电子商务网络技术基础第一章

电子商务网络技术基础电子商务网络技术基础授课人：蓝秋萍学习目的与要求：计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，网络技术对信息产业的发展有着深远的的产物，网络技术对信息产业的发展有着深远的影响。本章在介绍网络形成与发展历史的基础上，影响。本章在介绍网络形成与发展历史的基础上，对网络的定义、分类与拓扑构型对网络的定义、分类与拓扑构型等问题进行系统等问题进行系统的讨论，并以典型的计算机网络与数据通信服务的讨论，并以典型的计算机网络与数据通信服务为例，对网络在企业、机关信息管理与个人信息为例，对网络在企业、机关信息管理与个人信息服务中的各种应用进行探讨，以帮助读者对计算服务中的各种应用进行探讨，以帮助读者对计算机网络技术及应用有一个全面和准确的认识。机网络技术及应用有一个全面和准确的认识。n1.1.1计算机网络的定义计算机网络的定义n1.1.2 计算机网络的功能计算机网络的功能n1.1.3计算机网络的组成计算机网络的组成n1.1.4计算机网络的分类计算机网络的分类n得到普遍认可的定义：得到普遍认可的定义：计算机网络是把一定地理范计算机网络是把一定地理范围内的计算机通过通信线路互相连接起来，在特定围内的计算机通过通信线路互相连接起来，在特定的通信协议和网络系统软件的支持下，彼此互相通的通信协议和网络系统软件的支持下，彼此互相通信并共享资源的系统。信并共享资源的系统。n从以下几个方面来理解从以下几个方面来理解:计算机网络中至少拥有计算机网络中至少拥有两台以上两台以上的计算机。的计算机。传输媒体传输媒体和和通信设备通信设备把若干台计算机连结到了一起。把若干台计算机连结到了一起。把多台计算机连接在一起，形成一个网络，是为了把多台计算机连接在一起，形成一个网络，是为了资源资源共享共享。为了正确地通信，需要有一个共同遵守的约定为了正确地通信，需要有一个共同遵守的约定通信协通信协议议。问题：平时大家都用网络做什么？你觉得网络应该有些什么功能才能更好为我们所用？n计算机网络的功能可归纳为计算机网络的功能可归纳为信息交换、资源信息交换、资源共享、分布式处理共享、分布式处理等方面。这些方面的功能等方面。这些方面的功能本身也是相辅相成的。本身也是相辅相成的。l硬件资源硬件资源：由于网络中某些计算机及其外围：由于网络中某些计算机及其外围设备价格昂贵，如巨型计算机、激光打印机、设备价格昂贵，如巨型计算机、激光打印机、大容量磁盘等，采用计算机网络进行资源共大容量磁盘等，采用计算机网络进行资源共享可以减少硬件设备的重复购置，从而提高享可以减少硬件设备的重复购置，从而提高设备的利用率；设备的利用率；l软件资源软件资源：软件共享避免了软件的重复购置：软件共享避免了软件的重复购置或重复开发，从而达到降低成本，提高效率或重复开发，从而达到降低成本，提高效率的目的；的目的；l信息资源信息资源：用户数据也是一种非常有价值的：用户数据也是一种非常有价值的资源，通过网络可以达到全网用户的共享，资源，通过网络可以达到全网用户的共享，以提高信息的利用率。（如数字图书馆）以提高信息的利用率。（如数字图书馆）二、资源共享：包括软件和硬件软件资源共软件资源共享享软件资源软件资源共享共享硬件资源硬件资源共享共享l在计算机网络中，可以将某些大型处理任务在计算机网络中，可以将某些大型处理任务分解为多个小型任务，从而分配给网络中的分解为多个小型任务，从而分配给网络中的多台计算机分别处理，如多台计算机分别处理，如分布式数据库系统分布式数据库系统。l此外，利用计算机网络技术还可以把许多小此外，利用计算机网络技术还可以把许多小型机或微机连接成具有大型机处理能力的高型机或微机连接成具有大型机处理能力的高性能计算机系统，使其具有解决复杂问题的性能计算机系统，使其具有解决复杂问题的能力，如能力，如网格计算（网格计算（Grid ComputingGrid Computing）技术、技术、云计算等云计算等。n4个人共同完成4*100m项目，即每人分别跑100m。n什么是分布处理：多台计算机共同完成一个项目，每台计算机负责一部分数据处理任务。n1.3.1网络服务网络服务n1.3.2传输媒介传输媒介n1.3.3通信协议通信协议n主要功能：主要功能：为网络工作站上的用户提供共享资源为网络工作站上的用户提供共享资源管理网络文件系统管理网络文件系统提供网络打印服务提供网络打印服务处理网络通信处理网络通信响应工作站上的网络请求响应工作站上的网络请求n类型：文件服务器、通信服务器、计算服务类型：文件服务器、通信服务器、计算服务器、打印服务器，应用服务器等。器、打印服务器，应用服务器等。l传输媒介也称为传输介质，它传输媒介也称为传输介质，它负责将计算机负责将计算机网络中的多种设备连接起来网络中的多种设备连接起来，提供数据传输，提供数据传输的物理通路。的物理通路。l传输媒介可分为两大类：传输媒介可分为两大类：导向传输媒介导向传输媒介和和非非导向传输媒介导向传输媒介。导向传输媒介包括双绞线、。导向传输媒介包括双绞线、同轴电缆和光缆等；而非导向传输媒介包括同轴电缆和光缆等；而非导向传输媒介包括无线电、微波和卫星通信等。无线电、微波和卫星通信等。l不同的传输媒介具有不同的不同的传输媒介具有不同的传输速率传输速率和和传输传输距离距离，可以支持，可以支持不同类型的网络不同类型的网络。l双绞线也称为双扭线，双绞线也称为双扭线，是一种最古老也最常用是一种最古老也最常用的传输媒体。把的传输媒体。把4 4对相互对相互绝缘的铜线并排放在一绝缘的铜线并排放在一起，用规则的方法两两起，用规则的方法两两绞合在一起就构成了双绞合在一起就构成了双绞线绞线 。