计算机网络应用课件ppt.ppt

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1、大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第第5章章计算机网络应用计算机网络应用5.1计算机网络基础知识计算机网络基础知识5.2计算机网络的组成计算机网络的组成5.3Internet基础知识基础知识5.4Internet应用应用5.5网络安全与相关技术网络安全与相关技术5.6组建局域网组建局域网1大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1计算机网络

2、基础知识计算机网络基础知识5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展5.1.2计算机网络的定义与功能计算机网络的定义与功能5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构5.1.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构2大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展计算机网络是计算机网络是计算机技术计算机技术和和通信技术通信技术相结相结合的产物。计算机网络的形成始于合的产物。计算机网络的形成始于20世

3、纪世纪50年代。它的发展主要经历了四个阶段，年代。它的发展主要经历了四个阶段，但是各阶段之间实际上并没有明显的界限，但是各阶段之间实际上并没有明显的界限，而是有大量交叉、过渡和承上启下的时间，而是有大量交叉、过渡和承上启下的时间，因此不能机械地加以简单区分。因此不能机械地加以简单区分。3大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展第一阶段：第一阶段：面向终端面向终端的远程联机系统的远程联机系统第二阶段：第二阶段：多机互连网

4、络多机互连网络第三阶段：第三阶段：体系结构标准化体系结构标准化的计算机网络的计算机网络第四阶段：以第四阶段：以Internet为核心的计算机网络为核心的计算机网络4大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展第一阶段：面向终端的远程联机系统第一阶段：面向终端的远程联机系统 20 20世纪世纪5050年代，通过对数据通信技术与计算机通信网年代，通过对数据通信技术与计算机通信网络的研究，将彼此独立发展的计算机技术与通信技术开始

5、结合络的研究，将彼此独立发展的计算机技术与通信技术开始结合起来，实现了地理位置分散的大量终端与主机之间的连接和通起来，实现了地理位置分散的大量终端与主机之间的连接和通信。在这种系统中，除主机是具有独立的数据处理能力的计算信。在这种系统中，除主机是具有独立的数据处理能力的计算机外，系统中所连接的终端均无独立处理数据功能。这种系统机外，系统中所连接的终端均无独立处理数据功能。这种系统还不能称之为计算机网络，一般称为还不能称之为计算机网络，一般称为“面向终端的远程联机系面向终端的远程联机系统统”。这一阶段研究的典型代表有：美国半自动防空系统这一阶段研究的典型代表有：美国半自动防空系统SAGESAGE

6、；美国航空公司飞机订票系统美国航空公司飞机订票系统SABRE-1SABRE-1（一台大型计算机和遍布（一台大型计算机和遍布美国的约美国的约20002000多台终端相连）。多台终端相连）。5大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展第二阶段：多机互连网络第二阶段：多机互连网络2020世纪世纪6060年代，随着计算机应用的发展，出现了多台计年代，随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究

7、、大型算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究、大型企业公司经营管理等方面。他们希望将分布在不同地点的独企业公司经营管理等方面。他们希望将分布在不同地点的独立的计算机通过通信线路互联成为计算机网络。网络用户可立的计算机通过通信线路互联成为计算机网络。网络用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用联入网内的其他地方的计算机中的各种资源，从而可以使用联入网内的其他地方的计算机中的各种资源，从而达到计算机资源共享的目的。达到计算机资源共享的目的。这一阶段研究的典型代表：美国国防部高级研究计划局这一阶段研究的典型代表：美

8、国国防部高级研究计划局（ARPAARPA，Advanced Research Project AgencyAdvanced Research Project Agency）组织和成功）组织和成功研制的研制的ARPAnetARPAnet网络。网络。6大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展第三阶段：体系结构标准化的计算机网络第三阶段：体系结构标准化的计算机网络20世纪世纪70年代中期，国际上各种广域网、局域网与公用分年代

9、中期，国际上各种广域网、局域网与公用分组交换网发展十分迅速。为了促进网络产品的开发，各大计算组交换网发展十分迅速。为了促进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定出自己的网络技术标准，如机公司纷纷制定出自己的网络技术标准，如IBM公司的系统网公司的系统网络体系结构络体系结构SNA；DEC公司的数据网络体系结构公司的数据网络体系结构DNA等。等。1977年国际标准化组织年国际标准化组织ISO提出了一个使各种计算机能够提出了一个使各种计算机能够互联的标准框架互联的标准框架OSI/RM,即开放系统互联参考模型即开放系统互联参考模型，简称，简称OSI参考模型。其中参考模型。其中“开放开放”表示能使任何两

