计算机科学与技术专业第一章计算机网络原理以及技术

1、第一章计算机网络原理以及技术计算机科学与技术专业Major of Computer Science and Technology 第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理第二讲：计算机网络的数据通信与交换技术第三讲：数据链路层协议及差错控制技术第四讲：局域网IEEE802协议体系及以太网讲授提纲第五讲：Internet网络层协议IP/ICMP第六讲：存储转发的路由协议与路由算法第七讲：Internet传输层协议TCP/UDP计算机网络原理与技术第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理 计算机网络的基本概念与发展历史 计算机网络的主要功能与分类 计算机网络的应用与发展趋势 计算机网络的层次体系结构与

2、工作原理 计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型计算机网络原理及技术 计算机网络的基本概念与主要性能指标21世纪是知识经济时代，数字化、网络化和信息化是这个时代的主要特征。以计算机网络为代表的现代信息技术已经成为21世纪推动社会生产力发展和经济增长的重要因素。信息技术在在改变社会产业结构和生产方式的同时，也对人类的思想观念、思维方式和生活方式产生重大而深远的影响。计算机网络对人类社会发展的影响第一讲：计算机网络的前世今生-发展历史农业时代：耕地的犁和牲畜工业时代：引擎和引擎燃料信息时代：计算机网络1、计算机网络的定义 计算机网络是计算机技术、通信技术、微电子技术和光电子技术相结合的产物，它

3、是指用通信线路将分布在不同地点、具有独立自主能力的多个计算机系统相互连接起来，依据共同遵循的网络协议，进行数据通信和实现资源共享的计算机复合系统。、计算机网络的基本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理分布在不同地点、具有独立自主能力的计算机系统用通信线路等物理媒体连接起来遵循共同协议，实现远程通信和资源共享 现代计算技术、通信技术、微电子技术和光电技术的迅速发展，形成了计算机网络技术从20世纪70年代开始建立的公共远程数据网，80年代迅速兴起的局域网，到90年代加速发展的综合业务数据网ISDN，特别是1994年以后INTERNET技术的发展和移动互联技术的大规模应用，计算机网络

4、经过40多年的发展，已经成为现代社会不可或缺的重要技术。从来没有一种技术象计算机网络和互联网一样，对我们的社会和生活产生如此深远的影响。、计算机网络的基本概念与发展历史 2、计算机网络的产生与发展公共数据网计算机局域网Internet网络第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（1）、第一代计算机网络 第一代计算机网络被称为面向终端的计算机网络，即远程联机系统其主要特点：以单个计算机为中心，所有的信息处理与通信，均由中心机来完成，远程终端没有自主功能，不能进行信息处理20世纪50年代，美国建立了SAGE半自动化地面防空系统，60年代，2000多个终端的SABRE-1航空订票系统。、计算机网络的基

5、本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（2）、第二代计算机网络 第二代计算机网络以通信子网与资源子网联合构建二级网络，采用存储转发的方式与分组交换技术实现计算机间的的通信1969美国ARPA委托四所高校及研究所研制的4节点ARPANET，是最早的计算机网络1973发展到40多个节点，1983年发展到100多个节点。其网络拓扑如下图：、计算机网络的基本概念与发展历史课件制作人：谢希仁 谢钧H4H2第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理存储转发工作原理H1A互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组路由器主机在路由器 E 暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机

6、 H5在路由器 C 暂存查找转发表找到转发的端口在路由器 A 暂存查找转发表找到转发的端口、计算机网络的基本概念与发展历史（2）、第二代计算机网络第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（2）、第二代计算机网络 第二代计算机网络的核心理论基础是：完成了对计算机网络的定义与分类、提出了资源子网与通信子网的网络体系结构、提出了分组交换与存储转发的网络传输理论、采用了层次结构的网络体系结构与协议体系。 这一时期：公用数据网PDN（TELNETDATAPACTANSPACPSSDDX),局域网（NewhallEthernetCambridge Ring）得到迅速的发展。20世纪70年代，人们看到了第二代