l双绞线价格便宜、安装双绞线价格便宜、安装容易、使用方便，因此容易、使用方便，因此使用十分广泛。使用十分广泛。内导体芯线内导体芯线绝缘绝缘箔屏蔽箔屏蔽铜屏蔽铜屏蔽外套外套n以屏蔽提高其抗电磁干扰能力 3类类4类类5类，超类，超5 5类类l同轴电缆由内导体（单根同轴电缆由内导体（单根铜质芯线）和外导体（园铜质芯线）和外导体（园柱形金属网导体）组成，柱形金属网导体）组成，内导体和外导体之间由绝内导体和外导体之间由绝缘材料隔开，外导体外部缘材料隔开，外导体外部是一层绝缘保护套。是一层绝缘保护套。l同轴电缆具有质量稳定、同轴电缆具有质量稳定、寿命长、通信容量大、传寿命长、通信容量大、传输距离长、抗干扰能力强、输距离长、抗干扰能力强、可靠性高和维护方便等特可靠性高和维护方便等特点，在有线传输中使用十点，在有线传输中使用十分广泛。分广泛。绝缘层绝缘层铜芯铜芯外导体屏外导体屏蔽层蔽层保护保护套套l同轴电缆按其阻抗特性可分为两类：同轴电缆按其阻抗特性可分为两类：5050同同轴电缆轴电缆和和7575同轴电缆同轴电缆。l5050同轴电缆也称为同轴电缆也称为基带同轴电缆基带同轴电缆，适合于，适合于在数据通信中传输基带数字信号，计算机局在数据通信中传输基带数字信号，计算机局域网中广泛使用域网中广泛使用5050同轴电缆作为物理传输同轴电缆作为物理传输媒介。媒介。l7575同轴电缆也称为同轴电缆也称为宽带同轴电缆宽带同轴电缆，主要用，主要用于模拟传输系统，它是有线电视系统（于模拟传输系统，它是有线电视系统（CATVCATV：Cable TelevisionCable Television）中的标准传输电缆。中的标准传输电缆。l光纤光纤即光导纤维，采用非常细、透明度较高、即光导纤维，采用非常细、透明度较高、可弯曲的石英玻璃纤维作为纤芯，外涂一层可弯曲的石英玻璃纤维作为纤芯，外涂一层低折射率的包层和保护外壳。低折射率的包层和保护外壳。l光缆光缆由一组光纤外加包带层和外护套组成。由一组光纤外加包带层和外护套组成。它具有通信容量大、传输损耗小、中继距离它具有通信容量大、传输损耗小、中继距离长、抗雷电和电磁干扰性能好、无串音干扰、长、抗雷电和电磁干扰性能好、无串音干扰、保密性好、体积小、重量轻等优点。保密性好、体积小、重量轻等优点。l光纤分为光纤分为多模光纤多模光纤和和单模光纤单模光纤两类。两类。l多模光纤中存在着许多条不同角度入射的光多模光纤中存在着许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，它只适合于近距离传线在一条光纤中传输，它只适合于近距离传输。输。l单模光纤指光纤的直径小到只有一个光的波单模光纤指光纤的直径小到只有一个光的波长，光波以直线方式传输。单模光纤制造起长，光波以直线方式传输。单模光纤制造起来成本较高，但它的衰耗较小，适合于远距来成本较高，但它的衰耗较小，适合于远距离传输。离传输。l无线传输媒体无线传输媒体利用无线电波在自由空间的传播利用无线电波在自由空间的传播来实现信息的传输来实现信息的传输，常用于有线铺设不便的特，常用于有线铺设不便的特殊地理环境，或者作为地面通信系统的备份和殊地理环境，或者作为地面通信系统的备份和补充；另外利用无线传输媒体进行信息的传输，补充；另外利用无线传输媒体进行信息的传输，也是实现在运动中通信的唯一手段。也是实现在运动中通信的唯一手段。l无线传输所使用的频段很广，人们目前已经利无线传输所使用的频段很广，人们目前已经利用了好几个波段进行通信。在数据通信中使用用了好几个波段进行通信。在数据通信中使用最多的是最多的是无线电微波通信无线电微波通信。微波通信有微波通信有地面微地面微波接力通信波接力通信和和卫星通信卫星通信两种主要方式。两种主要方式。l地面微波接力通信在一个无线传输信道的两地面微波接力通信在一个无线传输信道的两个终端之间设立若干个个终端之间设立若干个中继站中继站，其功能是，其功能是把把前一站送来的信号经过放大后发送到下一站前一站送来的信号经过放大后发送到下一站。n两个地面站之间传送n距离：50-100 kml卫星通信可以看成是一种特殊的微波接力通卫星通信可以看成是一种特殊的微波接力通信，信，使用地球同步卫星作为中继站来转发微使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号波信号，其特点是容量大、传输距离远、可，其特点是容量大、传输距离远、可靠性高。靠性高。n使用微波n使用转发器接收和转发 红外线红外线用于用于短距离通信短距离通信，如电视、录象机等的遥控，如电视、录象机等的遥控也可用于无线也可用于无线LAN缺点：不能穿透固体缺点：不能穿透固体 激光激光应用：在屋顶用激光连接两个建筑物的应用：在屋顶用激光连接两个建筑物的LAN缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响n1.3.1按地理范围分类按地理范围分类n1.3.2按传输速率分类按传输速率分类1.3.1 网络分类方法网络分类方法按照地理范围划分按照地理范围划分广域网（广域网（WAN）、城域网（）、城域网（MAN）和局域网）和局域网（LAN），如表），如表1-1所示所示 表表1-1 计算机网络分类计算机网络分类分布的距离分布的距离 覆盖的范围覆盖的范围 网络的种类网络的种类 1公里公里 房间、建筑物、校园等房间、建筑物、校园等 局域网局域网 10公里公里 城市城市 城域网城域网 100公里公里 国家国家 广域网广域网 1000公里公里 洲或洲际洲或洲际 互联网互联网局部范围内使用局部范围内使用局部范围内使用局部范围内使用局部范围内使用局部范围内使用一个城市范围内使用一个城市范围内使用全国范围内使用全国范围内使用全球范围内使用全球范围内使用地球村网吧地球村网吧n1计算机网络拓扑的定义计算机网络拓扑的定义 1)拓扑结构与计算机网络拓扑拓扑结构与计算机网络拓扑 2)网络拓扑的定义网络拓扑的定义 3)网络拓扑的用途网络拓扑的用途 拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变过来的。