计算机网络(第一章)

计算机网络任课教师：刘直良电话-mail:415405701@目录第1章概述第2章物理层

第3章数据链路层第4章网络层第5章运输层

第6章应用层第7章网络安全第8章因特网上的音频/视频服务第9章无线网络第10章下一代因特网参考书目计算机网络：系统方法(第4版)LarryL.Peterson&BruceS.Davie，机械工业出版社计算机网络：自顶向下方法(第4版)JamesF.Kurose，机械工业出版社ComputerNetworks（第5版）AndrewS.Tanenebaum清华大学出版社课程要求先修课程序设计作业一章交一次作业成绩评定考试成绩由三部分构成：

作业（15%）+上机、实验（15%）+期末考试（70%）本章学习目的与要求了解：计算机网络的形成与发展过程。掌握：计算机网络的定义、重要功能与分类方法。掌握：计算机网络的性能及衡量标准掌握：计算机网络体系结构了解：网络计算研究与应用的发展。

第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展1.1计算机网络在信息时代中的作用现存的三种最主要网络：电信网络（电话网）有线电视网络计算机网络在这三种网络中，计算机网络的发展最快，其技术已成为信息时代的核心技术。1.1计算机网络在信息时代中的作用（续）计算机网络的定义把分布在不同地点的多个计算机连接起来，按照网络协议互相通信，以共享软件、硬件和数据资源为目标的系统。提供的重要功能连通（通信）

—网上用户交换信息。（手段）共享

—共享资源。（目的）问题：网上计算机之间如何通信？……考虑以下情况不同地区不同的网络提供商不同种类的计算机不同操作系统简单例子两个商人，一个说西班牙语，一个说韩语，他们俩要在一起谈生意，如何沟通（通信）？找一个既懂西班牙语又懂韩国语的人来当翻译。继续我们的问题：网上计算机之间如何通信？……两台不同的计算机=两个语种不同的商人翻译=？……计算机之间通信—需要一定的规则来协调（翻译）差异。这些规则称为通信协议。问题的答案：计算机之间的通信是通过—

通信协议来实现的。第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展什么是因特网？因特网—Internet—国际互联网A.起源于美国B.世界上最大的国际性计算机互联网1.因特网的诞生与发展起源：试验网—ARPANET1969,美国国防部

最初只连接了位于不同地区的四台计算机学术网NSFNET(1986,美国国家科学基金会)传输速率56kbps（1986）1.544Mbps （1988) 45Mbps （1992)1996以后呢？……商业网1995年4月30日以后完全商业化洛杉矶分校犹他大学圣大巴巴拉分校斯坦福研究所建立因特网的目的目的？是为了让不同类型的计算机方便地通信以便共享资源，而寻求一种互连不同局域网和广域网的新方法，实现一个网络中的网络，即网际网。英文叫Internetwork，简称Internet。1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。TransmissionControlProtocol/InternetProtocol1983年正式命名为Internet，我国叫它“因特网”人们把1983年作为因特网的诞生时间。2.因特网通信原理TCPIP34125678路由器路由器78563412原信息TCP/IP重组信息发送者接收者2.因特网通信原理TCP协议将信息分割成许多小数据块，并附加一些特定的信息IP协议将每个数据块打包并标上地址，并通过路由器上了因特网数据包经过一个个路由器指路最后到离目标计算机网络的路由器，这时TCP/IP协议将每个数据包打开，并检查数据，送入目标计算机。3.因特网发展的三个阶段1.单个网络ARPANET互联网2.建成了三级结构的因特网。三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。3.逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。出现了因特网服务提供者ISP(InternetServiceProvider)。用户因特网ISP1ISP2因特网服务提供者用户通过ISP上网根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP地址数目的不同，ISP也分成为不同的层次。第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展计算机网络的组成三种划分方式1.按系统划分—软件+