7、网络的致命弱点：没有统一的体系结构和协议标准，无法实现网间互联和资源共享，大量的信息孤岛出现。、计算机网络的基本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（3）、第三代计算机网络 第三代计算机网络被称为国际标准化网络为了克服第二代计算机网络无法进行互联的缺点，国际标准化组织ISO委托其下属委员会研制统一的标准网络于是1984年颁布了一个“开放系统基本参考模型”OSI/RM七层协议标准，于是计算机网络进入到第三代OSI模型虽然可以解决网络互联的问题，但是由于其协议复杂，无法在工程中实现，所以最终成为一个进行网络理论研究的模型在市场化方面 OSI 无法推广的主要原因有：OSI的专家们在完

8、成 OSI 标准时没有商业驱动的因素；OSI的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；OSI标准的制定周期太长，按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；OSI的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。、计算机网络的基本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（4）、Internet网络INTERNET网络的形成(1969-1983)Internet是由全球第一个分组交换网络ARPANET发展起来ARPANET网产生于1969年，1972年首次在ICCC上公布，1983年ARPANET分成两部分：专用于国防的网络为MILNET，另一部分仍为ARPANET。以ARPANE

9、T为中心构建的网络称为Internet,其首写字母为大写，以区别于其他网络采用TCP/IP协议，由网关网络互联设备连接。其中网关和TCP/IP协议是Internet的核心INTERNET网络的发展(1983-1994)Internet的发展是以NSFNET的形成和发展为标志是美国国家科学基金委员会NSF于1986构建的专门应用于教育科研的超级计算机网络NSFNET是一个三级分层互连网络，即NSFNET主干网、各个区域网、以及众多的校园网组成、计算机网络的基本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（4）、Internet 网络INTERNET网络的发展(1983-1994)随着In

10、ternet规模的扩大，应用服务的发展，以及市场全球化需求的增长，Internet商业化被提出，为了解决商用IP网络接入Internet的问题，1991年，提出了一个采用称为商用Internet交换CIX互连接点的结构解决方案从此，Internet 不再仅服务于教育科研和政府部门于是1994年NSF宣布不再给NSFNET提供经费，同时由MCI，Sprint公司运行维护整个Internet,这样，就形成了现在的Internet 网络Internet是全球最大的计算机网络，目前共有180多个国家与Internet 相连，4亿多台计算机接入INTERNET，已经超过15亿的用户.、计算机网络的基本概

11、念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（4）、Internet 网络INTERNET网络的未来1996年，美国宣布耗资5亿美元启动构建下一代互联网计划：NGI，形成新的网络体系结构、提供更加先进的网络服务、使用超高速全光纤网络、具有高可靠性和高安全性。目前，美国正在进行全球网络创新环境GENI的研究，欧洲正在进行未来因特网设计项目FIND的开发。我们国家也在积极开展下一代互联网的研究，实施中国下一代互联网工程CNGI，在下一代IP地址分配、域名根服务器设置以及有关国际标准制定等方面取得了很多进展。、计算机网络的基本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理（5）、计算机网

12、络在我国的发展1980年，铁道部进行计算机网络互连实验。1989年，我国第一个公用分组交换网CNPAC建成。1994年，我国第一根专线接入互联网，中科院物理所发出第一份电子邮件，是我国成为世界上第81个接入INTERNET的国家。1994年9月，中国公用计算机互联网CHINANET网建成。目前我国的公用计算机网络： 中国公用计算机网络CHINANET、中国教育科研网CERNET、中国联通互联网UNINET、中国网通公用互联网CNCNET、中国移动互联网CMNET中国科学技术网CSTNET、中国国际经济贸易互联网CIENET以及正在建设的中国长城网CGWNET和中国卫星集团网CSNET、计算机网

13、络的基本概念与发展历史第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的主要功能远程通信：计算机网络的最基本功能快速传递计算机系统间的各种信息 数据，实现分散的数据资源的统一调配、控制和管理。、计算机网络的主要功能与分类电子邮件远程登录电子数据交换EDI电子公告BBS远程数据通信第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的主要功能资源共享：主要有文件资源共享、硬件资源共享、数据资源共享。、计算机网络的主要功能与分类软件资源共享数据资源共享资源共享硬件资源共享第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的主要功能分布处理：分担处理某一台计算机的负载、大型综合问题的分布处理、

