计算机网络教程(高传善)第一章

1、计算机通信和网络 n教材：教材： 计算机网络教程计算机网络教程 高等教育出版社高等教育出版社 高传善高传善 毛迪林毛迪林 等编等编 n参考书：参考书： 计算机网络第四版计算机网络第四版 清华大学清华大学 潘爱民潘爱民 译译 计算机网络计算机网络 网络设计的原理、技术和协议网络设计的原理、技术和协议 机械工业出版社机械工业出版社 高传善高传善 等译等译 第一章第一章 计算机网络概论计算机网络概论 l计算机网络的演变和发展计算机网络的演变和发展 l计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 l计算机网络的层次体系结构计算机网络的层次体系结构 l计算机网络的分类计算机网络的分类 1.11.1计算机网络

2、的演变与发展计算机网络的演变与发展 n计算机网络是计算机和通信技术发展计算机网络是计算机和通信技术发展 的产物的产物 n面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 n计算机计算机计算机网络计算机网络 n开放式标准化的计算机网络开放式标准化的计算机网络 n网络发展趋势网络发展趋势 1.1.1 1.1.1 计算机和通信技术发展的产物计算机和通信技术发展的产物 计算机网络有时也称为数据传输网络计算机网络有时也称为数据传输网络 （datacom 或或data-transmission network) 1.1.1 1.1.1 计算机和通信技术发展的产物计算机和通信技术发展的产物 1.1.2 1.1.2

3、面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 二十世纪五十年代中至六十年代二十世纪五十年代中至六十年代 实际上是实际上是以单个计算机为中心以单个计算机为中心的远程联机系的远程联机系 统，虽然历史上也曾称它为计算机网络，但统，虽然历史上也曾称它为计算机网络，但 现在为了更明确地与后来出现的多台计算机现在为了更明确地与后来出现的多台计算机 互连的计算机网络相区分，也称为面向终端互连的计算机网络相区分，也称为面向终端 的计算机网络。的计算机网络。 第一阶段第一阶段面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 1.1.2 1.1.2 面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 远程 终端 通信 控制 器 计 算

4、 机 通信线路 远程站计算中心 输出 输入 缺点：缺点：主机负载较重，通信线路利用率低主机负载较重，通信线路利用率低。 1.1.2 1.1.2 面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 1.1.2 1.1.2 面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 第一代计算机网络的特点是第一代计算机网络的特点是：面向终端， 只有主机具有自主处理能力。 TC-终端控制终端控制 器器 Terminal Concentrator FEP-前端前端 处理器处理器 H-主机主机 Host T 高速线高速线 低速线低速线 T T T T- Terminal终端终端 FEP(Front End Processor, 简

5、称为前端机简称为前端机): 前端处理器前端处理器 1.1.3 1.1.3 计算机计算机计算机网络计算机网络 第二阶段第二阶段计算机计算机- -计算机网络计算机网络 二十世纪二十世纪六十年代末至七十年代末六十年代末至七十年代末 多台计算机通过通信线路互连起来多台计算机通过通信线路互连起来而为用户提而为用户提 供服务，即是计算机供服务，即是计算机-计算机网络计算机网络 和以单台计算机为中心的远程联机系统的显和以单台计算机为中心的远程联机系统的显 著区别是：都是具有自主处理能力的，不存在著区别是：都是具有自主处理能力的，不存在 主从关系主从关系 这才是我们目前常称的计算机网络这才是我们目前常称的计算

6、机网络 1.1.3 1.1.3 计算机计算机计算机网络计算机网络 1.1.3 1.1.3 计算机计算机计算机网络计算机网络 通信通信 子网子网 资源资源 子网子网 T IMP Host T TT T T Host IMP IMP Host IMP(Interface Message Processor)接口接口报文处理机报文处理机 1.1.3 1.1.3 计算机计算机计算机网络计算机网络 两级子网 第二代计算机网络的特点是第二代计算机网络的特点是：结构上分 为两个部分，一是由负责数据处理的主 机系统组成的资源子网；二是由负责数 据通信的通信处理机组成的通信子网。 资源子网 提供访问的能力 通信