10、个遵守参考模型表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的计算机系统进行互连。和有关标准的计算机系统进行互连。1983年，该模型被批准为年，该模型被批准为国际标准。国际标准。7大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展第四阶段：以第四阶段：以Internet为核心的计算机网络为核心的计算机网络 Internet Internet中文名为因特网，它可以连接全球各类不同的网中文名为因特网，它可以连接全球各类不同的网络。络。202

11、0世纪世纪9090年代以来年代以来InternetInternet作为国际性的互联网与大型信作为国际性的互联网与大型信息服务系统在人类生活的各个方面发挥了越来越重要的作用。息服务系统在人类生活的各个方面发挥了越来越重要的作用。特别是特别是19931993年美国宣布建立国家信息基础设施年美国宣布建立国家信息基础设施NIINII后，全世界后，全世界许多国家纷纷制定和建立本国的许多国家纷纷制定和建立本国的NIINII，从而极大地推动了计算，从而极大地推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。到机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。到19941994年年底，年年底，I

12、nternetInternet已通往全世界已通往全世界150150个国家和地区，连接个国家和地区，连接着着3 3万多个子网，万多个子网，320320多万台计算机主机，直接的用户超过多万台计算机主机，直接的用户超过35003500万。现在万。现在InternetInternet已带领计算机网络进入一个智能化、全球化、已带领计算机网络进入一个智能化、全球化、高速化、个性化的网络时代高速化、个性化的网络时代 8大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.2计算机网络的定义与

13、功能计算机网络的定义与功能计算机网络是指通过数据通信系统把计算机网络是指通过数据通信系统把地理位置地理位置不同不同、功能独立的功能独立的多个计算机互相连接在一起，以多个计算机互相连接在一起，以功能完善的网络软件实现功能完善的网络软件实现数据通信，资源共享数据通信，资源共享的综的综合系统。合系统。1 1计算机网络的定义计算机网络的定义9大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.2计算机网络的定义与功能计算机网络的定义与功能（1）数据通信）数据通信（2）资源共享）资源共

14、享（3）分布式处理）分布式处理（4）提高系统的可靠性）提高系统的可靠性2 2计算机网络的主要功能计算机网络的主要功能10大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类计算机网络的分类从不同的角度看，计算机网络有各种不同的分类方法：从不同的角度看，计算机网络有各种不同的分类方法：如按网络的如按网络的交换方式交换方式分类有电路交换、报文交换、分组交换分类有电路交换、报文交换、分组交换网；网；按网络的按网

15、络的传输媒体分类传输媒体分类有双绞线、同轴电缆、光纤、无线网；有双绞线、同轴电缆、光纤、无线网；按网络的按网络的信道分类信道分类有窄带、宽带网；有窄带、宽带网；按网络的按网络的功能分类功能分类有通信子网和资源子网；有通信子网和资源子网；按网络的按网络的用途分类用途分类有教育、科研、军事、商业网等。有教育、科研、军事、商业网等。按网络按网络覆盖的地理范围覆盖的地理范围来进行分类，可以分为局域网、城域来进行分类，可以分为局域网、城域网和广域网三种类型。网和广域网三种类型。11大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一

16、定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类计算机网络的分类（1 1）局域网）局域网LANLAN（Local Area NetworkLocal Area Network）局域网是在一个局部范围内以实现区域信息资源共享为目局域网是在一个局部范围内以实现区域信息资源共享为目标由多台计算机、终端、各种外围设备和通信线路等组成的计标由多台计算机、终端、各种外围设备和通信线路等组成的计算机网络。局域网的地理覆盖范围较小，在算机网络。局域网的地理覆盖范围较小，在10km10km以内，一般建以内，一般建立在某个机构所属的一个建筑群

17、内或大学的校园内，也可以是立在某个机构所属的一个建筑群内或大学的校园内，也可以是办公室或实验室内几台、十几台计算机连成的小型局域网络。办公室或实验室内几台、十几台计算机连成的小型局域网络。局域网易于安装，便于维护，网内通常采用单一的传输介质。局域网易于安装，便于维护，网内通常采用单一的传输介质。局域网的数据传输率较高，一般在局域网的数据传输率较高，一般在1010100Mbps100Mbps。目前，局域。目前，局域网中以太网技术发展最为迅速，快速以太网是当前计算机网络网中以太网技术发展最为迅速，快速以太网是当前计算机网络发展中最活跃的分支。发展中最活跃的分支。12大学计算机基础大学计算机基础大学