拓扑学首先把实体的线路抽象成线，而研究点、线、面之间的关系。计算机网络拓扑是通过网中节点或节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映同一网络中各实体的结构关系。拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。计算机网络拓扑定义计算机网络拓扑的分类 计算机网络拓扑结构 星型拓扑结构 总线型拓扑结构 环型拓扑结构 树型拓扑结构 复合型型拓扑 网状拓扑结构“星-环”式混合型拓扑“星-总”式混合型拓扑 2)基本网络拓扑结构类型图例基本网络拓扑结构类型图例l通过一条通信线路将所有的入网计算机连接通过一条通信线路将所有的入网计算机连接起来，从而形成一条起来，从而形成一条共享的信道共享的信道，这条共享，这条共享信道就称为信道就称为总线总线。l总线型结构是总线型结构是局域网局域网中经常使用的一种拓扑中经常使用的一种拓扑结构。结构。l优点：结构简单、信道利用率高、价格便宜、优点：结构简单、信道利用率高、价格便宜、安装容易、扩展方便。安装容易、扩展方便。l缺点：一个时刻只能有一个节点发送数据，缺点：一个时刻只能有一个节点发送数据，网络的延伸距离以及网络所能容纳的总节点网络的延伸距离以及网络所能容纳的总节点数受到限制，并且总线上只要有一个节点出数受到限制，并且总线上只要有一个节点出现连接故障，就会影响整个网络的正常运行。现连接故障，就会影响整个网络的正常运行。l将入网计算机通过通信线路连接起来形成一将入网计算机通过通信线路连接起来形成一个个闭合的环闭合的环。在该拓扑中，线路是共用的，。在该拓扑中，线路是共用的，数据一般按数据一般按固定方向单向固定方向单向流动，每个收到数流动，每个收到数据包的节点都向它的下游节点转发该数据包。据包的节点都向它的下游节点转发该数据包。l环型结构也多用于环型结构也多用于局域网局域网中。中。l优点：传输控制机制较为简单，网络的最大优点：传输控制机制较为简单，网络的最大传输时延固定，实时性强。传输时延固定，实时性强。l缺点：可靠性差，当环上的一个节点出现故缺点：可靠性差，当环上的一个节点出现故障时就会终止全网的运行。在某些网络中为障时就会终止全网的运行。在某些网络中为了克服可靠性差的问题采用了双环结构。了克服可靠性差的问题采用了双环结构。l每一个入网计算机都每一个入网计算机都通过单一的通信线路与通过单一的通信线路与中心交换节点直接相连中心交换节点直接相连。其中，中心交换节。其中，中心交换节点是唯一的转接节点。其他任何两个节点之点是唯一的转接节点。其他任何两个节点之间不能直接通信，它们之间的通信必须通过间不能直接通信，它们之间的通信必须通过中心交换节点转发。中心交换节点转发。l星型拓扑具有一定的星型拓扑具有一定的集中控制功能集中控制功能，常用于，常用于局域网局域网中。中。l优点：结构简单、建网容易且易于管理、控优点：结构简单、建网容易且易于管理、控制相对简单。制相对简单。l缺点：采用集中控制，中心交换节点的处理缺点：采用集中控制，中心交换节点的处理负担过重，当其发生故障时会导致全网瘫痪，负担过重，当其发生故障时会导致全网瘫痪，可靠性差；另外，每一节点均通过专用线路可靠性差；另外，每一节点均通过专用线路与中心节点相连，线路利用率较低，信道容与中心节点相连，线路利用率较低，信道容量浪费严重。量浪费严重。l是星型结构的一种变形，采用了是星型结构的一种变形，采用了分层结构分层结构。l该拓扑中除了最下层叶子节点之外的所有根该拓扑中除了最下层叶子节点之外的所有根节点和子树节点都是转接节点，可以为其他节点和子树节点都是转接节点，可以为其他节点转发数据。节点转发数据。l树型结构在树型结构在局域网局域网和和广域网广域网中均有使用。中均有使用。l它与星型结构相比，节省了通信线路，降低它与星型结构相比，节省了通信线路，降低了建网成本，提高了可扩展性，但增加了网了建网成本，提高了可扩展性，但增加了网络的复杂性。络的复杂性。l缺点：对高层节点和链路的可靠性要求较高，缺点：对高层节点和链路的可靠性要求较高，一旦出现故障将影响到其所在支路网络的正一旦出现故障将影响到其所在支路网络的正常工作。常工作。l又称为又称为分布式结构分布式结构，是由分布在不同地点并，是由分布在不同地点并且具有多个终端的节点机相互连接而成的。且具有多个终端的节点机相互连接而成的。l网状结构又分为网状结构又分为全连接网状结构全连接网状结构和和不完全连不完全连接网状结构接网状结构两种形式。两种形式。全连接网状结构全连接网状结构：每一个节点与网中的其：每一个节点与网中的其他节点均通过通信线路连接；他节点均通过通信线路连接；不完全连接网状结构不完全连接网状结构：两个节点之间不一：两个节点之间不一定有直接通信线路连接，它们之间的通信定有直接通信线路连接，它们之间的通信需要通过其他节点转接。需要通过其他节点转接。l网状结构一般用于网状结构一般用于广域网广域网中。中。