7、子网 提供数据通信能力 1.1.3 1.1.3 计算机计算机计算机网络计算机网络 最初的最初的ARPANET设计设计 分组分组(packet) : ARPA网中存储转发的基本信息单位网中存储转发的基本信息单位 分组交换网分组交换网(packet switching network) :以存储转以存储转 发方式传输分组的通信子网发方式传输分组的通信子网 1.1.3 1.1.3 计算机计算机计算机网络计算机网络 ARPANET的增长情况的增长情况 (a)1969.11(b)1970.7(c)1971.3(d)1972.4(e)1972.9 1.1.4 1.1.4 开放式标准化计算机网络开放式标准化

8、计算机网络 第三阶段第三阶段开放式标准化网络开放式标准化网络 二十世纪八十年代初至九十年代初二十世纪八十年代初至九十年代初 它具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化的它具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化的 协议协议 国际标准化组织国际标准化组织ISO (International Standards Organization)于于19841984年正式颁布了标准化的年正式颁布了标准化的开放开放 系统互连参考模型系统互连参考模型OSI/RMOSI/RM(Open System Inter- connection Basic Reference Model, OSI/RM) 的国际标准的国际标

9、准ISO 7498，也被称为，也被称为OSI七层模型七层模型 1.1.4 1.1.4 开放式标准化计算机网络开放式标准化计算机网络 ISO和和CCITT(国际电话电报咨询委员会，现已改国际电话电报咨询委员会，现已改 组为国际电信联盟电信标准化部：组为国际电信联盟电信标准化部：ITU-TSS)为各为各 个层次开发了一系列的协议标准。个层次开发了一系列的协议标准。 如与如与ISO7498等价的等价的X.200以及以及X.25、X.3、X.28、 X.29、X.75等建议。等建议。 1.1.4 1.1.4 开放式标准化计算机网络开放式标准化计算机网络 因特网因特网(Internet) 是在原是在原A

10、RPANET基础上经改造而逐步发展起来的，它基础上经改造而逐步发展起来的，它 对任何计算机开放，只要遵循对任何计算机开放，只要遵循TCPIP协议簇的标准，协议簇的标准， 并申请到并申请到IP地址就都可以通过信道接入地址就都可以通过信道接入Internet 两个核心协议：两个核心协议：TCP(传输控制协议传输控制协议, Transmission Control Protocol)和和IP(网际协议或互联网协议网际协议或互联网协议, Internet Protocol ) 由于被广泛应用，已成为事实上的由于被广泛应用，已成为事实上的“国际标准国际标准” 第三代计算机网络的特点是：具有统一的第三代计

11、算机网络的特点是：具有统一的 网络体系结构，遵循国际标准化协议。网络体系结构，遵循国际标准化协议。 1.1.5 网络的发展趋势 n目前所处阶段网络计算的新时代 宽带主干网宽带主干网 （Backbone） 接入网（接入网（ Access Network） 接入网（接入网（ Access Network） POP POP(Point Of Point)汇聚点汇聚点 用户用户 （User） 用户用户 POP POP POP POP 用户用户 （User） 用户用户 新一代计算机网络的特点是：新一代计算机网络的特点是：网络覆盖 范围不断扩大，向全球延伸，网络向高 速化、多媒体化发展。 1.1.5 1.

