《计算机通信网 》第1章 概述

计算机通信网

Compworks

考资料：

《enbaUm第3

谢希仁第4版

毛玉明老师课

第1章概述

1.1身边的计算机网络

1.2计算机网络概要

1.3计算机网络体系结构

1.4OSI互连参考模型

L5典型的计算机网络

1.1身边的计算机网络

■你经常在使用网络

■网络浏览

■收发Web

EmailOSeerrVe

■下载/上传文件

■网络游戏

~Ne

■想象一下，没有网络

生活将会变得怎样？

3

1.1身边的计算机网络

■在享受网络服务时，想过下列问题

■当mail发至IJmailSerVer时

-计算机里究竟做了哪些操作？

-Mail是怎样离开计算机发送出去的？

■Mail经过了网络中哪些设备？这些设备作

-Mail怎么刚好到达mailserver,而不

■Mailserver又如何处理？

■Mail会丢失吗？可能的原因？

■这正是计算机网络课程要讨论的问

L2计算机网络概述

量」什么是计算机网络？

1.2.2计算机网络的演进与发展

《4.3计算机网络的进一步理解

3.4计算机网络的分类

".5计算机网络的应用

1.2.6计算机网络研究的问题

1.2.1什么是计算机网络?

■一种简洁的定义：

一些自治计算机的互联集合

-计算机：收发和处理数字信号的设备

-一种广义概念：如PC、便携机等键盘：输入

■自治：终端、打印机

-非主从，对等，有独立操作系统主从关系

-互联/互连：计算机之间能相互通信

■物理上通过介质或通信系统连接主机

-逻辑上通过协议互通

间.鼻型通信

对等关

★

6

ComputerNetwork

■ComputerNetworks：Ainterconnected

ofcomputingdevices(hostorend-syste

■End-systems(host):

■e.g.PCs,workstations,servers

■Runnetworkprograms,e.g.WWW,e-mail

■Computernetworks:

■e.g.Internet:networkofnetworks,intercon

■Providecommunicationservicestoallowdat

betweenend-systems

7

网络层面(end-systemview)

■Communicationnetwork

■Offeronebasicservice：transferinform

■Messenger,telegraph,telephone,Int

■Anothertransportationservice:moveob

■Truck,train,airplane,...

■Whatdistinguishdifferenttypesofnetw

■Theservicestheyprovide

■Whatdistinguishtheservices?

■Latency

■Bandwidth

■Lossrate

■Numberofendsystems

■Serviceinterface(howtoinvoketheser

■Others

8■Reliability,unicastvs.multicast,real-time...

网络层面(infraStnJCtUreview

■Networkcomponents

■Links-carrybitsfromoneplacetoa

maybemultipleplaces):fiberzcopper

■Interfaces-attachdevicestolinks

■Switches/routers-interconnectlinks

electronic∕opticzsoftware

■Host-communicationendpoints:wo

PDASΛcellphones

■Protocol-rulesgoverningcommunic

betweennodes

■TCP/IP、ATM、MPLS,X.25、...