l优点：节点之间存在多条路径，碰撞或阻塞优点：节点之间存在多条路径，碰撞或阻塞的可能性大大减少，局部的故障不会影响整的可能性大大减少，局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高，网络扩充比个网络的正常工作，可靠性高，网络扩充比较方便，主机入网比较灵活。较方便，主机入网比较灵活。l缺点：网络控制机制比较复杂，线路增多使缺点：网络控制机制比较复杂，线路增多使建网成本增加。建网成本增加。l复合型结构是前面两种或两种以上拓扑结构复合型结构是前面两种或两种以上拓扑结构的组合。在实际组网中经常使用的一种复合的组合。在实际组网中经常使用的一种复合型结构是将型结构是将网状结构网状结构与与树型结构树型结构或或星型结构星型结构组合起来。组合起来。拓扑的选择需考虑的因素主要有：4.2.3 拓扑的选择（1）网络既要易于安装，又要易于扩展。（2）网络的可靠性是考虑选择的重要因素。要易于故障诊断和隔离，以使网络的主体在局部发生故障时仍能正常运行。（3）网络拓扑的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定，这些因素又会影响各个站点的运行速度和网络软、硬件接口的复杂性。总之，一个网络拓扑结构，应根据需求，综合诸因素作出合适选择；要整体磨合，不能顾此失彼。1.3.1 1.3.1 网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念 网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。广泛采用的是国软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。广泛采用的是国际标准化组织（际标准化组织（ISOISO）在）在19791979年提出的开放系统互连（年提出的开放系统互连（OSIOSI，Open System InterconnectionOpen System Interconnection）的参考模型。目前常见）的参考模型。目前常见的网络体系结构有的网络体系结构有FDDIFDDI、以太网、令牌环网和快速以太网、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看，网络体系结构的关键要素是协等。从网络互连的角度看，网络体系结构的关键要素是协议和拓扑。议和拓扑。OSIOSI参考模型就是分层模型，参考模型就是分层模型，OSIOSI参考模型用物参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层应用层7 7个层次描述网络的结构，它的规范对所有的厂商是个层次描述网络的结构，它的规范对所有的厂商是开放的，具有指导国际网络结构和开放系统走向的作用，开放的，具有指导国际网络结构和开放系统走向的作用，它直接影响总线、接口和网络的性能它直接影响总线、接口和网络的性能nOSIOSI参考模型是把开放式系统连接起来的标准参考模型是把开放式系统连接起来的标准,它将计算机网它将计算机网络分为络分为7 7层，如图层，如图1-141-14所示所示图图1-14 ISO/OSI参考模型参考模型APDUPPDUSPDUTPDU报文报文帧帧比特比特数据单位数据单位层层主机主机B主机主机A7654321物理层协议物理层协议数据链路层协议数据链路层协议网络层协议网络层协议传输层协议传输层协议会话层协议会话层协议表示层协议表示层协议应用层协议应用层协议应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层物理层物理层1 1物理层物理层 物理层（物理层（physical layerphysical layer）的主要功能）的主要功能是完成相是完成相邻节点之间原始比特流的传输邻节点之间原始比特流的传输 物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和过程特性，以及物理层接口连接的传输、功能和过程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题。还涉及到通信工程领域内的一些问介质等问题。还涉及到通信工程领域内的一些问题题2 2数据链路层数据链路层 数据链路层（数据链路层（data link layerdata link layer）的主要功能）的主要功能是如是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传输。何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传输。数据链路层完成的是网络中相邻节点之间可靠的数据链路层完成的是网络中相邻节点之间可靠的数据通信。为了保证数据的可靠传输，发送方把数据通信。为了保证数据的可靠传输，发送方把用户数据封装成帧（用户数据封装成帧（frameframe），并按顺序传送各帧），并按顺序传送各帧3 3网络层网络层 网络层（网络层（network layernetwork layer）的主要功能）的主要功能是完成网络中主机是完成网络中主机间的报文传输间的报文传输，其关键问题之一是使用数据链路层的服务，其关键问题之一是使用数据链路层的服务将每个报文从源端传输到目的端将每个报文从源端传输到目的端 4 4传输层传输层 传输层（传输层（transport layertransport layer）的主要功能）的主要功能是完成网络中不是完成网络中不同主机上的用户进程之间可靠的数据通信。同主机上的用户进程之间可靠的数据通信。