计算机如何连接入网络

1、作业问题和新苗计划 希望尽可能自己撰写，杜绝抄袭； 引用要在正文中标注； 一些知识性的东西，理解了，再用自己的话描述出来。 新苗计划事宜上次课程回顾：网络的组成 设备设备：网线、网卡、服务器、PC、网络互联设备 台式服务器 刀片式服务器 机架式服务器 机架式服务器被放入机柜 众多服务器机柜 刀片式服务器被放入机柜 FC/PC ST/PC SC/PC 上次课程回顾：网络的组成 软件软件：网络操作系统（Windows、Linux、Unix、Netware）、网络应用软件（IE、Foxmail、Outlook、FTP、QQ等等） 网络操作系统功能：网络操作系统功能：计算机之间的连接通信、网络资源管理

2、、多用户管理、访问控制等Web服务IIS浏览器IE邮件服务ExchangeFoxmail /Outlook上次课程回顾：网络的分类 根据通信范围划分、根据传输信号划分、根据传输速根据通信范围划分、根据传输信号划分、根据传输速度划分、根据网络操作系统厂商划分、根据网络拓扑度划分、根据网络操作系统厂商划分、根据网络拓扑结构划分、根据通信协议划分，等等。结构划分、根据通信协议划分，等等。上次课程回顾：无线传感网络自组织和多跳上次课程回顾：物联网 Internet Of Things 物联网物联网 CPS（Cyber Physical System，可翻译成，可翻译成 信息物理融合系统）信息物理融合系

3、统） CPS（ Computing Physical System）有时也叫有时也叫“物理计算物理计算” 特征：特征：普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化网络协议 通信双方约定的通信规则的集合 包含语义、语法和时序三个部分 协议的标准：OSI参考模型 因特网使用的协议：TCP/IP 局域网使用的协议：IEEE802.X理解协议：一封信件的传输理解协议：一封信件的传输一系列的步骤和双方约定的规则（协议）一系列的步骤和双方约定的规则（协议）写信写信封和装入邮局包装分发交给运输机构某交通工具出发看信拆信封按地址投递运输分发给邮局某交通工具到达公路铁路等逻辑信道逻辑信道/协议协议物物理理信信

4、道道/协协议议理解协议：两个人收发信件理解协议：两个人收发信件 问题：问题： 收信人与发信人之间、邮局之间，他们是在直接通信吗？收信人与发信人之间、邮局之间，他们是在直接通信吗？ 邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？ 邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？信件内容信件内容邮件地址邮件地址货物地址货物地址发信人发信人邮局邮局运输系统运输系统信件内容信件内容邮件地址邮件地址货物地址货物地址收信人收信人对信件内容的共识对信件内容的共识对信件如何传递的共识对信件如何传递的共识对货物如何运输的共识对货物如何运输的共识P3P2P

5、1公路，铁路，航空公路，铁路，航空邮局邮局运输系统运输系统协议本质属性协议本质属性通信协议可以分层考虑，分层体系包含的元素有：通信协议可以分层考虑，分层体系包含的元素有： 实体实体：任何可以发送或接收信息的硬件：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。软件进程。 对等层对等层：两个不同系统的同级层次。：两个不同系统的同级层次。 对等实体对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体 接口接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。的操作及下层对上层的服务。 服务服务：某一层及其以下各层的一种

6、能力，通过接口提：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。供给其相邻上层。 服务数据单元服务数据单元SDU、协议数据单元、协议数据单元PDU系统系统A系统系统B实体实体对等层对等层对等实体对等实体接口接口服务服务物理网络物理网络PDUSDUOSI/RM的体系结构分为的体系结构分为7层层应用层应用层Application表示层表示层Presentation会话层会话层Session传输层传输层Transport物理层物理层Physical数据链路层数据链路层Data Link网络层网络层Network7654321为网络应用提供服务为网络应用提供服务数据表示数据表示在用户间建立会

7、话关系在用户间建立会话关系不同主机进程间的通信不同主机进程间的通信在主机间传输分组在主机间传输分组在节点间可靠地传输帧在节点间可靠地传输帧位流的透明传输位流的透明传输在各层中实现的主要功能在各层中实现的主要功能 差错控制差错控制 使对等层的通信更加可靠 流量控制流量控制 控制发送端的速率，使接收端能来得及接收 分段和重装分段和重装 发送端将数据块分成更小的单位，并在接收端重新组合 建立连接和释放连接建立连接和释放连接 信息包识别信息包识别HiHiWhats thetime?2:00请求连接传送文件：xxxxx.xxxtime连接确认通信协议的三要素通信协议的三要素 语义语义 对协议中各协议元素