18、计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类计算机网络的分类（2 2）城域网）城域网MANMAN（Metropolitan Area NetworkMetropolitan Area Network）城域网是一种以实现较大地理范围的网络服务为目标的城域网是一种以实现较大地理范围的网络服务为目标的中型网络，介于局域网和广域网之间，其地理覆盖范围在中型网络，介于局域网和广域网之间，其地理覆盖范围在1010100km100km，一般覆

19、盖一个城市或地区。它将政府部门、事业单位、，一般覆盖一个城市或地区。它将政府部门、事业单位、社会服务机构以及大型企业等重要机构进行联网，实现数字、社会服务机构以及大型企业等重要机构进行联网，实现数字、声音、图像、视频等信息的交换。声音、图像、视频等信息的交换。13大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类计算机网络的分类（3 3）广域网）广域网WANWAN（Wide Area NetworkWi

20、de Area Network）广域网是为最大范围的传送信息和共享资源的计算机网络。广域网是为最大范围的传送信息和共享资源的计算机网络。其地理覆盖范围通常超过其地理覆盖范围通常超过100km100km，可以是一个城市、一个地区、，可以是一个城市、一个地区、一个国家，甚至全球。可以通过专线、微波通信或卫星通信连一个国家，甚至全球。可以通过专线、微波通信或卫星通信连接将分布范围很广的计算机系统连接起来。接将分布范围很广的计算机系统连接起来。由于对通信的要求高、复杂性也高，因此广域网的通信通由于对通信的要求高、复杂性也高，因此广域网的通信通常利用电信部门提供的公共传输网络。公共传输网络有两类：常利用

21、电信部门提供的公共传输网络。公共传输网络有两类：一类是电路交换网络，主要是公共交换电话网一类是电路交换网络，主要是公共交换电话网PSTNPSTN和综合业务和综合业务数字网数字网ISDNISDN；一类是分组交换网络，主要是；一类是分组交换网络，主要是X.25X.25分组交换网、分组交换网、帧中继和帧中继和ATMATM。14大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 拓扑学拓

22、扑学是几何学的一个重要分支，它将实体抽象为与是几何学的一个重要分支，它将实体抽象为与其形状、大小无关的点，将物体之间的连接线路抽象成与距离其形状、大小无关的点，将物体之间的连接线路抽象成与距离无关的线，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络的拓无关的线，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络的拓扑结构就是用网络的站点与连接线的几何关系来表示网络的结扑结构就是用网络的站点与连接线的几何关系来表示网络的结构，反映网络中各实体之间的结构关系，它对整个网络的设计、构，反映网络中各实体之间的结构关系，它对整个网络的设计、功能、经济性、可靠性都有影响。功能、经济性、可靠性都有影响。15大学计算机基础大

23、学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构主要分为：计算机网络的拓扑结构主要分为：星型、总线型、环星型、总线型、环型、树型和网状型型、树型和网状型星型星型总线型总线型环型环型树型树型网状型网状型16大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1

24、.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构（1 1）星型拓扑结构）星型拓扑结构星型拓扑结构是网络中的各节点通过一个中央节点即网络星型拓扑结构是网络中的各节点通过一个中央节点即网络集中设备连接在一起，以星型方式连接成网。网络中任意两个集中设备连接在一起，以星型方式连接成网。网络中任意两个节点之间的通信都要通过中央节点转接，是一种集中控制式网节点之间的通信都要通过中央节点转接，是一种集中控制式网络。这种结构要求中央节点必须具有极高的可靠性，否则出现络。这种结构要求中央节点必须具有极高的可靠性，否则出现故障就会危及整个网络。故障就会危及整个网络

25、。星型拓扑结构的优点是结构简单、便于管理、组网容易、星型拓扑结构的优点是结构简单、便于管理、组网容易、网络延迟时间短，误码率低。缺点是资源共享能力较差、通信网络延迟时间短，误码率低。缺点是资源共享能力较差、通信线路利用率不高、中央结点负担过重。目前以太网多采用此种线路利用率不高、中央结点负担过重。目前以太网多采用此种结构。结构。17大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结