传输层要决定对会话层用户及最终对网络用户应提供什么传输层要决定对会话层用户及最终对网络用户应提供什么样的服务。最好的传输连接是一条无差错的、按顺序传送样的服务。最好的传输连接是一条无差错的、按顺序传送数据的管道，即传输层连接是真正端到端的数据的管道，即传输层连接是真正端到端的 5 5会话层会话层 会话层（会话层（session layersession layer）允许不同机器上的用户之间建）允许不同机器上的用户之间建立会话关系。会话层允许进行类似传输层的普通数据的传立会话关系。会话层允许进行类似传输层的普通数据的传送，在某些场合还提供了一些有用的增强型服务。允许用送，在某些场合还提供了一些有用的增强型服务。允许用户利用一次会话在远端的分时系统上登录，或者在两台机户利用一次会话在远端的分时系统上登录，或者在两台机器间传递文件。器间传递文件。6 6 表示层表示层 表示层（表示层（presentation layerpresentation layer）完成某些特定的功能，对）完成某些特定的功能，对这些功能人们常常希望找到普遍的解决办法，而不必由每这些功能人们常常希望找到普遍的解决办法，而不必由每个用户自己来实现。表示层服务的一个典型例子是用一种个用户自己来实现。表示层服务的一个典型例子是用一种大家一致选定的标准方法对数据进行编码。另外，表示层大家一致选定的标准方法对数据进行编码。另外，表示层还涉及数据压缩和解压、数据加密和解密等工作还涉及数据压缩和解压、数据加密和解密等工作7 7应用层应用层 应用层（应用层（application layerapplication layer）包含大量人们普遍需要的）包含大量人们普遍需要的协议协议 这个协议主要处理文件名、用户许可状态和其他请求细节这个协议主要处理文件名、用户许可状态和其他请求细节的通信。远程计算机上的文件传输进程使用其他特征来传的通信。远程计算机上的文件传输进程使用其他特征来传输文件内容。由于每个应用有不同的要求，应用层的协议输文件内容。由于每个应用有不同的要求，应用层的协议集在集在ISO/OSIISO/OSI模型中并没有定义，但是，有些确定的应用模型中并没有定义，但是，有些确定的应用层协议，包括虚拟终端、文件传输和电子邮件等都可作为层协议，包括虚拟终端、文件传输和电子邮件等都可作为标准化的候选标准化的候选 为进行网络中的为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为即称为网络协议。一个网络协议主要。一个网络协议主要由以下三个要素组成：由以下三个要素组成：（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式）语法，即数据与控制信息的结构或格式；（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；何种动作以及做出何种响应；（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。）同步，即事件实现顺序的详细说明。1.分层分层layering 网络系统体系结构是有层次的，通信协议网络系统体系结构是有层次的，通信协议也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若干子层次，协议各层次有高低之分。干子层次，协议各层次有高低之分。1层N-1NN+1外层2.协调配合协调配合 每一层和相邻层有接口，较低层通过接口向每一层和相邻层有接口，较低层通过接口向它的上一层提供服务，但这一服务的实现细节它的上一层提供服务，但这一服务的实现细节对上层是屏蔽的。对上层是屏蔽的。较高层又是在较低层提供的低级服务的基础较高层又是在较低层提供的低级服务的基础上实现更高级的服务。上实现更高级的服务。n TCP/IPTCP/IP分层模型（分层模型（TCP/IP layering modelTCP/IP layering model）也被称为互）也被称为互联网分层模型（联网分层模型（Internet Layering ModelInternet Layering Model）或互联网参考）或互联网参考模型（模型（Internet Reference ModelInternet Reference Model），包括了五层。），包括了五层。TCP/IPTCP/IP参考模型中有四层对应于参考模型中有四层对应于ISOISO参考模型中的一层或多参考模型中的一层或多层，但层，但ISOISO模型没有互联网层。下面概述每一层的目的。模型没有互联网层。下面概述每一层的目的。OSIOSI参考模型参考模型层描述层描述OSIOSI层号层号TCP/IPTCP/IP层层描述描述应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层进程进程/应用层应用层传输层传输层互联网层互联网层网络接口层网络接口层4 43 32 21 15 56 67 7图图1-15 OSI参考模型和参考模型和TCP/IP参考模型比较参考模型比较1 1基本网络硬件基本网络硬件:如同如同ISOISO七层参考模型一样。七层参考模型一样。2 2网络接口层网络接口层 该层协议规定了怎样把数据组织成帧及计算机怎样在网络该层协议规定了怎样把数据组织成帧及计算机怎样在网络中传输帧，类似于中传输帧，类似于ISOISO七层参考模型的第二层。七层参考模型的第二层。3 3互联网层互联网层 该层协议规定了互联网中传输的包格式及从一台计算机通该层协议规定了互联网中传输的包格式及从一台计算机通过一个或多个路由器到最终目标的包转发机制。