第三章数据通信技术

第三章数据通信系统通信工程系第三章数据通信系统3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3局域网3.4TCP/IP3.5Internet和广域网

数据的定义：通信的目的是为了传递信息（Information）。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形和图像，常称它们为数据（Data）。

信息：是抽象的消息，一般用数据来表示。

数据通信系统：是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。3.1数据通信概述3.1数据通信概述数据通信是人—计算机或计算机—计算机之间的通信，通信过程可能没有人的直接参与，为了保证通信的顺利进行，必须采用严格统一的传输控制规程（通信协议）。所谓“规程”就是在通信过程中计算机必须遵守的一系列“约定”。数据通信系统由数据终端设备（DTE）、数据电路终接设备（DCE）和传输信道三部分组成。3.1数据通信概述1.数据终端设备（DTE：DataTerminalEquipment） DTE是计算机网中用于发送和接收用户数据的设备，从简单的数据终端（甚至I/O设备）到复杂的中心计算机均可称为DTE。输入/输出设备通信控制器3.1数据通信概述2.数据电路终接设备（DCE：DataCircuit-terminatingEquipment）

用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据电路终接设备；调制解调器、线路接续控制设备及与线路连接的其他数据传输设备称为DCE。调制解调器（Modem）：把DTE送来的数字信号变换为模拟信号再送往信道，或把信道送来的模拟信号变换为数字信号再送往DTE。DSU与CSU3.1数据通信概述

如果信道是数字信道，DCE由数据服务单元（DataServiceUnit，DSU）和信道服务单元（ChannelServiceUnit，CSU）组成。DSU的功能：把面向DTE的数字信道上的数据信号变换成双极性的数字信号、包封的形成/还原、定时信号的产生与提取；CSU的功能：完成信道特性的均衡、信号整形、环路检测等。3.1数据通信概述3.数据电路：由DCE与信道一起构成。4.数据链路：数据电路加上两端的传输控制器、通信控制器构成。数据链路包括物理链路和实现链路协议的软件与硬件。只有建立了数据链路，双方DTE才可进行数据传输。数据链路仅操作于两个相邻节点之间，从一个DTE到另一个DTE之间的连接可以包括多段数据链路。3.1数据通信概述3.1.3数据传输方式1.串行传输与并行传输串行传输是数字流以串行方式在一条信道上传输。优点：只需要一条信道，易于实现；缺点：存在收发双方如何实现字符同步的问题；3.1数据通信概述3.1.3数据传输方式1.串行传输与并行传输并行传输指的是数据以成组的方式在多条并行的信道上同时传输。优点：收发双方不存在字符同步的问题；缺点：必须同时有多条并行信道可供使用；3.1数据通信概述图3-1-2串行并行传输方式3.1数据通信概述3.1.3数据传输方式2.异步传输与同步传输数据传输时常用的同步方式有两种：异步传输方式同步传输方式3.1数据通信概述异步传输方式

也称为起止式同步方式。以字符作为传输单位，为了实现字符同步，在传送一个字符序列时，在字符的开始和末尾加上两个码元，分别表示该字符的起始和停止，称为起始位和停止位。起始位长度为1个码元，极性为“0”；停止位长度为1~2个码元，极性为“1”。如图3-1-3（a）所示。3.1数据通信概述图3-1-3数据传输的同步3.1数据通信概述同步传输方式：又称独立同步方式，这种方式收发双方要保证比特同步；字符同步是通过同步字符SYN来实现的，如图3-1-3（b）所示。SYN的作用：一是当收端收到2个以上的SYN就开始与发端同步，并按每8位码组成一个字符；二是当报文发完，但尚未断开与收端的联系，用SYN维持双方的同步；多用在短距离高速数据传输中；3.1数据通信概述图3-1-3数据传输的同步3.1数据通信概述3.1.4差错控制1.差错的检测在计算机与计算机之间传输数据时，误码率要求低于≤10-7～10-9。因此，在进行数据传输时，要采取一定的方法发现差错并纠正差错，这称为“差错控制”。检错码：能发现错误的码；纠错码：能纠正错误的码。3.1数据通信概述第三章数据通信系统3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3局域网3.4TCP/IP3.5Internet和广域网3.2计算机网络体系结构3.2.1网络协议及网络体系结构1.网络协议计算机网是由多种计算机和各类终端设备通过通信线路连接起来的复合系统，由于计算机型号不同，终端类型各异，加之线路类型（固定线路或交换线路）、连接方式（点对点或多点）、同步方式（同步或异步）、通信方式（单工、半双工、全双工）的不同，给通信带来极大不便。3.2计算机网络体系结构3.2.1网络协议及网络体系结构1.网络协议为了解决这一问题，应实施一套国际或国家标准，力争做到统一硬件接口、统一信息编码制度、统一报文格式、统一传输命令、统一差错控制、统一通信过程等等，于是产生了通信（或网络）协议。网络协议（NetworkProtocol）：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定，简称协议。执行协议代表着通信的标准化。

