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1、第第2章章 Internet基基础知知识本讲稿第一页，共六十九页第第2章章 Internet基础知识基础知识西北工业大学管理学院西北工业大学管理学院田庆锋田庆锋本讲稿第二页，共六十九页以以Internet通信网络为基础的通信网络为基础的EC已经成为已经成为EC发展的主旋律发展的主旋律 本讲稿第三页，共六十九页2.1 计算机网络基础计算机网络基础l2.1.1计算机网络基本结构计算机网络基本结构n n计算机网络计算机网络：计算机网络是指将：计算机网络是指将地理位置不地理位置不同且具有独立功能同且具有独立功能的多个计算机系统用通信设的多个计算机系统用通信设备和线路连接起来，并以功能完善的网络软件备和
2、线路连接起来，并以功能完善的网络软件(网络协议、网络操作系统等网络协议、网络操作系统等)实现实现网络资源共网络资源共享享和和相互通信相互通信的系统。的系统。n n两大部分：两大部分：pp数据通信系统数据通信系统(通信子网通信子网)(由通信控制处由通信控制处理机理机CCP(communication control processor)、通信线路及其他通信设备、通信线路及其他通信设备组成组成)pp数据处理系统数据处理系统(资源子网资源子网)本讲稿第四页，共六十九页2.1.1计算机网络基本结构计算机网络基本结构l l主计算机主计算机主计算机主计算机(数据处理、网络控制数据处理、网络控制数据处理、网
3、络控制数据处理、网络控制,由高速线路与通信控制由高速线路与通信控制由高速线路与通信控制由高速线路与通信控制子网相连子网相连子网相连子网相连)l l终端终端l l通信控制处理机通信控制处理机通信控制处理机通信控制处理机(节点机或前端处理机节点机或前端处理机节点机或前端处理机节点机或前端处理机)l l通信设备通信设备通信设备通信设备(数据传输作业数据传输作业)l l传输介质传输介质传输介质传输介质n n同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆(目前使用的有三种：目前使用的有三种：目前使用的有三种：目前使用的有三种：5050、7575、93)93)n n双绞线双绞线双绞线双绞线(绞的目的是为了减小电磁干扰绞
4、的目的是为了减小电磁干扰绞的目的是为了减小电磁干扰绞的目的是为了减小电磁干扰)n n光纤光纤光纤光纤(单模、多模单模、多模单模、多模单模、多模)l l集线器集线器集线器集线器(独立式、叠加式、智能模块化式、高档交换独立式、叠加式、智能模块化式、高档交换式式)本讲稿第五页，共六十九页2.1.1计算机网络基本结构计算机网络基本结构l l网络的组件网络的组件网络的组件网络的组件n n服务器：为网络上的其他计算机提供服务的功能强大的计服务器：为网络上的其他计算机提供服务的功能强大的计服务器：为网络上的其他计算机提供服务的功能强大的计服务器：为网络上的其他计算机提供服务的功能强大的计算机。算机。算机。算
5、机。n n客户机：使用服务器所提供服务的计算机，功能没有服务器客户机：使用服务器所提供服务的计算机，功能没有服务器客户机：使用服务器所提供服务的计算机，功能没有服务器客户机：使用服务器所提供服务的计算机，功能没有服务器那么强大。那么强大。那么强大。那么强大。n n同位体同位体同位体同位体(peer)(peer)：可同时作为客户机和服务器的计算机。：可同时作为客户机和服务器的计算机。：可同时作为客户机和服务器的计算机。：可同时作为客户机和服务器的计算机。n n介质：网络上设备之间的物理连接。介质：网络上设备之间的物理连接。介质：网络上设备之间的物理连接。介质：网络上设备之间的物理连接。n n资源
6、：网络上可获得的任何东西都可视为资源，有硬件资源资源：网络上可获得的任何东西都可视为资源，有硬件资源资源：网络上可获得的任何东西都可视为资源，有硬件资源资源：网络上可获得的任何东西都可视为资源，有硬件资源(如如如如打印机、扫描仪等打印机、扫描仪等打印机、扫描仪等打印机、扫描仪等)和软件资源和软件资源和软件资源和软件资源(文件、程序及各种信息文件、程序及各种信息文件、程序及各种信息文件、程序及各种信息)n n用户：一般认为是使用客户机访问网上资源的人。用户：一般认为是使用客户机访问网上资源的人。用户：一般认为是使用客户机访问网上资源的人。用户：一般认为是使用客户机访问网上资源的人。n n协议：应
