【文档说明】计算机网络_第1章计算机网络概论课件.ppt，共(142)页，1.363 MB，由小橙橙上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-76937.html

以下为本文档部分文字说明：

第1章计算机网络概论1第1章计算机网络概论1.1计算机网络概述1.2计算机网络的基本结构与组成1.3计算机网络体系结构与协议返回首页第1章计算机网络概论2第一节概述1.1.1计算机网络的演变和发展1.1.2计算机网络的功能1.1.3计算机网络

的类型1.1.4计算机网络的发展历史返回首页第1章计算机网络概论31.1.1计算机网络的演变和发展第一阶段：20世纪50年代面向终端的计算机通信网络第二阶段：20世纪60年代分组交换网第三阶段：20世纪70年代标准化计算机网络第四阶段：20世纪90年代网络互连与高速网络返回

首页第1章计算机网络概论4面向终端的计算机通信网络（主机-终端）概念：以单个计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络。时间：产生于20世纪50年代初，在20世纪60年代有了新的发展特征：共享主机资源单台主机-计算、通信（线路控制器）多台终端返回首页第1

章计算机网络概论5本地、远程连接（调制解调器，公用电话网）主从式结构结构：主机终端终端终端终端终端图1-1以单个主机为中心返回首页第1章计算机网络概论6例子美国的飞机订票系统SABRE-11HOST2000Terminal通信线路（电话线路）此结构的网络至今仍在使用缺点主机

负荷重（数据处理+通信）线路利用率低返回首页第1章计算机网络概论7分组交换网（主机-主机）概念：多个主机互连，各主机相互独立，无主从关系的计算机网络。时间：20世纪60’s–20世纪70’s特征：单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络网络结构从“主机－终端”转变为“主机－主

机”返回首页第1章计算机网络概论8结构：HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信线路返回首页第1章计算机网络概论9例子：Internet的前身-ARPAnet美国军方建立的实验性网络最初4个节点→70’s的6

0多个节点地域跨越美洲、欧洲具有现代网络的许多特征，例如分组交换分层次的网络协议不足：网络普及程度低标准不统一网络体系结构的研究不成熟返回首页第1章计算机网络概论10标准化计算机网络（主机-主机）概念：具有统一的网络体系结

构，遵循国际标准化协议的计算机网络。产生：20世纪70’s-至今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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其基础返回首页第1章计算机网络概论11标准化过程的两个

阶段厂商标准：如：IBM-SNA(SystemNetWorkArchitecture),DEC-DNA(DigitalNetWorkArchitecture)国际标准：ISO-OSI/RM缺点：适用范围：兼容性？技术垄

断：竞争？标准不统一：用户利益？标准制定问题标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织来制定例外——―事实上的标准”，如TCP/IP返回首页第1章计算机网络概论12国际标准：ISO-OSI/R

M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其标准保证了不同网络设备之间的兼

容性和互操作性规定了网络体系结构的框架只说明了做什么(whattodo)而未规定怎样做(howtodo)现在的计算机网络均是在OSI/RM的框架下运作的返回首页第1章计算机网络概论13PC导致了局域网的出现局域网的标准：IEEE80

2IEEE802也符合OSI/RM标准开始就建立在标准化的基础上返回首页第1章计算机网络概论14网络互连与高速网络20世纪80年代末，计算机网络领域最引人注目——Internet(因特网)Internet已经成为世界上最大的国际性计算机互连网对世界冲击非常之大，影响到人们生

活的各个方面。返回首页第1章计算机网络概论151969美国分组交换网ARPANET问世，1983年已连接300多台计算机。供美国研究机构、政府部门使用1984年ARPANET分成两个网络：民用科研网ARPANET、军用计算机网络MILNE

T1986年美国国家基金会NSF建立了国家基金网NSFNET三级计算机网络（主干网、地区网、校园网）返回首页第1章计算机网络概论16NSFNET后来接管了ARPANET，并将网络改名为Internet最初NSFNET的主干速率不高

56K/S，1989-1990年主干速率提高到1.544Mb/s(T1)1990年ARPANET正式关闭1991年世界许多公司接入到Internet使网络上的通信量急剧增大。美国政府将Internet的主干网交给私人公司来经营，并开始对接入Internet的单位收费。

1993年Internet主干速率提高到45Mb/s。1996年速率为155Mb/s主干网建成。返回首页第1章计算机网络概论17欧洲原子核研究组织CERN开发的万维网WWW（WorldWideWeb）广泛应用于

Internet上，大大方便了非网络专业的人员对网络的使用1996年美国的一些研究机构和34所大学提出和建造新一代Internet。同年10月美国开始实施“下一代Internet计划”（NGI计划）提高传输速率，实现远程医疗、远程教育

、视频点播等应用Internet使用分层次的体系结构即TCP/IP协议族返回首页第1章计算机网络概论18第一节概述1.1.1计算机网络的演变和发展1.1.2计算机网络的定义1.1.3计算机网络的功能1.1.4计算机网络的类型返回首页第1章计算机网络概论191.1.2计算机网络的定义计算机

网络是计算机技术和通信技术相结合，实现远程信息处理、资源共享的系统。从现代计算机网络的角度出发，可以认为是“以相互共享资源方式互联起来的自主计算机系统的集合”。因此对计算机网络较完整的定义是：计算机网络是将分布在不同地理区域，具有独立功能的计算机，通过通信设备和传输介质相互连接，以功能完善的网

络软件(即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等)实现相互通信、资源共享和协同工作的系统。网络中由传输介质链路连接在一起的设备，常称为网络结点，链路称为通信信道。返回首页第1章计算机网络概论20

第一节概述1.1.1计算机网络的演变和发展1.1.2计算机网络的定义1.1.3计算机网络的功能1.1.4计算机网络的类型返回首页第1章计算机网络概论211.1.3计算机网络的功能1.数据通信2.资源共享3.提高计算机的可靠性和可用性

