网络课件-第一章

第一章网络技术基础1.1网络的作用1.2网络的发展1.3协议与体系结构1.4网络的分类11.1网络的作用信息化，知识经济信息共享推动技术进步载体：“三网”电信网有线电视网计算机网络“三网合一”2PSTN1.2计算机网络的发展1.2.1早期阶段(网络的雏形)使用transceiver(收发器)进行简单的结合面向终端的计算机通信网MODEMLinecontroller3网络的雏形面向终端的计算机通信网特点:多终端围绕高性能计算机计算机:网络的中心和控制者Linecontroller：进行串/并转换和简单的差错控制该种系统又称联机系统，以区别脱机系统4网络的雏形前端处理机的使用PSTNMODEMFEP5网络的雏形FEP（FrontEndProcessor）分担全部通信任务存在于现在的大型机中网卡6网络的雏形集中器（concentrator）PSTNFEP低速线路高速线路集中器71.2.2分组交换的产生电路交换电路交换起源于电话通信。电路交换的连接过程：连接建立通信断开连接电路交换的特征面向连接的信令1.2计算机网络的发展81.2计算机网络的发展报文交换来源于电报通信存储转发91.2计算机网络的发展1.2.2分组交换的产生1.传统电路交换不适合计算机数据传输(1)资源浪费：电路交换使用专用的物理通路。(2)不同规格的终端互连不便。 需要协调缓冲机制和转换机制。(3)不灵活。 单点故障，全线瘫痪——需要重拨10分组交换网（packetswitching）2.分组交换的出现1966年，提出分组交换的概念（packet）1969年，ARPANET3.分组交换的特点（1）报文（message）（2）分组（packet），又称包。11首部首部首部分组交换网报文，分组，首部（header）100101101001110010110100111001011010011100101101001110010110100111001011010011首部是对数据的描述和控制信息packet=header+datamessagepacket12分组交换网分组交换网的组成结点交换机（nodeswitch）主机（host）13分组交换网分组交换的优点高效：逐段占用通信链路，动态分配传输带宽灵活：智能结点能够独立处理数据分发迅速：分组作为传输单位，无需建立连接可靠：完善的网络协议缺点：1.传输时延 2.首部数据存在开销14分组交换网电路交换报文交换分组交换呼叫阶段数据传送报文报文报文P1P2P4P3P1P2P4P3P1P2P4P315分组交换网三种交换方式的对比电路交换适合传输大量，连续的数据如果要传输少量，突发的数据则应该使用分组交换分组交换链路分配灵活16分组交换网一个例子：IP电话端局端局长途局的PBX长途局的PBX中心交换局17分组交换网IP电话的工作方式

IP电话网关IP电话网关IP分组交换网181.2计算机网络的发展1.2.3Internet时代1969-1985 分组交换网络理论研究1974 ARPA网络设计公开1983 NSFNET的建立1986 第一个路由器诞生1989/90 出现商业化网络服务1994 商业化WWW的出现1995 NSFNET停止运行19Internet时代Internet的发展和新技术WWWNGIInternet的标准化ISOC：InternetSocietyRFC文档20Internet时代ISOCIAB(InternetArchitectureBoard)IRTFIETF(InternetEngineeringTaskForce)ISOC的组织机构21Internet时代RFC文档RequestForComment文档的级别草案（InternetDraft）建议标准（ProposedStandard）草案标准（DraftStandard）正式标准（OfficialStandard）22Internet时代中国的互联网建设(1)中国公用计算机互联网CHINANET(2)中国教育和科研计算机网CERNET(3)中国科学技术网CSTNET(4)中国联通互联网UNINET(5)中国网通公用互联网CNCNET(6)中国国际经济贸易互联网CIETNET(7)中国移动互联网CMNET(8)中国长城互联网CGWNET（建设中）(9)中国卫星集团互联网CSNET（建设中）231.3协议与体系结构1.3.1网络体系结构的发展网络体系结构的内容激活：使用信令确保发送的通路进行数据分析发送方对接收方的就绪检测文件系统的格式转换差错控制其他241.3协议与体系结构1.3.2分层的网络体系结构为什么要分层？哲学家交流模型乌尔都语/英语法语/汉语25IlikerabbitsL:DutchlkhouvankonijnenL:DutchlkhouvankonijnenL:DutchlkhouvankonijnenFax#---L:DutchlkhouvankonijnenFax#---J’aimeleslapins翻译层使用荷兰语作为协议26分层的网络体系结构为什么要分层？层次间的相对独立性灵活性易于分割易于实现与维护易于标准化27分层的网络体系结构更加接近网络的分层模型--电话用户层协议层物理层28网络体系结构的发展第一个阶段：“群雄逐鹿”各个公司各自拥有自己的网络体系结构，如：IBM的SNA（SystemNetworkArchitecture）Novell造成大公司的垄断，技术不兼容。29网络体系结构的发展第二阶段：OSI“一统天下”OSI七层模型--ISO7498ISO：InternationalStandardOrganizationOSI：OpenSystemInterconnectionReferenceModelOSI/RM：开放系统互连基本参考模型开放：任何系统间进行互连系统：现实系统中与互连相关的部分301.3协议与体系结构1.3.3五层体系结构