12、1.5 网络的发展趋势网络的发展趋势 计算机网络向计算机网络向高速宽带高速宽带化发展化发展 以远距离网络为例以远距离网络为例 CCITT X.25的公用分组交换数据网的公用分组交换数据网64K b/s 帧中继（帧中继（Frame Relay）2M b/s 异步传送模式异步传送模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）155M b/s、622M b/s、2.5G b/s 波分多路复用波分多路复用WDM（Wave Division Multiplexing） 技术技术,如采用密集波分多路复用如采用密集波分多路复用DWDM（Dense WDM）6400G b/s 1.1.5

13、1.1.5 网络的发展趋势网络的发展趋势 从端用户看从端用户看 早期的早期的2400 b/s低速调制解调器，经历了低速调制解调器，经历了56K b/s的的 高速调制解调器、可提供高速调制解调器、可提供128k b/s上网的窄带综合业上网的窄带综合业 务数字网务数字网N-ISDN（Narrow-Integrated Services Digital Network） 数百数百k b/s上网速率的上网速率的ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber line, 非对称数字用户线非对称数字用户线) 和有线电视经双和有线电视经双 向改造后的向改造后的HFC(混合光纤混合光

14、纤/同轴电缆，即俗称同轴电缆，即俗称“有线有线 通通”) 接入接入 VDSL(Very high speed Digital Subscriber line, 超超 高速数字用户线高速数字用户线) 和光纤到户和光纤到户FTTH(Fiber To The Home) 则可达到更高的用户入网接入速率则可达到更高的用户入网接入速率 互联网互联网4040年十大里程碑事件年十大里程碑事件 1.1.2 2 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 n什么是计算机网络什么是计算机网络 n计算机网络的组成计算机网络的组成 n计算机网络的功能计算机网络的功能 n计算机网络的应用（不讲）计算机网络的应用（不讲）

15、1.2.1 1.2.1 什么是计算机网络什么是计算机网络 计算机网络是由各具有自主功能而计算机网络是由各具有自主功能而 又通过各种通信手段相互连接起来以便又通过各种通信手段相互连接起来以便 进行信息交换、资源共享或协同工作的进行信息交换、资源共享或协同工作的 计算机组成的复合系统。计算机组成的复合系统。 1.2.2 1.2.2 计算机网络的组成计算机网络的组成 计算机网络由计算机网络由通信子网通信子网和和资源子网资源子网两两 部分构成部分构成 。 通信子网负责计算机间的数据通信，包括通信子网负责计算机间的数据通信，包括 传输媒体传输媒体(Transmission Medium)、中继器、中继器

16、 (Repeater)、集线器、集线器(Hub)、网桥、网桥(Bridge)、交、交 换机换机(Switch)和路由器和路由器(Router)等通信中间设备等通信中间设备 资源子网负责提供共享的硬件、软件和信资源子网负责提供共享的硬件、软件和信 息资源，进行信息处理。息资源，进行信息处理。 .3 计算机网络的功能计算机网络的功能 1.1.消除地理距离的限制实现资源共享消除地理距离的限制实现资源共享 2.2.提高可靠性提高可靠性 3.3.节省经费节省经费 4.4.具有可扩充性具有可扩充性 5.5.提供人际通信手段提供人际通信手段 6.6.可以在各资源主机间可以在各资源主机间分担负

17、荷分担负荷 7.7.协同计算协同计算 1.1.3 3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构 n 层次模型层次模型 n 开放系统互连基本参考模型开放系统互连基本参考模型 n 因特网络参考模型因特网络参考模型 nOSI与与Internet参考模型的比较参考模型的比较 n 网络通信标准化组织（课后看网络通信标准化组织（课后看） 1.3.1 层次模型 1.3.1 层次模型 1.3.1 层次模型 1. 网络协议与网络体系结构的概念 协议协议(protocol) ：指通信双方关于如何进：指通信双方关于如何进 行通信的一种约定。行通信的一种约定。 包括对传送信息内容的理解、信息表示形式包括对传送信息内容

18、的理解、信息表示形式 以及各种情况下的应答信号等。以及各种情况下的应答信号等。 网络体系结构网络体系结构(network architecture) ： 层和协议的集合。层和协议的集合。 包括包括如何分层以及各层中采用的具体协议。如何分层以及各层中采用的具体协议。 1.3.1 层次模型 2. 分层好处 各层功能相对独立。各层功能相对独立。 灵活性好。灵活性好。 结构上可分割开。结构上可分割开。 易于实现和维护。易于实现和维护。 能促进标准化工作。能促进标准化工作。 n若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。 n层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任层数