26、构（2 2）总线型拓扑结构）总线型拓扑结构总线型拓扑结构是网络中所有节点都通过相应硬件接口连总线型拓扑结构是网络中所有节点都通过相应硬件接口连接到一条无源公共总线上，任何一个节点发出的信息都可沿着接到一条无源公共总线上，任何一个节点发出的信息都可沿着总线传输，它的传输方向是从发送点向两端扩散传送，总线上总线传输，它的传输方向是从发送点向两端扩散传送，总线上其余节点都可检测到信息，但对检测到的信息要进行地址检查，其余节点都可检测到信息，但对检测到的信息要进行地址检查，看是否与自己的节点地址相符，相符则接收网上的信息，不相看是否与自己的节点地址相符，相符则接收网上的信息，不相符则不接收。符则不接收

27、。总线型拓扑结构的优点是结构简单、安装方便、易于扩充、总线型拓扑结构的优点是结构简单、安装方便、易于扩充、费用低、共享资源能力强、可靠性高，一个节点损坏，不会影费用低、共享资源能力强、可靠性高，一个节点损坏，不会影响整个网络工作。缺点是不适用于实时性要求较高的场合（因响整个网络工作。缺点是不适用于实时性要求较高的场合（因为各节点不能同时使用总线，否则会发生冲突）；网络传输速为各节点不能同时使用总线，否则会发生冲突）；网络传输速度会随着接入网络的用户数增多而下降；总线长度和所连节点度会随着接入网络的用户数增多而下降；总线长度和所连节点数量都受到一定的限制。数量都受到一定的限制。18大学计算机基础

28、大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构（3 3）树型拓扑结构）树型拓扑结构树型拓扑结构是以上两种网络结构的综合，是分级的集中树型拓扑结构是以上两种网络结构的综合，是分级的集中控制式网络，它将网络中的所有节点按照一定的层次关系连接控制式网络，它将网络中的所有节点按照一定的层次关系连接起来，就像一棵树一样，由根节点、叶节点和分支节点组成。起来，就像一棵树一样，由根节点、叶节点和分支节点

29、组成。树型结构的网络覆盖面很广，容易增加新的节点，也便于树型结构的网络覆盖面很广，容易增加新的节点，也便于故障的定位和修复，但其根节点由于是数据传输的常用之路，故障的定位和修复，但其根节点由于是数据传输的常用之路，因此负荷较大，除了叶节点及其相连的线路外，根节点和所有因此负荷较大，除了叶节点及其相连的线路外，根节点和所有分支节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。分支节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。19大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网

30、络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构（4 4）环型拓扑结构）环型拓扑结构环型拓扑结构由网络中各节点通过有源接口连接在一条闭环型拓扑结构由网络中各节点通过有源接口连接在一条闭合的环形通信线路中，网中每个节点对占用环路传送数据都有合的环形通信线路中，网中每个节点对占用环路传送数据都有相同权力，一个结点发出的信息沿着固定方向流动，必须穿越相同权力，一个结点发出的信息沿着固定方向流动，必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某节点地址相环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某节点地址相符时，即被该结点的环路接口所接收。符时，即被该结点的环

31、路接口所接收。环型拓扑结构的优点是由于两个节点仅有一条道路，故简环型拓扑结构的优点是由于两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制、实时性好，信息吞吐量大，网的周长可化了路径选择的控制、实时性好，信息吞吐量大，网的周长可达达200km200km，节点可达几百个。缺点是由于环路是封闭的，所以，节点可达几百个。缺点是由于环路是封闭的，所以扩充不方便；可靠性差，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；扩充不方便；可靠性差，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；对分支节点故障定位较难，维护困难；节点过多时传输效率降对分支节点故障定位较难，维护困难；节点过多时传输效率降低。低。IBMIBM于于19851985年推出

32、令牌环网就采用这种结构。年推出令牌环网就采用这种结构。20大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.3计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构（5 5）网状型拓扑结构）网状型拓扑结构网状型拓扑结构是一个全通路的拓扑结构，任何节点之间网状型拓扑结构是一个全通路的拓扑结构，任何节点之间均可以通过线路直接连接。它能动态的分配网络流量，当有站均可以通过线路直接连接。它能动态的分配网络流量，当有站点出现故障时，节点间可以通