14、将多台低性能计算机构建成高性能计算机系统。、计算机网络的主要功能与分类集群计算云计算网格计算提高可靠性：重要软件、数据进行网络环境下的分布存储，提高资源的恢复能力和灾难性的恢复能力。第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的分类 按地域范围：局域网广域网城域网按拓扑结构：星型网总线网环型网 树型 网状型按传输媒体：有线网光纤网 无线网 按使用范围：公用网 专用网 按通信方式：广播式网络 点到点网络 、计算机网络的主要功能与分类第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的分类 (1)按地域范围：局域网广域网城域网局域网(LocalAreaNetwork，LAN)，一般是指连

15、接地理范围有限的网络。通过专用高速通信线路把许多台计算机连接起来，速率一般在10Mb/s以上，甚至可达1000Mb/s。、计算机网络的主要功能与分类第一讲：计算机网络的前世今生-发展历史 这种网络的特点就是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网：以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring）、光纤分布式接口网络（FDDI）、异步传输模式网（ATM）以及最新的无线局域网（WLAN）。 2、计算机网络的分类 (1)按地域范围：局域网广域网城域网城域网(MetropolitanAre

16、aNetwork，MAN)是指在一个城市，但包含不同地理小区范围内的计算机网络。连接距离可以在10-100公里，它采用的是标准。MAN与LAN相比，距离更长，连接的计算机数量更多，在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。、计算机网络的主要功能与分类第一讲：计算机网络的前世今生-发展历史2、计算机网络的分类 (1)按地域范围：局域网广域网城域网广域网(Wide Area Network；WAN)即远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，地理范围可从几百公里到几千公里。 因为距离较远，信息衰减严重，网络带宽有限，用户端速率一般为几兆。网络连接需要专门提供公用数据网络的联机服务提供商，通过IMP（

17、接口信息处理）协议和线路连接起来，构成网状结构。、计算机网络的主要功能与分类第一讲：计算机网络的前世今生-发展历史2、计算机网络的分类 (2)按拓扑结构：星型网总线型网环型网星型网络：是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。其特点是：安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。总线型网络：是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能，普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。优点是：安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节

18、点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。、计算机网络的主要功能与分类第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的分类 (2)按拓扑结构：星型网总线型网环型网环型网络：环形网络拓扑结构中各结点连接成一条闭合的环路。环路上任何结点发送数据都必须首先获得令牌。令牌一旦被获得，就可以独享信道，其他站点只能等待令牌释放后，才能发送数据。一个结点发出的数据必须穿越环中所有的环路接口，数据包中目的地址与环上某结点地址相符时，信息被该结点的环路接口所复制接收，令牌和数据包返回发送点后被释放和删除。、计算机网络的主要功能与分类 环形网的优点：发送站点独享链路，在重载

19、的情况下具有很好的网络性能。单向传输，大大简化了路径选择的控制。某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高。第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、计算机领域的标准化组织国际标准化组织ISO（International Standards Organization）:1946年。 美国国家标准协会ANSI( American National Standards Institute ):1918年。英特网工程任务组IETF（Internet Engineering Task Force）电气与电子工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electroni

20、cs Engineering）:1963年国际电信联盟ITU( International Telecommunication Union):1932年国际电工委员会IEC( International Electrotechnical Commission):1906年电子工业协会EIA（Electronic Industries Association）:1924年、计算机网络的主要功能与分类第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的应用领域基本应用领域：科学计算。求取各种数学问题的数值解。数据处理。用计算机收集、记录数据，经处理产生新的信息形式。主要包括数据的采集、转换、分组

21、、组织、计算、排序、存储、检索等。知识处理。用计算机进行知识的表示、利用、获取。计算机的应用几乎渗透到社会各个领域。 、计算机网络的应用与发展趋势第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的应用领域重点应用领域：计算机辅助技术：用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试。办公自动化：用计算机处理各种业务、商务；处理数据报表文件；进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。经济管理 ：国民经济管理，公司企业经济信息管理，计划与规划，分析统计，预测，决策；物资、财务、劳资、人事等管理。情报检索：图书资料、历史档案、科技资源、环境等信息检索自动化；建立各种信息系统。、计算机网络的应用与发展趋