7、用于通信的成文规则，他们是计算机通过网络相协议：应用于通信的成文规则，他们是计算机通过网络相协议：应用于通信的成文规则，他们是计算机通过网络相协议：应用于通信的成文规则，他们是计算机通过网络相互对话的语言。互对话的语言。互对话的语言。互对话的语言。本讲稿第六页，共六十九页2.1.1计算机网络基本结构计算机网络基本结构传输介质传输介质l同轴电缆同轴电缆(coax)n n同轴电缆的结构：同轴电缆的结构：中央是铜质导体中央是铜质导体其外是屏蔽层其外是屏蔽层铜网屏蔽层铜网屏蔽层护套，最外面的保护层护套，最外面的保护层n n规格：是电缆粗细程度的度量，按射频级测量规格：是电缆粗细程度的度量，按射频级测量
8、单位单位(或或RG号号)来度量。来度量。RG号与导线的粗细程号与导线的粗细程度成反比。度成反比。本讲稿第七页，共六十九页传输介质传输介质l l同轴电缆的特性：同轴电缆的特性：同轴电缆的特性：同轴电缆的特性：n n低成本低成本低成本低成本n n易于安装易于安装易于安装易于安装n n最高最高最高最高10Mbps10Mbps的容量的容量的容量的容量n n中等衰减中等衰减中等衰减中等衰减n n抗抗抗抗EMIEMI干扰能力中等干扰能力中等干扰能力中等干扰能力中等l l同轴电缆的优点：同轴电缆的优点：同轴电缆的优点：同轴电缆的优点：n n廉价廉价廉价廉价n n易于连接易于连接易于连接易于连接n n易于扩展
9、易于扩展易于扩展易于扩展n n中等程度的抗中等程度的抗中等程度的抗中等程度的抗EMIEMI干扰能力干扰能力干扰能力干扰能力l l同轴电缆的缺点：同轴电缆的缺点：同轴电缆的缺点：同轴电缆的缺点：n n单条电缆的损坏可能导致整个网络瘫痪单条电缆的损坏可能导致整个网络瘫痪单条电缆的损坏可能导致整个网络瘫痪单条电缆的损坏可能导致整个网络瘫痪本讲稿第八页，共六十九页传输介质传输介质:双绞线电缆双绞线电缆l l双绞线的相互缠绕是为了克服其在双绞线的相互缠绕是为了克服其在双绞线的相互缠绕是为了克服其在双绞线的相互缠绕是为了克服其在EMI干扰和串话方面干扰和串话方面干扰和串话方面干扰和串话方面的弱点。的弱点。
10、的弱点。的弱点。l l无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线(unshield twisted pair,UTP)l l既可以是语音级的也可以是数据级的，通常具有既可以是语音级的也可以是数据级的，通常具有既可以是语音级的也可以是数据级的，通常具有既可以是语音级的也可以是数据级的，通常具有100100欧欧欧欧姆的阻抗。姆的阻抗。姆的阻抗。姆的阻抗。l l数据线缆有数据线缆有数据线缆有数据线缆有5 5级：级：n n1 1类：用于电话线和低速数据线类：用于电话线和低速数据线类：用于电话线和低速数据线类：用于电话线和低速数据线n n2 2类：低速网络，最高类：低速网络，最高类：低速网络，最高
11、类：低速网络，最高4Mbps4Mbpsn n3 3类：通常用于类：通常用于类：通常用于类：通常用于10 Mbps10 Mbps的标准以太网，最高可达的标准以太网，最高可达的标准以太网，最高可达的标准以太网，最高可达16 Mbps16 Mbpsn n4 4类：比类：比类：比类：比3 3类距离更远、速度更高的环境，最高可达类距离更远、速度更高的环境，最高可达类距离更远、速度更高的环境，最高可达类距离更远、速度更高的环境，最高可达20 20 MbpsMbpsn n5 5类：高性能的数据通信，可达类：高性能的数据通信，可达类：高性能的数据通信，可达类：高性能的数据通信，可达100 Mbps100 Mb
12、ps本讲稿第九页，共六十九页传输介质传输介质:双绞线电缆双绞线电缆l l两对：两对：两对：两对：RJ-11RJ-11l l四对：四对：四对：四对：RJ-45RJ-45l lUTPUTP的特性：的特性：的特性：的特性：n n低成本低成本低成本低成本(但略高于同轴电缆但略高于同轴电缆但略高于同轴电缆但略高于同轴电缆)n n易于安装易于安装易于安装易于安装n n高速能力高速能力高速能力高速能力n n高衰减高衰减高衰减高衰减n n对对对对EMIEMI敏感敏感敏感敏感n n100100米以内米以内米以内米以内l lUTPUTP的优点：的优点：的优点：的优点：n n易于安装易于安装易于安装易于安装n n对