■Application-Webbrowser,XWindow

9

1.2.2计算机网络的演进与发展

面向终端的联机系统

■多用户联机系统

-单台计算机（主机）为多个用

户（终端）同时提供服务

■通信线路：RS232

■远程联机系统

-计算机系统通过调制解调器连

接远程终端

■通信：PSTN+Modem

■特点：主从通信

■以主机为核心

■以终端为输入输出设备

联机系统不是计算机网络

10

1.2.2计算机网络的演进与发展

第一阶段：主机参与通信的网络

20世纪60-70年代：

■主机通过介质相连

铜线、同轴缆、无线传输

-主机直接参与通信

■同时承担

■事务处理

■通信

■网络规模很小主

1.2.2计算机网络的演进与发展

第二阶段：主机功能分割的网络

20世纪80-90年代初期

■事务处理与通信分开

■事务处理主机

-出现专门的通信主机

-事务主机通过通信主机互连

-通信主机实现信息转发

-事务主机不一定要直接相连

-可以有更多的主机通信

■网络规模得到扩大

12

1.2.2计算机网络的演进与发展

第三阶段：标准化的网络

20世纪80-90年代中期

-互联需求催生了标准化的进程

-不同的网络大量出现

-不同网络具有独立的运行模式

-如何互联？

-网络互联需要标准化的通信协议

-开放接口

13

1.2.2计算机网络的演进与发展

第四阶段：Internet膨胀时代

20世纪90年代中后期至今

■各种需求（业务、带宽）不断增长

■各种技术不断发展

■计算机技术：PC、特定计算机

-通信技术：宽带、高速、光通信、无线

-网络技术：通信协议、路由协议、互联

组网技术等

14

1.2.3计算机网络的进一步理解

计算机网络的组成

也信线/链路

（Line/Link

资源子网

-主机、通信设备（节点）、通信线路组成网络

-所有主机和终端组成资源子网，完成应用功能

-所有通信设备和线路组成通信子网，完成通信功能

★（为主机通信提供路由、数据存储与转发）

15

1.2.3计算机网络的进一步理解

基本概念

■通信线Iine

■物理介质：如电话线、同轴电缆

■信道ChanneI

-数据传输的通道

■一条Iine上可能包括C

一个或多个Channel

如*一对电话线上可包括

一条Iine

话音通道：300-3400Hz

ADSL通道：25kHz-∏04kHz

...

-链路Iink•___

-两个点之间的通道ch

16

网络连接结构

-网络的通信连接有多种形态

-点到点连接（有线、无线）

网络连接结构

■点到点连接

■Wiredorwirelessconnectionbetweent

(hostorNode)

■P2Pconnection,同轴电缆，光纤、微波、卫星等

■点到点可实现长距离的连接

■WAN中以点到点连接为主

■点到点通信速率

■T1/T3：2Mbps∕8Mbps

■OC-3~OC-192:155Mbps~10GbpsP2Pconn

WD修n*OCx

—X台

网络连接结构

■多点连接

■有线的多点连接

■用一根电缆将多台设备连接起来，一

数据，其它的设备都能够收到（信道是

■总线形,环形

■局限于短距离（几公里范围内）

■无线的多点连接

■无线信道的广播特性，实现与多台设备

/总线形

电缆Ethernet

TokenRing曾

19(10Mbps,100Mbps)

(4Mbps,16Mbps)

网络连接结构

■ProvideP2Plinkviatransmission

・PSTN(Modemz56Kbps)

■SDH/SONET(155Mbps~10Gbps)

■MobileTelephoneNetwork(16kbps)

■CATV(IOMbps)

■Satellite(64Kbps~54Mbps)

公用电话交换网(PSTN)

e.g.A-A:155Mbps

PointtoPointB-B,:622Mbps

SDH

1.2.4计算机网络的分类

■信息区分

■Datanetworkvstelecommunicationnetwork

-应用区分

■专用网：银行网、航空定票网、生产线控制网

■通用网：Internet

■权属

■专用网

■公用网

■技术

■陆地网与卫星网

■有线网与无线网

■地理位置区分

■PAN(PersonalAreaNetwork)

■LAN(LocalAreaNetwork)：Ethernet,TokenRin

■MAN(MetropolitanAreaNetwork)：

DQDB(DistributedQueueDualBus),RPR(Resili

Ring),...