4.易于进行分布式处理返回首页第1章计算机网络概论221.1.3计算机网络的功能数据通信：即数据传送，用以实现计算机与终端或计算机之间传送各种信息，利用这一功能，地理位置分散的生产单位或业务部门可通过计算机网络连接起来，进行集中的控制和管理。资

源共享：包括共享软件、硬件和数据资源，可以使网上用户都能部分或全部地享受这些资源，使网络中各地区的资源互通有无，分工协作，从而大大地提高系统资源的利用率。返回首页第1章计算机网络概论231.1.3计算机网络的功

能提高计算机的可靠性和可用性提高可靠性表现在网络中各台计算机可以通过网络彼此互为后备机，一旦某台计算机出现故障，故障机的任务就可由其它计算机代为处理，避免了单机在无后备使用情况下，某些计算机故障导致系统瘫痪的现象，大大提高了可靠性。提高可用性指

当网络中某台计算机负载过重时，网络可将新的任务转交给网中较空闲的计算机完成，这样就能均衡各计算机的负载，提高了每一台计算机的可用性。易于进行分布处理：各用户可根据情况合理选择网内资源，以就近、快速地处理。返回首页第1章计算机网络概论24第一节概述1.1.1计算机网络的

演变和发展1.1.2计算机网络的定义1.1.3计算机网络的功能1.1.4计算机网络的类型返回首页第1章计算机网络概论251.1.4计算机网络的类型分类标准类型规模、距离局域网、广域网、城域网拓扑结构星型网、总线型网、环型网、树型网、全网状网、部分网状网交换方式／交换技术共享式网、交换式网(线路交

换网、分组交换网、混合交换网、信元交换网)传播方式／传输技术广播网、点—点网、非广播多路访问网传输带宽窄带网、宽带网、超宽带网传输媒体有线网(同轴电缆网、双绞线网、光纤网)、无线网(微波网、卫星网)传输速率低速网、中速网、高速网使用范围公用网、专用网控制

方式对等网络、集中式网络服务对象／网络环境工作组网、部门网、企业网、校园网、全局广域网工作机制／网络结构以太网、令牌环网、FDDI网、ATM网返回首页第1章计算机网络概论261．按网络的覆盖范围进行分类按覆盖的地理范

围进行分类，计算机网络可以分为以下三类：局域网（localareanetwork，LAN）；城域网（metropolitanareanetwork，MAN）；广域网（wideareanetwork，WAN）。返回首页第1章计算机网络概论27局域网(LocalA

reaNetwork)工作范围：不超过几十km，同一个楼房、校园返回首页第1章计算机网络概论28局域网的技术特点覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需

求；提供高数据传输速率（10Mb/s～10Gb/s）、低误码率的高质量数据传输环境；一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。返回首页第1章计算机网络概论29局域网的应用领域个人计算机局域网大型计算设

备群的后端网络存储区域网络办公室与实验室的网络企业与学校的主干网返回首页第1章计算机网络概论30城域网工作范围：几十km-上百km，一个城市或者地区返回首页第1章计算机网络概论31城域网的技术特点城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；城域网

设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求；实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能；城域网在技术上与局域网相似。返回首页第1章计算机网络概论32广域网工作范围：几十km-

几千km，一个国家、州、全球返回首页第1章计算机网络概论33广域网的技术特点广域网也称为远程网；覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；通信子网主要使用分

组交换技术；它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。返回首页第1章计算机网络概论342．按网络传输技术进行分类通信信道的类型有两类：广播通信信道；点-点通信信道。相应的计算机网络也可以分为两类：广播式网络（broadcastnetworks）；点-点式网络（poin

t-to-pointnetworks）。返回首页第1章计算机网络概论35第二节计算机网络的基本结构与组成1.2.1计算机网络的基本结构1.2.2网络的拓扑结构返回首页第1章计算机网络概论361.2计算机网络的基本结构与组成计算机网络要完

成数据处理与数据通信两大基本功能。早期计算机网络主要是广域网，它从逻辑功能上分为资源子网和通信子网两个部分：资源子网—负责数据处理的主计算机与终端；通信子网—负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路。返回首页第1章计算机网络概论37资源子网和通信子网两个部分的结构示意图通

信子网资源子网CCPCCPCCPCCPCCPCCP主机主机主机主机终端终端终端终端返回首页第1章计算机网络概论38由路由器互联的大型、层次结构的互联网络示意图返回首页第1章计算机网络概论391.2.1计算机网络的基本结构逻辑：计算机网络=通

信子网+资源子网返回首页第1章计算机网络概论401.2.1计算机网络的基本结构通信子网网络系统以通信子网为中心，通信子网处于网络的内层。通信子网实现网络通信功能，包括数据的加工、传输和交换等通信处理工作。即将一个主计

算机的信息传送给另一个主计算机。返回首页第1章计算机网络概论411.2.1计算机网络的基本结构资源子网资源子网实现资源共享功能，包括数据处理、提供网络资源和网络服务。资源子网主要包括主机及其外设、

服务器、工作站、网络打印机和其他外设及其相关软件。计算机网络连接的计算机系统可以是巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机或其他数据终端设备。返回首页第1章计算机网络概论421.2.1计算机网络的基本结构物理：计算机网络=硬件系统+软

件系统返回首页第1章计算机网络概论431.2.1计算机网络的基本结构硬件组成：网络节点、通信设备、通信线路等组成独立的数据通信系统，承担全网的数据传输、交换、加工和变换等通信处理工作。网络节点也就

是网络单元，是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备(CCP)和数据终端设备的统称。网络节点分转接节点和访问节点两类。转接节点是支持网络连接性能的节点，它通过通信线路来转接和传递信息，如集中器、终端控制器等。访问节点是信息交换的源节点和目标节点，起信