22、势第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的应用领域重点应用领域：自动控制：工业生产过程综合自动化，工艺过程最优控制，武器控制，通信控制，交通信号控制。模式识别：应用计算机对一组事件或过程进行鉴别和分类，它们可以是文字、声音、图像等具体对象，也可以是状态、程度等抽象对象。WEB应用：主要包括门户网站、微博微信、搜索引擎、即时消息、网络游戏、网络电话、网络视频、维基百科、网上银行、网上证券、网上地图、网上旅游、网上购物、在线拍卖、数字图书馆等。 、计算机网络的应用与发展趋势第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的发展趋势 计算机网络已经进入时代，网络搜索、社区网络、网络

23、媒体、内容聚合和聚集、移动互联、虚拟网络等新的技术和应用迅猛发展。未来计算机网络的发展趋势主要体现在以下几个方面：（1）语义网络的发展：语义网(Semantic Web) 是一个由万维网联盟的蒂姆伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)在1998年提出的一个概念，它的核心是：通过给万维网上的文档添加能够被计算机所理解的语义，从而使整个互联网成为一个通用的信息交换媒介。语义万维网可以实现网络语义的智能化分析和个人兴趣的智能化定位。、计算机网络的应用与发展趋势第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的发展趋势（2）移动互联网的发展：是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业

24、务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑等；软件包括操作系统、中间件和安全软件等。应用层包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等。、计算机网络的应用与发展趋势第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的发展趋势（3）物联网技术的发展：物联网（ The Internet of things ）是新一代计算机网络的发展应用方向。IOT通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器等信息传感设备，按约定的协议，把物理世界与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。 、计算机网络的应用与发展趋势传感网技术云计

25、算技术嵌入式技术第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的发展趋势（4）基于第二生命的虚拟世界网络：第二生命（Second Life，SL）是一个基于因特网的虚拟世界。由Real Networks公司前CTO 通过Linden实验室开发。用户可下载一个的客户端程序，用户（在游戏里叫做“居民”）可以通过可运动的虚拟化身互相交互。同时提供一个高层次的社交网络服务。居民们可以四处逛逛，会碰到其他的居民，进行社交，参加个人或集体活动，制造和相互交易虚拟财产和服务 。、计算机网络的应用与发展趋势虚拟城市虚拟庄园虚拟商店第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的发展趋势（5）基于注

26、意力经济的信息化网络：“注意力经济”这一概念的是美国的迈克尔戈德海伯于1997年提出，是指最大限度的吸引用户或消费者的注意力，通过培养潜在的消费群体，以期获得最大的未来商业利益的经济模式。 当今社会是一个信息极大丰富甚至泛滥的社会，而互联网的出现，使得信息已经成为一种相对于过剩的资源，人们的注意力就成为一种稀缺资源。但在当今信息过剩的社会，吸引人们的注意力往往会形成一种商业价值。于是专门通过网络营销而获得商业利润的信息化网络得到迅猛发展。最典型的就是淘宝网、当当网、京东商城等。基于注意力经济的信息化网络就是“吸引眼球” 的电子商务网络。、计算机网络的应用与发展趋势第一讲：计算机网络的发展历史与

27、工作原理1、计算机网络的层次体系结构相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。 “分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。计算机网络采用层次分解的方法，将复杂的问题划分成相对功能集中的层次，每一个层次具有相对独立的功能。计算机系统内部各层之间通过层间接口来实现整个网络功能服务。上一层是下一层的服务用户，下一层是上一层的服务提供者。上一层不仅直接使用了下一层提供的服务，而且通过层间接口间接使用了下一层及其以下提供各层提供的服务、计算机网络的层次体系结构与工作原理第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机

28、网络的层次体系结构 分层思想：按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为不同的功能层次，不同系统的对等层间采用相同的协议，同一系统的不同分层之间通过层间接口进行信息的传递。 实体： 任何可以发送或接收信息的硬件实体和软件进程。 对等层： 两个不同系统的相同层次。 对等实体：位于不同系统的相同层次中的两个实体。 注意：计算机网络的分层数量要适当：若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。层数太多又会在描述和综合各层功能的任务时遇到较大的困难。 、计算机网络的层次体系结构与工作原理第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的层次体系结构 把网络操作分成复杂性较低的单元，易于实现和维护使设计人员