33、过其他多条通路来保证数据的传点出现故障时，节点间可以通过其他多条通路来保证数据的传输，从而提高了系统的容错能力，因此网状结构的网络具有极输，从而提高了系统的容错能力，因此网状结构的网络具有极高的可靠性。高的可靠性。网状拓扑结构网络的优点是可靠性高、容错能力强、资源网状拓扑结构网络的优点是可靠性高、容错能力强、资源共享方便、有好的通信软件支持下通信效率高。缺点是网络结共享方便、有好的通信软件支持下通信效率高。缺点是网络结构复杂、安装成本很高、软件控制麻烦。构复杂、安装成本很高、软件控制麻烦。21大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学

34、习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构1网络协议与网络体系结构网络协议与网络体系结构(1)(1)网络协议网络协议为进行计算机网络中的数据通信而建立的规则、标准或为进行计算机网络中的数据通信而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议。约定的集合就称为网络协议。网络协议主要由三个要素组成：网络协议主要由三个要素组成：语法语法（SyntaxSyntax），对信息的数据结构做一种规定，如），对信息的数据结构做一种规定，如数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。语义语义（SemanticsSe

35、mantics），需要发出何种控制信息、完成），需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。何种动作及得到的响应等。时序时序（TimingTiming），也称作同步，规定各种操作的执行），也称作同步，规定各种操作的执行顺序。顺序。22大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构1网络协议与网络体系结构网络协议与网络体系结构(2)(2)计算机网络体系结构计算机网络体系结构一个功能完善的计算机网络需要制定一套复杂的网络协一个功能

36、完善的计算机网络需要制定一套复杂的网络协议集合，对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模议集合，对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模型。我们将计算机网络层次结构模型与各层协议的集合定义型。我们将计算机网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构为计算机网络体系结构。计算机网络体系结构有多种，最早是计算机网络体系结构有多种，最早是19741974年年IBMIBM公司提出公司提出的系统网络体系结构的系统网络体系结构SNASNA，DECDEC公司的数据网络体系结构公司的数据网络体系结构DNADNA等，其中最著名的就是国际标准等，其中最著名的就是国际标准OSIOSI参考模型（七

37、层）和参考模型（七层）和InternetInternet使用的使用的TCP/IPTCP/IP网络体系结构（四层）。网络体系结构（四层）。23大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构2网络体系结构的层次化网络体系结构的层次化计算机网络体系结构就是按照高度结构化设计方法采用计算机网络体系结构就是按照高度结构化设计方法采用功能分层原理来为计算机互连制定设计标准，规范计算机网功能分层原理来为计算机互连制定设计标准，规范计算机网络结构。

38、它精确定义网络结构应设计那些层次，每一层应提络结构。它精确定义网络结构应设计那些层次，每一层应提供那些功能，层与层之间的服务关系等等。供那些功能，层与层之间的服务关系等等。计算机网络体系结构有多种，最早是计算机网络体系结构有多种，最早是19741974年年IBMIBM公司提出公司提出的系统网络体系结构的系统网络体系结构SNASNA，DECDEC公司的数据网络体系结构公司的数据网络体系结构DNADNA等，其中最著名的就是国际标准等，其中最著名的就是国际标准OSIOSI参考模型（七层）和参考模型（七层）和InternetInternet使用的使用的TCP/IPTCP/IP网络体系结构（四层）。网络

39、体系结构（四层）。24大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.1.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构2网络体系结构的层次化网络体系结构的层次化 网络结构分层有以下好处：网络结构分层有以下好处：（1 1）各层之间相互独立。某层只要知道下一层所提供的服）各层之间相互独立。某层只要知道下一层所提供的服务，不需了解其实现的细节。务，不需了解其实现的细节。（2 2）灵活性好。若某层发生变化，只要接口关系不变，则）灵活性好。若某层发生变化，只要接口关系不变，则上、下层均不受影

40、响。上、下层均不受影响。（3 3）结构上可分割开，各层都可以选择最合适的实现技术。）结构上可分割开，各层都可以选择最合适的实现技术。（4 4）把整个庞大复杂的网络系统分割为若干个范围较小的）把整个庞大复杂的网络系统分割为若干个范围较小的部分，便于系统分析、设计、实现、调试和维护。部分，便于系统分析、设计、实现、调试和维护。（5 5）每一层的功能和所提供的服务都有精确的说明，有利）每一层的功能和所提供的服务都有精确的说明，有利于标准化。于标准化。25大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提