源和信宿的作用，如终端、主计算机等。返回首页第1章计算机网络概论441.2.1计算机网络的基本结构通信设备指各种网络连接设备，包括中继器、网桥、交换机、路由器等。通信线路指的是传输介质及其介质连接部件，包括双绞线、同轴电缆、光纤等软件：协议软件，如IPX/SPX、

TCP/IP协议等。网络操作系统。如WindowsNT、UNIX等。设备驱动软件。通信软件。管理软件。网络应用软件。返回首页第1章计算机网络概论45第二节计算机网络的基本结构与组成1.2.1计算机网络的基本结构1.2.2网络的拓扑结构返回首页第1章计算机网络概论461.2.2网络的拓扑

结构总线型总线拓扑结构是将网络中的所有设备都通过一根公共总线连接，通信时信息沿总线进行广播式传送优点：结构简单，增删节点容易可靠性高缺点：在节点数多时，易发生拥塞常见网络：局域网返回首页第1章计算机网络概论471.2.2网络的拓扑结构环型环型拓扑结构中，所有设备被连接成

环，信息传送是沿着环广播的。在环型拓扑结构中每一台设备只能和相邻节点直接通信。与其他节点通信时，信息必须依次经过二者间的每一个节点。优点：路径固定，实现简单缺点：可靠性差管理复杂扩展性、灵活性差，维护困难返回首页第1章计算机网

络概论481.2.2网络的拓扑结构常见网络：令牌环网和FDDI（光线分布式接口）返回首页第1章计算机网络概论491.2.2网络的拓扑结构星型星型拓扑结构是由一个中央节点和若干从节点组成。中央节点可以与从节点直接通信，而从节点之间的通信必须经过中央节点的转发。优点：结构简

单，建网容易，传输速率高扩展性好缺点：可靠性依赖于中央节点返回首页第1章计算机网络概论501.2.2网络的拓扑结构常见网络：100BaseT以太网、令牌环网和ATM网返回首页第1章计算机网络概论511.2.2网络的拓扑结构树型树型

拓扑结构网络又称为分级的集中式网络。是星型结构的扩展，它采用分层结构，具有一个节点和多层分支节点优点：网络成本低，结构简单任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，网络中的节点扩充方便灵活，查询

链路路径比较方便缺点：除叶节点及相连的链路外，任何一个工作站及其链路产生故障都可能会影响网络系统的正常运行返回首页第1章计算机网络概论521.2.2网络的拓扑结构常见网络控制性网络返回首页第1章计算机网络概论531.2.2网络的拓扑结构网状网状拓扑结构分为

一般网状拓扑结构和全连接网状拓扑结构两种。全连接网状拓扑结构中的每个节点都与其他所有节点相连通。一般网状拓扑结构中每个节点至少与其他两个节点直接相连。优点：容错能力强可靠性高缺点：建网费用高，布线困难返回首页第1章计算机网络概论541.2.2网络

的拓扑结构返回首页第1章计算机网络概论55第三节计算机网络体系结构与协议1.3.1网络协议的概念1.3.2层次模型与体系结构1.3.3开放系统互连参考模型OSI/RM1.3.4TCP/IP参考模型返回首页第1章计算机网络概论561.3.1

网络协议的概念网络协议概念协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、标准或约定。也就是为了使数据在网络上从源到达目的，网络通信的参与方必须遵循的规则(=语法+语义+同步)语法：数据与控制信息的结构或格式。语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及作出何种

应答。同步：收发双方或多方在收发时间和速度上的严格匹配事件实现顺序的详细说明。返回首页第1章计算机网络概论57网络协议概念举例目的MAC地址源MAC地址0x0800IP包长度/类型=0x0800封装了IP包的以太网帧目的M

AC地址源MAC地址0x0800IP包长度/类型=0x0800封装了IP包的以太网帧返回首页第1章计算机网络概论58协议概念举例：一个中国人和一个法国人通过电话联系业务。双方要想正常进行电话业务交流要解决两个问题。首先，双方要遵守电话通话规则。其次，语言问题。需要翻译

成第三国语言如英语。收听双方遵守电话通话规则和第三国语言约定都是成功通信的前提，也就是双方电话业务联系所要遵守的“协议”。返回首页第1章计算机网络概论59第三节计算机网络体系结构与协议1.3.1网络协议的概念1.3.2层次模型与体系结构1.3.3开放系统互连参考模型O

SI/RM1.3.4TCP/IP参考模型返回首页第1章计算机网络概论601.3.2层次模型与体系结构网络体系结构的几个基本概念对等实体：位于不同系统内同一层次的两个实体。协议作用在对等实体之间。接口：相邻两层之间交互的

界面，定义相邻两层之间的原语操作及上层对下层的服务。服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。返回首页第1章计算机网络概论61网络体系结构：计算机网络的层次及其协议的集合，是对网络及其组成部分的功能的精确定义。协议

栈：某一系统内的各层协议集。返回首页第1章计算机网络概论62两个系统中实体间的通信是一个十分复杂的过程，为了减少协议设计和调试过程的复杂性，大多数网络的实现都按层次的方式来组织，每一层完成一定的功能，每一层又都建立在它的下层之上。返回首页第1章计算机网络概论63分层的原则：每

层的功能应是明确的，并且是相互独立的。同一节点相邻层之间通过接口通信，层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。层数应适中。每一层都使用下层的服务，并为上层提供服务返回首页第1章计算机网络概论64在需要不同的通信服务时，可在一层

内再设置两个或更多的子层次，当不需要这些服务时，也可绕过这些子层次。返回首页第1章计算机网络概论65分层的优点：（1）分层有助于网络实现和维护。这种层次结构将一个复杂的大系统分割成若干个易于实见的小系统，使实现和维护变得容易控制。（2）分层有助于技术发