29、能专心设计和开发所关心的功能模块独立性强：上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务适应性强：只要服务和接口不变，层内实现方法可任意改变一个区域网络的变化不会影响另外一个区域的网络，因此每个区域的网络可单独升级或改造 计算机网络的体系结构定义：是计算机网络的各层及其协议的集合。 体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。、计算机网络的层次体系结构与工作原理第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的工作原理、计算机网络的层次体系结构与工作原理“哲学问题”“英文”电话认识层语言层通信层“哲学问题”“英文”电话认识层语言层通信层对交谈内容的共识用英语对话使用相同制式P3P

30、2P1网络工作原理印尼哲学家希腊哲学家第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、计算机网络的工作原理、计算机网络的层次体系结构与工作原理P3P2P1 2 1 3 2 1物理通信线路 3 N+1 N N-1 N+1 N N-1Pn-1PnPn+1系统A系统B消息除了在物理媒体上进行的是实通信外，其余各对等层间均为虚通信对等层间的虚通信必须遵循层间共同的协议标准上层的虚通信是通过层间接口SAP，由下层及其对等层所提供的服务实现。第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、计算机网络的通信过程、计算机网络的层次体系结构与工作原理数据 段头数据 段头数据网络头帧头 段头数据网络头帧尾数据段数据包帧比特电

31、脉冲011101000011000010100101111010110数据多层封装封装拆封第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理5432154321主机 1AP2AP1主机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H5比 特 流 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、计算机网络的层次体系结构与工作原理3、计算机网络的通信过程物理传输媒体第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理5432154321主机 1AP2AP1主机 2应 用 程 序

32、 数 据应用层首部H5比 特 流 注意观察剥去尾部的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部、计算机网络的层次体系结构与工作原理3、计算机网络的通信过程物理传输媒体H3H4H5应 用 程 序 数 据第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理 OSI/RM是一个异构计算机系统互联标准的框架结构，它为面向分布式应用的“开放”系统提供基础。OSI/RM是一个主体结构、一个概念框架、不是具体的协议标准。OSI/RM把计算机网络划分成七个层次，如下表所示：、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型 1、开放系

33、统互连基本参考模型OSI/RM层号中文名称英文名称英文缩写7应用层Application LayerA6表示层Presentation LayerP5会话层 Session LayerS4传输层Transport LayerT3网络层Network LayerN2数据链路层Data Link LayerDL1物理层Physical Layer PH第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理物理层：无结构的比特流（bit stream）。是唯一在对等层之间进行实通信的层面，向上为数据链路层提供物理链路，实现透明的比特流传输服务。物理层实现编码和解码，规定物理媒体的网络接口的机械、电气、功能和过程的特

34、性 。数据链路层 ：帧（frame)。链路建立、维持与释放，帧的封装与解封，传输透明性（控制信息和数据信息的区分），差错与流量控制 。网络层：分组（packet)或者称数据报。提供虚电路和数据报两种传输服务，实现分组转发、路由选择、拥塞控制功能。传输层 ：报文（message）或者称数据片。为上层提供端到端的可靠面向连接的传输服务。主要有传输连接建立、维持与拆除， 流量与拥塞控制， 差错控制， 网络服务质量.、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、开放系统互连基本参考模型OSI/RM会话层：会话层在传输层服务的基础上增加控制会话的机制。建立、组织和

35、协调应用进程之间的交互过程。会话层提供的基本服务是为用户建立、引导和释放会话连接（全双工、半双工、单工）以及会话同步功能表示层：表示层定义用户或应用程序之间交换数据的格式、提供数据表示之间的转换服务、保证传输信息到达目的地之后意义不变。局部语法（抽象语法）-传输语法局部语法。数据转换有：内部格式交换、密码转换和文本压缩格式转换。 应用层：为网络用户提供应用服务，是网络系统与应用进程的接口.包括：FTPTELNETSMTPDNSWWW等等、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、INTERNET体系结构 计算机网络是把许多计算机系统连接在一起，Inte

36、rnet网络则是把许多计算机网络连接在一起。 、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型(a)(b)网络互联网（网络的网络）结点链路第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、INTERNET体系结构(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）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）。、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、INTERNET体系结构 目前，INTE