13、局域网能够实现高速对局域网能够实现高速对局域网能够实现高速对局域网能够实现高速n n低成本低成本低成本低成本l lUTPUTP的缺点：的缺点：的缺点：的缺点：n n由于衰减，只适用于短距离由于衰减，只适用于短距离由于衰减，只适用于短距离由于衰减，只适用于短距离本讲稿第十页，共六十九页传输介质传输介质:双绞线电缆双绞线电缆l屏蔽双绞线屏蔽双绞线(shielded twisted pair,STP)l主要用于令牌环网。主要用于令牌环网。lSTP的特性：的特性：n n中等成本中等成本n n由于接地和连接器，安装的难易程度中等由于接地和连接器，安装的难易程度中等(STP使用一根接地线来消除所接收到的使
14、用一根接地线来消除所接收到的EMI)n n比比UTP更高的容量更高的容量(除除5类以外的类以外的)n n高衰减，但与高衰减，但与UTP相同相同n n抗抗EMI干扰能力中等干扰能力中等n n限于限于100米以内米以内本讲稿第十一页，共六十九页传输介质传输介质:双绞线电缆双绞线电缆lSTP的优点：的优点：n n屏蔽屏蔽n n比比UTP和同轴电缆快和同轴电缆快lSTP的缺点：的缺点：n n比比UTP和同轴电缆昂贵和同轴电缆昂贵n n安装较困难安装较困难n n高的衰减率高的衰减率本讲稿第十二页，共六十九页传输介质传输介质:光缆光缆(fiber-optic cable)l l用光而不是电信号来传递数据。
15、用光而不是电信号来传递数据。用光而不是电信号来传递数据。用光而不是电信号来传递数据。l l光缆中，光只能沿一个方向移动，要实现双向通信，光缆中，光只能沿一个方向移动，要实现双向通信，光缆中，光只能沿一个方向移动，要实现双向通信，光缆中，光只能沿一个方向移动，要实现双向通信，必须在两个设备之间建立第二条连接。必须在两个设备之间建立第二条连接。必须在两个设备之间建立第二条连接。必须在两个设备之间建立第二条连接。l l光缆的结构：光缆的结构：光缆的结构：光缆的结构：n n中心是玻璃束，叫线芯中心是玻璃束，叫线芯中心是玻璃束，叫线芯中心是玻璃束，叫线芯(core)(core)(传递由激光器产生的光传递
16、由激光器产生的光传递由激光器产生的光传递由激光器产生的光)n n覆层覆层覆层覆层(cladding)(cladding)，线芯周围的一层反光材料，线芯周围的一层反光材料，线芯周围的一层反光材料，线芯周围的一层反光材料l l光缆有两种：光缆有两种：光缆有两种：光缆有两种：n n单模式：仅允许一束光通过光缆单模式：仅允许一束光通过光缆单模式：仅允许一束光通过光缆单模式：仅允许一束光通过光缆(更快、距离更长更快、距离更长更快、距离更长更快、距离更长(几十英里几十英里几十英里几十英里)，但费用最高但费用最高但费用最高但费用最高)n n多模式：允许多路光束多模式：允许多路光束多模式：允许多路光束多模式：
17、允许多路光束本讲稿第十三页，共六十九页传输介质传输介质:光缆光缆(fiber-optic cable)l光缆的特性：光缆的特性：l昂贵昂贵l安装十分困难安装十分困难l极高的速度极高的速度(可提供可提供2Gbps的带宽的带宽)l极低的衰减极低的衰减(没有光可以从玻璃芯中逃逸没有光可以从玻璃芯中逃逸)l没有电磁干扰没有电磁干扰本讲稿第十四页，共六十九页传输介质传输介质:光缆光缆(fiber-optic cable)l光缆的优点：光缆的优点：l快速快速l低衰减低衰减l没有电磁干扰没有电磁干扰l光缆介质的缺点：光缆介质的缺点：l安装困难安装困难l昂贵昂贵本讲稿第十五页，共六十九页自由自由(unboun
18、ded)介质介质:无线电波无线电波 l无线电波的频率通常在无线电波的频率通常在10K1GHz之间，之间，包括以下几种类型：包括以下几种类型：n n短波短波n n甚高频甚高频(VHF)电视和广播电视和广播n n超高频超高频(UHF)电视和广播电视和广播l不被管制的频带：不被管制的频带：n n902928MHzn n2.4GHzn n5.725.85GHz本讲稿第十六页，共六十九页自由自由(unbounded)介质介质:微波微波 l要求发射机在接收机的视界范围内。比无要求发射机在接收机的视界范围内。比无线电波频率更高。线电波频率更高。l地面微波地面微波(几英里范围几英里范围)l特点：特点：n n中
19、等到较高的成本中等到较高的成本n n中等难度的安装中等难度的安装n n10Mbps容量容量n n不同程度的衰减不同程度的衰减n n抗电磁干扰能力低抗电磁干扰能力低本讲稿第十七页，共六十九页自由自由(unbounded)介质介质:微波微波l卫星微波卫星微波(有延迟有延迟1秒到几秒不等秒到几秒不等)l特点：特点：n n高成本高成本n n极其困难和复杂的安装极其困难和复杂的安装n n10Mbps的容量的容量n n不同程度的衰减不同程度的衰减n n抗电磁干扰能力低抗电磁干扰能力低本讲稿第十八页，共六十九页自由自由(unbounded)介质介质:红外线红外线 l点到点式点到点式l使用高度集中的光束在两个