硬件

软件：网络协议和协议软件网络操作系统(WindowsNT)网络管理及网络应用软件硬件：传输线路:有线连接：双绞线、同轴电缆、电话线、光纤无线连接：微波、红外线和毫米波、光波、地球卫星通信等。中继器:信号放大整形等交换机/路由器:建立释放联接路由选择等多路复用器:提高信道利用率调制解调器终端设备2.按逻辑划分

资源子网通信子网

(CommunicationControlProcessor)

3.按拓扑结构划分

拓扑（Topology） 从图论演变而来，是一种研究与大小和形状无关的点、线、面特点的方法。1.星形拓扑结构星形布局是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各个结点间不能直接通信，而是经过中央结点控制进行通信。优点：结构简单便于管理组网容易网络延迟时间短误码率低缺点共享能力较差通信线路利用率不高中央结点负担过重2.环形拓扑结构环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环路上任何结点均可以请求发送信息。一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某结点地址相符时，即被该结点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口结点为止。特点优点：简化了路径选择的控制可靠性较高实时性强缺点结点过多时传输效率低扩充不方便3.总线形拓扑结构用一条称为总线的中央主电缆，将相互之间以线性方式连接的工作站连接起来的布局方式称为总线形拓扑。特点：优点结构简单灵活便于扩充可靠性高响应速度快；设备量少价格低安装使用方便共享资源能力强便于广播式工作缺点总线长度有一定限制，一条总线也只能连接一定数量的结点。4.树形拓扑结构树形结构是总线形结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。特点优点具有一定容错能力，可靠性强便于广播式工作容易扩充缺点联系固定专用性强5.网状拓扑结构特点优点可靠性高资源共享方便有好的通信软件支持下通信效率高缺点贵！结构复杂软件控制麻烦计算机网络及因特网的图例表示方法不管哪一种计算机网络

都可以用一朵云来表示计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络因特网是由许多网络通过路由器互连而成的网络网络网络网络网络网络网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器因特网是：“网络的网络”因特网网因特网也可以用一朵云来表示因特网的组成从因特网的工作方式上看，可以划分为两大块：(1)边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。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（提供连通和交换）。因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器因特网的边缘部分与核心部分因特网的通信类型两大类：客户服务器类型（C/S）即Client/Server对等类型（P2P）即Peer-to-Peer运行客户程序网络边缘网络核心运行服务器程序AB①请求服务②得到服务客户服务器客户A向服务器B发出请求服务，而服务器B向客户A提供服务。对等连接类型对等连接(peer-to-peer，简写为P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。列举我们知道的P2P方式/软件？因特网的核心部分路由器及其所连接的各个网络路由器(Router)简介它是实现分组交换的关键构件。任务—转发收到的分组（网络核心部分最重要的功能）。作用—向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够与其他主机通信。因特网通信方式简介电路交换报文交换分组交换电路交换的特点电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接((A通话前先拨号建立连接。可能只要经过一个交换机（如A到B）可能要经过多个交换机（如C到D）通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。通话结束后，挂机释放连接。电路交换的特点交换机交换机交换机交换机((((((交换机交换机BCD计算机终端早期的计算机网络采用电路交换那时计算机很少，非常昂贵。远地终端通过通信线路（可能要经过许多个交换机）使用处于网络中心的计算机的资源。结论：电路交换传送计算机数据效率低。会导致网络资源严重浪费。原因：计算机数据具有突发性。后果：导致分组交换问世。美国军方促进了

分组交换的发展20世纪60年代美苏冷战激烈。美国军方要生存性很强的新型分布式网络。即使少数结点或链路被摧毁，整个网络仍保持畅通。这种新型的计算机网络就是采用分组交换的、基于存储转发计算机网络。IP网络当部分结点或链路被摧毁时分组交换仍可保持网络畅通路由器ACB分组交换的重要概念报文：发送的整块数据。分组（包packet）：将报文划分成更小的等长数据段，加上控制信息组成的首部报头（源地址、目的地址）。报文2.分组交换的主要特点在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长不便于传输数据数据数据报文添加首部构成分组每一个数据段前面添加上首部构成分组。首部首部首部分组

