于2.5Gbit/s美国政府资助的“下一代因特网计划”目标是主干网的速率比现在的因特网高1000倍端到端的速率要达到100Mbit/s~

10Gbit/swww.niuwk.com牛牛文库文档分享第19页，共87页。VintonG.Cerf--闻名遐迩的“互联网之父”，Vint和RobertKahn合作设计了TCP/IP协议及互联网的基础体系结构。RobertE.Kahn是TCP/IP协

议合作发明者、互联网雏形Arpanet网络系统设计者、“信息高速公路”概念创立人。Kahn与Cerf一起合作提出了TCP/IP协议。TCP/IP协议已经成为现代Internet的通讯基础。2005年2月16日，国际计算机协会宣布令人获得2004图灵奖，表彰他们在设计和实施In

ternet基础通信协议方面的成就。二、TCP/IP与网络体系结构互联网之父VintonG.CerfRobertE.Kahnwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第20页，共87页。InternetIn

ternet以相互交流信息资源为目的，基于一些共同的协议，通过许多路由器和公共互联网而成，它是一个信息资源和资源共享的集合。三、INTERNET的发展Internet的前身ARPANet1986年，NSF（美国国家科学基金会）建立了自己的计算机通信网络，并逐渐ARPANe

t在Internet的地位，1990ARPANet正式宣布关闭1992年，Internet上的主机超过1百万台，主干网速率45Mbps。1999主机已超过1千万台，主干网速率提高到2.5Gbps对网络的使用WWW被广泛使用在Internet上，大大方便了广大非网络专

业人员，促进了Internet的发展www.niuwk.com牛牛文库文档分享第21页，共87页。web技术的产生发展什么是web？Web的工作原理Web的体系结构Web三要素从web1.0到web2.0四、WEB技术www.niuwk.com牛牛文库文档分享第22页，共87页。W

EB技术的产生发展Web之父TimBerners-Lee1989年仲夏之夜，蒂姆成功开发出世界上第一个Web服务器和第一个Web客户机。1989年12月，蒂姆为他的发明正式定名为WorldWideWeb，即我们熟悉的WWW；1991年5月WWW在Internet上首次露面，立即引起轰动，获得了极

大的成功被广泛推广应用。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第23页，共87页。什么是WEBWeb:WWW,万维网（亦作“网络”、“WWW”、“3W”或“WorldWideWeb”），Web通过一种超文本方式

，把网络上不同计算机内的信息有机地结合在一起，并且可以通过超文本传输协议（HTTP）从一台Web服务器转到另一台Web服务器上检索信息。Web服务器能发布图文并茂的信息，甚至在软件支持的情况下还可以发布音频和视频信息。此外，In

ternet的许多其它功能，如E-mail、Telnet、FTP、WAIS等都有可通过Web实现。万维网常被当成因特网的同义词，不过其实万维网是靠着因特网运行的一项服务。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第24页，共87页。在计算机科学领域内做出突出贡献的人们www.niuwk.co

m牛牛文库文档分享第25页，共87页。推荐阅读计算机与网络之父作者：叶平，罗治馨著ISBN：10位［753093371X］13位［9787530933718］出版社：天津教育出版社www.niuwk.com牛牛文库文档分享第26页，共87页。1.2计算机网络的定义和

功能计算机网络定义的主要观点：从应用的观点：以相互共享资源方式连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合。从物理的观点：在网络协议的控制下，由若干台计算机和数据传输设备组成的系统。观点3：计算机网络可以定义为：把分布在不同地理位置的计算机系统，通过通信系统连接起来，

在协议的支持下，实现资源共享和相互通信。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第27页，共87页。归纳与综合计算机网络：相互连接的自治计算机的集合自治：能独立运行，不依赖于其他计算机“主控-从属”类型的系统是计算

机网络吗？“主机-终端”系统（第一代网络）呢？互连：以任何可能的通信连接方式有线方式：铜线、光纤无线方式：红外、无线电（微波）、卫星通信网络计算机系统计算机系统www.niuwk.com牛牛文库文档分享