20、系统之间直接使用高度集中的光束在两个系统之间直接传输信号。许多膝上电脑和传输信号。许多膝上电脑和PDA(personal data assistant,个人数字助理个人数字助理)都使用点到都使用点到点的传输。点的传输。l特点：特点：n n成本变动较大成本变动较大n n中等难度的安装中等难度的安装n n100Kbps16Mbps容量容量n n不同程度的衰减不同程度的衰减n n抗电磁干扰能力较高抗电磁干扰能力较高本讲稿第十九页，共六十九页自由自由(unbounded)介质介质:红外线红外线l广播式广播式l使用散布信号使用散布信号(spread signal)l特点：特点：n n便宜便宜n n安装简
21、单安装简单n n1Mbps的容量的容量n n抗电磁干扰能力中等抗电磁干扰能力中等本讲稿第二十页，共六十九页2.1.2计算机网络的类型计算机网络的类型网络按大小一般分为三种不同的类型：局域网网络按大小一般分为三种不同的类型：局域网(Local Area Network,LAN)、城域网、城域网(Metropolitan Area Network,MAN)和广和广域网域网(Wide Area Network,WAN)。本讲稿第二十一页，共六十九页局域网局域网(LAN)l它是规模最小网络，通常只限于一座或一它是规模最小网络，通常只限于一座或一群办公楼中。群办公楼中。l其特点是：其特点是：n n适合小
22、范围适合小范围n n高速高速n n最便宜的设备最便宜的设备n n错误率低错误率低本讲稿第二十二页，共六十九页城域网城域网(MAN)l是位于一座城市内的一组局域网是位于一座城市内的一组局域网(LAN)。如。如西工大的北院、南院、西院及其他分部各西工大的北院、南院、西院及其他分部各自有自己的自有自己的LAN，这下网络连接起来就成，这下网络连接起来就成了一个了一个MAN。l其特点是：其特点是：n n适合比适合比LAN大的区域，通常用于分布在一个城大的区域，通常用于分布在一个城市的大校园或大组织市的大校园或大组织n n比比LAN慢，但比慢，但比WAN快快n n昂贵的设备昂贵的设备n n中等的错误率中等
23、的错误率本讲稿第二十三页，共六十九页广域网广域网(WAN)l规模最大的网络，可以互联任意数目的规模最大的网络，可以互联任意数目的LAN和和MAN。可以跨城市、省、国家，甚。可以跨城市、省、国家，甚至能把全世界的网络连接起来。至能把全世界的网络连接起来。l其特点是：其特点是：n n规模可以与世界一样大规模可以与世界一样大n n一般比一般比LAN慢很多慢很多n n在三种网络类型中，可能的错误率最高在三种网络类型中，可能的错误率最高n n昂贵的设备昂贵的设备本讲稿第二十四页，共六十九页2.1.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构l网络拓扑的定义：将实物抽象化为与其大网络拓扑的定义：将实物抽象
24、化为与其大小无关的点线面，然后再来研究这些点、小无关的点线面，然后再来研究这些点、线、面的几何特征。计算机网络拓扑结构线、面的几何特征。计算机网络拓扑结构是指将网络单元抽象为节点，通信线路抽是指将网络单元抽象为节点，通信线路抽象为链路，计算机网络由一组节点和连接象为链路，计算机网络由一组节点和连接节点的链路组成。节点的链路组成。l网络拓扑的分类方法：根据通信子网中通网络拓扑的分类方法：根据通信子网中通信信道类型分为两类：信信道类型分为两类：n n点到点式，每条物理线路连接一对结点点到点式，每条物理线路连接一对结点(星形、星形、环型、树型、网状环型、树型、网状)n n广播式，一个公共的通信信道被
25、多个网络节点广播式，一个公共的通信信道被多个网络节点共享共享(如总线型、环型、无线、卫星如总线型、环型、无线、卫星)本讲稿第二十五页，共六十九页2.1.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构l几种典型的网络拓扑结构几种典型的网络拓扑结构n n总线型：网络上的所有设备连接到一条主干电总线型：网络上的所有设备连接到一条主干电缆上，使用同轴电缆，缆上，使用同轴电缆，n n环型：网络中的各节点通过环路接口连在一条环型：网络中的各节点通过环路接口连在一条首尾相结的闭合环型通信线路中。首尾相结的闭合环型通信线路中。n n星型：以中央节点为中心与各个节点连接组成星型：以中央节点为中心与各个节点连接组成