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。为了设计复杂的计算机网络，提出了“分层”的方法。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而局部问题较容易研究和处理。3.2计算机网络体系结构2.网络体系结构（NetworkArchitecture）计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络的体系结构。换种说法，计算机网络体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义。1977年国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互连（OSI）参考模型，如图3-2-1所示。所谓“开放”，是指任意两个系统，只要遵照此参考模型和相关标准就可以相互连接；3.2计算机网络体系结构3.2计算机网络体系结构通信媒介系统A系统B层次名称应用层表示层会话层运输层网络层物理层数据链路层互换信息单元报文报文报文报文分组比特帧中继节点图3-2-1OSI参考模型以上七层按照功能特点又分为：低层功能和高层功能。低层功能包括1~3层的全部功能，又称为通信子网，其作用是保证系统之间跨过网络的可靠信息传送。高层功能包括5~7层的功能，是在低层协议提供的端到端连接的基础上生成用户服务和一些附加功能。第4层是低层和高层之间的过渡层，它屏蔽了通信子网的差异，向用户提供恒定的通信界面。3.2计算机网络体系结构这种分层结构的特点是：①各层相对独立，每一层完成自身定义的功能，可以单独地开发、修改本层功能，而不影响其他层。②第n层完成自身定义的功能时，只利用（n-1）层所完成的功能（而不关心这些功能是怎样完成的）。③不同系统的同层实体间使用该层协议进行通信，只有最低层才发生直接数据传送，且最低层只提供服务。3.2计算机网络体系结构④除最低层外，其他层实体间没有直接物理连接不能直接交换信息，必须利用下一层实现的协议所提供的更为基本的服务来实现本层通信。⑤两种不同的协议可能对应同一层，但它们之间不能协同工作，只有执行相同协议的实体才能通信。⑥在需要不同的通信服务时，可在一层内设置两个或更多的子层。3.2计算机网络体系结构实体（n+1）实体（n+1）实体（n）实体（n）协议（n）服务用户服务提供者SAPSAP交换服务原语交换服务原语协议（n+1）第n层第n+1层下图相邻两层之间的关系实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程；协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合；在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。“协议”是水平的，而“服务”是垂直的。服务访问点（SAP）：在同一系统中相邻两层的实体进行交互（交换信息）的地方。图3-2-2分层协议中数据传输示意图3.2.2物理层（PhusicalLayer） 物理层是OSI体系结构中最低的一层，其任务是为上一层（即数据链路层）提供一个物理连接，以便透明地传输比特流。“透明”表示经过实际电路传送后的比特流没有发生变化。注：传递信息的具体物理设备或传输媒质，例如光纤、同轴电缆、无线电波等，不在物理层之内，而在物理层以下。由于传输媒质种类繁多，通信手段各不相同，物理层的作用是屏蔽这些差异，使数据链路层感觉不到这些差异的存在。3.2计算机网络体系结构3.2.3数据链路层（DataLinkLayer）数据链路层的功能：通过物理层提供的比特流服务，在相邻节点间建立链路，对传输中的差错进行检错和纠错，向网络层提供无差错的透明服务。该层需完成：帧的封装与解封，差错控制，流量控制，链路管理，区分数据和控制信息，寻址等功能。数据链路层的链路分为点对点链路和点对多点链路。3.2计算机网络体系结构3.2.4网络层1.网络层的功能数据链路层协议只能解决相邻节点间的数据传输问题，不能解决两个主机之间的数据传输问题，因为两个主机之间的通信通常包括多段链路，涉及到路由选择、流量控制等问题。在数链层提供服务的基础上，网络层解决多段链路的数据传送问题，完成从源端向目地端有效、可靠的传送信息。当信息传送需经过两个或多个网络时，网络层还解决网络互联问题。3.2计算机网络体系结构网络层的功能包括：①为传输层提供建立、维持和拆除网络连接的手段；②完成选定交换方式、路由选择、流量控制、顺序控制、差错控制、阻塞与非正常情况处理等；③当信息在不同网络之间传输时，完成不同网络层之间的协议转换；④根据传输层要求选择网络服务质量；⑤向传输层提供虚电路服务或数据报服务。3.2计算机网络体系结构西安邮电学院通信工程系数据报方式无连接分组中的全局目的地址决定下一跳路由对话期间路由可变分组到达目的终端需重整顺序西安邮电学院通信工程系虚电路方式面向连接,但不沿路由预留资源每分组携带定长标签,由定长标签决定下一跳呼叫建立时确定固定的路由,对话期间不可变.交换机必须维持每一个呼叫的状态3.2.5传输层3.2计算机网络体系结构屏蔽差异：屏蔽掉各类通信子网的差异，向用户提供一个能满足其要求的服务，且具有一个不变的通信接口，使用户只需了解该接口，便可方便地在任何网络上使用网络资源进行通信；②提供端到端的通信；③运输层可以提高端到端的服务质量：包括吞吐量、传输时延、残留误码率、优先级和可靠性等。④运输层可以增加服务功能：即通过复用、分段与组装、组块与分块方法增加服务功能。运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信54321运输层提供应用进程间的逻辑通信主机A主机B应用进程应用进程路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP层LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP协议的作用范围运输层协议TCP和UDP的作用范围AP33.2.6高层协议高层包括会话层、表示层和应用层。高层协议与网络类型、用户要求等密切相关，因此较难确定，目前尚无统一标准。这里只就高层功能做一介绍。1.会话层利用传输层提供的端到端数据传输服务，实施服务请求者与服务提供者之间的通信。3.2计算机网络体系结构2.表示层定义信息的表示方法，将数据转换成被各种入网计算机及运行的应用程序相互理解的约定格式（传输语法）。此外，其还完成数据的加密，解密，压缩和扩展。3.应用层应用层为网络用户或应用程序提供各种各样的网络服务。3.2计算机网络体系结构第三章数据通信系统3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3局域网3.4TCP/IP3.5Internet和广域网3.3计算机局域网计算机网络：一些相互连接的、自治的计算机的集合。 计算机网络按其覆盖范围大小分为：局域网（LAN）：一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连，但地理上则局限在较小的范围（如1Km左右）；城域网（MAN）：作用范围一般为一个城市，作用距离约为5~50Km；是一种公用设施，用来将多个局域网互联；广域网（WAN）：作用范围通常为几十到几千公里，作为因特网的核心部分，其任务是通过长距离（例如，跨越不同的国家）运送主机所发送的数据。3.3.1局域网的特点①局域网覆盖地理范围有限，网络结构简单；②通信速率高，通常为1～1000Mbit/s，现在正在向10Gbit/s速率发展。③可采用多种传输媒质，包括双绞线、同轴电缆、光纤、无线信道等，可根据不同要求选用；④误码率低于10-8～10-11；⑤多采用分布式控制和广播式通信。3.3计算机局域网3.3.2局域网的组成工作站网卡收发器电缆匹配电阻≤500m图3-3-1总线型局域网的组成由图可见，它由传输媒质、网络适配器（网卡）、收发器、网络工作站、网络服务器、文件服务器和操作系统构成。3.3计算机局域网1.网络适配器网络适配器又称网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），简称网卡，是计算机连入局域网的接口电路板。2.收发器将网卡的输出信号变成适宜于电缆传输的信号。收发器具有以下功能: 3.3计算机局域网①从计算机经收发器电缆得到数据向总线发送，或从总线接收数据经收发器电缆送给计算机；②检测在总线上发生的数据帧的冲突；③在总线和总线接口的电子设备之间进行电气隔离；④当收发器所连接的网卡或工作站出故障时，保护总线不受影响。3.3计算机局域网3.网络工作站工作站是用户与网络之间的接口，是连接到LAN上的可编址设备。一方面它可以当作普通计算机使用；另一方面，它可以通过网络彼此通信，使用服务器管理的各种共享资源，如共享打印机、数据库和各种应用软件。3.3计算机局域网4.网络服务器局域网中专门的节点，该节点为网上用户周知，具有固定的地址，且装入网络操作系统核心软件，可以为网上用户提供服务，比如，管理网路、共享资源、通信管理和为用户提供网络服务等功能。5.文件服务器 文件服务器支持文件的生成、删除、打开、读和写等。3.3计算机局域网6.操作系统网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。