19、太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任 务时遇到较多的困难。务时遇到较多的困难。 1.3.1 层次模型 3. 基本层次的划分 US CS US CS 通信软件必需的接口：通信软件必需的接口： 面向用户应用的接口面向用户应用的接口 面向通信线路的接口面向通信线路的接口 用户服务层用户服务层US US (User Service) (User Service) 通信服务层通信服务层CSCS (Communication Service) (Communication Service) 1.3.1 层次模型 4.服务与协议的关系 n服务是指某层向它上一层提供的一组原语。它 定义了该层准备代表其用户

20、执行哪些操作，但 它并不涉及如何实现这些操作。 n协议是一组规则，用来规定同一层上对等实体 之间所交换的数据包格式和含义。对等实体利 用协议来实现它们的服务定义。 服务涉及到层间的接口，协议涉及到不同机器上 对等实体之间发送的分组。 1.3.1 层次模型 5. 网络体系结构中的数据传递模型 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机主机 1 AP2 AP1 主机主机 2 应应 用用 程程 序序 数数 据据 应用层首部应用层首部 H H5 5 10100110100101 10100110100101 比比 特特 流流 110101110101110101110101 注意观察加入或剥去首部（

21、尾部）的层次注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次 应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H4 4H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H3 3H H4 4H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H4 4 运输层首部运输层首部 H H3 3 网络层首部网络层首部 H H2 2 链路层链路层 首部首部 T T2 2 链路层链路层 尾部尾部 1.3.1 层次模型 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机主机 1 AP2 AP1 主机主机 2 10100110100101 10100110100101 比比 特特 流流 1

22、10101110101110101110101 H H2 2T T2 2H H3 3H H4 4H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H3 3H H4 4H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H4 4H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 H H5 5应应 用用 程程 序序 数数 据据 应应 用用 程程 序序 数数 据据 我收到了我收到了 AP1 发来的发来的 应用程序数据！应用程序数据！ n物理传输媒体物理传输媒体 1.3.1 层次模型 要点归纳如下要点归纳如下: u除了在物理媒体上进行的是实通信外，除了在物理媒体上进行的是实通信外， 其余各对等层实体间进

23、行的都是虚通信其余各对等层实体间进行的都是虚通信 。 u 对等层的虚通信必须遵循该层的协议。对等层的虚通信必须遵循该层的协议。 u n层的虚通信是通过其与层的虚通信是通过其与n-1层间接口处层间接口处 n-1层提供的服务以及层提供的服务以及n-1层的通信层的通信(通常也通常也 是虚通信是虚通信)来实现的。来实现的。 1.3.2 1.3.2 开放系统互连基本参考模型开放系统互连基本参考模型 基于通信功能分层的概念，基于通信功能分层的概念，OSI 参参 考模型（考模型（ISO/IEC 7498-1）给出了详）给出了详 细的通信模型。细的通信模型。 为获得健壮的通信系统，该模型定义为获得健壮的通信系

24、统，该模型定义 了了7 层，并详细给出了每层的功能要求。层，并详细给出了每层的功能要求。 该模型并未定义实现每层功能的协议，该模型并未定义实现每层功能的协议， 也没有将实现方案限制在某一单一协议也没有将实现方案限制在某一单一协议 上。上。 1.3.2 1.3.2 开放系统互连基本参考模型开放系统互连基本参考模型(续) 端系统B端系统A 应用层协议虚通信 层间接口 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 物理层协议 网络层协议 数据链路层协议 表示层协议 会话层