1分组

2分组

3分组交换的传输单元分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端。数据首部分组

1数据首部分组

2数据首部分组

3分组首部的重要性每一个分组的首部都含有地址等控制信息。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。收到分组后剥去首部接收端收到分组后剥去首部还原成报文。数据首部分组

1数据首部分组

2数据首部分组

3收到的数据数据数据数据最后还原成原来的报文最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。报文1101000110101010110101011100010011010010分组交换网的示意图H1A互联网BDECH5H6H4H2H3H1向H5

发送分组H2向H6

发送分组注意分组路径的变化！路由器主机注意分组的存储转发过程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

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简单的存储转发例子图1-6采用存储转发的邮政通信工作模式分组交换的优点高效动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。灵活以分组为传送单位和查找路由。迅速不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。分组交换带来的问题分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展(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（已建成）(9)中国卫星集团互联网CSNET（建设中）我国主要的互联网补充：CERNETCERNET的发展历史CERNET的发展现状CERNET的主干网拓扑结构

CERNET发展历史1994年国家立项投资建设，1995年底完成第一期工程国家教育部领导管理，服务于教育和科研等公益事业第一个全国范围Internet主干网1997年开始分担通信费用，自我运行主干网Internet地区网地区网地区网地区网?….?….校园网校园网校园网校园网校园网CERNETCERNETR的三级层次结构CERNET的主干网拓扑结构地区网名称范围地区网中心所在地华北地区网北京，天津、河北、山西、内蒙北京：清华大学西北地区网陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆西安：西安交大西南地区网四川、贵州、云南、西藏成都：电子科大华南地区网广东、广西、海南广州：华南理工大学华中地区网湖南、湖北、河南武汉：华中科技大学华东（北）地区网江苏、安徽、山东南京：东南大学华东（南）地区网上海、浙江、江西、福建上海：上海交大东北地区网辽宁、吉林、黑龙江沈阳：东北大学CERNET的地区网及其中心第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展1.5计算机网络的分类按网络拓扑结构划分按网络覆盖范围划分按网络服务性质划分1.按网络拓扑结构划分总线型环型星型混合型树型（星型级联）网状（星型+环型）2.按网络覆盖范围划分个人区域网局域网LAN城域网MAN广域网WAN

（Page：17）0.1meter Singleprocessor1meter Multiprocessor10meter Room100meter Building1kilometer Campuskilometer City100kilometer Country1Kkilometer Continent10Kkilometer Planet3.按网络服务性质划分公用计算机网络为公众提供商业性和公益性的通信和信息服务的通用计算机网络（例如：Internet）。专用计算机网络为政府、企业、行业和社会发展等部门提供具有部门特点的、具有特定应用服务功能的计算机网络（例如：Intranet）。第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展计算机网络的性能

1.速率（b/s）2.带宽（b/s

）3.吞吐量（b/s

）4.时延（s

）5.时延带宽积（b*s

）6.利用率（信道、网络）（%

）计算机网络的性能

1.速率（b/s）速率即数据发送率(datarate)或比特率(bitrate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等。比特：一个“二进制数字”，一个比特就是二进制数字中的一位，即：1或0。速率往往是指额定速率或标称速率。线速转发？……

路由器

2.带宽（b/s）“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。计算机网络“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。描述带宽也常常把“比特/秒”省略。例如，带宽是10M，实际上是10Mb/s。这里的M是106。常用的带宽单位常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）请注意： 在计算机领域，当表示存储容量或者衡量字节大小时：KB=210byte=1024byte，MB=220,GB=230,TB=240

B=byte=8bit3.吞吐量（b/s）表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量测量真实环境下实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。单位：