3.3计算机局域网3.3.3局域网协议——IEEE802标准 随着局域网应用的日益普及，美国IEEE（电气和电子工程师协会）于1980年2月成立了局域网标准委员会（简称IEEE802委员会），IEEE802系列标准也采用了OSI体系结构，并被ISO采纳，作为LAN的国际标准系列，称为ISO802系列标准。3.3计算机局域网

由于局域网的拓扑结构非常简单，且多个站点共享传输信道，所以局域网中没有必要单独设置网络层，而是将网络层的一些功能，如分组寻址、排序、流量控制、差错控制等交给数据链路层去完成。所以，IEEE802的工作集中在物理层、数据链路层和网络层的接口上，如右图所示。3.3计算机局域网物理层媒体访问控制（MAC）逻辑链路控制（LLC）服务访问点（SAP）IEEE802参考模型的范围图3-3-2局域网参考模型3.3计算机局域网为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2而不是802.3标准中的几种局域网，因此现在802委员会制定的逻辑链路控制子层LLC（即802.2标准）的作用已经不大了。很多厂商生产的网卡上就仅装有MAC协议而没有LLC协议。3.3计算机局域网目前IEEE802委员会下属的活跃工作组只有八个：802.1——桥接/体系结构802.3——CSMA/CD802.11——无线局域网802.15——无线个人区域网802.16——宽带无线接入（Wimax）802.17——弹性分组环802.20——移动宽带无线接入（MBWA）802.21——媒体无关切换3.3计算机局域网3.3.4以太网及IEEE802.3标准

IEEE802.3局域网是一种基带总线局域网，它以无源的电缆作为总线来传送数据帧，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太（Ether）来命名。“以太网”是Ethernet的中译名，采用“载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）”作为媒体访问控制方法。3.3计算机局域网最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。CSMA/CD协议B向

D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据CSMA/CD协议

CSMA/CD允许多台计算机随时访问总线。希望发送的站首先侦听载波，以确定媒质是否有数据传输。若总线已被占用，发送站继续监听载波并推迟发送直到总线空闲；若总线空闲，该站可以发送数据。由于传播时延的存在，冲突是不可避免的。为此，此协议增加了“冲突检测”，即一边发送，一边侦听。如发生冲突，则发送站经过一个随机时延后，重新发起传送，并重复以上过程，直至发送成功。3.3计算机局域网2.以太网（Ethernet）以太网按传输速率可分成10Mbit/s以太网、100Mbit/s以太网和1000Mbit/s以太网，每种以太网又根据不同的物理媒质有多种物理子标准，形成了IEEE802.3标准系列。（1）CSMA/CD的帧格式 在IEEE802.3的CSMA/CD协议中，定义了如图3-3-5所示的帧格式。3.3计算机局域网图3-3-5802.3MAC帧结构3.3计算机局域网3.3计算机局域网帧格式中的各个字段的意义如下：①前同步码：包括前导码(PA)和帧定界符(SFD)。PA：帧同步序列，持续7个字节的二进制序列“10101010”，其作用是使接收节点在开始接收帧之前达到稳定的同步状态；SFD：表示一个有效帧开始，格式为二进制序列“10101011”；②目的地址、源地址(DA，SA）：分别表示目的节点和源节点（发送节点）地址，地址字段为2或6字节，可以选择16位或48位地址长度，但这两个地址长度必须保持一致。3.3计算机局域网③帧长度（FL）：表示PDU数据的实际长度。④协议数据单元（PDU）：表示要传送的LLC层数据，LLC层数据应是一个8位组序列，最大数据长度为1500个字节。⑤PAD（填充）：在数据字段与帧校验序列之间有一个填充字段(图中未画出)。⑥FCS（帧校验序列）：采用32位CRC校验。用规定的生成多项式去除数据信息，获得的余数作为校验序列填入FCS字段。第三章数据通信技术3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3计算机局域网3.4无线局域网3.5TCP/IP3.6广域网3.7因特网（Internet）3.4.1无线局域网（WLAN）1.概述无线局域网（WirelessLAN，WLAN）是90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物。无线局域网是利用射频（RadioFrequency，RF）无线信道或红外信道取代有线信道所构成的局域网络。其数据传输速率已经能够达到11Mb/s（802.11b），最高速率可达54Mb/s（802.11a），视不同情况传输距离可从10m至10Km。3.4无线局域网2.无线局域网的组成 无线局域网的基本构件有无线网卡和桥接器。（1）无线网卡作用类似于以太网卡，作为无线网络的接口，实现计算机与无线网络的连接。（2）无线网桥无线网桥也称无线网关、无线接入点或无线AP（AccessPoint），可以起以太网中集线器的作用，无线AP有一个以太网接口，用于实现无线与有线的连接。3.4无线局域网2.无线局域网的组成