25、协议 运输层协议 通信子网 交换结点交换结点 交换单元 APDU PPDU SPDU TPDU 分组 帧 比特 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 1.1.物理层物理层(physical layer)(physical layer): : 关注通信信道关注通信信道 上传输的原始比特。主要涉及机械、电气上传输的原始比特。主要涉及机械、电气 和时序接口，以及物理传输介质。和时序接口，以及物理传输介质。 在物理媒体上传输原始的数据比特流信号。在物理媒体上传输原始的数据比特流信号。 EIA-RS-232CEIA-RS-232C 例如例如10Base-T标准中定义了电缆为带有标准中定义了电缆为带

26、有100欧姆阻抗欧姆阻抗 的非屏蔽三类双绞线，的非屏蔽三类双绞线，RJ-45接口，最大长度接口，最大长度100 米，线上数据表示为曼彻斯特码等。米，线上数据表示为曼彻斯特码等。 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 2.2.数据链路层数据链路层(data link layer)(data link layer): : 通过校验、通过校验、 确认和反馈重发等手段将原始的物理连接确认和反馈重发等手段将原始的物理连接 改造成无差错的数据链路，同时还要进行改造成无差错的数据链路，同时还要进行 流量控制流量控制(flow control) 。 将比特组合成数据链路协议数据单元将比特组合成数据链路协

27、议数据单元DL-PDU 数据链路协议数据单元是数据链路协议数据单元是OSI标准中使用的术标准中使用的术 语，又称语，又称帧帧(frame) 。 例子：高级数据链路控制例子：高级数据链路控制HDLC (High-level Data Link Control)规程规程 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 3.3.网络层网络层(network layer)(network layer): : 主要关心通信子主要关心通信子 网的运行控制，负责路由选择和拥塞控制。网的运行控制，负责路由选择和拥塞控制。 主要解决如何把网络协议数据单元主要解决如何把网络协议数据单元分组分组 （Packet）从源传

28、送到目标）从源传送到目标 在在通信子网中进行路由通信子网中进行路由(routing)选择选择 。 处理拥塞，防止传输瓶颈的出现处理拥塞，防止传输瓶颈的出现 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 4.4.运输层运输层(transport layer)(transport layer): : 为上层用户提为上层用户提 供端到端的透明、优化的数据传输服务。供端到端的透明、优化的数据传输服务。 是第一个端对端，也就是主机到主机的层次；是第一个端对端，也就是主机到主机的层次； 高层用户可利用运输层的服务直接进行端到端的高层用户可利用运输层的服务直接进行端到端的 数据传输，从而不必知道通信子网的存在

29、；数据传输，从而不必知道通信子网的存在； 可以通过分流可以通过分流(splitting) 来提高吞吐量；来提高吞吐量； 通过复用通过复用(multiplexing) 将多个运输通信合用一将多个运输通信合用一 条网络连接。条网络连接。 处理端到端的差错控制和流量控制的问题处理端到端的差错控制和流量控制的问题 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 5.5.会话层会话层(session layer)(session layer): : 负责管理和建负责管理和建 立不同机器上各种进程间的连接。立不同机器上各种进程间的连接。 会话层是进程到进程之间的层次；会话层是进程到进程之间的层次； 会话层组织

30、和同步进程间的对话；会话层组织和同步进程间的对话； 全双工或半双工全双工或半双工 提供同步服务提供同步服务 。 会话层很少以独立协议体的形式出现，一般和应用层会话层很少以独立协议体的形式出现，一般和应用层 的功能结合在一起，用单个协议实现。的功能结合在一起，用单个协议实现。 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 6.6.表示层表示层(presentation layer)(presentation layer): : 主要为上主要为上 层用户提供共同需要的数据或信息语法层用户提供共同需要的数据或信息语法 表示变换。表示变换。 通过采用抽象的标准方法来定义数据结构，通过采用抽象的标准方法来