37、RNET采用的是多层次ISP结构。ISP（Internet Service Provider）联机服务提供商从Internet管理机构申请IP地址，自己拥有通信网络和核心交换路由。 、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型用户因特网ISP1ISP2因特网服务提供者第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、INTERNET体系结构ISP分为三个层次：第一层ISP服务面积最大，一般是国家级联机服务提供商。第二层ISP由一些大公司组成，是第一层的服务用户。第三层ISP就是一些具体的单位级用户服务提供商，比如校园网、企业网、电信网等。 1994年，全球形成了4个网络接入点NAP，分别由四个全球电信

38、公司运营。NAP主要是向各ISP提供交换设备，使其能够相互通信。、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理2、INTERNET体系结构、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型一级 ISP一级 ISP第一层 ISP大公司本地 ISP大公司大公司公司本地 ISP本地 ISP校园网校园网校园网校园网第二层 ISP第二层 ISPNAPNAPAB主机A 本地 ISP 第二层 ISP NAP 第一层 ISP NAP 第二层 ISP 本地 ISP 主机B第一层 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第一层 ISP第一层第二层第三层本地

39、 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP第二层 ISP第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、TCP/IP协议模型、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、TCP/IP协议模型、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321路由器在转发分组时最高只用到网络层，而没有使

40、用运输层和应用层。 4321第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、TCP/IP协议模型、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型Internet的物理网络Ethernet,X.25,ISDN,PDN,ATM,FDDITCP,UDP/IP,ICMPSNMPInternetInternet应用服务端FTP HTTP SMTP TELNETClient第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、TCP/IP协议模型TCP/IP的第二层表示Internet的实现基础由一些具体的物理网络组成，比如，IEEE802.4Token Bus,IEEE802.5Token Ring.TCP/IP的第三层为I

41、P互连层IP（Internet Protocol）互连网络协议ICMP(Internet Control Message Protocol)互连网络控制报文协议ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议，RARP（ReserveARP）反地址转换协议、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、TCP/IP协议模型TCP/IP的第四层表示Internet的传输层TCP(Transmission Control Pro)传输控制协议；UDP（User Datagram Pro.）用户数据报协议；NVP（Network Vo

42、ice Pro.）网络语音协议TCP/IP的高层协议有：SMTP；简单邮件传输协议DNS：域名服务NSP：名字服务协议FTP：文件传输协议HTTP:超文本传输协议TELNET：远程终端访问协议、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理3、TCP/IP协议模型、计算机网络的OSI/RM与TCP/IP模型物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层TCP/IP实现物理基础Ethernet PDN FDDIIP ICMP ARP/RARPTCP UDP NVPInternet的高层SMTP DNS FTP HTTP SNMPTELNET POP NETBOI

43、S第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的基本概念（1）协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、标准或约定。(=语义+语法+时序) 不同层具有各自不同的协议。 语法：是指数据信息的结构和格式。 语义：是指对构成协议的各个协议元素的含义解释。 时序：对事件实现顺序的确定和解释。（2）接口：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。是同一系统中相邻层间的通信约定。每一网络分层都是通过层间接口向上层提供服务。 、计算机网络的基本概念与主要性能参数第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的基本概念（3）服务：计算机网络中下层向上层提供的一组操

44、作，是相邻层间的界面，下层向上层提供服务。 服务访问点：N+1层向N层请求服务和N层向N+1层提供服务的接口（SAP）。每一个SAP都有唯一的地址确定。 服务类型：面向连接的服务和无连接服务。 面向连接的服务提供的是可靠传输服务，在进行数据传输之间，首先要建立连接。 无连接服务提供的是不可靠无连传输服务，在可靠性要求不高的情况下，为了提高数据的传输效率，一般采用无连传输服务。、计算机网络的基本概念与主要性能参数第一讲：计算机网络的发展历史与工作原理1、计算机网络的基本概念 （3）服务：通过一组服务原语实现，网络服务原语有：请求（Request）:由服务用户发往服务提供者，请求某项服务指示（Indication）:由服务提供者发往服务用户，指示发生了某些事情，这些事件是由服务提供者远地对等实体对应的远地服务提供者产生响应（Respon