它的功能过一个或多个路由器到最终目标的包转发机制。它的功能是使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传向目是使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传向目标（可能经由不同的网络）。互联网层定义了正式的分组标（可能经由不同的网络）。互联网层定义了正式的分组格式和协议，即格式和协议，即IPIP协协(Internet Protocol)(Internet Protocol)。互联网层的。互联网层的功能就是把功能就是把IPIP分组发送到应该去的地方。分组路由和避免分组发送到应该去的地方。分组路由和避免阻塞是这里主要的设计问题。阻塞是这里主要的设计问题。TCP/IPTCP/IP互联网层和互联网层和OSIOSI网络网络层在功能上非常相似。层在功能上非常相似。4 4传输层传输层 该层协议像该层协议像ISOISO七层参考模型的第四层一样，规定了怎样确七层参考模型的第四层一样，规定了怎样确保可靠性传输。它的功能是使源端和目标主机上的对等实保可靠性传输。它的功能是使源端和目标主机上的对等实体可以进行会话。在这一层定义了两个端到端的协议。一体可以进行会话。在这一层定义了两个端到端的协议。一个是传输控制协议个是传输控制协议TCPTCP（transmission control protocoltransmission control protocol），它是一个面向连接的协议，允许从一台机器发出的字），它是一个面向连接的协议，允许从一台机器发出的字节流无差错地发往另一台机器。另一个协议是用户数据报节流无差错地发往另一台机器。另一个协议是用户数据报协议协议UDPUDP（user datagram protocoluser datagram protocol），它是一个不可靠的），它是一个不可靠的、无连接的协议，用于不需要、无连接的协议，用于不需要TCPTCP排序和流量控制能力而是排序和流量控制能力而是自己完成这些功能的应用程序自己完成这些功能的应用程序5 5应用层应用层 该层协议对应于该层协议对应于ISOISO七层参考模型的第六层和第七层。第五七层参考模型的第六层和第七层。第五层协议规定了应用程序怎样使用互联网。层协议规定了应用程序怎样使用互联网。在在TCP/IPTCP/IP模型的最上层是应用层（模型的最上层是应用层（Application layerApplication layer），），它包含所有的高层协议它包含所有的高层协议nOSI参考模型中采用了七个层次的体系结构，参考模型中采用了七个层次的体系结构，将原理体系结构中的应用层再划分为将原理体系结构中的应用层再划分为应用层、表示层和会话层。物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层运输层运输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层网络接口层网络接口层网络层网络层IP运输层运输层TCP,UDP应用层应用层n1.4.1网络接口卡网络接口卡n1.4.2 中继器中继器n1.4.3 集线器集线器n1.4.4 网桥网桥n1.4.5 交换机交换机n1.4.6 路由器路由器n1.4.7 网关网关n网络接口卡网络接口卡(Network Interface Card，NIC)简简称网卡，又叫网络适配器。是计算机与传输称网卡，又叫网络适配器。是计算机与传输介质的接口。介质的接口。n中继器是工作在中继器是工作在OSI模型物理层的互联设备，模型物理层的互联设备，实现两个网络之间的电气连接。因此，中继实现两个网络之间的电气连接。因此，中继器只能用于连接两个相同的局域网，其作用器只能用于连接两个相同的局域网，其作用是把一个局域网中传输的电信号增强后再传是把一个局域网中传输的电信号增强后再传送到另一个局域网上。中继器要求网络是同送到另一个局域网上。中继器要求网络是同类型的，而且采用相同的协议和速率，且起类型的，而且采用相同的协议和速率，且起到了维持通过局域网的信号电平，从而扩展到了维持通过局域网的信号电平，从而扩展了局域网段的长度。了局域网段的长度。n 集线器集线器(Hub)一般认为工作在一般认为工作在OSI模型的物理模型的物理层，是将局域网中节点的线缆集中在一起的层，是将局域网中节点的线缆集中在一起的设备，主要作为网络连接的中心点，通常联设备，主要作为网络连接的中心点，通常联网的节点通过非屏蔽双绞线与集线器连接。网的节点通过非屏蔽双绞线与集线器连接。使用集线器连接网络的特点是：当网络中某使用集线器连接网络的特点是：当网络中某条线路或某个节点出现故障时，不会影响网条线路或某个节点出现故障时，不会影响网络上其他节点的正常工作。络上其他节点的正常工作。n网桥网桥(Bridge)是工作在是工作在OSI模型数据链路层的模型数据链路层的互联设备。数据链路层包括互联设备。数据链路层包括MAC子层及子层及LLC子子层，因此网桥也分为层，因此网桥也分为MAC子层网桥和子层网桥和LLC子层子层网桥。网桥的每个端口连接一个局域网网段网桥。网桥的每个端口连接一个局域网网段，监听与它连接的每个网段上传输的数据，监听与它连接的每个网段上传输的数据，当传输的数据帧的目的地址和源地址是在同当传输的数据帧的目的地址和源地址是在同一个网段中，则网桥丢弃该数据帧；如果目一个网段中，则网桥丢弃该数据帧；如果目的地址和源地址在两个不同的网段，网桥将的地址和源地址在两个不同的网段，网桥将该帧转发到与目标网段相连的端口上。