31、定义数据结构， 可以克服不同机器上数据表示或不同编码之可以克服不同机器上数据表示或不同编码之 间的差异。间的差异。 通过数据加密和解密来保证应用服务数据交通过数据加密和解密来保证应用服务数据交 换的安全性。换的安全性。 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 7.7.应用层应用层(application layer)(application layer): : 包含了用包含了用 户通常需要的各种协议。户通常需要的各种协议。 开放系统互连环境的最高层。开放系统互连环境的最高层。 网络环境下不同主机间的文件传送、访问和网络环境下不同主机间的文件传送、访问和 管理管理FTAM(File Tran

32、sfer, Access and Management)；传送标准电子邮件的报文；传送标准电子邮件的报文 处理系统处理系统MHS(Message Handling System)；超文本传输协议；超文本传输协议HTTP (HyperText Transfer Protocol)等，都属等，都属 于应用层的范畴。于应用层的范畴。 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 服务原语 1.1.请求请求( (request)request) 2.2.指示指示( (indication)indication) 3.3.响应响应( (response)response) 4.4.证实证实( (confi

33、rm)confirm) n+1层层 n层层 A B 请请 求求 指指 示示 无证实型服务无证实型服务 n+1层层 n层层 A B 请请 求求 指指 示示 响响 应应 证证 实实 有证实型服务有证实型服务 一个服务是通过一一个服务是通过一 组服务原语来执行的。组服务原语来执行的。 OSI模型中，将服务原模型中，将服务原 语划分为四类：语划分为四类： 连接请求通过服务提供者的虚通信传到连接请求通过服务提供者的虚通信传到 被叫方后，被叫方服务提供者向被叫方被叫方后，被叫方服务提供者向被叫方 服务用户指示有建立连接的请求。服务用户指示有建立连接的请求。 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 呼叫

34、方服务用户请求建立一个连接。呼叫方服务用户请求建立一个连接。 若被叫方服务用户准备建立连接，则若被叫方服务用户准备建立连接，则 通过此原语告诉本方服务提供者。通过此原语告诉本方服务提供者。 呼叫方服务提供者通过虚通信得知被叫呼叫方服务提供者通过虚通信得知被叫 方同意建立连接后，由此原语告知呼叫方同意建立连接后，由此原语告知呼叫 方服务用户。方服务用户。 服务原语的简单例子：服务原语的简单例子： 连接请求连接请求: 连接指示连接指示: 连接响应连接响应: 连接证实连接证实: 1.3.2 开放系统互连基本参考模型(续) 数据请求数据请求： 数据指示数据指示： 断连请求断连请求： 断连指示断连指示：

35、 呼叫方服务用户通过此原语请求本方服呼叫方服务用户通过此原语请求本方服 务提供者将数据送给被叫方。务提供者将数据送给被叫方。 被叫方服务提供者收到对方送来的数被叫方服务提供者收到对方送来的数 据后通知服务用户。据后通知服务用户。 任何一方用户可通过此原语请求释任何一方用户可通过此原语请求释 放连接，由服务提供者传至对等方。放连接，由服务提供者传至对等方。 对等方服务提供者通过此原语告诉对等方服务提供者通过此原语告诉 本方服务用户释放连接。本方服务用户释放连接。 1.3.3 Internet参考模型 前身前身ARPANET（1990年关闭）年关闭） 以以TCP/IP协议为核心、以协议为核心、以A

36、RPANET为主干网开为主干网开 始将许多不同的网络互连在一起，构成了始将许多不同的网络互连在一起，构成了Internet 的原型，并对的原型，并对TCP/IP协议及技术进行试验协议及技术进行试验 NSFNET：美国国家科学基金会：美国国家科学基金会(National Science Foundation) ANSNET：非盈利性公司，高级网络与服务：非盈利性公司，高级网络与服务 (Advanced Networks and Services) 1.3.3 Internet参考模型 工作方式（类似邮政）工作方式（类似邮政） 信息封装成包信息封装成包(package), 又称分组又称分组 IP协