第28页，共87页。计算机网络与其它类似系统的比较终端分时系统各终端分时占用主机资源终端无计算能力，对主机的依赖性极强通信主要采用异步串行连接（本地或远程）多机系统紧耦合，主机间通信多采用共享存储器、共享总线等（有的系统也采用高速局域网）分布式系

统www.niuwk.com牛牛文库文档分享第29页，共87页。计算机网络与分布式系统分布式系统的特点在分布式OS统一调度下，各计算机协调工作，共同完成一项任务，如并行计算。用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的各计算机怎样协同工作，对用户透明。用途

主要是科学计算和事务处理。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第30页，共87页。计算机网络与分布式系统（续）计算机网络非协调性的；松散耦合的；各计算机对用户非透明，用户必须指定资源的位置；用途主要是资源共享。分布式系统往往是基于计算机网络来实现的：在因特网中，域名服务

系统（DNS)是分布式系统的一项典型的应用。分布式数据库系统也需要网络的支持。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第31页，共87页。计算机网络能做什么（功能）数据通信(CommunicationMedium)文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐

、音乐资源共享(ResourceSharing)软件、硬件、数据（数据库）提供高可靠性服务(HighReliability)利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务节省投资(SavingMoney)替代昂贵的大中型机系统分布式处

理(DistributedProcessing)www.niuwk.com牛牛文库文档分享第32页，共87页。1.3计算机网络体系结构本节内容层次化的网络体系结构开放系统互联参考模型（OSI/RM）TCP/IP体系结构OSI和TCP/IP的比较应用层传输层网络层数据链路层物理

层www.niuwk.com牛牛文库文档分享第33页，共87页。1.3.1计算机网络体系结构网络体系结构提出的背景——计算机网络的复杂性、异质性不同的通信介质——有线、无线、……不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用设备、……不同的

操作系统——Unix、Windows、……不同的软/硬件、接口和通信约定（协议）不同的应用环境——固定、移动、……不同种类业务——分时、交互、实时、……宝贵的投资和积累——有形、无形、……用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏www

.niuwk.com牛牛文库文档分享第34页，共87页。结构清晰简化设计与实现便于更新与维护较强的独立性和适应性对于复杂的网络系统，用什么方法能合理地组织网络的结构，以达到：解决：分而治之！一个生活中的例子：信件的邮递www.niuwk.com牛牛文库文档分享第35页，共87页。分层的网络体系

结构分层的基本思想每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，而最高层提供能运行分布式应用程序的服务。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第36页，共87页。层次化方法在其它领域的应用程序设计把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来实现，如操作系统。瀑布模型

把软件生命周期划分为八个阶段:问题的定义、可行性研究、软件需求分析、系统总体设计、详细设计、编码、测试和运行、维护邮政系统邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输银行系统物流系统。。。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第37页，共87页。1.计算机网络体系

结构的定义计算机网络中也采用了分层方法。——把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同层上予以解决。网络的层次结构方法要解决的问题：网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能）各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口）通信双方的数据传输要遵循

哪些规则？（协议）www.niuwk.com牛牛文库文档分享第38页，共87页。计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。最早的网络体系

结构源于IBM的SNA；其它的网络体系结构还有DEC的DNA等由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是OSI/RM；实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构事实上的标准www.niuwk.com牛牛文库文档分享第39页，共87页。网络分层体系结构P3P2P121321物理通信线

路3N+1NN-1N+1NN-1Pn-1PnPn+1系统A系统B网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次每层使用其下层提供的服务，并向其上层提供服务通信只在对等层间进行（间接的、逻辑的、虚拟的），非对等层之间不能互相“通信”实

际的物理通信只在最底层完成Pn：第n层协议，即第n层对等实体间通信时必须遵循的规则或约定2.网络体系结构的分层原理www.niuwk.com牛牛文库文档分享第40页，共87页。对等层通信的实质网络分层体系结构原

理禁止不同主机的对等层之间进行直接通信。实际上，每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等层通信。上层使用下层提供的服务——Serviceuser；下层向上层提供服务——Serviceprovider。第n+

1层是第n层的服务用户，第n-1层是第n层的服务提供者第n层的服务也依赖于第n-1层以及以下各层的服务例：邮政通信www.niuwk.com牛牛文库文档分享第41页，共87页。对等通信例：两个人收发信件问题

