计算机网络网络基础课件

2盛威网：专业的计算机学习网站第一章第一章 网络基础网络基础v 第一节第一节 计算机网络的应用计算机网络的应用v 第二节第二节 网络硬件网络硬件v 第三节第三节 网络软件网络软件v 第四节第四节 参考模型参考模型v 第五节第五节 网络实例网络实例v 第六节第六节 数据通信服务实例数据通信服务实例v 第七节第七节 网络标准化网络标准化3盛威网：专业的计算机学习网站引引 言言一一.Internet（WWW）的由来与发展）的由来与发展v Internet:因特网因特网,指特定的世界范围的互联网指特定的世界范围的互联网v internet:互联网互联网,只代表一般网络互联，如银行网络只代表一般网络互联，如银行网络v Intranet:企业内部网。优点企业内部网。优点:开销少开销少,易于安装易于安装充分利用数据库资源充分利用数据库资源比比Internet 更安全、带宽宽更安全、带宽宽第一章第一章 网络基础网络基础4盛威网：专业的计算机学习网站vExtranet:外联网外联网v WWW:全球信息网全球信息网/环球网环球网/万维网万维网,它作为它作为Internet上的上的新一代用户界面新一代用户界面v Internet 2:第二代第二代Internet,采用采用IPV6(互联网协议版本互联网协议版本6),它是它是Internet 通信协议通信协议IPV4的升级版本的升级版本,它的地址为它的地址为128位位,提高提高Internet 的安全性、灵活性和提供其他增强功能的安全性、灵活性和提供其他增强功能5盛威网：专业的计算机学习网站Internet的由来的由来:v 美国国防部成立高级研究计划局美国国防部成立高级研究计划局ARPA开发了开发了ARPAnet (Advanced Research Projects Agency Network阿帕网阿帕网)v 美国国家科学基金会美国国家科学基金会NSF开发了开发了NSFAnetv 美国宇航局美国宇航局NASA与能源部分别开发了与能源部分别开发了NSInet和和ESNETv 欧洲与日本等也积极发展本地网络欧洲与日本等也积极发展本地网络,于是在此基础上形于是在此基础上形成了成了Internet6盛威网：专业的计算机学习网站2.Internet的现状的现状:v覆盖全球覆盖全球v全球信息资源共享全球信息资源共享v第三大公共系统（电话与电视）第三大公共系统（电话与电视）7盛威网：专业的计算机学习网站3.Internet在中国的现状在中国的现状:8盛威网：专业的计算机学习网站4.Internet的应用（提供的信息）：的应用（提供的信息）：v大学图书馆的图书、文摘、论文大学图书馆的图书、文摘、论文v娱乐、游戏、健康、咨询、生活信息服务娱乐、游戏、健康、咨询、生活信息服务v各公司的广告、网上宣传和服务各公司的广告、网上宣传和服务v电视台的新闻、媒体报道电视台的新闻、媒体报道v政府机构的信息、政策政府机构的信息、政策v各种报刊、杂志各种报刊、杂志v各种电子出版物各种电子出版物9盛威网：专业的计算机学习网站5.Internet的有关问题的有关问题:v电脑综合症电脑综合症v暴力暴力v色情色情v网络安全：网络安全：病毒病毒黑客：红客、骇客、黑贼黑客：红客、骇客、黑贼拒绝服务攻击拒绝服务攻击vInternet的道德及规范问题的道德及规范问题v语言问题语言问题10盛威网：专业的计算机学习网站二二.上网干什么上网干什么1.浏览网页：看看新闻浏览网页：看看新闻,查找资料查找资料,浏览股市浏览股市,电子购物电子购物2.网上聊天：网上聊天：3.电子邮件：电子邮件：4.远程文件传输：远程文件传输：5.新闻组和新闻组和BBS：6.网络游戏：网络游戏：7.杂乱事：杂乱事：收听在线广播收听在线广播,拨打网络电话拨打网络电话,远程控制远程控制8.新事：网上办公室新事：网上办公室,网上虚拟旅游网上虚拟旅游,网上教育和考试网上教育和考试,网上看病网上看病11盛威网：专业的计算机学习网站1.1 计算机网络的应用计算机网络的应用 一一.什么是计算机网络什么是计算机网络1.定义定义:由由通信线路通信线路互相连接互相连接的许多的许多自主自主工作的计算机构成工作的计算机构成的集合体的集合体v建立计算机网络的主要目的：资源共享？资源安全？建立计算机网络的主要目的：资源共享？资源安全？