8、的含义的解释，例如：对协议中各协议元素的含义的解释，例如： 在在HDLC协议中，标志协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始和结束表示报文的开始和结束 在在BSC协议中，协议中，SOH(01H)表示报文的开始，表示报文的开始，STX(02H)表示报表示报文正文的开始，文正文的开始，ETX(03H)表示报文正文的结束表示报文正文的结束 语法语法 协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如： 时序时序 通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则Flag Address CtrlDataFCSS FlagSOHHE

9、ADSTXTEXTETX BCCBSCHDLC确认释放连接释放确认释放确认连接确认数据连接请求连接确认tt 时序例子时序例子释放连接释放连接数据传输数据传输建立连接建立连接 协议可以由软件或硬件来实现：协议可以由软件或硬件来实现： 网络通信协议软件、网络驱动程序网络通信协议软件、网络驱动程序 网络硬件网络硬件 常用协议组：常用协议组： TCP/IP（Windows、Unix、Linux、） NetBEUI（Windows） IPX/SPX（NetWare、Windows）协议数据单元（协议数据单元（PDU） 网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文统称为网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文

10、统称为协议数协议数据单元据单元（Protocol Data Unit，PDU）。）。 传输层及以下各层的传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：另外还有各自特定的名称： 传输层传输层段（段（Segment） 网络层网络层分组分组/包（包（Packet） 数据链路层数据链路层帧（帧（Frame） 物理层物理层比特（比特（Bit） PDU由由协议控制信息（协议头）协议控制信息（协议头）和和数据数据（SDU）组成）组成: 协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息: 地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、协议

11、控制信息协议控制信息数据（数据（SDU） 下层把上层的下层把上层的PDU作为本层的数据加以作为本层的数据加以封装封装，然后，然后加入本层的协议头部（和尾部）形成本层的加入本层的协议头部（和尾部）形成本层的PDU。 封装封装：就是在数据前面加上特定的协议头部。：就是在数据前面加上特定的协议头部。 因此，数据在源站自上而下递交的过程实际上就是因此，数据在源站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。程就是不断拆封的过程。类比：发送信件类比：发送信件 数据在传输时，其外面实际上要被包封多层数据在传输时，其

12、外面实际上要被包封多层“信封信封”。数数 据据协议头协议头数数 据据N+1层层PDUN层层PDU数据多层封装数据多层封装数据数据 段头段头数据数据 段头段头数据数据分组分组头头帧头帧头 段头段头数据数据分组头分组头帧尾帧尾封装封装段段分组分组帧帧拆封拆封 TCP头头应用层数据应用层数据应用层数据应用层数据 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧头帧头 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧尾帧尾实例：实例：TCP/IP协议的封装过程协议的封装过程应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 链路层链路层 物理层（物理层（physical layer） 任务：在物理媒体任务：在物理媒体(介质介质

13、)上上正确地正确地、透明地透明地传送比特流。传送比特流。 协议协议(标准标准)：规定了物理接口的各种特性：规定了物理接口的各种特性： 机械机械：物理连接器的尺寸、形状、规格：物理连接器的尺寸、形状、规格 电气电气：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等传输距离等 功能功能：接口引（线）脚的功能和作用：接口引（线）脚的功能和作用 规程规程：信号时序，应答关系，操作过程：信号时序，应答关系，操作过程 功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理 例：例：RJ45、RS-232、RS-449

14、、V.24、G.703/G.704数据链路层（数据链路层（data link layer） 任务：在两个任务：在两个相邻节点相邻节点间可靠地传输数据，使之对网络间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路。层呈现为一条无错的链路。 功能与服务：功能与服务： 建立与拆除数据链路连接建立与拆除数据链路连接 组帧组帧：帧封装，按顺序传送，处理返回的确认帧；：帧封装，按顺序传送，处理返回的确认帧； 定界与同步定界与同步：产生：产生/识别帧边界；识别帧边界； 差错检测差错检测/恢复恢复：可靠的传输，：可靠的传输，CRC，ARQ； 流量控制流量控制：抑止发送方的传输速率，使接收方来得及：抑止发送方的