802.11标准规定无线局域网的最小构件是“基本服务集（BasicServiceSet，BSS）”，一个BSS包括一个AP和若干个移动站。一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户，AP通过标准接口，经由集线器（Hub）、路由器（Router）与因特网（Internet）相连，如下图所示。3.4无线局域网3.4无线局域网InternetRouterHub（集线器）AP计算机无线网卡计算机无线网卡计算机无线网卡服务器打印机台式机图3-4-10WLAN的基本服务集（BSS）一个基本服务集BSS包括一个基站和若干个移动站，所有的站在本BSS以内都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信时都要通过本BSS的基站。有固定基础设施的无线局域网基本服务集BSS扩展的服务集ESS基本服务集BSSAB接入点AP接入点AP分配系统DS门桥门桥802.x局域网因特网3.4无线局域网无固定基础设施的无线局域网

自组网络(adhocnetwork)自组网络AEDCBF源结点目的结点转发结点转发结点转发结点自组网络没有上述基本服务集中的接入点AP而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络。无线局域网不能简单地搬用CSMA/CD协议，其中存在的问题隐蔽站问题暴露站问题在802.11标准中，采用CSMA/CA协议无线局域网的特殊问题A的作用范围无线局域网的特殊问题C的作用范围ABCD当A和C检测不到无线信号时，都以为B是空闲的，因而都向B发送数据，结果发生碰撞。这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做隐蔽站问题(hiddenstationproblem)B的作用范围无线局域网的特殊问题C的作用范围ADCB？B向A发送数据，而C又想和D通信。C检测到媒体上有信号，于是就不敢向D发送数据。其实B向A发送数据并不影响C向D发送数据这就是暴露站问题(exposedstationproblem)4.无线局域网标准简介（1）IEEE802.111990年11月成立的IEEE802.11委员会负责制定WLAN标准,1997年6月制定出全球第一个WLAN标准IEEE802.11。1999年8月，802.11标准得到进一步完善和修订，还增加了两项高速的标准版本：802.11b和802.11a，它们的主要差别在于MAC子层和物理层。3.4无线局域网①IEEE802.11b 802.11b规定物理层采用DSSS和补偿编码键控（CCK）调制方式，工作在2.4～2.4835GHz频段，每5MHz一个载频，共14个频点，由于信道带宽是22MHz，故实际可同时使用的频点只有3个。速率最高可达11Mb/s，根据实际情况可选用5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。3.4无线局域网②IEEE802.11a 802.11a扩充了标准的物理层，工作在5.15～5.25GHz、5.25～5.35GHz和5.728～5.825GHz三个可选频段，采用QFSK调制方式，物理层可传送从6～54Mbit/s的速率。采用正交频分复用（OFDM）扩频技术，可提供25Mb/s的无线ATM接口和10Mb/s的以太网无线帧结构接口，支持语音、数据、图像业务。3.4无线局域网（2）HiperLAN 欧洲电信标准化协会（ETSI）的宽带无线电接入网络（BRAN）小组制定了HiperLAN标准。目前已推出HiperLAN1和HiperLAN2。

HiperLAN1对应IEEE802.11b，HiperLAN2与IEEE802.11a具有相同的物理层。3.4无线局域网（3）“蓝牙”（bluetooth）标准 在传输骨干网方面，已经找到有效的手段来统一传输了。但在终端方面，还没有很好的统一终端技术。“蓝牙”技术涉及与网络终端相关的短距离无线通信技术。“蓝牙技术”的初衷是使移动电话、笔记本电脑、掌上电脑及各种数字化信息设备都能不用电缆，而是用一种低功率、低成本的无线通信技术连接起来，使得在无线网络覆盖范围之内，各种信息化的移动便携设备都能无缝的实现资源共享。3.4无线局域网（3）“蓝牙”（bluetooth）标准“蓝牙”的工作频段是2.4GHz频段，采用1600跳/秒的快速跳频技术，传输速率为1Mb/s，有效传输距离为10m，添加放大器后可将传输距离增加到100m。目前“蓝牙”技术遇到的问题：一是互操作性，即不同厂家产品的互联互通；二是蓝牙产品的普及与价格较高。3.4无线局域网（4）HomeRFHomeRF技术为了满足家庭用户独特网络应用而开发的。工作频率2.4GHz，有效覆盖范围45m，支持语音和数据业务。近期出台的HomeRF2.0最高传输速率已提至10Mbit/s。 各种标准的比较如表3-4-1所示。3.4无线局域网第三章数据通信技术3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3计算机局域网3.4无线局域网3.5TCP/IP3.6广域网3.7因特网（Internet）3.5

TCP／IP3.5.1TCP/IP简介网络互连是指将不同的子网连接起来，以解决子网间的数据流通，从而达到共享子网内资源的目的。不同类型局域网互联要解决很多问题：寻址方式、最大分组长度、超时控制机制、差错控制方式、路由选择方式等都不同。网络互连就是在不改变原来网络体系结构的条件下，解决这些差异，把一些异构的网络互联成一个统一的通信系统，使不同网络之间具有连通性和互操作能力。3.5

TCP／IP网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四个协议：地址解析协议ARP逆地址解析协议RARP因特网控制报文协议ICMP因特网组管理协议IGMP图3-5-1

TCP/IP协议数据格式3.5

TCP／IP（5）TCP/IP数据格式数据从一层传到另一层时，每一层都要按照较低层协议要求的格式对数据进行封装。各层协议封装格式如图3-5-1所示。IP地址TCP／IP的网际层有自己的地址系统，称为IP地址。IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址放在MAC帧的首部。网际层及以上各层使用IP地址，网络接口层使用物理地址。3.5

TCP／IP西安邮电学院通信工程系

IPv4分类编址机制表示方法：一个IPv4地址由4个8位字节组成，用小数点分隔。点分十进制：2点分十六进制：0x8.0x43.0x10.0x26主机所在的网络号一个网络内的某个主机号西安邮电学院通信工程系net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