12盛威网：专业的计算机学习网站v 多终端分时系统多终端分时系统:它的终端只是主机和用户之间的接口它的终端只是主机和用户之间的接口,它它本身并不拥有计算资源本身并不拥有计算资源,全部资源集中在主机中全部资源集中在主机中,主机主机以自己拥有的资源分时地为各终端用户服务以自己拥有的资源分时地为各终端用户服务13盛威网：专业的计算机学习网站v 分布式系统分布式系统:它它在计算机网络基础上在计算机网络基础上为用户提供了为用户提供了透明透明的集成应用环境的集成应用环境.用户可以用名字或命令调用网络中的任用户可以用名字或命令调用网络中的任何资源或进行远程的数据处理，不必管资源或数据的地何资源或进行远程的数据处理，不必管资源或数据的地理位置理位置14盛威网：专业的计算机学习网站v 多机系统多机系统:它专指同一机房中的许多大型主机互连组成的它专指同一机房中的许多大型主机互连组成的功能强大、能高速功能强大、能高速并行处理并行处理的计算机系统。的计算机系统。(高带宽和多高带宽和多样性的连通性样性的连通性)15盛威网：专业的计算机学习网站2.组成组成:v若干主机若干主机v一个通信子网一个通信子网v一组通信协议一组通信协议TCP/IP：传输控制协议：传输控制协议/因特网协议因特网协议NetBEUI：NetBIOS Extended User Interface（网络基本输（网络基本输入入/输出系统扩展用户接口）输出系统扩展用户接口）IPX/SPX：网间分组交换协议：网间分组交换协议/顺序分组交换协议顺序分组交换协议16盛威网：专业的计算机学习网站v网络结点网络结点:端结点端结点:指通信的源和宿结点指通信的源和宿结点 转接结点转接结点:指网络通信过程中起控制和转发信息作用的结点指网络通信过程中起控制和转发信息作用的结点v通信链路通信链路:指传输信息的信道指传输信息的信道v子网子网(subnet):指通信线路和路由器指通信线路和路由器(不包括主机不包括主机)的集合的集合17盛威网：专业的计算机学习网站v 资源子网资源子网:OSI的高四层的高四层拥有资源的主机、请求资源的终端拥有资源的主机、请求资源的终端主要是由网络的服务器和工作站组成主要是由网络的服务器和工作站组成v通信子网通信子网:OSI的低三层的低三层任务是在端结点之间传送由信息组成的报文任务是在端结点之间传送由信息组成的报文.资源子网资源子网主要是由传输介质、集线器、交换机和网卡等组成主要是由传输介质、集线器、交换机和网卡等组成18盛威网：专业的计算机学习网站负责负责信息的处理处理，包括上网的所有主机及其外部设备组成负责负责信息的传递，包括通，包括通信处理机、终端控制器、信处理机、终端控制器、交换机和传输介质交换机和传输介质v从计算机网络的功能来看，各部件主要完成两种功能，即从计算机网络的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。把计算机网络中实现网络通信功能的网络通信和资源共享。把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网，而把网络中实现设备及其软件的集合称为网络的通信子网，而把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网19盛威网：专业的计算机学习网站v一个典型的局域网示意图：一个典型的局域网示意图：20盛威网：专业的计算机学习网站v 总线型：总线型：优点：优点：布线量小、结构简单、成本较低、扩充灵活布线量小、结构简单、成本较低、扩充灵活 缺点：缺点：发生故障不容易检测、最高网络传输速度为发生故障不容易检测、最高网络传输速度为10M/秒、总线断开网络不可用、总线长度受限制秒、总线断开网络不可用、总线长度受限制3.网络的拓扑结构分为网络的拓扑结构分为:21盛威网：专业的计算机学习网站v 环型环型:优点：优点：控制简单、成本低、用户具有控制简单、成本低、用户具有 平等访问权平等访问权 缺点：缺点：发生故障不容易检测、不便于扩充发生故障不容易检测、不便于扩充22盛威网：专业的计算机学习网站v 星型星型:优点：优点：便于管理、结构简单、扩展容易、更改容易便于管理、结构简单、扩展容易、更改容易 缺点：缺点：布线麻烦布线麻烦(用线槽、接线盒布线用线槽、接线盒布线)、成本高、成本高23盛威网：专业的计算机学习网站v 全连接：全连接：优点：优点：容易排除故障，可靠性成倍提高容易排除故障，可靠性成倍提高 缺点：缺点：铺设大量的电缆，因而相当昂贵铺设大量的电缆，因而相当昂贵24盛威网：专业的计算机学习网站v 树型：树型：优点：优点：可以根据需要更改或扩展布线系统可以根据需要更改或扩展布线系统 不同的端口类型可能用来连接不同类型的电缆不同的端口类型可能用来连接不同类型的电缆 可以集中监控网络活动和通信量可以集中监控网络活动和通信量 缺点：缺点：布线麻烦布线麻烦(用线槽、接线盒布线用线槽、接线盒布线)、成本高、成本高25盛威网：专业的计算机学习网站26盛威网：专业的计算机学习网站1.2 网络硬件网络硬件 一一.