：收信人与发信人之间、邮局之间，他们是在直接通信吗？邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？信件内容邮件地址货物地址发信人邮局运输系统信件内容邮件地址货物地址收信人对信件内容的共

识对信件如何传递的共识对货物如何运输的共识P3P2P1公路，铁路，航空邮局运输系统www.niuwk.com牛牛文库文档分享第42页，共87页。对等层通信的实质对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信；

下层向上层提供服务；上层依赖下层提供的服务来与其它主机上的对等层通信；实际通信在最底层完成。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第43页，共87页。321N+1NN-1213N+1NN-1源进程传送消息到目标进

程的过程：消息送到源系统的最高层；从最高层开始，自上而下逐层封装；经物理线路传输到目标系统；目标系统将收到的信息自下而上逐层处理并拆封；由最高层将消息提交给目标进程。目标进程源进程P3P2P1物理通信线路Pn-1PnPn+1消息消息逻辑通信www.ni

uwk.com牛牛文库文档分享第44页，共87页。在各层中实现的主要功能差错控制使对等层的通信更加可靠流量控制控制发送端的速率，使接收端能来得及接收分段和重装发送端将数据块分成更小的单位，并在接收端

重新组合复用和分用多个高层的对等层通信会话复用一条低层连接建立连接和释放连接www.niuwk.com牛牛文库文档分享第45页，共87页。3.通信协议人际交流的协议:人类之间“我有一个问题.”“现在几点了?”…说明发

送的消息…说明接收到某消息后所应采取的行动…说明动作的次序通信协议:计算机之间网络中所有的通信活动都是由协议所控制协议：定义网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及当传送和接收消息时应采取的行动。（语义、语法和时序）www.niuwk.com

牛牛文库文档分享第46页，共87页。人相互交流的协议和通信协议之间的对比HiHiWhat’sthetime?2:00请求连接传送文件：xxxxx.xxx<文件>time连接确认www.niuwk.com牛牛文库文档分享第47页，共87

页。通信协议的三要素语义对协议中各协议元素的含义的解释，例如：在HDLC协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始和结束在BSC协议中，SOH(01H)表示报文的开始，STX(02H)表示报文正文的开始，ETX(03

H)表示报文正文的结束语法协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：时序通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则FlagAddressCtrlDataFCSSFlagSOHHEADSTXTEXTETXBCCBSCHDLCwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第48页，共87页

。确认释放连接释放确认释放确认连接确认数据连接请求连接确认tt时序例释放连接数据传输建立连接www.niuwk.com牛牛文库文档分享第49页，共87页。网络体系结构中：每层可能会有若干个协议一个协议只

属于一个层次协议可以由软件或硬件来实现：网络通信协议软件、网络驱动程序网络硬件常用协议组：TCP/IP（Windows、Unix、Linux、…）NetBEUI（Windows）IPX/SPX（NetWare、Windows）www.niuwk.com牛牛文库文档分享

第50页，共87页。协议数据单元（PDU）网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文统称为协议数据单元（ProtocolDataUnit，PDU）。传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：传输层——段（Segment）网络层——分组/包（Packet）数据链路层

——帧（Frame）物理层——比特（Bit）PDU由协议控制信息（协议头）和数据（SDU）组成:协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息:地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、…协议控制信息数据（SDU）www.niuwk.com牛

牛文库文档分享第51页，共87页。下层把上层的PDU作为本层的数据加以封装，然后加入本层的协议头部（和尾部）形成本层的PDU。封装：就是在数据前面加上特定的协议头部。因此，数据在源站自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。到达目的地后自下而上递交

的过程就是不断拆封的过程。——类比：发送信件数据在传输时，其外面实际上要被包封多层“信封”。数据协议头数据N+1层PDUN层PDUwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第52页，共87页。数据多层封装数据段头数据段头数据分组头帧头段头数据分组头帧尾封装段分组帧拆

封www.niuwk.com牛牛文库文档分享第53页，共87页。TCP头应用层数据应用层数据TCP头应用层数据IP头帧头TCP头应用层数据IP头帧尾实例：TCP/IP协议的封装过程应用层传输层网络层链路层www.n

iuwk.com牛牛文库文档分享第54页，共87页。在目的站，某一层只能识别由源站对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的“数据”仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。每一层只处理本层的协议头部！www.niuwk.com牛牛文库