“比特每秒”，或b/s(bit/s)。速率、带宽、吞吐量的比较相同点：都是表示网络中单位时间内通过的数据量。不同点：1.速率—多指数据的发送速率（主动）

带宽（被动）、吞吐量（主被动） —多指数据的传送速率 （指单位时间内通过一个链路的横截面或者一个设备接口的数据量）

2.速率、带宽—多指理论值 吞吐量—多指实际值问题1：下载速度

我家租用的是中国网通2M的宽带，那么我的下载速度是多少？单位是？下载一首4M的mp3歌曲大致需多长时间？如果是上传呢？注意题目里面两个”M”的单位!答：2M的宽带，其实际可以达到的下载速度峰值（即最高下载速度）计算公式就为：106

b×2/8=250000byte/s（约为244K字节每秒），日常生活中为了便于记忆，我们总是省略了后面的时间计算单位，习惯性简称“244K”，这个便是2M宽带的最高下载速率。问题2我家的2M宽带能达到244K的速度吗？为什么？

答：244K的数值是理论上的极限速度，实际上根据线路与机房之间的距离、以及中途物理上、逻辑上的线路损耗、信号干扰等因素，再加上信息头标识（如地址、序号等）等各种控制信号，一般都要再扣约12%-20%的耗损，其传输速度一般应为180~210KBps左右。4.时延概念：一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所需时间。时延组成： （1）传播时延 （2）发送时延 （3）排队时延 （4）处理时延转发时延处理时延和排队时延处理时延——交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。排队时延——数据（即分组）在交换结点等候发送时在缓存队列中所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。四种时延所产生的地方1011001…发送器队列结点

B结点

A在结点

A中产生处理时延和排队时延数据从结点A向结点B发送数据链路发送时延发送时延—发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。发送时延=数据块长度（比特）信道带宽（比特/秒）四种时延所产生的地方1011001…发送器队列结点

B结点

A在发送器产生传输时延(即发送时延)在结点

A中产生处理时延和排队时延数据从结点A向结点B发送数据链路传播时延传播时延—电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）即：t=s/v四种时延所产生的地方1011001…发送器队列在链路上产生传播时延结点

B结点

A在发送器产生传输时延(即发送时延)在结点

A中产生处理时延和排队时延数据从结点A向结点B发送数据链路总时延数据传输经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和：总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延容易产生的错误概念对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。

为什么？……提高链路带宽相当于减小了数据的发送时延。

补充：什么是宽带？宽带线路：可通过较高数据率的线路。宽带是相对的概念，并没有绝对的标准。在目前，对于用户接入到因特网的用户线路来说，每秒传送几兆比特就可以算是宽带速率了。对宽带传输的理解可否这样理解？……

“比特在网络上传输”就像“汽车在公路上跑”。因此宽带传输的好处就是传输更快，好比汽车在高速公路上可以跑得更快一样。错误是混淆了两种速率在网络中有两种不同的速率：信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，或公里/秒）计算机向网络发送比特的速率（比特/秒）这两种速率的意义和单位完全不同。宽带传输：计算机向网络发送比特的速率较高。ABAB宽带线路窄带线路在宽带线路上比特传播得快在窄带线路上比特传播得慢错误的概念ABAB宽带线路窄带线路宽带线路：每秒有更多比特从计算机注入到线路。宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。正确的概念比喻：汽车运货宽带线路窄带线路宽带和窄带线路：车速一样宽带线路：车距缩短另一种错误概念

——“宽带”相当于“多车道”多车道公路是并行传输……100101110100100111010001011010通信线路上通常都是串行传输(但ADSL是例外的）从时间轴信号宽度的变化来看宽带和窄带的区别在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。每秒

106

个比特时间1

01

0

111s带宽为1Mb/s时间每秒

4

106

个比特0.25s带宽为4Mb/s5.时延带宽积（传播）时延链路带宽管道的体积=高横截面积=传播时延带宽=时延带宽积

表示这一段链路可以容纳多少比特。因此，链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。时延带宽积的意义（传播）时延带宽某一链路的传播时延为500us，带宽为100Mb/s，则时延带宽积为？比特。这就意味着，当发送端发送的第一个比特达到终点的时候，发送端已发出了？个比特，这？个比特充满了整个链路。101001001011111010001011010110思考：时延带宽积的作用/意义？见后6.利用率信道利用率表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。时延