展。分层实现的网络，只要保证相邻层的接口不变，就可以用最先进的技术对某层进行改进，不至于影响其他部分的工作。（3）分层有助于网络产品的生产。协议分层以后各个公司可以结合自己的情况生产某个协议层次的产品。（4）灵活性好。当任何一层发生变化时（例如由于技术的变化

），只要层间接口关系不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。返回首页第1章计算机网络概论66理解协议分层中国某公司经理要向驻美国某韩国公司经理发一份业务联系电报，两个经理都只懂本国语言，两方的秘书都会英文，那么这个过程可分为六步三个层次来进行，如图所示。经理、秘书、电

信局通信结构第一步：中方经理口述报文内容第二步：秘书翻译为英文第三步：电信局用国际通用电文码发报至美国第四步：美国电信局将报文码译成英文内容第五步：秘书将英文内容译为韩文第六步：美方韩国经理得知电报内容两个经理在最高层，两个秘书在次高层，两家电信局是最低层。在

发送一方，经理的服务要求被逐层传递下去；而在接收一方，则从下向上逐层提供服务。不同的层遵守不同的协议，如将中文译为英语必须符合英语语法，反之也一样，而且两家电信局必须采用同一套电报码等。图中虚线表示对等层相互通信的协议，箭头表示上下层间的接口。计算机网络通信设计人员根据网

络体系结构的标准，为每一层编写程序和设计硬件，并使之符合有关协议。划分层次的概念举例1返回首页第1章计算机网络概论67划分层次的概念举例2计算机1向计算机2通过网络发送文件。可以将要做的工作进行如下的划分。第一类工作与传送文件

直接有关。确信对方已做好接收和存储文件的准备。双方协调好一致的文件格式。两个计算机将文件传送模块作为最高的一层。剩下的工作由下面的模块负责。返回首页第1章计算机网络概论68文件传送模块计算机1计算机2文件传送模块只看这两个文件传送模块好像文件及文件传送命令

是按照水平方向的虚线传送的把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块返回首页第1章计算机网络概论69文件传送模块计算机1计算机2文件传送模块只看这两个通信服务模块好像可直接把文件可靠地传送到对方把文

件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块通信服务模块通信服务模块返回首页第1章计算机网络概论70文件传送模块计算机1计算机2文件传送模块通信服务模块通信服务模块网络接入模块网络接入模块通信网络网络接口网络接口网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。

返回首页第1章计算机网络概论71网络的体系结构：概念：所谓网络的体系结构(NetworkArchitecture)就是计算机网络各层次及其协议的集合。层次结构一般以垂直分层模型来表示。如果两个网络的体系结构不完全相同就称为异构网络。异构网络之间的通信需要相应的连接设备进行协议的转换。（邮件

协议X.400<国际电信联盟>和SMTP）返回首页第1章计算机网络概论72层次体系结构的要点除了在物理介质上建立的物理连接是实际传输之外，其余各对等层实体间进行的都是建立在逻辑连接基础上的虚通信。

对等层的虚通信必须遵循该层的协议。n层的虚通信是通过n／n-1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信(通常也是虚通信)来实现的。返回首页第1章计算机网络概论73P3P2P121321物理通信线路3N+1NN-

1N+1NN-1Pn-1PnPn+1系统A系统B消息对等层通信的实质：对等层实体之间虚拟通信下层向上层提供服务实际通信在最底层完成右图：对等层通信更一般的抽象。(想象通信)返回首页第1章计算机网络概论74网络的体系结构的特点：

以功能作为划分层次的基础。第n层的实体在实现自身定义的功能时，只能使用第n-1层提供的服务。第n层向第n+l层提供的服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。不同层次根据本层数据单元

格式对数据进行封装。返回首页第1章计算机网络概论75封装―封装”的概念不只在链路层中存在，在更高的各层协议中同样存在。所有层上的“封装”问题的共同特征是把来自高层的封装单位根据本层的需要附加上特定信息形成本层的封装

单位，然后向低层传递，同时把来自低层的数据解封装后向高层传递。返回首页第1章计算机网络概论76生活中信件的封装、传递与解封装返回首页第1章计算机网络概论77接口和服务接口对于一个层次化的网络体系结构，每一层中活动的元素被称为实体(Entity)。N层中的活动元素

通常称为N层实体。实体可以是软件实体，如一个进程；也可以是硬件实体，如智能芯片等。不同系统的同一层实体称为对等实体。同一系统中的下层(N层)实体向上层实体(N+1层)提供服务。经常称下层(N层)实体

为服务提供者，上层(N+1层)实体为服务用户.返回首页第1章计算机网络概论78服务是通过接口完成的。接口就是上层实体和下层实体交换数据的地方，被称为服务访问点(ServiceAccessPoint，SAP)。例如n层实体和n-1层实体之间的接口就是n层实体和n-1层实体之间交换

数据的SAP。为了找到这个SAP，每一个SAP都有一个惟一的标识，称为端口(Port)或套接字(Socket)。举例：我们可以把电话系统中的电话插孔看成是一种SAP，而SAP地址就是这些插孔的电话号码。要想和他人通话，就必须知道他的SAP地址（电话号码）。类似地，在邮政系统中，SAP地址是街名和

信箱。发一封信，必须知道收信人的SAP地址。返回首页第1章计算机网络概论79协议和服务的关系：协议是“水平”的，即协议是不同系统对等层实体之间的通信规则。服务则是“垂直”的，即服务是同一系统中下层实体向上层实体通过层间的接口提供的。网络通信协议是实现不同系统对等层之间

的逻辑连接；而服务则是通过接口实现同一个系统中不同层之间的物理连接，并最终通过物理介质实现不同系统之间的物理传输过程。返回首页第1章计算机网络概论80协议交换原语交换原语服务用户提供服务服务提供者第n层第n