OSI七层模型应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层311.3协议与体系结构1.3.3五层体系结构

OSI七层模型应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层应用程序：FTP、E-mail、Telnet数据结构表示、数据转换、加密、压缩进程间会话管理、提供同步服务将数据传给正确的应用程序，提供可靠的数据传输将包传给正确的主机，数据分组、路由选择将数据组成帧，差错控制、流量控制、媒体访问控制规定物理信号、接口、信号形式、速率32网络体系结构的发展OSI七层模型的失败给我们的教训：糟糕的提出时机糟糕的技术糟糕的实现糟糕的策略33网络体系结构的发展糟糕的时机：两头大象研究应用开发标准34五层体系结构应用层运输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层五层体系结构OSI/RM35五层体系结构TCP/IP协议体系结构应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层HttptelnetSmtpPOP...TCPUDPIP36五层体系结构物理层：透明的传送比特流数据链路层：无差错传输，以帧为单位网络层：实现数据在不同的子网中传输，以分组或包为单位，进行路径选择。运输层：以报文（message）为单位。提供可靠的端到端的数据传输。应用层37H5应用层运输层网络层链路层物理层应用层运输层网络层链路层物理层应用程序数据应用程序数据应用程序应用程序H5应用程序数据H4数据部分H4数据部分H3数据部分H3数据部分H2数据部分T210010……比特流……11011传输媒体38五层体系结构数据传输与层次PDU(ProtocolDataUnit)：在对等层次上传送数据的基本单元。SAP(ServiceAccessPoint)：相邻的层次间的逻辑接口。协议与服务——透明39数据传输与层次应用层运输层应用层SAPSAP提供服务协议交换原语交换原语40网络体系结构的几个基本概念：

网络体系结构：计算机网络的层次及其协议的集合，是对网络及其组成部分的功能的精确定义。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。网络协议的三要素：语法、语义、同步。实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程，每一层中的活跃元素。对等实体：位于不同系统内同一层次的两个实体。协议作用在对等实体之间。接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的原语操作及上层对下层的服务。服务：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。协议栈：某一系统内的各层协议集。411.4网络的分类按交换功能分类电路交换、报文交换、分组交换、混合交换按拓扑结构分类星型，总线型，环型，树型，网状按网络的作用范围分类广域网，局域网，城域网按网络的使用者分类公用网，专用网42按拓扑结构分类星型优点:网络连接方便，建网容易，便于管理，容易检测和隔离故障。数据传输速度快。缺点:对中心节点的依赖性大应用:采用非屏蔽双绞线和集线器43按拓扑结构分类总线型优点:★结构简单灵活，非常便于扩充;★可靠性高，网络响应速度快★设备量少，安装使用方便★共享资源能力强，极便于广播式工作缺点:故障诊断困难应用:通常采用同轴电缆44按拓扑结构分类环型45按拓扑结构分类树型：总线型的变形优点:扩充新节点容易，故障隔离也方便.缺点:对根节点的依赖性大46按网络作用范围分类1)局域网（LocalAreaNetwork）计算机网络的通信距离通常限于中等规模的地理区域内，一般