1

1

0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

1

001注意：①IP地址不仅标识主机，还标识主机与网络的连接。因此，当主机移到另一个网络时，它的地址必须改变。②TCP要求同一物理网络的每个网络接口具有相同的网络号和惟一的主机号。③路由器连接到多个网络上，它就有多个IP地址，因为它所连接的每一个网络都有一个网络地址。3.5

TCP／IP（2）子网掩码为了充分利用IP地址资源，降低路由选择的复杂性，可以将主机地址细分为子网地址和主机地址。3.5

TCP／IP网络主机B类10网络主机B类10子网图3-5-2采用子网的IP地址结构子网掩码：有32位，其中网络号和子网号部分用二进制“1”表示，主机号部分用二进制“0”表示。通过将IP地址和子网掩码进行逻辑“与”运算，就可以得到网络号和子网号。（3）域名IP地址可以惟一地确定一台主机，但由于IP地址是数字型标识，难以理解。为此，Internet采用了一种字符型标识，用字符串标识主机地址，这就是域名。域名采用层次命名法，类似于下列结构：

计算机主机名.机构名.网络名.最高层域名最高层域名：通常为国家代码，如中国为cn。网络名：最高层域名的进一步划分，如教育（edu）、网络服务机构（net）、政府（gov）、商业（com）。机构名：第二层域名的进一步划分。3.5

TCP／IP（3）域名

实现“IP地址”和“域名”相互翻译功能的软件，称为“域名系统（DNS）”。装有“域名系统”的主机称为“域名服务器”。注：个人PC机要连入Internet，关键在于获得IP地址。对Internet的连接通常以网络为单位进行，一个LAN只要通过路由器控制Internet，该LAN便成为Internet的一部分。3.5

TCP／IP3.端口（运输层地址）网际层以下（含网际层）只提供两个相邻节点之间的计算机到计算机（点到点）传输，没有涉及应用程序即进程的概念。当数据传送到目的主机时，应该由哪个应用程序（进程）处理到达的数据？网际层不能解决此问题，运输层协议可以解决。运输层的基本任务是提供应用程序之间的通信，称为端到端通信。3.5

TCP／IP3.端口（运输层地址）“端口”用于应用程序与运输层之间的通信，端口标识应用程序，运输层传给该端口的数据都被此应用程序接收。“端口号”共16位，分标准服务保留端口和自由端口两种。（1）标准服务保留端口是众所周知的端口，端口号从0～255，统一分配。每个服务器进程都有一个端口号，同一计算机上不同服务器有不同端口号，不同计算机上同样服务器有相同端口号。例如FTP服务器端口号是21、Telnet服务器端口号是23等等。3.5

TCP／IP（2）自由端口（＞255）由本地分配，当本地应用程序要与远地应用程序通信时，先在本地申请一个端口号，然后根据自己所需的服务，通过保留端口与远地服务器建立联系。为了使应用程序的标识唯一，TCP/IP引入了“套接字（socket）”的概念，套接字由IP地址和端口号组成：源端套接字=源端计算机IP地址+信源端口号目的端套接字=目的端计算机IP地址+信宿端口号3.5

TCP／IP3.5.5网际层 网际层协议的核心是IP协议。此外，网际层还包括：Internet控制信息协议（ICMP）地址转换协议（ARP）反向地址转换协议（RARP）。3.5

TCP／IP1.ICMP（InternetControlMessageProtocol，因特网控制报文协议）

ICMP是Internet层的另一个比较重要的协议。路由器使用该协议对数据报的传输过程进行控制。即路由器使用ICMP消息将传输过程中的问题通知源IP进行处理。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IPping命令ping实用程序通过发送方发送“ICMP回显（ehco）”请求消息，接收方对该回显请求进行自动回显应答，来验证两台支持TCP/IP协议的计算机之间的IP层连接，并在发送方将回显应答消息的接收情况与往返过程的次数一起显示出来。ping是用于检验网络连接性、可达性和名称解析等疑难问题的主要TCP/IP命令。命令的基本格式：ping[-命令参数]目的主机的域名或IP地址2.ARP（AddressResolutionProtocol） TCP/IP的应用程序和网际层以上的所有协议软件只使用IP地址，而网络接口层使用物理地址，ARP用来实现IP地址到物理地址的转换。ARP技术的关键是ARP表，ARP表放在ARP高速缓存器（ARPcache）中，ARP表的每一行有IP地址和相应的物理地址，每一行对应一台主机。3.5

TCP／IParp命令arp命令使用ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）查看和修改本地计算机上的ARP高速缓存（IP-MAC地址映射表）中的选项。命令的基本格式：arp[-命令参数]常用命令参数及用途：-a：显示本机ARP表中内容。-d：主动清空ARP表中内容。-s：手工设置ARP表的表项。3.5

TCP／IP3.RARP（ReverseARP）将物理地址转换成IP地址。RARP主要用于无盘工作站，当无盘工作站启动时，往往只知道自己的物理地址，不知道自己的IP地址。为了使用高层协议进行通信，无盘工作站必须从外部获得IP地址。3.5

TCP／IP4.IP（1）IP的功能①封装：将上层数据（如TCP段或UDP数据报）或同层的其他数据（如ICMP数据）封装到IP数据报中。②路由选择：寻找一条将数据报从源端主机送往目的主机的最佳传输路径。路由选择根据路由表进行。③分段和重新组装：物理网络不同，传输的数据帧大小也不同，数据帧的最大长度即最大传输单元（MaximumTransferUnit，MTU）由硬件决定，通常保持不变。而IP数据报长度可任意选择，IP模块可将数据报分解成更小的数据报，以满足不同MTU的要求。3.5