26、的，各节点与中央节点通过点到点的连接方式的，各节点与中央节点通过点到点的连接方式连接。连接。n n树型：总线型的扩展，树型：总线型的扩展，本讲稿第二十六页，共六十九页2.2 Internet网络网络l2.2.1 什么是什么是InternetlInternet就是把分散在世界各地的各种各样就是把分散在世界各地的各种各样的计算机相互连接起来，使之成为一个统的计算机相互连接起来，使之成为一个统一的、全球性的网络。一的、全球性的网络。Internet的产生、发的产生、发展和应用反映了现代信息技术发展的最新展和应用反映了现代信息技术发展的最新特点。特点。n n通信协议通信协议n n资源共享资源共享(从而
27、也反应了从而也反应了Internet的开放性的开放性)本讲稿第二十七页，共六十九页2.2.2 Internet的发展历程的发展历程1.1962年提出了分组交换年提出了分组交换(Packet Switching)消息传送技术消息传送技术2.1969年美国国防部高级研究计划署年美国国防部高级研究计划署(ARPA)筹建筹建ARPANET，最初只包括，最初只包括4个结点，即个结点，即加洲大学洛杉矶分校加洲大学洛杉矶分校UCLA，加洲大学圣，加洲大学圣巴巴拉分校巴巴拉分校UCSB，犹他大学，犹他大学UATH和斯坦和斯坦福研究所福研究所SRI。3.1970年美国夏威夷大学的诺曼年美国夏威夷大学的诺曼阿勃拉
28、姆逊阿勃拉姆逊研制成研制成ALOHANET，这是早期著名的互联，这是早期著名的互联网之一，网之一，ARPANET也开始采用其网络控也开始采用其网络控制协议制协议(NCP)。本讲稿第二十八页，共六十九页2.2.2 Internet的发展历程的发展历程4.1972年互联网工作组成立宣告成立，目的年互联网工作组成立宣告成立，目的在于建立互联网通信协议。位于波士顿的在于建立互联网通信协议。位于波士顿的一家咨询公司一家咨询公司BBN的雷的雷汤姆林森发明了电汤姆林森发明了电子邮件。子邮件。5.1973年年ARPANET扩展成国际互联网，第扩展成国际互联网，第一批接入的有英国和挪威的计算机。一批接入的有英国
29、和挪威的计算机。6.1974年年ARPA的鲍勃的鲍勃凯恩和斯坦福的温登凯恩和斯坦福的温登泽父合作，推出泽父合作，推出TCP/IP协议。协议。本讲稿第二十九页，共六十九页2.2.2 Internet的发展历程的发展历程7.1978年美国国防部决定以年美国国防部决定以TCP/IP协议的第协议的第四版即四版即IPV。4作为数据通信网络的标准，作为数据通信网络的标准，互联网通信协议标准化的实施极大地推动互联网通信协议标准化的实施极大地推动互联网的发展。互联网的发展。8.1983年年ARPA分离出分离出MILnet，国防通信局，国防通信局DCA把把ARPANET各站点的通信协议全部各站点的通信协议全部转
30、换为转换为TCP/IP协议，这是全球协议，这是全球Internet正正式诞生的标志。式诞生的标志。9.1991年万维网年万维网(WWW)首次在首次在Internet上露上露面，立即引起轰动并大获成功。面，立即引起轰动并大获成功。本讲稿第三十页，共六十九页2.2.2 Internet的发展历程的发展历程10.1992年欧洲核子研究中心年欧洲核子研究中心CERN推出了推出了World Wide Web(WWW、Web)，主干网，主干网升为升为T3速度速度(45Mb/s)，Internet协会成立。协会成立。11.1993年年InternetNIC成立。美国政府公布成立。美国政府公布“全球信息基础设
31、施计划全球信息基础设施计划(GII)”。中国正式联。中国正式联入入Internet。12.1995年年SUN公司推出服务于网络编程的公司推出服务于网络编程的Java语言，获得极大成功。语言，获得极大成功。13.中华人民共和国国务院信息化领导小组成中华人民共和国国务院信息化领导小组成立。立。本讲稿第三十一页，共六十九页2.3 包交换：包交换：l线路交换：线路交换：50年代开始，电话线通过交换年代开始，电话线通过交换设备连在一起，缺点：独占，既不经济又设备连在一起，缺点：独占，既不经济又难以管理，难以管理，l包交换：将文件和信息分解成包，在这些包交换：将文件和信息分解成包，在这些包上打上信息源和目