37、议就是关于在协议就是关于在Internet中传递的分组中传递的分组 封装格式的约定封装格式的约定 分组在分组在Internet中是通过若干路由器中是通过若干路由器 (router)间转发来传递到目标点的间转发来传递到目标点的 数数 据据数数 据据数数 据据 报文报文 1.3.3 Internet参考模型 每一个数据段前面添加上首部构成分组。 首部首部 首部首部 首部首部 分组分组 1 分组分组 2 分组分组 3 请注意：现在左边是请注意：现在左边是“前面前面” 1.3.3 Internet参考模型 H1 A A 互联网互联网 B B D D E E C C H5 H6 H4 H2 H3 H1

38、向向 H5 发送分组发送分组 路由器路由器 主机主机 在路由器在路由器 E 暂存暂存 查找转发表查找转发表 找到转发的端口找到转发的端口 最后到达目的主机最后到达目的主机 H5在路由器在路由器 C 暂存暂存 查找转发表查找转发表 找到转发的端口找到转发的端口 在路由器在路由器 A 暂存暂存 查找转发表查找转发表 找到转发的端口找到转发的端口 1.3.3 Internet参考模型 Internet连接的一个例子连接的一个例子 从因特网的工作方式上看，可以划分为以从因特网的工作方式上看，可以划分为以 下的两大块：下的两大块： (1) 边缘部分边缘部分 由所有连接在因特网上的主由所有连接在因特网上的

39、主 机组成。这部分是用户直接使用的，用机组成。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）来进行通信（传送数据、音频或视频） 和资源共享。和资源共享。 (2) 核心部分核心部分 由大量网络和连接这些网络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）。供服务的（提供连通性和交换）。 .3 Internet参考模型参考模型 1.3.3 Internet参考模型 因特网的核心部分因特网的核心部分 因特网的边缘部分因特网的边缘部分 主机主机 网络网络 路由器路由器 因特网的边缘部分与核心部分

40、因特网的边缘部分与核心部分 1.3.3 Internet参考模型 Internet的地址是用数字来表示的，称为的地址是用数字来表示的，称为 IP地址。地址。IP地址共含有四个字节，地址共含有四个字节，32个二个二 进制位。在书写时，通常每个字节都用十进进制位。在书写时，通常每个字节都用十进 制表示，而字节之间用小圆点分隔开来制表示，而字节之间用小圆点分隔开来 域名域名(domain name) 最后一个域名为顶级域最后一个域名为顶级域 1.3.3 Internet参考模型 域名中的最后一个域有时也称为顶级域名，以域名中的最后一个域有时也称为顶级域名，以 区分机构或组织的性质。区分机构或组织的性

41、质。 名字仅是为了帮助人们记忆和输入，在名字仅是为了帮助人们记忆和输入，在IP分组分组 中使用的仍然是中使用的仍然是IP地址。在地址。在Internet中有许多中有许多 称为称为域名服务器域名服务器DNS(Domain Name Server) 的系统可以帮助你自动地从域名来找到其相应的系统可以帮助你自动地从域名来找到其相应 的的IP地址地址 研究和试验新一代的研究和试验新一代的IP协议，即第六版的协议，即第六版的IP v6 （目前广泛采用的是（目前广泛采用的是IPv4，即第四版的，即第四版的IP）。）。 在在IPv6中，地址已从中，地址已从32位扩展到位扩展到128位位 1.3.3 Inte

42、rnet参考模型 OSITCP/IP 7应用层应用层 应用层应用层 6表示层表示层 不存在不存在 5会话层会话层 4运输层运输层 运输层运输层 3网络层网络层 互连网层互连网层 2 数据连路层数据连路层 子网层子网层 1物理层物理层 1.3.3 Internet参考模型(续) 1.1.子网层子网层(network interface layer)(network interface layer): : 只负责组只负责组 织和其他网络技术的交互。织和其他网络技术的交互。TCP/IPTCP/IP将互联网中将互联网中 的任何网络作为整个路由中将一个分组传输到的任何网络作为整个路由中将一个分组传输到

