河南财经学院CH1-概述.ppt

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1、计算机网络原理复习复习计算机网络课件 制作人：谢希仁1.1 计算机网络在信息时代中的作用1.2 因特网概述 1.2.1 网络的网络 1.2.2 因特网发展的三个阶段 1.2.3 因特网的标准化工作 1.2.4 计算机网络在我国的发展1.3 因特网的组成 1.3.1 因特网的边缘部分 1.3.2 因特网的核心部分第 1 章 概述1.4 计算机网络在我国的发展1.5 计算机网络的类别 1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络1.6 计算机网络的性能1.6.1 计算机网络的性能指标1.6.2 计算机网络的非性能特征第 1 章 概述（续）1.7 计算机网络的体系结构1.7.1 计算

2、机网络体系结构的形成1.7.2 协议与划分层次1.7.3 具有五层协议的体系结构1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点1.7.5 TCP/IP 的体系结构第 1 章 概述（续）21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。1.1 计算机网络在信息时代的作用从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：(1)边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）

3、和资源共享。(2)核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。1.3 因特网的组成 处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。“主机 A 和主机 B 进行通信”，实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。或简称为“计算机之间通信”1.3.1 因特网的边缘部分客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关

4、系。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。1.客户服务器方式运行客户程序网络边缘网络核心运行服务器程序AB 请求服务 得到服务客户服务器客户 A 向服务器 B 发出请求服务，而服务器 B 向客户 A 提供服务。被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。客户软件的特点 一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。一般需要强大的硬件和高级的操作系统

5、支持。服务器软件的特点 对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。2.对等连接方式 对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户，D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。对等连接方式的特点网络边缘网络核心运行P2P 程序运行P2P 程序DCEF运行P2P

6、程序运行P2P 程序网络核心部分是因特网中最复杂的部分。网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。1.3.2 因特网的核心部分在这里，“交换”(switching)的含义就是转接把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。“交换”的含义计算机数据具有突发性。

7、这导致通信线路的利用率很低。电路交换实时性好电路交换传送计算机数据效率低在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。2.分组交换的主要特点 报文1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长不便于传输每一个数据段前面添加上首部构成分组。添加首部构成分组数 据数 据数 据报文首部首部首部分组 1分组 2分组 3请注意：现在左边是“前面”分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。分组交换的传输单元数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 3每一个分组的首部都含有地址等控制信息。分组交换

8、网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。分组首部的重要性接收端收到分组后剥去首部还原成报文。收到分组后剥去首部数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 3收到的数据最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。最后还原成原来的报文数 据数 据数 据报文1101000110101010110101011100010011010010因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。在因特网核心部分的

9、路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。因特网的核心部分H1H5H2H4H3H6路由器网络网络核心部分主机H1H5H2H4H3H6发送的分组路由器AEDBC网络核心部分主机分组交换网的示意图H1A互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组H2 向 H6 发送分组注意分组路径的变化！路由器主机高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。灵活 以分组为传送单位和查找路由。迅速 不必先建立连接就能向其他主

10、机发送分组。可靠 保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。分组交换的优点三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文A B C D A B C DA B C D报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放数据传送的特点比特流直达终点报文报文报文分组 分组 分组存储转发存储转发存储转发存储转发在数据传输前，必须建立一条端到端的链接，其中可能穿越很多个交换局，每个交换局都必须提供连接 一旦建立连接，整个通路将被独占，数据传输无额外延时 数据中也不含目的地址信息线路的利用率较低 建立连接的时间长，因连接建立时，冲突概率较高。电路交换分

11、组交换在分组交换中，将报文分成若干个大小相同的分组（在每一个自报文的头部都加上了一些必要的控制信息）数据中包含有目的地址采用了存储转发机制线路的利用率较高数据传输过程中，可能延时较大，但由于报文大小固定，所以缓存通常在内存中设置。接受分组和发送分组的顺序可能不一致，到达目的端后，需要对分组进行重组。分组交换1.5.1 计算机网络的不同定义最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。因特网(Internet)是“网络的网络”。1.3.2 几种不同的类别的网络不同作用范围的网络 从网络的使用者进行分类 1.5 计算机网络的分类不同作用范围的网络广域网 WAN(Wide Area

12、Network)局域网 LAN(Local Area Network)城域网 MAN(Metropolitan Area Network)个人区域网 PAN(Personal Area Network)1.5.2 几种不同类别的网络从网络的使用者进行分类公用网(public network)专用网(private network)2.不同使用者的网络接入网 AN(Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。3.用来把用户接入到因特网的网络法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。是

13、非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。TCP/IP 常被称为事实上的(de facto)国际标准。两种国际标准计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。1.7.2 划分层次的必要性各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作。分层的好处 TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法

14、，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。1.7.3 具有五层协议的体系结构 应用层(application layer)运输层(transport layer)网络层(network layer)数据链路层(data link layer)物理层(physical layer)五层协议的体系结构 数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层物理层作用是在物理链路上进行传输比特流。数据链路层负责数据封装成帧格。网络层作用是将报文独立地从源主机传送到目的主机。传输层作用是在源主机和目的主机的应用程序之间提供端到端的数据传输服务。应用层包含所有

15、高层协议。各个层次作用主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层 PDU主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧主

16、机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体应用层(application layer)主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321物理传输媒体主机 1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层主机 2主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2物理层接收到比特流，上交给数据链路层主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层主机 1

17、 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部