该帧转发到与目标网段相连的端口上。n交换机交换机(Switch)是交换式局域网的核心设备，属于是交换式局域网的核心设备，属于OSI模型中的数据链路层设备。用交换机互联可以模型中的数据链路层设备。用交换机互联可以带来下列好处带来下列好处 n(1)交换机允许各个网段之间的通信，同时每个网段交换机允许各个网段之间的通信，同时每个网段是独立的广播域。是独立的广播域。n(2)可以互联不同速度和类型的网段，且对网络的大可以互联不同速度和类型的网段，且对网络的大小没有限制。小没有限制。n(3)交换机各端口独享交换机的带宽，可实现全双工交换机各端口独享交换机的带宽，可实现全双工通信，例如，通信，例如，l台台100Mb/s的的24口交换机，其每个端口交换机，其每个端口理论上均可同时达到口理论上均可同时达到lOOMb/s的速率。的速率。n1交换机性能指标交换机性能指标n主要是主要是MPPS和背板带宽。和背板带宽。MPPS是是Million Packet Per Second的缩写，即每秒可转发多少个百万数据包。的缩写，即每秒可转发多少个百万数据包。其值越大，交换机的交换处理速度也就越快。其值越大，交换机的交换处理速度也就越快。n2交换机分类交换机分类n从外观形态和功能上可分为模块式交换机和固定端从外观形态和功能上可分为模块式交换机和固定端口交换机。从应用规模上可分为企业级交换机、部口交换机。从应用规模上可分为企业级交换机、部门级交换机、工作组级交换机等。从实用角度上可门级交换机、工作组级交换机等。从实用角度上可分为低端固定交换机、低端可变端口交换机、中型分为低端固定交换机、低端可变端口交换机、中型交换机和高端交换机等。交换机和高端交换机等。n3交换机工作方式交换机工作方式n 交换机的工作方式是存储转发，它将某个端交换机的工作方式是存储转发，它将某个端口发送的数据帧先存储在该端口的缓冲区，口发送的数据帧先存储在该端口的缓冲区，通过解析数据帧，获得目的通过解析数据帧，获得目的MAC地址，然后地址，然后在交换机的在交换机的MAC地址与端口对应地址表中，地址与端口对应地址表中，检索该目的主机所连接到的交换机端口，找检索该目的主机所连接到的交换机端口，找到后就将数据帧从源端口直接复制到目的端到后就将数据帧从源端口直接复制到目的端口缓冲区中，转发到该网段或主机。口缓冲区中，转发到该网段或主机。n路由器路由器(Router)是一种能连通不同的网络或网是一种能连通不同的网络或网段的互联设备，工作在段的互联设备，工作在OSI模型的网络层，是模型的网络层，是目前用来构建目前用来构建Internet骨干网的核心互联设备骨干网的核心互联设备。路由器有多个端口，路由器的每个端口可。路由器有多个端口，路由器的每个端口可以连接不同的网络或子网，或者连接另一台以连接不同的网络或子网，或者连接另一台路由器。路由器作为不同网络之间互相连接路由器。路由器作为不同网络之间互相连接的枢纽，构成了的枢纽，构成了Internet的骨架。的骨架。n1路由器的结构路由器的结构n从体系结构上看，路由器可以分为：第一从体系结构上看，路由器可以分为：第一代单总线单代单总线单CPU结构路由器；第二代单总线结构路由器；第二代单总线主从主从CPU结构路由器；第三代单总线对称式结构路由器；第三代单总线对称式多多CPU结构路由器；第四代多总线多结构路由器；第四代多总线多CPU结构结构路由器；第五代共享内存式结构路由器；第路由器；第五代共享内存式结构路由器；第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器。统的路由器。n2路由器的组成路由器的组成n 一个通用的路由器由一个通用的路由器由4部分组成：输入端口部分组成：输入端口、交换结构、选路处理器和输出端口。、交换结构、选路处理器和输出端口。n3路由器的特点路由器的特点n(1)寻址能力寻址能力 n(2)路由选择路由选择 n(3)分段和重组分段和重组 n(4)存储存储-转发转发 n(5)数据包过滤数据包过滤 n4路由器的功能路由器的功能n(1)网络互联网络互联 路由器支持各种局域网和广域网接口，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互联局域网和广域网，实现不同类型网络互主要用于互联局域网和广域网，实现不同类型网络互相通信。相通信。n(2)数据处理数据处理 提供数据包的过滤、数据包的寻址和转提供数据包的过滤、数据包的寻址和转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。n(3)网络管理网络管理 路由器提供包括配置管理、性能管理、路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。容错管理和流量控制等功能。n5 路由器的工作原理路由器的工作原理n网关实现不同网络协议之间的转换是通过使网关实现不同网络协议之间的转换是通过使用适当的硬件与软件。硬件提供不同网络的用适当的硬件与软件。硬件提供不同网络的端口，软件实现不同互联网协议之间的转换端口，软件实现不同互联网协议之间的转换。网关实现协议转换的方法主要有两种。网关实现协议转换的方法主要有两种。n1.直接将输入网络信息包的格式转换成输出直接将输入网络信息包的格式转换成输出网络信息包的格式网络信息包的格式 n2.