D利用率

U10D0时延急剧增大时延与网络利用率的关系补充1：三种数据交换技术的比较三种交换技术总结：电路交换在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有报文交换报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。在传送报文时，只占用一段通路；在交换节点中需要缓冲存储，报文需要排队。因此，这种方式不满足实时通信的要求。分组交换交换方式与报文交换类似，但一个报文被分成更小的组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。这是网络中最广泛采用的一种交换技术。三种数据交换技术的比较使用环境：三种数据交换方式各有其特点，对于实时性强的交互式传输，电路交换最合适，不宜采用报文方式；对于网络中较轻的或间歇式负载，报文交换方式较合算；对于中等或稍重的负载，分组交换方式有较好的效果。补充2：数据报和虚电路问题：在分组交换方式下，网络如何传送数量庞大的分组呢?目前有两种方法：数据报和虚电路。补充2：数据报和虚电路数据报：每个分组（数据包）被独立处理，就像在报文交换中每个报文被独立处理那样。每个节点根据一个路由选择算法，为每个数据包选择一条路径，使它们的目的地相同（但走的路不一定相同）。一个节点在发送多个发往同一地址的数据包时，可以根据线路的拥挤情况为各个包选择不同的转发节点，所以一个大数据段的各个数据包可能是从不同的路径到达目的地的，并且到达的先后顺序也不一定是分割时的顺序，这要根据网络中当时的具体流量等情况而定。补充2：数据报和虚电路虚电路：数据在传送以前，发送和接收双方在网络中建立起一条逻辑上的连接，但它并不是像电路交换中那样有一条专用的物理通路，该路径上各个节点都有缓冲装置，服从于这条逻辑线路的安排，也就是按照逻辑连接的方向和接收的次序进行输出排队和转发，这样每个节点就不需要为每个数据包作路径选择判断，就好像收发双方有一条专用信道一样。发送方依次发出的每个分组（数据包）经过若干次存储转发，按顺序到达接收方。双方完成数据交换后，拆除掉这条虚电路。第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展学习目的与要求了解：计算机网络的形成与发展过程。掌握：计算机网络的定义与分类方法。掌握：计算机网络的性能及衡量标准掌握：计算机网络体系结构了解：网络研究与应用的新发展。

1.7计算机网络的体系结构

概念一个集合

（网络协议+网络各层功能+层间接口协议）。网络体系结构是一种层次化的系统结构，它可以看作是对计算机网络和它的部件所执行功能的精确定义。它把网络系统的通路，分成一些功能分明的层，各层执行自己所承担的任务，依靠各层之间的功能组合，为用户或应用程序提供访问另一端的通路。分层的好处各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作。两种体系结构国际标准法律上的国际标准OSI(开放系统互连)并没有得到市场的认可。非国际标准TCP/IP现在获得了最广泛的应用。TCP/IP常被称为事实上的国际标准。OSI模型与TCP/IP协议比较

协议的三个组成要素语法数据与控制信息的结构或格式。语义需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。同步事件实现顺序的详细说明。1.7.3五层协议体系结构

TCP/IP是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。最下面的网络接口层并没有具体内容。采取折中的办法，综合

OSI和

TCP/IP

的优点，采用五层协议的体系结构。五层协议的体系结构应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层(physicallayer)数据链路层5应用层4运输层3网络层2数据链路层1物理层五层结构下的数据传送主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层

PDU协议数据单元（PDU）：各层对等实体在协议控制下交换的数据块称为（PrototcolDataUnit）。PDU包含本层的协议控制信息和用户数据，本层的用户数据就是上层的PDU。主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用层PDU再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为IP数据报（或分组）主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2IP数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体主机