传输技术传输技术1.broadcast network:仅有一条通信信道仅有一条通信信道,由网络上的所有机由网络上的所有机器共享器共享2.Point-to-point network:由一对对机器之间的多条连接构成由一对对机器之间的多条连接构成 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来27盛威网：专业的计算机学习网站二二.连接距离连接距离(规模规模)1.local area network:同一建筑、同一大学同一建筑、同一大学(几公里内几公里内)28盛威网：专业的计算机学习网站2.metropolitan area network:同一个城市同一个城市(几十公里内几十公里内)29盛威网：专业的计算机学习网站3.wide area network:同一国家或同一洲同一国家或同一洲(几百公里内几百公里内)30盛威网：专业的计算机学习网站4.Internet:指特定的世界范围的互联网指特定的世界范围的互联网31盛威网：专业的计算机学习网站三三.传输介质利用方法传输介质利用方法1.共享介质的网络：以太网共享总线、令牌环网共享令牌共享介质的网络：以太网共享总线、令牌环网共享令牌2.交换式网络交换式网络:类似于电话网类似于电话网32盛威网：专业的计算机学习网站四四.用于企业的网络用于企业的网络(目的目的)1.资源共享资源共享(resource sharing):2.高可靠性高可靠性(high reliability):3.节约经费节约经费(saving money):model4.可扩充性可扩充性:当工作负荷加大时当工作负荷加大时,增加更多的处理器增加更多的处理器,就能改就能改善系统的性能善系统的性能5.与技术没有太大的关系与技术没有太大的关系:网络为分布在各地的雇员提供强网络为分布在各地的雇员提供强大的通信手段大的通信手段33盛威网：专业的计算机学习网站五五.服务于公众的网络服务于公众的网络(三种服务三种服务)1.访问远程信息访问远程信息:电子购物电子购物,访问财务部门访问财务部门,在线式报纸在线式报纸,在线数在线数字图书馆字图书馆2.个人间通信个人间通信:electronic mail,video conference3.交互式娱乐交互式娱乐:video on demand,game34盛威网：专业的计算机学习网站六六.计算机网络硬件组成计算机网络硬件组成1.1.服务器服务器:v 什么是服务器？什么是服务器？v 普通电脑可以作服务器吗？普通电脑可以作服务器吗？v 普通电脑与服务器有什么区别？普通电脑与服务器有什么区别？35盛威网：专业的计算机学习网站v 服务器是指在服务器是指在网络环境网络环境下运行相应的下运行相应的应用软件应用软件，为网上用，为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英文名称叫做文名称叫做SERVERSERVERv 只不过它是能够提供各种共享服务（网络、只不过它是能够提供各种共享服务（网络、WebWeb应用、数应用、数据库、文件、打印等）以及其他方面的高性能应用据库、文件、打印等）以及其他方面的高性能应用,它的高它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面强大的外部数据吞吐能力等方面,是网络的中枢和信息化的是网络的中枢和信息化的核心核心36盛威网：专业的计算机学习网站v 普通电脑可以作服务器吗？不可以普通电脑可以作服务器吗？不可以v 普通电脑与服务器有什么区别？普通电脑与服务器有什么区别？稳定性、可靠性稳定性、可靠性 性能性能 可扩展性可扩展性 可管理性可管理性 操作系统操作系统 应用软件应用软件37盛威网：专业的计算机学习网站v 文件服务器文件服务器:管理用户文件资源管理用户文件资源,处理多个客户机的访问请处理多个客户机的访问请求求.