15、传输速率，使接收方来得及接收。接收。 IEEE802.3 协议、协议、IEEE802.5协议协议网络层（网络层（network layer） 任务：选择合适的路由，把分组从源端传送到目的端。任务：选择合适的路由，把分组从源端传送到目的端。 功能与服务：功能与服务： 在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接 路由选择和分组中转（路由选择和分组中转（RIP、OSPF） 流量控制和拥塞控制流量控制和拥塞控制 分段与组合：大数据块分段，小数据块组合分段与组合：大数据块分段，小数据块组合 差错检测与恢复差错检测与恢复 IP协议协议RFC 791： 提供无连

16、接的数据报服务提供无连接的数据报服务链路层的任务链路层的任务两节点间节点间可靠的数据传输Ethernet, X.25, ATM, 网络层的任务网络层的任务沿两端点间端点间的最佳路由传输数据（网络间的可靠传输）Ethernet, X.25, ATM, 传输层（传输层（transport layer） 任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，使上层服务用户不必关系通信子网的实现细节。输，使上层服务用户不必关系通信子网的实现细节。 传输层的特点传输层的特点 以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；

17、 与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网络层与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网络层功能的强弱；功能的强弱； 只存在于端主机中；只存在于端主机中； 实现源主机到目的主机实现源主机到目的主机“端到端端到端”的连接；的连接； 在这一点上与网络层的区别是什么？在这一点上与网络层的区别是什么？ 网络层：为网络层：为网络网络主机之间主机之间提供逻辑传输提供逻辑传输 传输层：为传输层：为主机内主机内应用进程之间应用进程之间提供逻辑传输提供逻辑传输传输层（传输层（transport layer） 功能：功能： 地址映射：地址映射： 源端进程地址映射到网络地址，或反之；源端进程地址映射到网络

18、地址，或反之； 多路复用与分割：多路复用与分割： 多个传输连接共用一条网络连接；多个传输连接共用一条网络连接； 一条传输连接使用多个网络连接；一条传输连接使用多个网络连接； 进行数据分段并在目的端重新组装；进行数据分段并在目的端重新组装； 传输连接的建立与释放；传输连接的建立与释放； 提供提供“面向连接面向连接” 和和“无连接无连接” 两种服务：两种服务： TCP/IP协议：协议：TCP和和UDP 传输差错校验与恢复；传输差错校验与恢复； 流量控制，防止数据传输过载。流量控制，防止数据传输过载。网络层的任务网络层的任务沿两端点间的最佳路由传输数据（网络主机间的逻辑通信主机间的逻辑通信）Ethe

19、rnet, X.25, ATM, 传输层的任务传输层的任务两端点间可靠的透明数据传输（主机应用进程间的逻辑通信应用进程间的逻辑通信）通信子网通信子网应用层（应用层（application layer） 任务：为用户的应用进程提供网络通信服务。任务：为用户的应用进程提供网络通信服务。 功能：功能： 提供各种不同的应用协议以满足应用进程的需求；提供各种不同的应用协议以满足应用进程的需求； 识别并证实目的通信方的可用性；识别并证实目的通信方的可用性； 使协同工作的应用进程之间进行同步；使协同工作的应用进程之间进行同步； 为通信过程申请资源。为通信过程申请资源。 应用层协议的例子：应用层协议的例子：

20、OSI: VTP、MHS、FTAM、DS、 TCP/IP: Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、网络体系结构网络体系结构 网络体系结构：分层分层协议协议接口与服务接口与服务 网络体系结构的层次模型。 网络体系结构的一些基本概念 实体、协议、协议数据单元、封装、服务以及它们之间的关系 协议的三要素：语义语义、语法语法、时序时序 准备工作准备工作 具有网卡的PC 拥有ISP 知道你获得的IP地址、子网掩码、域名服务器地址、网关地址 若是无线方式，需要无线网卡、无线路由器关于地址关于地址 每个机器有两个地址 MAC地址，48位，物理地址 IP地址，32位，逻辑地址制作网线制作网线 工具和材料 过程制作网线制作网线 标准568B： 568B标准标准 1 2 3 4 5 6 7 8橙白橙白 橙橙 绿白绿白 蓝蓝 蓝白蓝白 绿绿 棕白棕白 棕棕连接电脑和交换机连接电脑和交换机 采用网线方式 配置你的网络 打开你的“网络连接网络连接”配置你的网络 填入IP地址等数据连通测试连通测试 IPConfig：用于显示当前的TC