¢1WAN(WideAreaNetwork):X.25,FrameRelay

1.2.4计算机网络的分类

广域网WAN、局域网LAN、城域

■广域网：WideAreaNetwork

-主机之间相距很远（跨城市、甚至跨国家

■需要支持长距离通信的通信系统

■采用点到点的信道

■广域网的种类很多

>X.25、SDH/SONET、帧中继、

ATM、微波等

■不同的广域网采用不同的协议

-通信子网中的节点完成：

■路由、数据存贮与转发

22

L2.4计算机网络的分类

局域网LocalAreaNetwo

■早期的局域网

■小范围（几公里）

-广播信道

■规则、简单拓扑

■典型的LAN

■Ethernet、Token-Ring

■专门机构制定标准

■IEEE802委员会：pp.63

★

23

早期LAN的拓扑

总线结构

环形结构

同时只能一个主机发送

.同时只能一个主

多个主机同时发送会冲突

•得到令牌发送、

竞争发送

.数据传送具有方

数据传输无方向性

•一个主机发送、

一个主机发送、其他主机都收

到

•星/树

线结

.具有

星形结构

★24

现今LAN的拓扑

*现今的LAN主要是Ethernet

•交换机互联形成

■点到点信道、MeSh结构

•通信子网（主机之间的通信由交换机转发）

•一般交换机具有了广域接口

/.LAN与WAN的范围越来越模糊

K25

1.2.4计算机网络的分类

城域网MAN：MetropolitanAreaNe

■地理范围较大（几公里~几十公里），

■现今的MAC采用WAN+LAN技术

26

1.2.4计算机网络的分类

无线网络：WirelessNetwork

■通常分为有中心结构和无中心结构两种

-对等(AdHoC)结构：主机之间处于平等的位置，相

-有中心(基站式)的结构：主机之间的通信必须由中

中心点

尸工η■1]

牙

对等结构有中心的结

27

接入网

■如何接入到网络上去？

■住宅接入

■企业网(园区网)接入

-移动接入

■关心的内容

■接入的速率(bitpersecond)

-独享还是共享接入

28

接入网

-住宅接入

■ADSL：asymmetricdigitalsubscriber

■住宅到网络（上行）：可达IMbPS

■网络到住宅（下行）：可达8Mbps

-LAN接入：

■Ethernet,IOOMbps

-与其它住宅用户共享到ISP的通信能力

-拨号接入

■56Kmodem

■ISDN接入

>128Mbps

■HFC：光纤/同轴电缆混合

■CATV信道，

■上行工OMbPs,下行IMbPS

29

接入网

-企业网（园区网）接入

-企业网络内部：LAN

-接入到ISP

■LAN：IOOM,1000M

■专线接入（FR,DDN,光纤）

接入网

■移动接入

■共享无线信道接入

■WirelessLANs

-IEEE802.11b,IlMbps

-IEEE802.11g,54Mbps

■Wideareawireless

access

■wirelessaccesstoISP

routerviacellular

network

31

124计算机网络的分类

不同计算机网络的共同特性

-不同的网络具有不同的通信模式

-同一个网络具有相同的协议

■主机之间

-可以直接通过介质连接

-也可以通过通信子网连接

-能够相互通信

★

32

Internet是什么网络?

是一•种网际网或叫互联的网络

Internet是一个广域网、城域网和局域

Internet网络结构

Backbone

InternetPhysicalstructure

National/internationalBackboneprovider

(NBPs)

■Interconnected(peer)witheachothervia

NetworkAccessPoints(NAPs)N

-WAN

RegionalISP(InternetServiceProvider)

■ConnectintoNBP

■LAN

LocalISP

■CgTneCtintoRegionalISP

■AccessNetwork(接入网)

^let^^^orki^ΛaP|*GlobecityNodesasof11/99

^—-

5Vgasf^g,

V吗二*—d。AΓLΛWΠCOCLAN

MDnCD

RXlCOCtty"

，哈密绛‘・・♦*・••・・••・・••・

PACIHCOCEAN

INDIANOCEAN

yMAA

35

形象化的Internet

元®vt的互

达也<®/■化

K示TIW用一小6

1.2.5计算机网络的应用

网络应用模型

■Client-ServerModel(C∕SMo

-客户一服务器模型

■Peer-to-PeerModel(P2PMod

■对等模型

客户端-服务器（C/S）模式

-典型的网络应用都是由两个

部分组成：客户端和服务器

-一般客户端从服务器请求服

务

■服务器向客户端提供所请求

的服务

C/SModel

■当用Web浏览器访问WWW.时

t39

C/SModel

-Web浏览时我们需要两种服务器

-DNS月艮务器

-用以解析Web站点的域名与地址

-多个Web服务器

-Client在多个Web服务器间游动，浏览

-绝大部分网络的应用都采用C/S模

-包括：电子商务、电话、游戏、Q

-C/S模型的主要形态为BrOWSeiV

■静态/动态页面、交互式页面

P2PModel

-不存在固定的客户和服务器角色

网络应用程序:一些术语

进程(ProCess):主机中■用户代理

软件进程,是

运行中的程序.

和网络之间

■在同一主机中，两个进

程通常使用进程间通信■实现应

(由OS管理).-Web:浏

■而运行在不同主机上的■E-mail:

进程则使用应用层协议Foxmail

进行通信■流媒体

42

服务器的两种工作方式

■循环方式(iterativemode)...