32、的都的电子标签。优包上打上信息源和目的都的电子标签。优点：长数据流分解成易于管理的小数据包，点：长数据流分解成易于管理的小数据包，沿着不同的路径，避免了拥挤；在数据包沿着不同的路径，避免了拥挤；在数据包到达之后，更换受损数据包的成本较低。到达之后，更换受损数据包的成本较低。l路由器路由器/路由算法。路由算法。l最早的包交换网是：最早的包交换网是：ARPANET，采用的协，采用的协议是议是NCP本讲稿第三十二页，共六十九页2.4 网络协议网络协议l l2.4.1 2.4.1 网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念l l协议：计算机之间进行数据交换
33、和控制信息时，每个协议：计算机之间进行数据交换和控制信息时，每个协议：计算机之间进行数据交换和控制信息时，每个协议：计算机之间进行数据交换和控制信息时，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明结点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明结点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明结点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换数据的格式和时序，这些为网络数据确规定了所交换数据的格式和时序，这些为网络数据确规定了所交换数据的格式和时序，这些为网络数据确规定了所交换数据的格式和时序，这些为网络数据交换而制定的规则、约定、标准称为网络协议。交换而制定的规则、约定、标准称为网
34、络协议。交换而制定的规则、约定、标准称为网络协议。交换而制定的规则、约定、标准称为网络协议。(所所所所谓协议就是一组规则的集合，它规定网络传输数据的谓协议就是一组规则的集合，它规定网络传输数据的谓协议就是一组规则的集合，它规定网络传输数据的谓协议就是一组规则的集合，它规定网络传输数据的格式和顺序，并检查这些数据中的错误。格式和顺序，并检查这些数据中的错误。格式和顺序，并检查这些数据中的错误。格式和顺序，并检查这些数据中的错误。)网络协议的网络协议的三要素：三要素：n n语法：用户数据与控制信息的结构与格式语法：用户数据与控制信息的结构与格式语法：用户数据与控制信息的结构与格式语法：用户数据与控
35、制信息的结构与格式n n语义：需要发出何种信息，以及完成的动作与作出的响应语义：需要发出何种信息，以及完成的动作与作出的响应语义：需要发出何种信息，以及完成的动作与作出的响应语义：需要发出何种信息，以及完成的动作与作出的响应n n时序：对事件顺序的详细说明时序：对事件顺序的详细说明时序：对事件顺序的详细说明时序：对事件顺序的详细说明l l接口：同一接点内相邻层之间交换信息的连接点。接口：同一接点内相邻层之间交换信息的连接点。本讲稿第三十三页，共六十九页2.4.2 网络的标准化组织网络的标准化组织l lISOISO组织组织(International standards organization
36、)(International standards organization)：主要由美国国家标准组织主要由美国国家标准组织主要由美国国家标准组织主要由美国国家标准组织ANSI(American National ANSI(American National standards institute)standards institute)和其他国家的标准组织所组成。和其他国家的标准组织所组成。和其他国家的标准组织所组成。和其他国家的标准组织所组成。它的最大贡献就是建立了它的最大贡献就是建立了它的最大贡献就是建立了它的最大贡献就是建立了OSI(open system interconnectio
37、n)参考模型参考模型l lIEEE(the institute of electrical and electronic engineer)国际电子电器工程师协会，制定了主要应用国际电子电器工程师协会，制定了主要应用国际电子电器工程师协会，制定了主要应用国际电子电器工程师协会，制定了主要应用于局域网的于局域网的于局域网的于局域网的IEEE802IEEE802协议组协议组协议组协议组l lARPA(advanced research projects agency)ARPA(advanced research projects agency)，成，成，成，成功的开发了功的开发了功的开发了功的开发