提高数据安全性的方法提高数据安全性的方法:配置多个硬盘配置多个硬盘,配置备份的文件配置备份的文件服务器服务器v 打印服务器打印服务器:负责用户打印请求负责用户打印请求v 邮件服务器邮件服务器:能发送电子邮件的服务器能发送电子邮件的服务器.常见的邮件服务软常见的邮件服务软件有件有Microsoft 公司的公司的Exchange Server，NetWare 的的Group Wise，以及，以及Lotus 公司的公司的cc:Mail38盛威网：专业的计算机学习网站v 服务器服务器:支持支持WWW协议的服务器协议的服务器,基于客户机基于客户机/服务器模型服务器模型.v 数据库服务器数据库服务器:装有一台数据库的装有一台数据库的Server.数据库软件数据库软件:access,vfp sql,mysql informix,oracle,sybase,jasmine，DB2,cloudscape,virv FTP服务器：支持服务器：支持FTP协议的服务器协议的服务器.分为：非匿名、匿名分为：非匿名、匿名(用户名：用户名：anonymous，口令：，口令：E-mail地址地址).39盛威网：专业的计算机学习网站vArchie服务器：自动在服务器：自动在FTP主机中进行搜索，构造一个包含主机中进行搜索，构造一个包含全部文件目录信息的数据库，使你可以直接找到所需文件的全部文件目录信息的数据库，使你可以直接找到所需文件的位置信息位置信息v应用系统服务器应用系统服务器:实现动态网页技术的服务器实现动态网页技术的服务器.We b 文档根文档根据文档内信息改变的时间分为据文档内信息改变的时间分为:静态文档的信息静态文档的信息(只有当作者只有当作者修改时才会改变修改时才会改变)、动态文档的信息、动态文档的信息(在服务器端收到文档申在服务器端收到文档申请时改变请时改变)、活动文档显示的信息、活动文档显示的信息 (在文档下载到浏览器一端运行后改变在文档下载到浏览器一端运行后改变)40盛威网：专业的计算机学习网站v代理服务器：它是一种服务器软件代理服务器：它是一种服务器软件主要功能有：主要功能有：设置用户验证和记帐功能；对用户进行分级管设置用户验证和记帐功能；对用户进行分级管理，设置不同用户的访问权限；增加缓冲器理，设置不同用户的访问权限；增加缓冲器(Cache)，提高，提高访问速度；连接访问速度；连接Internet与与Intranet充当充当FireWall；节省；节省IP开开销销主要的服务器软件有主要的服务器软件有:WinGate公司的公司的WinGate Pro、微软公、微软公司的司的Microsoft Proxy、Netscape的的Netscape Proxy、Ositis Software公司的公司的WinProxy、Tiny Software公司公司WinRoute、Sybergen Networks公司的公司的SyGate等等危害：危害：管理员可以全面监视你的一举一动管理员可以全面监视你的一举一动!41盛威网：专业的计算机学习网站42盛威网：专业的计算机学习网站2.工作站工作站:将计算机与网络连接起来就成为网络工作站将计算机与网络连接起来就成为网络工作站.(终终端机端机工作站工作站)v什么是无盘网络？（作业：组建无盘网络）什么是无盘网络？（作业：组建无盘网络）v什么是虚拟机网络？（什么是虚拟机网络？（VPC、Vmware）v终端终端(瘦客户端瘦客户端)：是一种全新的：是一种全新的C/S模式模式,在欧美很流行在欧美很流行.终终端模式称为终端服务端模式称为终端服务(TERMINAL SERVICE)和基于和基于WINDOWS的终端的终端(WINDOWS-BASED TERMINAL,WBT)v终端除了没有硬盘终端除了没有硬盘,CD-ROM,软驱软驱,其他与一台其他与一台PC机没有什机没有什么差别么差别,也拥有主板也拥有主板,内存内存,网卡网卡,显卡显卡,鼠标键盘接口鼠标键盘接口,并口并口,串串口口,USB口口43盛威网：专业的计算机学习网站v终端采用的工作模式是终端采用的工作模式是C/S(CLIENT/SERVER)模式模式,由于由于没有硬盘所以终端所使用的全部数据是放在服务器上的没有硬盘所以终端所使用的全部数据是放在服务器上的,当当终端登录到服务器以后终端登录到服务器以后,服务器会发送给终端一个早已设置服务器会发送给终端一个早已设置好的用户界面以及适合该用户的一些应用程序好的用户界面以及适合该用户的一些应用程序,服务器接收服务器接收由终端所发出的进行操作的鼠标键盘命令由终端所发出的进行操作的鼠标键盘命令,然后将运算的结然后将运算的结果图象发送回终端显示果图象发送回终端显示.