+1层服务用户SAPSAP返回首页第1章计算机网络概论81原语原语是一层对它向其相邻上层所提供的服务的描述的形式，每个原语都带有一套相关的服务参数。服务是通过一组原语来执行的，原语供用户和其它实体访问该服务时调用。它们被用来通知服务提供者采取某些行动或向其相邻上层

报告某个对等实体的活动。原语包括原语类型、被呼和主呼地址、以及用户数据三个主要元素，原语名字则包含原语类型和提供服务的层的标识，如T.CONNECT.request是由传输服务用户——即会话层——发出的一个请求原语，其目的是要跟远方用户（会话层）建立一种

（逻辑的）传输连接。S.DATA.indication是由对等（通信）会话层发给它上面的表示层的一个指示原语，并且涉及从远方表示层收到的数据。返回首页第1章计算机网络概论82n层实体向n+l层实体能提供的服务一般包括3部分：n层实体提供的某些功能。从n-1层及其以下各层实体及本地系统

得到的服务。通过与对等的n层实体的通信得到的服务。数据单元：概念：上下层实体之间交换的数据传输单位称为数据单元。数据单元分为三种：协议数据单元、接口数据单元和服务数据单元。返回首页第1章计算机网络概论83协议数据单元：(ProtocolDataUnit)是在不同系统

的对等层实体之间根据协议所交换的数据单位。n层的PDU可表示为(n)PDU，包括该层用户数据和该层的协议控制信息(ProtocolControlInformation，PCI)。接口数据单元：(InterfaceDataUnit）就是在同一系统的相邻两层实体通

过接口所交换的数据单位。IDU由两部分组成：一是经过层间接口的PDU本身，另外一部分是接口控制信息(InterfaceControlInformation，ICI)。ICI是对PDU怎样通过接口的说明，仅PDU通过接口时有用，而

对构成下一层的PDU没有直接的用处。所以当IDU通过接口以后，便立即将加上的ICI去掉。返回首页第1章计算机网络概论84服务数据单元(ServiceDataUnit，SDU)从服务用户的角度看，并不关心下一层的PDU或IDU有多大，所关心的是下层实体为了完成服务用户所请求的功能，究竟

需要多大的数据单元。这种数据单元就称为服务数据单元(ServiceDataUnit，SDU)。也就是说，一个SDU就是一个服务所要传送的逻辑数据单位。返回首页第1章计算机网络概论85相邻层之间要交换信息，在接口

处也必须遵循一定的规则。如图所示，在典型的接口上，n+1层实体通过SAP把一个接口数据单元（IDU）传递给n层实体。IDU由服务数据单元（SDU）和一些接口控制信息(ICI)组成。SDU是将要跨越网络传递给远方对等实体，然后上交给远方n+1层的信息。控制信息(I

CI)被下层实体用来指导其功能任务的执行，但不是发送给远方对等实体的内容。返回首页第1章计算机网络概论86PCI返回首页第1章计算机网络概论87为了传送SDU，n层实体可能把SDU分成几段，每一段加上一个头之后作为一个独立的协议数据单

元（PDU）送出。PDU被对等实体用于执行对等协议。对等实体根据PDU头部的信息分辨哪些PDU包含数据，哪些PDU包含控制信息，以及哪些PDU提供顺序号和计数等。下层向上层提供的服务可以划分为面向连接的和无

连接的两大类别。面向连接的服务类似于打电话。要和某个人通话，我们先拿起电话，拨号码，谈话，然后挂断。同样，在使用面向连接的服务时，用户首先要建立连接，传送数据，然后释放连接。连接本质上象个管道，发送者在管道的一

端放入物体，接收者在另一端以同样的次序取出物体。返回首页第1章计算机网络概论88相反，无连接服务类似于邮政系统中普通信件的投递。每个报文（信件）带有完整的目标地址，并且每一个报文都独立于其它报文，经由系统选定的路线传递。在正常情况下，当两个报文发往同一目的地时，先发的先收

到。但是，也有可能先发的报文在途中延误了，后发的报文反而先收到。而这种情况在面向连接的服务中是绝不可能发生的。返回首页第1章计算机网络概论89第三节计算机网络体系结构与协议1.3.1网络协议的概念1.3.2层次模

型与体系结构1.3.3开放系统互连参考模型OSI/RM1.3.4TCP/IP参考模型返回首页第1章计算机网络概论901.3.3开放系统互连参考模型OSI/RM著名的体系结构开放系统互连参考模型OSI（国际标准化组织

）TCP/IP体系结构(美国国防部)局域网协议结构(Novell公司和微软公司)返回首页第1章计算机网络概论91OSI参考模型将网络的不同功能划分为7层应用层Application表示层Presentation会话层s

ession传输层transport物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321处理网络应用数据表示主机间通信端到端的连接寻址和最短路径介质访问（接入）二进制传输返回首页第

1章计算机网络概论92物理层：实现在物理媒体上透明地传送原始比特流。数据链路层：在物理线路上提供可靠的数据传输，使之对网络层呈现为一条无错的线路。网络层：在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接。传输层：为源端主机到目的端主机提供可靠的数

据传输服务；屏蔽各类通信子网的差异，使上层不受通信子网技术变化的影响。会话层：建立、管理和中止不同机器上的应用程序之间的会话。表示层：处理被传送数据的表示问题，即信息的语法和语义。应用层：为用户的应用程序提供网络通信服务返回首页第1章计算机网络概论93在7个OSI层次中，最

低3层（1-3）是依赖网络的，牵涉到将两台通信计算机链接在一起所使用的数据通信网的相关协议。高三层（5-7）是面向应用的，牵涉到允许两个末端用户应用进程交互作用的协议，通常是由本地操作系统提供的一套服务。中间的传输层

为面向应用的上3层遮蔽了跟网络有关的下3层的详细操作。本质上讲，它建立在由下3层提供的服务上，为面向应用的高层提供网络无关的信息交换服务。返回首页第1章计算机网络概论94每一层的功能以协议形式正规描述，协议定义了某层跟另一（远方）系统中的一个类似层（对等层）通信所使用的一套规则和约定。每一层