38、了TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol)与与FTP(file transfer FTP(file transfer protocol)protocol)协议协议协议协议本讲稿第三十四页，共六十九页2.5 OSI参考模型参考模型lOSI标准类型：标准类型：ISO于于1983年颁布的。分为年颁布的。分为三大类型：三大类型：n n总体标准，具有指导作用总体标准，具有指导作用n n面向各种应用的基本标准面向各种应用的基本标准(定义层与层之间的定义层与层之间的接口关系和不同系统间同层的通信规则等接口关系和不同系统间同层的通信规则等n
39、 n功能标准，功能标准，(为满足特定应用而从基本标准中为满足特定应用而从基本标准中选择的汇集选择的汇集)本讲稿第三十五页，共六十九页2.5 OSI参考模型参考模型lOSI划分层次原则：根据划分层次原则：根据“分而治之分而治之”的原的原则将整个网络的通信功能划分为七个层次，则将整个网络的通信功能划分为七个层次，划分原则如下：划分原则如下：n n网络中各结点都有相同的层次网络中各结点都有相同的层次n n不同节点的同等层具有相同的功能不同节点的同等层具有相同的功能n n同一节点内相邻层之间通过接口通信同一节点内相邻层之间通过接口通信n n每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层每一层可以使用下层提供
40、的服务，并向其上层提供服务提供服务n n不同节点的同等层按照协议来实现对等层之间不同节点的同等层按照协议来实现对等层之间的通信的通信本讲稿第三十六页，共六十九页2.5 OSI参考模型参考模型l l根据以上标准定义的参考模型为：根据以上标准定义的参考模型为：应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层DDHDHDHDHDHHDHDDDDDHHHHH0101011011001101010100011101010011100011010图2.1 协议栈本讲稿第三十七页，共六十九页2.5 OSI参考模型参考模型l l各分层的主要功能各分层的主要功能OSI
41、的层功能数据名应用层用户的应用程序与网络之间的接口报文表示层协商数据交换格式数据包会话层允许用户使用简单易记的名称建立连接(地址)数据包传输层提供终端到终端的可靠连接数据报及数据段网络层使数据路由经过大型互联网络数据报数据链路层决定访问网络介质的方式帧物理层将数据转换为可通过物理介质传送的位位本讲稿第三十八页，共六十九页2.6 TCP/IP参考模型参考模型l lTCP/IP TCP/IP 的发展：最初是由美国国防部的高级计划研的发展：最初是由美国国防部的高级计划研的发展：最初是由美国国防部的高级计划研的发展：最初是由美国国防部的高级计划研究暑究暑究暑究暑ARPAARPA首先开发的首先开发的AR
42、PAENETARPAENET网络模式。网络模式。网络模式。网络模式。80年年年年代初开始流行，代初开始流行，代初开始流行，代初开始流行，19831983年年TCP/IPTCP/IP的转换才宣告结束。的转换才宣告结束。l lTCP/IPTCP/IP的特点：的特点：的特点：的特点：(适合数据通信的需要适合数据通信的需要)n n开放的协议标准并且独立于特定的计算机硬件和操作系统开放的协议标准并且独立于特定的计算机硬件和操作系统开放的协议标准并且独立于特定的计算机硬件和操作系统开放的协议标准并且独立于特定的计算机硬件和操作系统n n1616字节的网络地址，可达字节的网络地址，可达字节的网络地址，可达字
43、节的网络地址，可达160160亿个亿个亿个亿个n n适合于各种网络类型，局域网、广域网、互联网适合于各种网络类型，局域网、广域网、互联网适合于各种网络类型，局域网、广域网、互联网适合于各种网络类型，局域网、广域网、互联网n n统一的网络地址分配方案，使得每个设备在网络中都有一统一的网络地址分配方案，使得每个设备在网络中都有一统一的网络地址分配方案，使得每个设备在网络中都有一统一的网络地址分配方案，使得每个设备在网络中都有一个唯一的地址个唯一的地址个唯一的地址个唯一的地址n n支持移动用户和新型网络终端设备支持移动用户和新型网络终端设备支持移动用户和新型网络终端设备支持移动用户和新型网络终端设备
44、本讲稿第三十九页，共六十九页2.6 TCP/IP参考模型参考模型l lTCP/IP的层次的层次的层次的层次n n应用层应用层应用层应用层(向用户提供常用的应用程序，如向用户提供常用的应用程序，如向用户提供常用的应用程序，如向用户提供常用的应用程序，如FTPFTP、DNSDNS、TELNETTELNET、WWW)WWW)n n传输层传输层传输层传输层(应用程序间的通信，格式化信息流和提供可靠的应用程序间的通信，格式化信息流和提供可靠的应用程序间的通信，格式化信息流和提供可靠的应用程序间的通信，格式化信息流和提供可靠的传输传输传输传输)n n网络层网络层网络层网络层(PC(PC之间的通信之间的通信