采用终端进行工作采用终端进行工作,所有的升级工所有的升级工作和管理维护工作均集中在服务器端作和管理维护工作均集中在服务器端 44盛威网：专业的计算机学习网站v工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能及联网功能 v工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为基于工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为基于RISC（精简指令系统）架构的（精简指令系统）架构的UNIX系统工作站和基于系统工作站和基于Windows、Intel的的PC工作站工作站 45盛威网：专业的计算机学习网站v根据体积和便携性，工作站分为：根据体积和便携性，工作站分为：台式工作站类似于普通台式电脑，体积较大，没有便携性台式工作站类似于普通台式电脑，体积较大，没有便携性可言，但性能强劲，适合专业用户使用可言，但性能强劲，适合专业用户使用移动工作站其实就是一台高性能的笔记本电脑。但其硬件移动工作站其实就是一台高性能的笔记本电脑。但其硬件配置和整体性能又比普通笔记本电脑高一个档次配置和整体性能又比普通笔记本电脑高一个档次46盛威网：专业的计算机学习网站3.网卡网卡:数据数据信号信号(缆线缆线),基本功能基本功能:并行数据和串行信号之并行数据和串行信号之间转换间转换;数据帧的装配与拆装数据帧的装配与拆装;网络访问控制和数据缓冲网络访问控制和数据缓冲PCMCIA 无线网卡无线网卡 无线网无线网PCI网卡网卡47盛威网：专业的计算机学习网站它有什么它有什么作用？作用？48盛威网：专业的计算机学习网站4.Modem(猫、调制解调器猫、调制解调器):数字信号数字信号模拟信号模拟信号v贝尔：贝尔：192.168.1.254用户名和密码：用户名和密码：rootv中兴中兴/TP-LINK/大唐：大唐：192.168.1.1用户名和密码：用户名和密码：adminv实达：实达：192.168.10.1 user/password root/grouter 49盛威网：专业的计算机学习网站5.Repeater（中继器）（中继器）:它可以物理地再生接到的信号它可以物理地再生接到的信号,再将其发送出去再将其发送出去50盛威网：专业的计算机学习网站6.Hub（集线器）（集线器）:对数据进行整形再生对数据进行整形再生,对网络安装提供装对网络安装提供装拆和集中管理的方便拆和集中管理的方便v中继器与集线器有什么区别？中继器与集线器有什么区别？提供更多的端口提供更多的端口纠错能力纠错能力51盛威网：专业的计算机学习网站7.Ap:7.Ap:Access Point Access Point无线访问节点无线访问节点v它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网 对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线 工作站可以通过它进行相互通信工作站可以通过它进行相互通信v在无线网络中，在无线网络中，APAP就相当于有线网络的集线器，它能够就相当于有线网络的集线器，它能够 把各个无线客户端连接起来，无线客户端所使用的网卡把各个无线客户端连接起来，无线客户端所使用的网卡 是无线网卡，是无线网卡，传输介质是空气传输介质是空气vAPAP的室内覆盖范围一般是的室内覆盖范围一般是30m30m100m100m52盛威网：专业的计算机学习网站53盛威网：专业的计算机学习网站v它没有控制的作用，不能直接跟它没有控制的作用，不能直接跟ADSL MODEMADSL MODEM相连，所以在相连，所以在使用时必须再添加一台交换机或者集线器。如下图：使用时必须再添加一台交换机或者集线器。