文档分享第55页，共87页。1.3.2OSI/RM与TCP/IP体系结构OSI/RM的体系结构分为7层应用层Application表示层Presentation会话层Session传输层Transport物理层Physical数据链路层DataLink网络层N

etwork7654321为网络应用提供服务数据表示在用户间建立会话关系不同主机进程间的通信在主机间传输分组在节点间可靠地传输帧位流的透明传输www.niuwk.com牛牛文库文档分享第56页，共87页。TCP/IP体系结构分为4层：应用层传输层网际层网络接口层＝数据链路层＋物

理层applicationtransportinternetnetworkinterfacedatalinkphysical注：TCP/IP体系结构有时也采用5层表示方法，即用数据链路层和物理层代替网络接口层。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第57页，共87页。TCP/IP与OS

I/RM的对应关系OSI/RM和TCP/IP相结合的5层结构——原理体系结构：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI/RM应用层传输层网络接口层网际层TCP/I

PPPP,HDLC,FDDI,Ethernet,802.3,802.5等等TCP/IP支持所有标准的物理层和数据链路层协议www.niuwk.com牛牛文库文档分享第58页，共87页。1.3.3体系结构各层概述物理

层（physicallayer）任务：在物理媒体(介质)上正确地、透明地传送比特流。协议(标准)：规定了物理接口的各种特性：机械：物理连接器的尺寸、形状、规格电气：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等功能：接口引（线）脚的功能和作用

规程：信号时序，应答关系，操作过程功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理例：RS-232、RS-449、V.24、V.35、G.703/G.704www.niuwk.com牛牛文库文档分享第59页，共87页。数据链路层（datalinklayer）任

务：在两个相邻节点间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路。功能与服务：建立与拆除数据链路连接组帧：帧封装，按顺序传送，处理返回的确认帧；定界与同步：产生/识别帧边界；差错检测/恢复：可靠的传输，CRC，ARQ；流量控制：抑止发送方的

传输速率，使接收方来得及接收。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第60页，共87页。协议：两类面向字符的：数据以字符为单位传输，用控制字符控制通信IBM的BSC规程(二进制同步控制规程)面向比特的：数据以位为单位传输，用帧中的控制字段控制

通信ISO的HDLC规程共享信道问题(LANorWireless)：如何控制对共享信道的访问？将数据链路层划分为逻辑链路控制(LogicalLinkControl,LLC)和介质访问控制(MediaAccessControl,MAC)两个子层，

由MAC子层解决共享介质访问控制问题。LAN使用的两种主要介质访问控制方法：CSMA/CDTOKENRINGwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第61页，共87页。链路层的任务两节点间可靠的数据传输E

thernet,X.25,ATM,…www.niuwk.com牛牛文库文档分享第62页，共87页。网络层（networklayer，internetlayer）任务：选择合适的路由，把分组从源端传送到目的端。功能与服务：在源端与目

的端之间建立、维护、终止网络的连接路由选择和分组中转流量控制和拥塞控制多路复用：为多个传输层实体提供网络连接服务分段与组合：大数据块分段，小数据块组合差错检测与恢复流量统计和记账IP协议[RFC791]：RFC(

RequestForComments)“请求注解”,提供无连接的数据报服务www.niuwk.com牛牛文库文档分享第63页，共87页。路由选择如何在多条通信路径中找一条最佳路径？依据：速度,距离(步跳数),价格,拥塞程度路由器

中路由表的建立与维护静态：人工设置，只适用于小型网络动态：运行过程中根据网络情况自动地动态维护路由算法——建立与维护路由表的方法距离向量算法：RIP、CGP等链路状态算法：OSPF等www.niuwk.com

牛牛文库文档分享第64页，共87页。网络层的任务沿两端点间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）Ethernet,X.25,ATM,…www.niuwk.com牛牛文库文档分享第65页，共87页。传输层（

transportlayer）任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，使上层服务用户不必关系通信子网的实现细节。传输层的特点以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网络