1

向主机

2

发送数据应用层(applicationlayer)5432154321物理传输媒体主机

1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层主机

2主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2物理层接收到比特流，上交给数据链路层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2我收到了

AP1

发来的应用程序数据！主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用程序数据应用层首部H510100110100101比特流110101110101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链路层尾部主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

210100110100101比特流110101110101计算机2的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据主机

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向主机

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发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层H5应用程序数据H4H5应用程序数据主机

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向主机

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发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层应用程序数据H5应用程序数据主机

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向主机

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1AP2AP1主机

2应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程主机

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向主机

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2我收到了

AP1

发来的应用程序数据！分层的主要目的：将网络技术中的复杂问题尽量简单化。将网络中不同的功能由不同的层次来完成，从而令各层次间相互影响的程度尽量降低。应用层会话层表示层传输层网络层数据链路层物理层生活中的例子：

空中旅行的组织空中旅行的组织一系列的步骤机票(购买)行李(托运)旅客(出发)飞机(起飞)飞行航线机票(投诉)行李(认领)旅客(到达)飞机(着陆)飞行航线飞行航线空中旅行的组织:从另一种不同的角度观察层次的观点：

每层实现一种特定的服务通过自己内部的功能依赖自己的下层提供的服务机票(购买)行李(托运)旅客(出发)飞机(起飞)飞行航线机票(投诉)行李(认领)旅客(到达)飞机(着陆)飞行航线飞行航线层次功能的分布式实现飞机(起飞)飞机(着陆)飞行航线起飞机场到达机场中间空中交通枢纽飞行航线飞行航线机票(购买)机票(投诉)行李(托运)行李(认领)旅客(出发)旅客(到达)从服务的角度来看……从出发地到目的地的航线：导航服务柜台-to-柜台：“旅客+行李”

票务服务行李托运-to-行李认领：行李服务登机入口-to-到达出口：旅客乘务服务

跑道-to-跑道：飞机“航运”服务层次化方法在其它领域的应用程序设计把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来实现，如操作系统。邮政系统邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输银行系统物流系统第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述 1.3因特网的组成1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.6计算机网络的性能1.7计算机网络的体系结构1.8补充：网络及其应用新发展1.8补充

网络及其应用新发展NGI1996年10月，美国政府发起下一代国际互联网（NGI，NextGenerationInternet）计划。解决速度、地址、服务质量等问题（核心：IPV6）CNGI2003年国家启动了中国下一代互联网示范工程CNGI

2004年3月CERNET2试验网作为我国第一个下一代互联网主干网正式开通并提供服务。下一代Internet的三大计划NGI（NextGenerationInternet）美国政府主导，高端试验网、应用演示InternetⅡ美国184所大学和70家企业共同建设增带宽、提供更好服务质量GTRN（GlobalTerabitResearchNetwork）Internet2联合欧洲、亚洲各国发起推动全球化的下一代互联网研究和建设从其它角度理解NGI做传统互联网的认为：(1G)－>WWW(2G)－>GGG(3G)以IPv6为核心GGG—GreatGlobalGrid做网络的认为：NGI：IPv4－>IPv6

做资本运作的认为：互联网第二春(2005-2006)(2G)做接入的认为：窄带（接入）－>宽带（接入）(2G)有线（接入）－>无线/移动（接入）(2G)做软件开发的认为：C/S,B/S—>P2P(2G)WEB1.0－>WEB2.0(2G）CNGI示范工程核心网XinJiangXiZang兰州NeiMengGuNingXia西安ShanXiHeBei郑州武汉南京合肥上海YunNanGuiZhou长沙JiangXi厦门GuangXiHaiNan长春JiLin大连台湾深圳成都QingHai济南重庆杭州福州沈阳青岛天津香港HeiLongJiangLiaoNing北京ShanDongJiangSuZheJiangFuJianGuangDongHuNanHuBeiHeNanAnHuiShaa