向相邻上层提供一套确定的服务，并且使用由相邻下层提供的服务向远方对等层传输跟该层协议相关的信息单元。例如，传输层为它上面的会话层提供可靠的网络无关的信息传输服务，并且使用其下面网络层所提供的服务将与传输层协议有关的一组信息单元

传送给另一系统中的一对等传输层。在概念上，每一层都根据一个明确定义的协议跟一个远方系统中的一个类似对等层通信，但在实际上该层所产生的协议信息单元是借助于相邻下层所提供的服务传送的。返回首页第1章计算机网络概论95物理层(PhisicalLay

er)其任务是实现网内两实体间的物理连接,按位串行传送比特流,将数据信息从一个实体经物理信道送往另一个实体,向数据链路层提供一个透明的比特流传送服务。返回首页第1章计算机网络概论96功能：确定物理媒质机械的、电气的、功能的以及过程(规程)的特性

,并能在数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment),数据电路端接设备DCE(DataCircuitTerminatingEquipment)数据交换设备DSE之间完成物理连接,以及传输

通路的建立、维持和释放等操作。返回首页第1章计算机网络概论97能在两个物理连接的数据链路实体之间提供透明的比特流传输。物理连接可能是永久的,也可能是动态的;可以是双工,也可以是半双工。在传输过程中能对传输通路工作情况进行监督。一旦出现故障可立即通知DTE和DCE。单工：数据单项

传输（无线电光波）半双工：数据双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机）全双工：数据可以双向传输(电话)返回首页第1章计算机网络概论98“单工”发送方接收方2线环回地线做回路单工（simplex）信息只能单方向传输发送方接收方返回首页第1章计算机网络概论992线发送方/接收方发送方/接

收方半双工（half-duplex）双向交替通信返回首页第1章计算机网络概论100全双工（duplex）双方可同时收发信息“APhoneConversation”返回首页第1章计算机网络概论101协议：机械特性：物理连接器的尺寸、形状、规格。电气特性：信号电平，脉冲宽

度，频率，数据传送速率，最大传送距离等。功能特性：每一根信号线的功能定义，也就是接口引脚的功能作用过程特性：完成特定功能时，各信号的工作过程。如信号时序，应答关系，操作过程。返回首页第1章计算机网络概论102协议实例EIARS-232-C，RS-449，RS

-422，RS-423，RS-530EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美国电子工业协会，RS（Recommededstandard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最

新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA;RS-232-C、EIA;RS-422-A、EIA;RS-4

23A。例如，目前在PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。返回首页第1章计算机网络概论103数据链路层（DataLinkLayer）数据链路层的主要作用是确定目的节点的物理地址并实现

接收方和发送方数据帧的时钟同步：通过校验、确认和重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路；数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。返回首页第1章计算机网络概论10

4功能：确定目的节点的物理地址并实现接收方和发送方数据帧的时钟同步：通过校验、确认和重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路；协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据

而导致缓冲器溢出及线路阻塞。返回首页第1章计算机网络概论105协议：逻辑链路控制子层(LogicalLinkControl，LLC)：高级数据链路控制协议(High-levelDataLinkControl，HDLC)介质访问控制子层(M

ediumAccessControl，MAC)：IEEE的IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5等多种协议返回首页第1章计算机网络概论106网络层(NetworkLayer)网络层的基本工

作是接收来自源机的报文,把它转换成报文分组或称数据“包”(Packet),而后送到指定目标机。报文分组在源机与目标机之间建立起的网络连接上传送；当它到达目标机后再装配还原为报文。这种网络连接是穿过通信子网建立的。在X.25建议中称这种逻辑信道为虚

拟线路。返回首页第1章计算机网络概论107功能：报文(packet)封装路由选择拥塞控制-在通信子网中出现过多的分组。网际互联-分组要跨越多个子网主机寻址-不同网络之间的数据传送（确定网络地址和主机地址）差错检测与恢复(ICMP)协议：IP返回首页第

1章计算机网络概论108–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－路由表建立与维护静态：人工设置，只适用于小型网络Iproute192.168.0.3255.

255.255.0192.168.1.253动态：运行过程中根据网络情况自动地动态维护返回首页第1章计算机网络概论109传输层：功能：为源端主机到目的端主机提供可靠的数据传输服务；屏蔽各类通信子网的差异，使上层不受通信子网技术变化的影响。进行数据分段并

组装成报文流；传输差错校验与恢复；信息流控制，防止数据传输过载。返回首页第1章计算机网络概论110特点：传输层以上各层：面向应用；以下各层：面向传输。传输层位于资源子网和通信子网的交界处，起着承上启下的作用。与网络层的部分服务

有重叠交叉。如何平衡取决于两者的功能划分。真正意义上的从源到目标实现“端到端”连接的层。协议：TCP,UDP返回首页第1章计算机网络概论111会话层：会话层不参与具体的数据传输，但对数据传输的同步进行管理。会话层在两个不同系统互相通信的应用进程之间建立、组织和协

调其交互。在会话层及以上更高层次中，数据传送的单位一般都称为报文。会话：完成一项任务而进行的一系列相关的信息交换（进程之间的数据通信）。返回首页第1章计算机网络概论112功能：组织和同步不同的主机上各种进程间的通信，控制和管理会话过程的有效进行。负责在两个会话层实体之间进行会话连接的建立

和拆除。活动管理，保证活动的完整性和正确性。同步（解决失败后从哪里重新开始）设置检查点——会话失败后，恢复到最后一个检查点处，而不用从头开始。例如：数据送到打印服务器上打印。接收的数据已被确认，但打印机出现故障。这时没必要