层功能的强弱；只存在于端主机中；实现源主机到目的主机“端到端”的连接；在这一点上与网络层的区别是什么？网络层：为主机之间提供逻辑传输传输层：为应用进程之间提供逻辑传输www.niuwk.com牛牛文库文档分享第66页，共87页。功能：地址映射：源端进程地址

映射到网络地址，或反之；多路复用与分割：多个传输连接共用一条网络连接；一条传输连接使用多个网络连接；进行数据分段并在目的端重新组装；传输连接的建立与释放；提供“面向连接”和“无连接”两种服务：TCP/IP协议：TCP和UDP（用户数据报协

议无连接的）传输差错校验与恢复；流量控制，防止数据传输过载。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第67页，共87页。传输层两种服务的比较ConnectionOrientedConnectionless参考模式电话系统邮政系统特点静态分配资源；传

输前需要建立连接动态分配资源可靠性提供可靠的传输服务：无错、按序、无丢失/无重复不能防止报文的损坏、失序、丢失和重复对目的地址的要求仅在连接阶段需要完整的目的地址需要为每一个报文提供完整的目的地址适用场合在一段时间内向同一目的地发送大量报文;实时性要求少量零星报文分类及示

例1.可靠消息流-文件传输2.可靠字节流-远程登录3.不可靠连接-数字化声音1.数据报-广播/组播2.可靠的数据报-挂号邮件3.请求应答-数据库查询www.niuwk.com牛牛文库文档分享第68页，共87

页。传输层与网络层的关系网络层提供网络中主机间的“逻辑通信”；而传输层提供主机中的进程间的“逻辑通信”。二者之间的差别：微妙而又重要类比主机：单位的传达室进程：单位中的职工应用层报文：信件

网络层协议=邮局的投递服务，只负责递送到传达室传输层协议=传达室的收发服务，负责递送到每个职工www.niuwk.com牛牛文库文档分享第69页，共87页。网络层的任务沿两端点间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）Ethernet,X.25,ATM,…传输层的任务……两端点间可靠的透明数据

传输（应用进程间的逻辑通信）通信子网www.niuwk.com牛牛文库文档分享第70页，共87页。应用层（applicationlayer）任务：为用户的应用进程提供网络通信服务。功能：提供各种不

同的应用协议以满足应用进程的需求；识别并证实目的通信方的可用性；使协同工作的应用进程之间进行同步；为通信过程申请资源。应用层协议的例子：OSI:VTP、MHS、FTAM、DS、…TCP/IP:Telnet、S

MTP、FTP、DNS、HTTP、…www.niuwk.com牛牛文库文档分享第71页，共87页。1.3.4TCP/IP体系结构TCP/IP不是一个单个的协议，而是由数十个具有层次结构的协议组成的一个

协议集。TCP和IP是该协议集中的两个最重要的核心协议。TCP/IP是Internet上的标准通信协议集。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第72页，共87页。Message（报文）Segment（段）Packet（分组）Frame（帧）Bi

t（比特）TCP/IP协议栈PDU应用层HTTP,FTP,SMTP,DNS,Telnet,…传输层TCP,UDP网际(网络)层IP,ICMP,ARP,RARP网络接口层(数据链路层+物理层)PPP,Ethernet,Tokenring,ATMTCP/IP的体系结构层次www.niuwk.

com牛牛文库文档分享第73页，共87页。TCP/IP的应用层应用层协议为文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用提供了支持。有些协议的名称与以其为基础的应用程序同名。应用层传输层网络接口层网际层文件传输●FTP、TFTP、NFS电子邮

件●SMTP、POP3WWW应用●HTTP远程登录●Telnet、rlogin网络管理●SNMP名字管理●DNSwww.niuwk.com牛牛文库文档分享第74页，共87页。TCP/IP的传输层传输层的主要

功能：提供进程间可靠的传输服务。传输层包括TCP和UDP两种传输协议：TCP是面向连接的传输协议。在数据传输之前建立连接；把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段；必要时重新传输没有收到或错误

的段，因此它是“可靠”的。UDP是无连接的传输协议。在数据传输之前不建立连接；对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的；主要用于请求/应答式的应用和语音、视频应用。应用层传输层网络接口网际层面向连接的●TCP无连接的●UDP使用