机中一次只运行一个服务器进程

多个客户进程请求服务时，服务

就按请求的先后顺序依次做出响

-并发方式(ConClIrrent)-—在计

同时运行多个服务器进程，而每

务器进程都对某个特定的客户进

响应。

域名系统DNS

(DomainNameSystem)

■因特网主机，路由器：

■IP地址(32bit)-用于数据寻址

■“域名”,e.g.z-

Q：IP地址和域名之间如何映射(转换)

■因特网采用层次树状结构为各主机命

用分布式的域名系统DNS。

■名字到域名的解析是由若干个域名服

完成的。运行该程序的机器称为域名

44

因特网的域名结构

■任何一个连接在因特网上的主

都有一个唯一的层次结构的名字

■域名的结构由若干个分量组成

间用点隔开：

….三级域名.二级域名.顶级

-各分量分别代表不同级别的域

45

顶级域名TLD

(TopLevelDomain)

(1)国家顶级域名nTLD：如：.cn表示中

示美国IIk表示英国，等等。

(2)通用顶级域名gTLD：最早的顶级域

.com表示公司企业

.net表示网络服务机构

.org表示非赢利性组织

.edu表示教育机构(美国专用)

.gov表示政府部门(美国专用)

.mil表示军事部门(美国专用)

46

因特网的名字空间

顶级域名

coopinfobizaerocomnetorgedugovmi

二级域名

bjorgnet

三级域名fud

四级域名mailscieteacher•••

授权域名服务器

-因特网划分为若干个域名服务器管辖区

并在各管辖区中设置相应的授权域名服

域abc・com督根

递归查询

''树根"

.edu顶级dns.com

域名服务器■.com

^B域名服

本地域名服务器

dns.abc.com

授权域名服务器

④t.