再从头开始打印，只要在每页开始处设置检查点，打印出错时只需重传最后一个检查点以后的页面。返回首页第1章计算机网络概论113•活动：相对独立的一组相关操作。例如：一次会话传送多个文件，其中每一个文件的传送为一个活动。

活动1活动2会话文件1文件2返回首页第1章计算机网络概论114协议：ISO-SPISO-SP支持会话管理，例如打开和关闭会话。如果连接丢失，该协议提供恢复连接功能。如果连接使用周期不长，会话层会关闭该连接同时重新打开新连接会话。上述操作过程对高层协议是透明

的。会话层支持交换包流中的同步点（SynchronizationPoints）。返回首页第1章计算机网络概论115表示层功能：为上层用户提供共同需要的数据或信息语法表示变换。例如：在日期、货币、数值（特别是浮点数）等本地数据表示格式与标准数据

表示格式之间进行转换；数据的加解密、压缩/解压缩等完成数据格式转换数据加密/解密数据压缩/解压返回首页第1章计算机网络概论116本地表示1本地表示2公共表示公共表示表示层传输层返回首页第1章计算机网络概论117协议举例：OSIASN.1ASN.1可以

分为两个部分：1）用来描述消息内容的语法规则，依据是消息含有的数据类型以及内容序列或者结构。2）消息中含有的数据编码方式。对于开放互联系统（OSI）而言，ASN.1具有两种ISO标准如下：1）ISO8824/ITUX.208，定义了语法规则。2）ISO8825/ITUX.209，定义了编码方式。返

回首页第1章计算机网络概论118应用层：功能：提供访问网络的各种接口和应用层协议协议：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、超文本传输协议HTTP、域名服务DNS、简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP3等返回首页第1章计算机网络概论119一台计算机要发送数据到另一台计算机，

数据首先必须打包，打包的过程成为封装。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。数据协议头发送邮件的例子：信装入写有源地址和目的地址的信封中发送，还要写明用航空或挂号…。数据数据封装返回首页第1章计算机网络概论120OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元

(PDU,ProtocolDataUnit)。而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：传输层——数据段（Segment）（报文）网络层——分组（数据包）（Packet）数据链路层——数据帧（Frame）物理层——比特（Bit）返回首页第1章计算机网络概论121为了提供

服务，下层把上层的PDU作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。这样，数据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。由

此可知，在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。但是，某一层只能识别由对等层封装的“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。OSI参考模型中每

一层都要依靠下一层提供的服务返回首页第1章计算机网络概论122数据段头数据段头数据网络头帧头段头数据网络头帧尾数据段数据包帧比特电脉冲011101000011000010100101111010110封装拆封数据多层封装返回首页第1章计算机网络概

论123第三节计算机网络体系结构与协议1.3.1网络协议的概念1.3.2层次模型与体系结构1.3.3开放系统互连参考模型OSI/RM1.3.4TCP/IP参考模型返回首页第1章计算机网络概论124TCP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头帧尾应用层传输

层网际层数链层实际例子：TCP/IP协议的封装返回首页第1章计算机网络概论125UDPTCPFTPHTTPIPICMPIGMPARPEthernetATMUDPTCPFTPHTTPIPICMPIGMPARPEther

netATMDataApplicationDataFTPHTTPTransportDataUDPTCPFTPHTTPInternetDataUDPTCPIPICMPIGMPARPPreambleDataCRCIPICMPIG

MPARPEthernetATMDataEthernetATMDataEthernetATMDataIPICMPIGMPARPEthernetATMDataUDPTCPIPICMPIGMPARPDataUDPTCPFTPHTT

PPreambleInternetTransportApplicationDataCRCFTPHTTP两台计算机之间的通讯过程：返回首页第1章计算机网络概论126TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划——实现若干台主机的相互通信。现在TCP/IP已成为I

nternet上通信的标准。TCP/IP模型包括4个概念层次：应用层（application）传输层（transport）网际层（internet）网络接口（networkinterface

）定义TCP/IP标准的文档被称为RFC（RequestForComments,请求注解Internet标准(草案)）TCP/IP模型返回首页第1章计算机网络概论127TCP/IP的体系结构应用层运输层网络层表示层会话层数据

链路层物理层7654321OSI的体系结构应用层网络接口层网际层IP，ICMP(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP,DNS等)运输层(TCP或UDP)TCP/IP的体系结构TCP/IP和OSI体系结构对比802.3,802.5,802.11,x.25

返回首页第1章计算机网络概论128应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。应用层传输层网络接口网际层文件传输●FTP、TFTP、NFS电子邮件●SMTP、POP3WWW应用●HTTP远程登录●Telne

t、rlogin网络管理●SNMP名字管理●DNSTCP/IP与应用层返回首页第1章计算机网络概论129应用层在TCP/IP模型中，应用程序接口是最高层。在该层中，有大量的TCP/IP应用程序和协议起作用，包括文件传输协议(FTP)、远程登

录(Telnet)、域名服务(DNS)和简单网络管理协议(SNMP)。返回首页第1章计算机网络概论130应用层传输层网络接口网际层面向连接的●TCP无连接的●UDP传输层提供了两种传输协议返回首页第1章计算机网络概论131负责主

机到主机之间的端对端的通信。两项主要功能：流量控制：通过滑动窗口实现；可靠传输：由序号和确认来实现。传输层提供了TCP和UDP两种传输协议：传输控制协议(TCP):TCP使用面向连接的通信提供可靠的数据传送。采用确认与超时重传机制来实现可靠性；TCP采用滑动

窗口机制来实现顺序的报文流；TCP采用差错检验报告和纠错措施来保证数据的正确性。用户数据报协议(UDP):提供高效的离散数据报传送，但是不能保证传送被完成。运用UDP的应用程序必须执行自己的错误检验和恢复。TCP/IP与传输层返回首页第1章计算机网络概论132应用层传