43、下一个路由器的工具。下一个路由器的工具。 2 2. .互连网层互连网层(internet layer)(internet layer): : 使主机可以把分组使主机可以把分组 发往任何网络，并使分组独立地传向目标发往任何网络，并使分组独立地传向目标, ,分组分组 路由和避免拥塞是主要的设计问题路由和避免拥塞是主要的设计问题。 这层是体系结构中的核心，定义了正式的分组这层是体系结构中的核心，定义了正式的分组 格式和协议，即格式和协议，即IP(Internet Protocol)IP(Internet Protocol)协议。协议。 1.3.3 Internet参考模型(续) 3.3.运输层运输层

44、(transport layer)(transport layer): : 允许源端和目标端允许源端和目标端 主机上的对等实体可以进行会话。主机上的对等实体可以进行会话。 这层定义了两个端到端的协议，一是保证递送这层定义了两个端到端的协议，一是保证递送 的传输控制协议的传输控制协议TCP(Transmission Control TCP(Transmission Control Protocol)Protocol)，另一个是尽力递送的用户数据报协议另一个是尽力递送的用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)UDP(User Datagram Protocol)。 T

45、CP TCP和和UDPUDP间的主要区别在于，前者提供的是间的主要区别在于，前者提供的是 面向连接的服务（面向连接的服务（connection-oriented connection-oriented serviceservice），而后者提供的是无连接的服务），而后者提供的是无连接的服务 （connectionless serviceconnectionless service） 。 1.3.3 Internet参考模型(续) 4.4.应用层应用层: : 包含所有的高层协议，如虚拟终端包含所有的高层协议，如虚拟终端 协议协议TELNET(TELecommunication NETwork)T

46、ELNET(TELecommunication NETwork)、 文件传输协议文件传输协议FTPFTP( (File Transfer File Transfer Protocol)Protocol)、电子邮件协议、电子邮件协议SMTP(Simple SMTP(Simple Message Transfer Protocol)Message Transfer Protocol)、域名系统服域名系统服 务务DNSDNS、HTTPHTTP协议等。协议等。 1.3.4 OSI和Internet参考模型的比较 TCP/IP模型中的协议与模型中的协议与OSI的关系的关系 1.3.4 OSI和Inter

47、net参考模型的比较 OSI与因特网参考模型的相同点：与因特网参考模型的相同点： 它们都是层次结构的模型；它们都是层次结构的模型； 其最低层都是面向通信子网的；其最低层都是面向通信子网的； 它们都有运输层，且都是第一个提供端到端数它们都有运输层，且都是第一个提供端到端数 据传输服务的层次，都能提供面向连接或无连接据传输服务的层次，都能提供面向连接或无连接 两种运输服务；两种运输服务； 其最高层都是向各种用户应用进程提供服务的其最高层都是向各种用户应用进程提供服务的 应用层等应用层等 1.3.4 OSI和Internet参考模型的比较 OSI与因特网参考模型的不同点：与因特网参考模型的不同点：

48、两者所划分的层次数不同；两者所划分的层次数不同； Internet中没有表示层和会话层；中没有表示层和会话层； Internet没有明确规定通信子网的协议，也不再区没有明确规定通信子网的协议，也不再区 分通信子网中的物理层、数据链路层和网络层；分通信子网中的物理层、数据链路层和网络层； Internet中特别强调了互连网层，其中运行的中特别强调了互连网层，其中运行的IP协协 议是议是Internet的核心协议，且互连网层向上只提供的核心协议，且互连网层向上只提供 无连接的服务，而不提供面向连接的服务无连接的服务，而不提供面向连接的服务 1.3.4 OSI和Internet参考模型的比较 在在OSI的网络层中同时支持无连接和面向连接的网络层中同时支持无连接和面向连接 的通信，但运输层只支持面向连接的通信。的通信，但运输层只支持面向连接的通信。 Internet的网络层只支持无连接模式，但在运输的网络层只支持无连接模式，但在运输 层支持两种通信模式。层支持两种通