的I

本地域名服务器

dns.y.abc.com.XyZ.com

授权域名服务器，

49t.y.abc.com

50

文件传送协议FTP

-将文件从一台计算机中复制到另一台

远的计算机中。

■看似简单，其实困难。原因是众多的

的文件系统多达数百种，差别很大。

■计算机存储数据的格式不同。

■文件的目录结构和文件命名的规定不同

-对于相同的文件存取功能，操作系统使

-访问控制方法不同。

51

FTP特点

-文件传送协议FTP只提供文件传送

本的服务，它使用TCP可靠的传输服

■主要功能是减少或消除在不同操作系

文件的不兼容性。

-FTP使用客户/服务器方式。一个F

进程可同时为多个客户进程提供服务

-FTP的服务器进程由两大部分组成：

程，负责接受新的请求；另外有若干

程，负责处理单个请求。

52

服务器主进程

■打开端口（缺省端口号为21）

进程能够连接上。

-等待客户进程发出连接请求。

-启动从属进程处理客户进程发来

从属进程处理完毕后即终止，但

程在运行期间还可能创建其他子

-回到等待状态，继续接受其他客

发来的请求。主进程与从属进程

是并发地进行。

FTP使用的两个TCP连接

客户端数据连接服

54

电子邮件

-把邮件发送到ISP的邮件服务器，放在

箱中，收信人可随时上网到ISP的邮件

行读取。

■使用方便，传递迅速，费用低廉

■可传送文字信息、声音和图像等

55

电子邮件主要组成构件

■用户代理UA(USerAgent)是用户与

统的接口。

-用户代理的功能：撰写、显示和处理

■邮件服务器的功能是发送和接收邮件

信人报告邮件传送的情况(已交付、被

失等)。

-邮件服务器需要使用两个不同的协议

-简单邮件传送协议SMTP用于发送邮件。

-邮局协议POP(PostOfficeProtocol)用

56

电子邮件传输主要流程

（发送邮件）一（发送邮件）

SMTP小3SMTP邮

册务

（TCP连接F（TCP连接）Ii

（发送邮件）

用户邮

接收端

邮件服务器邮件服务器

57

简单邮件传送协议SMT

-SMTP所规定的是在两个相互通信的

之间应如何交换信息。

-负责发送邮件的SMTP进程就是SM

负责接收邮件的SMTP进程就是SMT

-SMTP通信的三个阶段

-连接建立*在发送主机的SMTP客户

SMTP服务器之间建立的。

■邮件传送

-连接释放：邮件发送完毕后*SMTP应

58

邮件读取协议POP3

邮局协议PoP非常简单*功能有限，

第三个版本POP3O

PoP也使用客户服务器的工作方式。

在接收邮件的用户PC机中必须运行

程序，而在用户所连接的ISP的邮件

则运行PoP服务器程序。

59

邮件读取协议IMAP协议

(InternetMessageAccessProtoco

■用户在自己的PC机上就可以操纵

邮件服务器的邮箱，就像在本地操

■IMAP是一个联机协议。当用户

IMAP客户程序打开IMAP服务器

时，就可看到邮件的首部。若用户

某个邮件，则该邮件才传到用户的

60

网络的通信

-应用的通信

-网络应用只关心与对方的信息交换

.如WWW只关心与Web服务器的通信，不

信过程

-应用关心通信服务的

■时间限制

■数据丢失

■一些鹿用

■一些应用（如语音）容

忍少量的数据丢失游戏等）在

延时下才能

■其它应用（如FrP等）需

要数据传输100%＞可靠

■通信能力

■一些应用（如多媒体）

需要定量的通信能力

■其它应用（如FTP等）需

要通信能力是弹性的

61（尽可能地大）

Transportservicerequirement

commonapps

ApplicationDatalossBandwidthT

filetransfernoIOSSelast

_________e-mailnoIOSSelasticn

WebdocumentsIOSS-tolerantelast

real-timeaudio/videoloss-tolerantaudio:5Kb-1Mbye

______________________________VideO:10Kb-5Mb__

Storedaudio/VideoIOSS-tolerantSameasabovey

MteractivegemasIoSS-tolerantfewKbpsupy

financialappsnolosselasticy

62

网络的通信

■Trafficsofsomeapplication

Datarate

Ratelimit

Web浏览，突发速

每次点击触发流量

AUdiO,低平稳流

游戏，突发小流量

Video,高平稳流

FTP,弹性流量，

网络的通信

■网络层面

-关心如何使得任意HoSt间随时随地都能进

-让任意HoSt不考虑网络结构

■实现与其它任一host的通信（uni-cast,

■实现与某些HOSt的通信（MUlti-cast,多

-实现与特定范围内所有HoSt的通信（broad

64

网络的通信

■网络层面

-关心从哪条路可以把数据送到目的地

■不同的路有各自的信道技术

■整条路上可能经过多种信道

网络的通信

■网络节点（路由器）形成网孔状（mesh）

结构的网络

■基本问题：数据是如何穿越网络的？

■两种通信体制：

■CirCUitSWitCh（电路交换）

■为每个通信提供专线形式，如电话通信

■Packetswitch（分组交换）

-数据分成离散的小块（PaCket）分别穿越网络

66

Circuitswitching

-为端到端的某个通信需求(CaH)预

-需要呼叫建立的处理

■预留信道资源、节点交换处理能力

-资源独享

Circuitswitching

■信道资源按预定规则分成若干"

■FDM：Frequencydivision频分多

■TDM：TimeDivision时分多路

■为呼叫分配资源"小片”

-呼叫独享分配到的"小片"，"小

空闲，也不会被其它呼叫占用

TDM：

FDM：—

所有的园分

特定的发送

68

PacketSwitching

■端到端的数据分割成若干小块（Pa

传递

-各个通信的PaCket共享网络（信道、

■每个PaCket传输时占用全部信道资

Packets

组在节点内排队，等待发送

Storeandforward存储转发

Packet从一个节点进入另一个节点

PacketSwitchingvs.

Circuitswitching

CircuitswitchingPacketswitching

I^KI口

通信能力：通信能力：

•每个通信的最大通信能力=分配到的通•每个通信的最大通

信资源（即使没有其它通信）大可用满所有资源（若

资源保障：资源保障：

•独享方式，端到端的通信资源有保证•多个通信的需求可

•新的呼叫可能因资源缺乏而被拒绝用资源的结果造成通信

资源利用：•新的通信总可以参

•网络上有很多空闲资源得不到利用在被拒绝的问题

用户接纳：资源利用：

•资源划分限制了接纳的用户数•弹性的通信能力，

用户接纳：

•基本上不存在用户

70求限制J用J‘数）

PacketSwitchingvs.