输层网络接口网际层●IP●ICMP●ARP●RARPTCPUDP617IP传输层网际层IP数据报的协议域确定目的端的上层协议TCP/IP网际层的四个主要协议返回首页第1章计算机网络概论133网际层的主要协议——IP。本层提供无连接的传输服务（不保证送达，不保序）。本层的主要功能是寻找一条能

够把数据报送到目的地的路径。网际层的PDU称为IP数据报（Packat）；与IP协议配合使用的还有三个协议：控制报文协议ICMP（InternetControlMessageProtocol）提供控

制和传递消息的功能；地址解析协议ARP（AddressResolutionProtocol）为已知的IP地址（网络层）确定相应的物理（MAC）地址（链路层）；逆地址解析协议RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）根据MAC地址

确定相应的IP地址。TCP/IP与网际层返回首页第1章计算机网络概论134网络接口层该模型的最底层是网络接口层，它包括那些能使TCP/IP与物理网络进行通信的协议。TCP/IP标准并没有定义具体的网络接口协议，而是旨在提供灵活性，以适应各种网络类型。在RFC中描述了

使TCP/IP能够与特定网络相互操作的一些协议，但是网络本身，如以太网和令牌环网，它们是被标准组织标准化的。返回首页第1章计算机网络概论135IEEE802.3：以太网规范IEEE802.4：令牌总线局域网

规范IEEE802.5：令牌环网规范IEEE802.11：无线网络标准x.25：公用分组数据交换网网络接口层返回首页第1章计算机网络概论136相似之处：它们都是基于独立的协议栈的概念。而且层的功能也大体相似。例如，

在两个模型中，自底向上直至和包括传输层的若干层为希望通信的进程提供端到端的与网络无关的传输服务。这些层形成了传输提供者。同样，在两种体系结构中，传输层以上的层都是面向应用的传输服务的用户。TCP/IP和OSI体系结构

对比返回首页第1章计算机网络概论137差别：OSI模型有3个主要概念，即服务、接口和协议。TCP/IP体系结构最初没有明确区分服务、接口和协议，虽然后来人们试图改进它以便向OSI靠拢。例如，互连网络层真正提供的服务只是发送IP分组和接收I

P分组。因此，OSI模型中的协议比TCP/IP结构中的协议具有更好的隐藏性，在技术发生变化时能相对容易地进行替换。TCP/IP和OSI体系结构对比返回首页第1章计算机网络概论138OSI参考模型产生在

许多实用协议发明之前。这意味着该模型没有偏向任何特定协议，因此非常通用。但不利的方面是设计者在协议方面没有太好的经验，因此不知道该把哪些功能放到哪一层最好。例如，数据链路层最初只处理点到点的通信，在广播式网络出现之后，就不得不在该模型中再加上一个子层。ISO委员会本来期望每个国家有一个网络

，由政府运营并使用OSI的协议，因此没有考虑广泛的网络互连。而TCP/IP却正好相反。它首先出现的是协议，模型实际上是对已有协议的描述，因此不会出现协议不能匹配模型的情况。唯一的问题是该模型不适合于任何其它协议栈。因此，它对于描述其它非TCP/IP网络并不是特

别有用。TCP/IP和OSI体系结构对比返回首页第1章计算机网络概论139在更加具体的方面，两种体系结构层的数量也是不同的，OSI模型有7层，而TCP/IP结构只有4层。另外，在面向连接和无连接通信上也有差别。OSI在网络层既支持无连接通信，也支持面向

连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信。然而TCP/IP结构在网络层仅有一种无连接通信，但在传输层支持两种模式，给了用户选择的机会。不管OSI模型和协议，还是TCP/IP模型和协议，都不是十全十美的，对它们都有不少的批评意见。OSI的会话层对许多应用都没有用，表示层内容

又很少。实际上，当初英国的ISO提案仅有5层，而不是7层。与会话层和表示层相比，数据链路层和网络层功能是太多了，后来又不得不把它们分成几个子层，每个子层都有不同的功能。TCP/IP和OSI体系结构对比返回首页第1章计算机网络概论140TCP/IP模型和协议也

有自己的问题。首先，该模型没有明显地区分服务、接口和协议的概念。良好的软件工程实践要求区分规范和实现。因此，在使用新技术来设计新网络问题上，TCP/IP模型不是一个很好的模板。第二，TCP/IP模型完全不是通用的，并

不适合描述除TCP/IP体系之外的任何协议栈。例如，试图用TCP/IP模型描述SNA几乎是不可能的。第三，网络接口层在分层协议中根本不是通常意义下的层。它只是一个接口，处于网络层和链路层之间。接口和层之间的区别是很大的，不能混淆起来。第四，TCP/IP模型不区分（甚至不提及）物理层和数据链

路层。这两层完全不同。好的模型应把它们作为分离的层，而TCP/IP模型并没有这样做。TCP/IP和OSI体系结构对比返回首页第1章计算机网络概论141不管OSI模型和协议，还是TCP/IP模型和协议，都不是十全十美的，对它们都有不少的批评意见。OSI的会话层对许多

应用都没有用，表示层内容又很少。实际上，当初英国的ISO提案仅有5层，而不是7层。与会话层和表示层相比，数据链路层和网络层功能是太多了，后来又不得不把它们分成几个子层，每个子层都有不同的功能。TCP/IP和OSI体系结构对比返回首页第1章计算机网络概论142综上所述，尽管存在着这样

那样的缺点，OSI模型（去掉会话层和表示层）对于讨论计算机网络还是特别有用的。但是OSI协议并未流行。TCP/IP协议体系正好相反，模型实际上不存在，但协议被广泛使用。从应用的方面考虑，在当前实际的工作中人们经常使用修改的

OSI模型，但主要讨论TCP/IP网络和相关的协议，以及诸如帧中继、SONET和ATM等新的协议。TCP/IP和OSI体系结构对比