将输入网络信息包的格式转换成一种统一将输入网络信息包的格式转换成一种统一的标准网问信息包的格式的标准网问信息包的格式 n计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、教育、科学的发展及人类生活质量的提高产教育、科学的发展及人类生活质量的提高产生了重要影响，同时也不可避免地带来一些生了重要影响，同时也不可避免地带来一些新的社会、道德、政治与法律问题。新的社会、道德、政治与法律问题。nIntemet可以为科学研究人员、学生、企事业可以为科学研究人员、学生、企事业工作人员提供很多宝贵的信息，可以使得人工作人员提供很多宝贵的信息，可以使得人与人的交流不受时间、地域的限制。与人的交流不受时间、地域的限制。n本章主要讲述了以下一些内容。本章主要讲述了以下一些内容。(1)计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，网络计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，网络技术对信息产业的发展有着深远的影响。技术对信息产业的发展有着深远的影响。(2)计算机网络发展的四个阶段分别是：面向终端的计算机通信计算机网络发展的四个阶段分别是：面向终端的计算机通信网络，初级计算机网络，开放式的标准化计算机网络，新一网络，初级计算机网络，开放式的标准化计算机网络，新一代的计算机综合性、智能化、宽带高速网络。代的计算机综合性、智能化、宽带高速网络。(3)资源共享观点将计算机网络定义为资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合方式互联起来的自治计算机系统的集合”。(4)计算机网络的功能可归纳为资源共享、提供人际通信手段计算机网络的功能可归纳为资源共享、提供人际通信手段、提高可靠性、节省费用、便于扩充、分组负荷及协同处理、提高可靠性、节省费用、便于扩充、分组负荷及协同处理等方面。等方面。n(5)按网络传输技术进行分类，可将网络分为：广播式网络和按网络传输技术进行分类，可将网络分为：广播式网络和点对点式网络；按网络覆盖范围进行分类，可将网络分为：点对点式网络；按网络覆盖范围进行分类，可将网络分为：局域网、城域网、广域网；按网络应用管理范围进行分类，局域网、城域网、广域网；按网络应用管理范围进行分类，可将网络分为：可将网络分为：Internet、Intranet和和Extranet。(6)从计算机网络组成的角度看，典型的计算机网络按其逻辑从计算机网络组成的角度看，典型的计算机网络按其逻辑功能可以分为功能可以分为“资源子网资源子网”和和“通信子网通信子网”两部分；它们分两部分；它们分别完成数据通信与数据处理两大功能。别完成数据通信与数据处理两大功能。n(7)采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线种：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信型。采用点对点线路型、树型、环型、无线通信与卫星通信型。采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有的通信子网的基本拓扑构型有4类：星型、环型、树型与网类：星型、环型、树型与网状型。状型。n实训题目：利用Visio绘制网络拓扑结构图n一、实训目的一、实训目的n通过本次实训，让学生学会使用通过本次实训，让学生学会使用Visio绘图软件绘制网络绘图软件绘制网络拓扑结构图。拓扑结构图。n二、知识要点二、知识要点n Visio系列软件是微软公司开发的高级绘图软件，可以绘制系列软件是微软公司开发的高级绘图软件，可以绘制流程图、网络拓扑结构图等，功能强大，易于使用。流程图、网络拓扑结构图等，功能强大，易于使用。n三、实训任务三、实训任务n(1)学会学会Visio软件的使用。软件的使用。n(2)用用Visio绘制网络拓扑结构图。绘制网络拓扑结构图。n(3)分析网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型。分析网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型。n四、实训环境准备四、实训环境准备n安装了安装了Visio 2007版本软件的计算机机房。熟悉版本软件的计算机机房。熟悉Visio软件界软件界面的基本操作。面的基本操作。n五、实训内容五、实训内容n 1学会学会Visio 2007软件的使用软件的使用n步骤步骤l单击单击“开始开始”，选择，选择“程序程序，单击，单击“Microsoft Visio”，启动，启动Visio 软件。软件。n步骤步骤2熟悉熟悉Visio软件界面的操作。软件界面的操作。n 2用用Visio软件绘制网络拓扑结构图软件绘制网络拓扑结构图n步骤步骤l启动启动Visio，选择，选择“网络网络”子菜单下的子菜单下的“基本网络图基本网络图”样板，进入网络拓扑图编辑状态，按图样板，进入网络拓扑图编辑状态，按图1-8所示绘制。所示绘制。n3分析网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网分析网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型络类型n 根据所学的知识，分析上述两个网络拓扑根据所学的知识，分析上述两个网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型结构图，确定拓扑类型、网络类型(客户硼艮客户硼艮务器或者对等网络类型务器或者对等网络类型)，将结果记录在表，将结果记录在表1-1中。中。演讲完毕，谢谢观看！