45、之间的通信之间的通信)处理来自传输层的分组发送请求，然后分组装入处理来自传输层的分组发送请求，然后分组装入处理来自传输层的分组发送请求，然后分组装入处理来自传输层的分组发送请求，然后分组装入IPIP数据报，数据报，数据报，数据报，填充报头，选择目的路径并发到适当的网络接口填充报头，选择目的路径并发到适当的网络接口填充报头，选择目的路径并发到适当的网络接口填充报头，选择目的路径并发到适当的网络接口处理输入数据报，检查其合法性，然后再进行寻址处理输入数据报，检查其合法性，然后再进行寻址处理输入数据报，检查其合法性，然后再进行寻址处理输入数据报，检查其合法性，然后再进行寻址处理路径、流控、拥塞问题处
46、理路径、流控、拥塞问题处理路径、流控、拥塞问题处理路径、流控、拥塞问题n n数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层(负责接收负责接收负责接收负责接收IPIP数据报并通过网络发送出去，或者数据报并通过网络发送出去，或者数据报并通过网络发送出去，或者数据报并通过网络发送出去，或者从网络上接收物理帧，抽出从网络上接收物理帧，抽出从网络上接收物理帧，抽出从网络上接收物理帧，抽出IPIP数据报数据报数据报数据报本讲稿第四十页，共六十九页2.6 TCP/IP参考模型参考模型lOSI七层中，按其功能可分为两个部分：七层中，按其功能可分为两个部分：l下面四层，属于通信功能下面四层，属于通信功能l上面三层，属
47、于处理功能上面三层，属于处理功能本讲稿第四十一页，共六十九页2.7 Internet网络协议网络协议lInternet网络协议主要是网络协议主要是TCP/IP(transmission control protocol/Internetwork protocol)协议，协议，它是由一组协议所组成的协议集。它是由一组协议所组成的协议集。lIP协议：一个关键的网络底层协议，它制协议：一个关键的网络底层协议，它制定了所有网络上流通的包标准。定了所有网络上流通的包标准。IP非常详非常详细地规定了计算机在通信时应遵循的规则，细地规定了计算机在通信时应遵循的规则，包括规定的全部细节，如分组包的组成，包括规
48、定的全部细节，如分组包的组成，如何传送、如何接收等问题。如何传送、如何接收等问题。lTCP协议：是端对端传输层内最重要的协协议：是端对端传输层内最重要的协议之一。它重要负责所有送到某个系统的议之一。它重要负责所有送到某个系统的数据能正确无误地到达该系统。数据能正确无误地到达该系统。本讲稿第四十二页，共六十九页2.7 Internet网络协议网络协议l lTCP/IP协议套件一览表：协议套件一览表：协议名称英文全名中文名称作用SMTPSimple mail transfer protocol简单邮件传输协议应用层协议，用于传输电子邮件DNSDomain name service域名服务应用层协议
49、，用于域名服务，提供了从名字到IP地震 转换NSPName service protocol名字服务协议负责管理域名系统FTPFile transfer protocol文件传输协议应用层协议，用于控制两个主机之间文件的交换TELNETTelecommunication network远程通信网络远程登录协议WWWWorld wide web全球信息网万维网协议TCPTransmission protocol传输控制协议传输层协议，负责应用程序之间数据传输本讲稿第四十三页，共六十九页2.7 Internet网络协议网络协议UDPUser datagram protocol用户数据报协议同上，但
50、比TCP简单NVPNetwork voice protocol网络语音协议传输层协议，用于传输数字化语音IPInternet protocol网际协议网络层协议，计算机之间的数据传输ICMPInternet control message protocol互联网控制报文协议运载网络错误信息，并报告其他状态信息IGMPInternet gateway message protocol互联网网关报文协议网络连接的内外部网关的协议ARPAddress resolution protocol地址转换协议网络地址转换RARPReverse ARP方向地址转换协议方向地址转换协议POPPost offic