TCP／IP④差错报告：当一个IP数据单元因超时被丢掉时，IP产生一个差错报告，告诉源节点出现错误的位置和性质。⑤报头的差错控制：IP对IP数据单元报头进行校验和计算，以便及时发现差错。⑥生命期控制：IP限制IP数据单元在整个网络中的停留时间，由经过的路由器和中继器节点修改此值，逐渐减少（以秒计），若减至零还未达到目的节点，则将此数据单元丢弃。3.5

TCP／IP（2）IP层的特点①IP实现相邻节点机到机（点到点）的通信。②IP层提供无连接数据报传输机制。③IP着眼于传输效率，协议非常简单，无服务质量（QoS）保证。④IP便于互连异构型网络。3.5

TCP／IP（3）IP数据报网络运行中，每个协议层或每个协议都包含一些供它自己使用的信息。这些信息通常置于数据的前面，通常把它叫做头信息。IP数据报格式如图3-5-3所示。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IPIP数据报由报头和数据区两部分组成。版本：长度4bit，指lP协议的版本号；头长度：长度4bit，指出以4字节为一个单位的报头长度；服务类型：长度8bit，规定对本数据报的处理方式，包括对优先级、时延、吞吐量、可靠性、路由选择等方面的要求；总体长度：占2个字节，指出整个IP数据报的长度，单位为字节，最长为216-1（65535）字节。标识（indentification）号：是为了使分片后的各数据报片最后能准确地重装成为原来的数据报。3.5

TCP／IP分段标志（flag）：占3bit，只有前两个比特有意义。最低位记为MF（MoreFragment），MF=1表示后面还有分片的数据报；MF=0表示这是最后一个数据报片；中间一位记为DF（Don’tFragment），意即“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。片偏移：也叫分段号，占l3bit。其指出较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。生存时间：记为TTL（TimeToLive），设置数据报在网络中的生存时间（单位为s），以控制数据报的传输延迟。3.5

TCP／IP协议：占8bit，表示该数据报携带的运输层数据是使用何种协议，以便目的主机的IP层知道应将此数据报上交给哪个进程（比如，UDP：17、TCP：6、ICMP：1）。报头检验和：只检验数据报的报头，不包括数据部分。地址：参阅前述IP地址部分。数据报选项：选项字段用于排错、测量以及安全等，长度可从1个字节到40个字节，取决于所选择的项目。3.5.6运输层1.端到端的通信设置运输层的目的是为高层用户屏蔽通信子网的细节，使应用进程看见的就好像在两个传输层实体之间有一条端到端的逻辑信道一样。运输层使用了两个传输协议：一个是传输控制协议（TCP），TCP传送的数据单位称为TCP报文段（segment）；另一个是用户数据报协议（UDP），UDP传送的数据单元称为UDP数据报。3.5

TCP／IP2.传输控制协议（TCP）（1）TCP的特性①面向数据流的处理方式：TCP采用连续方式对数据进行处理。②完全的可靠性：TCP通过面向连接的传输方式，以及一些差错控制、流量控制的手段，确保了数据不会发生丢失；TCP还能对接收到的IP数据报进行重新排序，解决了数据乱序的问题；最后TCP进行传送确认和超时重传。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IP③TCP的流量控制必须保证快速的发送方不会阻塞低速的接收方，即提供缓冲传送能力。④TCP提供面向连接的虚电路服务：连接控制必须提供端到端的连接建立、传输数据和关闭连接。⑤TCP提供全双工的通信：TCP连接允许数据在任何一个方向流动，并允许任何一个应用程序在任何时刻发送数据。⑥安全性和优先级：TCP在建立连接时，相互之间协商由高层协议提出的安全性和优先级要求，TCP为每一次连接规定安全性和优先级这两种属性。（2）TCP段的格式 TCP段的格式如图3-5-4所示。3.5

TCP／IP3.5

TCP／IP各字段域的含义如下：源端口（sourceport）：16位，分配给源计算机上的应用程序的端口号。目的端口（destinationport）：16位，分配给目的计算机上的应用程序的端口号。序号（sequencenumber）：32位，指出段中数据在发送端数据流中的位置。确认号（acknowledgmentnumber）：32位，指出本计算机希望下一个接收字节的序号。3.5

TCP／IP数据偏移量（dataoffset）：又称头标长度，4位，指出以32bit为单位的数据段头标信息的长度。保留（reserved）：6位，留作将来使用的字段域。该字段域必须全部置为0。码位域（codebits）：6位，具体含义不再累述。窗口（window）：16位，用来通告接收端接收缓冲区的大小。校验和（checksum）：用来检验数据流完整性的一个字域段。3.5

TCP／IP

紧急指示码（urgentpointer）：当紧急指示码有效，表示发送者将数据指定为“紧急”，需要立即发送数据。选项（option）：用于各种情况，例如在建立连接的过程中传送缓冲区的大小。填充位（padding）：是一些额外的0（按需要填充），以确保数据从一个32位的边界处开始。数据（Data）：该数据流的有效负载。（3）TCP连接TCP通过TCP端口提供连接服务，通过连接服务来接收和发送数据。建立连接的过程主要解决3个问题：①使通信各方确知通信对方的存在；通信双方协商某些通信参数（如最大报文段长度、服务质量等）；对传输实体资源（如缓冲区大小、连接表中的项目等）进行分配。3.5

TCP／IP3.用户数据报协议（UDP）UDP是一种不可靠的、无连接的协议，它提供UDP协议端口，可以保证应用程序进程间的通信。UDP的消息格式如图3-4-7所示。3.5

TCP／IP源端口目的端口长度校验和UDP数据消息的有效负载（可变长）图3-5-5UDP消息的格式3.5.7应用层 应用层在最高层，用户调用应用程序访问TCP／IP互联网络，以享受各种服务。每个应用程序可以选择所需要的传输服务类型：如果传输层是TCP，就是连续的字节流------TCPStream；如果传输层是UDP，就是独立的报文序列------UDPMessage。应用层把数据按照传输层的要求组织好，再向下层传送。3.5