Circuitswitching

・IOMbPS链路

-每个用户

>通信时需要IMbPS

■通信时间占10%>N个用户二W]

■Circuitswitching

■10个用户（性能有保障）

■Packet-switching

■35个用户，多于10个用户同时使用网络的

可能性＜0.004（性能得不到保障的可能

性）

讨论：

•分组交换与TDM在传输上的差别，

•分组交换和电路交换对话音、视频、FTP等业务质量的影响

•嘴&的拥塞（congestion）、通信的可靠性

Packetswitching-Forwardin

-如何将每个PaCket从源端传送到目的端

■Datagramnetwork数据报网络

■每个PaCket都携带有目的地址

-中间节点根据目的地址确定转发链路

-不需要事先建立传输路径

■VirtUalCirCUitnetvVork虚电路网络

-用呼叫确定一条后续PaCketS传输的固定路径

-PaCket携带Tag（虚电路ID）,节点用tag确定转发

-节点登记和维持每个虚电路的状态

-"虚”的含义：只有传送分组时才占用物理电路

■讨论

■Datagramnetwork的通信特点

■VirtualCircuitnetwork的通信特点

72

分组交换——数据报VS虚电路

-数据报方式

-不能保证时延和时延抖动，是一种

方式

■特别适合突发的数据传输，不适合实

■虚电路方式

-一条物理电路可以同时建立多条虚电

-同一虚电路的分组通信路径相同，故

■适合实时业务的传输

网络的通信

■信道传输层面

-处理具体的传输细节

-bit的波形信号表示

■信号的光、电、电磁波变换

-发送和接收

0011001010010111

74

计算机网络的重要性能指标

带宽(Bandwidth)

:是在一段特定的时间(

内网络所能传送的比特数。

■e.g.某网络的带宽为IoMbPS

-而一般带宽的字面定义是频带宽度的

■BandWidth表示网络的可用带宽

■吞吐量(Throughput)表示网络的测

★

75

计算机网络的重要性能指标

端到端的时延（delay

■指数据从一个端系统通过网络（或

到另一个端系统所需要的时间

■时延包括：

-发送时延

-传播时延

■处理时延

-总时延=发送时延+传播时延+处理

76

计算机网络的重要性能指标

端到端的时延（delay）

■发送时延

-指发送者在发送数据时，使数据进入到传输

-即从第一个bit发送始到最后一个bit发送毕

数据长度（bit）

发送时延=

发送速率（bits∕s）◄----也

显然：长度一定，发送速率越快发送

★

77

计算机网络的一个重要性能指标

端到端的时延（delay）

■传播时延

-指电磁波在信道中传播一定距离需要花费的

信道长度（km）

传播时延=

电磁波在信道上的传播速率（k

■电磁波的传播速率：

■在自由空间：3.0×105km∕s

・在铜线中：2.3×105km∕s

-在光纤中⅛2.0×105km∕s

★

78

计算机网络的重要性能指标

端到端的时延（delay）

■处理时延

-指节点为存储转发数据而进行的必要

时间

■通常主要指数据在缓存队列中等待发

■时延的长短取决于当时的节点当时的通

-如果数据丢失相当于处理时延为无穷大

★

79

计算机网络的重要性能指标

三种时延的分析

节点A发送器节

-为了简化分析，通常只考虑占主导地位的时

-具体场合，占主导的时延并不相同

-特别注意：端到端的延时包括所有节点之间

★

80

计算机网络的重要性能指标

不同情况下占主导时延的分析

■假设以下两例暂不考虑处理时延

■例工：数据长度为工Xl08bit,在传输速率为

离为U)Om的铜线上传输的情况

■发送时延=IX108b∕IMb/S=IOoS

・传播时延=IOOm∕2.3Xl()5km∕s=4.35X10-6s

-显然发送时延占主导

■例2：数据长度为IObit,在传输速率为100M

为IOOOkm的光纤上传输的情况

■发送时延=10b∕100Mb∕S=IO-7s

■传播时延=IOOOkm∕2X105km∕s=5XIO,S

■显然传播时延占主导

81

计算机网络的重要性能指标

值得注意的概念

-通常说光纤信道传输速率高

-是指光纤信道的发送速率很高

■而非传播速率高（是一个定值）

■传播速率与传输速率没有关系

-一个错误的观念：

-"在高速率数据链路上，bit应该比在

路上跑得更快”