41、出的问题也很明确5.1.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构3OSI参考模型参考模型OSIOSI参考模型包括体系结构、服务定义和协议规范三级抽参考模型包括体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。象。OSIOSI体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定。通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定。OSIOSI的服务的服务定义描述了各层所提供的服务、层与层之间的抽象接口和交定义描述了各层所提供的服务、层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语。互用的服务原语。OSIOSI各层的协议规范，精确定义了应当发各层的协议规范

42、，精确定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释控制信息。送何种控制信息及用何种过程来解释控制信息。OSIOSI参考模型的七层结构自下而上依次为：物理层、数据参考模型的七层结构自下而上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层26大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型传输媒体传输媒体网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层主机主

43、机A主机主机B中继系统中继系统应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层协议应用层协议表示层协议表示层协议会话层协议会话层协议传输层协议传输层协议信源用户信源用户信宿用户信宿用户27大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（1）物理层（）物理层（PhysicsLayer）物理层是物理层是OSIOSI参考

44、模型的最低层，向下直接与物参考模型的最低层，向下直接与物理传输媒体相连接。物理层的任务就是为它的上一理传输媒体相连接。物理层的任务就是为它的上一层（数据链路层）提供一个物理连接，尽可能地屏层（数据链路层）提供一个物理连接，尽可能地屏蔽各种媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉蔽各种媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。它规定物理连接接口机械的、电气不到这些差异。它规定物理连接接口机械的、电气的、功能的和规程的特性。比如接插件接口的尺寸的、功能的和规程的特性。比如接插件接口的尺寸规格、电压的范围、规格、电压的范围、“0”“1”“0”“1”信号的电平表示、信号的电平表示、收发双方的协

45、调等。该层数据基本单位收发双方的协调等。该层数据基本单位是比特是比特。28大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（2）数据链路层（）数据链路层（DataLinkLayer）数据链路层的主要任务就是以帧为单位进行数据数据链路层的主要任务就是以帧为单位进行数据封装和建立数据链接。封装后的帧中包含有地址、封装和建立数据链接。封装后的帧中包含有地址、控制、数据及校验码等信息。其中地址段含有发送控制、数据及校验码等信息。其中地址段含有发送节点和接收节点的物

46、理地址；控制段用来表示帧的节点和接收节点的物理地址；控制段用来表示帧的类型；数据段包含实际要传输的数据（即网络层的类型；数据段包含实际要传输的数据（即网络层的分组）；校验码用来检测传输过程中帧是否出现错分组）；校验码用来检测传输过程中帧是否出现错误。该层数据基本单位是误。该层数据基本单位是帧帧。29大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（3）网络层（）网络层（NetworkLayer）在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能在计算机网络中进行通

47、信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的主要任务就是选择合适的网间路由子网。网络层的主要任务就是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据及时传送。网络层将数据封和交换节点，确保数据及时传送。网络层将数据封装为包（也称数据包），封装后的包中含有发送节装为包（也称数据包），封装后的包中含有发送节点和接收节点的网络地址（是逻辑地址）。该层数点和接收节点的网络地址（是逻辑地址）。该层数据以据以数据包数据包为单位进行传输为单位进行传输 。30大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总

48、是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（4）传输层（）传输层（TransportLayer)传输层通过协议屏蔽了互连网中各类通信子网的传输层通过协议屏蔽了互连网中各类通信子网的差异，为高层提供运输服务，包括处理端到端的差差异，为高层提供运输服务，包括处理端到端的差错控制和流量控制等问题，确保端到端的可靠通信。错控制和流量控制等问题，确保端到端的可靠通信。该层数据基本单位是该层数据基本单位是报文报文。31大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定

49、的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（5）会话层（）会话层（SessionLayer）会话层是进程到进程的层次，会话层的主要任务会话层是进程到进程的层次，会话层的主要任务是组织和同步不同主机上各种进程间的通信（也称是组织和同步不同主机上各种进程间的通信（也称对话）。负责在两个会话层实体之间进行对话连接对话）。负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。的建立和拆除。32大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（6）表

50、示层（）表示层（PresentationLayer）表示层位于表示层位于OSIOSI参考模型的第六层。它的低五层参考模型的第六层。它的低五层用于将数据从源主机传送到目的主机，而表示层则用于将数据从源主机传送到目的主机，而表示层则要保证所传输的数据经传送后其意义不改变要保证所传输的数据经传送后其意义不改变 。33大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3OSI参考模型参考模型（7）应用层（）应用层（ApplicationLayer)应用层是应用层是OSIOSI参考模型的最高