UDP时，可靠性问题由应用层协议解决。使用TCP时，可靠性问题在传输层已经解决。www.niuwk.com牛牛文库文档分享第75页，共87页。HTTPFTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP2123255369161TCPUD

P应用层传输层TCP和UDP都用端口(port)号来识别应用层实体，以便准确地把信息提交给上层对应的协议（进程）。port80www.niuwk.com牛牛文库文档分享第76页，共87页。TCP/IP的网际（网络）层主要功能是把数据报通过最佳

路径送到目的端。寻址（IP地址）、路由选择、封包/拆包网际层的核心协议——IP，提供了无连接的数据报传输服务（不保证送达，不保序，不保证无错）。传输前不需建立连接提高了传输效率网际层是网络转发节点（如

路由器）上的最高层。网络节点设备不需要传输层和应用层www.niuwk.com牛牛文库文档分享第77页，共87页。网际层的其它重要协议：ICMP（InternetControlMessageProtocol）传递控制消息可达性测试传送路由状态信息

超时通知不可达通知封装在IP中进行传输ARP（AddressResolutionProtocol）为已知的IP地址确定相应的MAC地址RARP（ReverseAddressResolutionP

rotocol）为已知的MAC地址确定相应的IP地址IGMP（InternetGroupManagementProtocol）多播组管理www.niuwk.com牛牛文库文档分享第78页，共87页。网际层的四个主要协议应用层传输层网络接口网际层●IP

●ICMP●ARP●RARPTCPUDP617IP传输层网际层IP分组中的协议域确定目的端的上层协议www.niuwk.com牛牛文库文档分享第79页，共87页。TCP/IP的网络接口层没有定义任何实际协议，仅定义了网络接口

任何已有的数据链路层协议和物理层协议都可以用来支持TCP/IP典型的例子：Ethernet、TokenRing、HDHL、X.25、ATM优点：适应性强、灵活缺点：不能利用已存在的某些有用的功能TCP/IP总是认为其下层是不可靠的（尽管可能已经足够可靠）www.n

iuwk.com牛牛文库文档分享第80页，共87页。1.4计算机网络的分类1.4.1按拓扑结构分类1)总线结构2)星型结构3)环型结构4)网状结构www.niuwk.com牛牛文库文档分享第81页，共87页。1）总线结构•各个节点设备和一根总线相连•结构简单、灵活，可扩充性能好•成本低

、安装使用方便•实时性较差•连接节点的数目有限www.niuwk.com牛牛文库文档分享第82页，共87页。2）星型结构•各工作站以星型方式连接起来的•通信传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和

管理。•网络可靠性低，网络共享能力差www.niuwk.com牛牛文库文档分享第83页，共87页。3）环型结构•闭合环型结构•结构也比较简单，系统中各工作站地位相等。系统中通信设备和线路比较节省。•无信道选择问题。•不便于扩充，系统响应延时长，且信息传输效率相对较低。www.niuwk.c

om牛牛文库文档分享第84页，共87页。4）网状结构www.niuwk.com牛牛文库文档分享第85页，共87页。1.4.2按地理范围分类广域网(又称远程网)WAN、局域网LAN、城域网MAN1.局域网(LocalAreaNetwork，LAN)

范围：小，＜20KM传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11）拓扑结构：总线，环城域网(MetropolitanAreaNetwork，MAN)范围：中等，＜100KM传输技术：宽

带/基带拓扑结构：总线广域网(WideAreaNetwork，WAN)范围：大，＞100KM传输技术：宽带，延迟大，出错率高拓扑结构：不规则，点到点www.niuwk.com牛牛文库文档分享第86页，共

87页。1.5计算机网络系统的组成硬件网络节点端节点：计算机中间节点：交换机、集中器、复用器、路由器、中继器通信链路：信息传输的通道物理：传输介质逻辑：信道类比——CATV的电缆和频道之间的关系软件通信

软件（网络协议软件）网络操作系统网络管理/安全控制软件、网络应用软件www.niuwk.com牛牛文库文档分享第87页，共87页。