TCP／IP3.5.8网络互连设备分类从协议的层次看，不同网络互连设备可以在OSI模型的不同层次上实现网络互连：①中继器（repeater）：物理层互连设备；②网桥（bridge）：数据链路层互连设备；③路由器（router）：网络层互连设备；④网关（gateway）：传输层或更高层次的互连设备。3.5

TCP／IP3.5.9中继器中继器又称为重发器。不同类型的局域网采用不同的中继器互连。中继器的主要功能是：①实现物理信号的接收、放大整形及转发，转发是双向的。②实现同类物理网段的连接，借以扩展网络的覆盖范围，或延长站点间的最大距离。注意：中继器工作在物理层，所以它只能用于执行相同协议但传输媒质不同的局域网互联。3.5

TCP／IP中继器分双口中继器和多口中继器。前者有两个接口，一个用于输入，一个用于输出；后者接口数大于两个，又称集线器。集线器（Hub）集线器又称集中器，是一种多口中继器。集线器可以作为多个网络电缆段的中间转接设备，将各个网段连接起来。当某个网段出现故障时，不会影响其他节点。3.5

TCP／IP具有三个端口的集线器集线器网卡工作站网卡工作站网卡工作站双绞线网桥站表端口管理软件网桥协议实体端口1端口2缓存①②③网段B网段A1112①③⑤2②④⑥2站地址端口网桥网桥④⑤⑥网桥的类型 根据网桥所用路由选择算法的不同，网桥分为：透明网桥：IEEE802.3和802.4选用；源路由网桥：IEEE802.5选用；转换桥：可在具有不同媒质类型格式及传输机制的网络间进行帧格式的转换，例如从CSMA/CD到令牌环，或相反。3.5

TCP／IP目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparentbridge)。“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。透明网桥是一种即插即用设备，其标准是IEEE802.1D。透明网桥透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分，不一定是最佳路由源路由(sourceroute)网桥依据帧首部详细的路由信息进行转发。源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息。源路由网桥重要概念冲突域：在共享介质型局域网中，会发生冲突碰撞的区域称为一个冲突域或碰撞域。在一个冲突域中，同时只能有一个站点发送数据。

广播域：当局域网上任意一个站点发送广播帧时，凡能收到广播帧的区域称为广播域，这一区域中的所有站点称为处在同一个广播域。西安邮电学院通信工程系集线器一个冲突域，同时也是一个广播域通过中继器、集线器等物理层设备进行网络连接，可以扩大通信范围，但不能隔离碰撞域。通过网桥、局域网交换机等数链层设备进行网的连接，可以隔离碰撞域，但不能隔离广播域。只有通过三层以上设备，才能隔离广播域。现代移动通信网络技术125路由器路由器是网络层的互连设备，它具有网桥的全部功能，并增加了最佳路由选择、支持多种协议路由选择、流量控制、网络管理等功能，因而互连功能更强。注意：路由器识别网络层地址（IP地址），而网桥只能识别链路层地址（MAC地址）。3.5

TCP／IP路由器的功能

路由器的基本功能就是根据目的地址选择最优路径转发数据包并且维护路由表

。此外，它还具备以下功能：

连通不同类型的网络：路由器支持各种局域网和广域网接口，可以连接不同种类的网络，实现网络间的互联互通；数据处理：提供包括数据包过滤、转发、优先级、加密、压缩和防火墙等功能。网络管理：提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量管理等功能。支持多种业务：支持MPLS、三层VPN和二层VPN等新业务。3.5

TCP／IP2.路由器基本组成 路由器由计算机和连接不同媒质的网卡组成，如图3-5-6所示。 网卡执行TCP/IP低两层的功能。3.5

TCP／IP图3-5-6路由器基本组织结构3.路由转发基本流程当路由器收到一个报文时，IP首先检查该报文的生存时间，若为0，则丢弃该报文，并给源站返回报文超时ICMP消息；若生存期未到，则根据目的站IP地址确定目的网络号；查找路由表，把IP数据报放入相应的输出缓存区的队列中排队输出；3.5

TCP／IP3.5.13网关网关用于连接“异构型网络”。所谓“异构型网络”可以是从应用层到物理层协议都不相同的网络，至少是从网络层到物理层协议不同的网络。因此，利用网关可实现异构LAN互联、LAN与WAN的互联等。3.5

TCP／IP第三章数据通信技术3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3计算机局域网3.4无线局域网3.5TCP/IP3.6广域网3.7因特网（Internet）3.6广域网3.6.1广域网的构成当主机之间的距离较远时，例如，相隔几十或几百公里，甚至几千公里，局域网显然就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种结构的网络，即广域网。

互联网局域网局域网广域网路由器结点交换机相距较远的局域网通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互联网3.6广域网3.6.2X.25网

X.25网就是X.25分组交换网，它是在二十多年前根据CCITT（即现在的ITU-T）的X.25建议书实现的计算机网络。X.25只是一个对公用分组交换网接口的规约。X.25所讨论的都是以面向连接的虚电路服务为基础。3.6广域网X.25规定了DTE-DCE的接口X.25接口X.25接口X.25公用分组交换网VC2VC1DTEDTEDCEDCEDCEDTEX.25接口3.6广域网用户数据在X.25的分组层（相当于网络层）加上X.25的首部控制信息后，就组装成为X.25分组。在数据链路层使用的是HDLC的一个子集——平衡型链路接入规程LAPB。在分组层DTE与DCE之间可建立多条逻辑信道(0~4095号)，使一个DTE同时和网上其他多个DTE建立虚电路并进行通信。X.25还规定了在经常需要进行通信的两个DTE之间可以建立永久虚电路。这些虚电路号以及分组序号等控制信息都写在X.25分组的首部中。3.6广域网LAPB帧X.25分组分组层（网络层）数据链路层用户数据用户数据X.25首部LAPB首部LAPB尾部3.6广域网X.25的层次关系X.25网与IP网基于IP协议的因特网是无连接的，只提供尽最大努力交付的数据报服务，无服务质量可言。X.25网是面向连接的，能够提供可靠交付的虚电路服务，能保证服务质量。正因为X.25网能保证服务质量，在二十多年前它曾经是颇受欢迎的一种计算机网络。3.6广域网X.25网退出了历史舞台到了20世纪90年代，情况就发生了很大的变化。通信主干线路已大量使用光纤技术，数据传输质量大大提高使得误码率降低好几个数量级，而X.25十分复杂的数据链路层协议和分组层协议已成为多余的。PC机的价格急剧下降使得无硬盘的哑终端退出了通信市场。这正好符合因特网当初的设计思想：网络应尽量简单而智能应尽可能放在网络以外的用户端。3.6.3帧中继FR网