★

82

1.2.6计算机网络研究的问题

■应用技术

■多媒体、

-网络安全

■数据加密

■身份认证

-入侵检测

-网络管理

■配置、性

帐、安全

1.3计算机网络体系结构

■计算机网络的分层概念

-计算机网络体系结构

■体系结构的重要术语

★

分层结构的产生

■计算机网络的目的是为了相互通僵

■相互通信非常复杂：

■传输什么？何时传输？怎样传输？

■复杂问题简单化的策略

■功能分解

-模块化

-分层结构的产生

-以分层方法研究计算机网络各层的功能、接

85

通信的处理

应用的问题

-是否要为每种应用定制针对每种介

■显然不应该，但如何应对？

86

通信的处理

网络节点的结构

■Router具有多个接口

-各个接口可以采用不同的信道类型

-Route内部如何处理这些接口间的数

便阕电缆光纤I

通信的处理

■应用层面的处

■分层来处理

理疆

-应用层不需

处理过程，

层次提供与

务

-回忆：应

方的信息

-用运输层来

的通信服务

接口

88

通信的处理

-网络节点的处理：网络层

■对来自各个接口的数据进行选路，并

的接口上再送出去

■注意：各接口可能因传输技术的不同

形式会有所不同

-网络层需要能够辨识数据才能进行选路

■显然，各接口上还需要对收到的数据进

才能送到网络层

NetworkL

'嬲^⅛(¾

89

通信的处理

-信道传输的处理

■物理层

■传输介质的接口与bit传输与接收

-数据链路层

■数据块的组成、数据块收发

IDataLinkj

Transmissionmedium(Channel)

90

ROUter和End-SyStem的层次

End-System(1phy.interface)Router(nph

Network

NetworkLayer

DataLinkDataLi

接口1接口2

91

网络的层次模型

请求页面

X≡---------1X

物理模型

ApplicationApp

TransportTra

NetworkNetworkNetwork∣INe

DataLinkD[ataLinkEagjnkDa

PhysicalphysicalPhysicalPh

Il∖⅞dia^6卜Media-BMediZ-C

层次模型

■回忆：Web浏览的通信

92

逻辑通信与物理通信

■逻辑通信

■应用层组成Web请求数据，

APPliCatiOn

送到对端的应用层，对端的TranSPort

应用层回答Web的内容数据NetWork

■实际上，应用层将数据、连DataLink

PhySiCal

同对端的地址交给运输层。

WebR

■运输层从应用层得到数据后,

送到对端的运输层上

■类似的，运输层与对端的通信

也是逻辑通信NetWOrk

DataLink

PhySiCal

93

逻辑通信与物理通信

■物理通信

-数据实际传输的途径APPIiCdtion

Transport

Network

DataLink

Physical

NetWCr

DataLink

Physicai

94

逻辑与物理通信模型

■水平线：对等层间的逻辑通信

■垂直线：实际数据的传递途径

End-systemIntermediatesystemEnd-

i

ApplicationAPP

TransportTra

Network----^--------------------►I+-Ne

∣

DateLinkEataLiikDataLink而

sicalPhysic，—Jcal+∣Ph

95

数据封装

■A把WebReq送到B的过程

■A-httpfB-Web的逻辑通信

■A的http把WebReq内容组成数据(Data),连同对方

传输要求等信息，递交给TranSPOrt,要求TranSPOrt

Web±

■A-Transport÷B-Transport的逻辑通信

■TranSPort需要在data上附加一些辅助信息(称为Tra

表示为HT,如对方Web端口、数据长度等)以便对方的

识别和正确施送该data到App⅛⅛Web上

■与APP相似，TranSPort也是将HT+Data作为数据块

层实现运送

■下面各层的过程类似，直到把数据送到物理介

WebReq

Dat

Tra

HτData

数据封装一示例

■点击WWW∙时

HτData

请求报文

041510050GET/HTTP/1.1

40607052Accept:image/gif,image/x-bitmap,...,*/*

685820bbAccept-Language:zh-cn

5