3.6广域网在20世纪80年代后期，许多应用都迫切要求增加分组交换服务的速率。帧中继FR(FrameRelay)就是一种支持高速交换的网络体系结构。帧中继在许多方面非常类似于X.25，被称为第二代的X.25。今天的数字光纤网比早期的电话网具有低得多的误码率，如果减少结点对每个分组的处理时间，则各分组通过网络的时延亦可减少，同时结点对分组的处理能力也就增大了。帧中继不使用差错恢复和流量控制机制。当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要一查出帧的目的地址就立即进行转发。因此在帧中继网络中，一个帧的处理时间比X.25网约减少一个数量级。这样，帧中继网络的吞吐量要比X.25网络的提高一个数量级以上。3.6广域网帧中继的逻辑连接的复用和交换都在第二层处理，而不是像X.25在第三层处理。帧中继网络向上提供面向连接的虚电路服务。虚电路一般分为交换虚电路SVC

和永久虚电路PVC

两种。帧中继的呼叫控制信令是在与用户数据分开的另一个逻辑连接上传送的（即共路信令或带外信令）。这点和X.25很不相同。X.25使用带内信令，即呼叫控制分组与用户数据分组都在同一条虚电路上传送。3.6广域网帧中继网帧中继交换机路由器局域网局域网虚电路路由器帧中继提供虚电路服务帧中继网路由器局域网局域网虚电路路由器虚电路像一条专用电路用户看不见帧中继网络内的帧中继交换机3.6广域网第三章数据通信技术3.1数据通信概述3.2计算机网络体系结构3.3计算机局域网3.4无线局域网3.5TCP/IP3.6广域网3.7因特网（Internet）3.7因特网（Internet） Internet，多个计算机网络互连组成的国际互联网，其研究始于1969年，它的前身是美国国防计算机互联网-----ARPAnet。凡以TCP/IP为标准实现的物理网络，遵守Internet的工作原理及运行机制（统一的IP地址分配、名字、路由、域名体系等等）且连入到Internet，便成为全球Internet的一部分。我国于1994年4月加入Internet。3.7.1Internet的优点①入网方式灵活多样。②Internet采用客户/服务程序方式，使网络信息服务极为灵活方便。③收费低廉。④信息资源极为丰富、信息服务方式及用户接口友好。3.7因特网（Internet）3.7.2Internet的基本信息服务1.客户机/服务器（Client/Server）这种应用系统由两部分组成：即客户程序和服务程序。客户程序是运行于网络计算机上要求服务的程序；服务程序是运行于网络计算机上提供服务的程序。它们分别安装在不同地点的计算机上。用户使用此应用程序时，首先启动客户程序，并告诉客户程序需要与哪个服务程序建立连接以及完成哪种操作，服务程序则按照客户程序的要求提供服务。3.7因特网（Internet）2.电子邮件服务(E-mail)电子邮件是利用计算机和通信网络传递文字信息的现代化手段。

Internet通过在一些特定的通信节点计算机上运行相应的软件，使之充当“邮局”的角色，用户可以在这台计算机上租用一个“电子邮箱”（分配一个存放往来邮件的磁盘存储区域）来发送电子邮件。由于其采用SMTP（简单报文传输协议），因此只能传送ASCII文本信息，而不能传送语音、图像和视频邮件。3.7因特网（Internet）2.电子邮件服务(E-mail)用户发信时，只要同那台计算机联机，把信件内容和收件人的电子邮件地址通过计算机输入自己租用的邮箱，然后经过电信网络的传输，几秒钟就可达到千里之外的目的地。当邮件送到目的地后，便存入收件人的电子邮箱中。用户只要随时以计算机联机的方式打开自己的电子邮箱，便可以读取自己的信件。电子邮件地址的格式：username@hostname。Username：主机上登录的用户标示；Hostname：主机IP地址或主机域名。3.7因特网（Internet）电子邮件的最主要的组成构件发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTPSMTPPOP3

发送端邮件服务器用户代理用户邮箱接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTPSMTPPOP3(发送邮件)(发送邮件)（发送邮件）(发送邮件)(读取邮件)(读取邮件)(TCP连接)(TCP连接)(TCP连接)因特网3.7因特网（Internet）电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理

发送端邮件服务器用户代理接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器(发送邮件)SMTPSMTP(发送邮件)(TCP连接)因特网(1)发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件。用户代理用SMTP把邮件传送给发送端邮件服务器。3.7因特网（Internet）电子邮件的发送和接收过程发送方

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器邮件缓存用户代理接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)因特网(2)发送端邮件服务器将邮件放入邮件缓存队列中，等待发送。3.7因特网（Internet）电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)因特网(3)运行在发送端邮件服务器的SMTP客户进程，发现在邮件缓存中有待发送的邮件，就向运行在接收端邮件服务器的SMTP服务器进程发起TCP连接的建立。3.7因特网（Internet）电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理用户邮箱接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)因特网(4)TCP连接建立后，SMTP客户进程开始向远程的SMTP服务器进程发送邮件。当所有的待发送邮件发完了，SMTP就关闭所建立的TCP连接。3.7因特网（Internet）电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理用户邮箱接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)因特网(5)运行在接收端邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后，将邮件放入收信人的用户邮箱中，等待收信人在方便时进行读取。3.7因特网（