如下图：54盛威网：专业的计算机学习网站8.Bridge（网桥、桥接器）（网桥、桥接器）:v再生数据再生数据,识别数据的目的节点地址是否属于本网段识别数据的目的节点地址是否属于本网段v连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接或相似体系结构网络系统的连接高速无线网桥高速无线网桥AP 41X1网桥网桥 BR1200BR1200网桥网桥 BR400BR40055盛威网：专业的计算机学习网站9.Router（路由器）（路由器）:识别数据的目的节点地址所在的网络识别数据的目的节点地址所在的网络;能从多条路径中选择最佳的路径发送数据能从多条路径中选择最佳的路径发送数据;转换数据包格式转换数据包格式v连通不同网络连通不同网络v选择最佳线路选择最佳线路56盛威网：专业的计算机学习网站v路由器与网桥有什么区别？路由器与网桥有什么区别？路由器工作在第三层路由器工作在第三层网桥通常只有网桥通常只有2个端口（超过个端口（超过2个端口的网桥称为个端口的网桥称为switch）路由器可以连接不同协议的网络路由器可以连接不同协议的网络57盛威网：专业的计算机学习网站10.Switch（交换机、交换式集线器）（交换机、交换式集线器）:v 根据网络信息构造转发表根据网络信息构造转发表,做出数据包转发决策做出数据包转发决策58盛威网：专业的计算机学习网站v 交换机与集线器有什么区别？交换机与集线器有什么区别？交换机工作在第三层交换机工作在第三层 交换机采用点到点协议（更快的速度、更安全）交换机采用点到点协议（更快的速度、更安全）59盛威网：专业的计算机学习网站11.通信介质通信介质:v有线：双绞线、同轴电缆、光导纤维有线：双绞线、同轴电缆、光导纤维v无线：卫星线路、微波、激光、线外线、短波无线：卫星线路、微波、激光、线外线、短波60盛威网：专业的计算机学习网站水晶头的制作标准练习水晶头的制作标准练习v568A568A标准从左到右的线序是：白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，标准从左到右的线序是：白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕橙，白棕，棕v568B568B标准从左到右的线序是：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，标准从左到右的线序是：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕（与绿，白棕，棕（与568A568A的区别：的区别：1 1和和3 3交换，交换，2 2和和6 6交换）交换）61盛威网：专业的计算机学习网站v正线（直通线、平行线）：两端都采用正线（直通线、平行线）：两端都采用568A568A标准标准 v反线（交叉线）：一端用反线（交叉线）：一端用568A568A标准，另一端用标准，另一端用568B568B标准标准 v什么时候用平行线，什么时候用交叉线？什么时候用平行线，什么时候用交叉线？一般情况一般情况:连接两端相同用交叉线连接两端相同用交叉线,连接两端不同用平行线连接两端不同用平行线62盛威网：专业的计算机学习网站水晶头的制作标准练习水晶头的制作标准练习63盛威网：专业的计算机学习网站信息模块的制作信息模块的制作64盛威网：专业的计算机学习网站1.3 网络软件网络软件 一一.协议分层协议分层1.层层(layer)或级或级(level):每一层的目的都是向它的上一层提供每一层的目的都是向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽屏蔽2.对等进程对等进程(peer):不同机器里包含对应层的实体不同机器里包含对应层的实体3.物理介质物理介质(physical medium):指第一层下指第一层下,它进行实际的通信它进行实际的通信65盛威网：专业的计算机学习网站4.协议协议(protocol):对等进程之间通话的规则对等进程之间通话的规则5.接口：告诉上面的进程如何访问它接口：告诉上面的进程如何访问它6.网络体系结构网络体系结构(network architecture):层和协议的集合层和协议的集合7.协议栈协议栈(protocol stack):某一系统所使用的协议列表某一系统所使用的协议列表,每层一个每层一个协议协议66盛威网：专业的计算机学习网站v 层、协议和接口：层、协议和接口：第第4层层第第3层层第第2层层第第1层层第第5层层 物物 理理 介介 质质第第4层层第第3层层第第2层层第第1层层第第5层层主机主机1主机主机2第第5层协议层协议第第4层协议层协议第第3层协议层协议第第2层协议层协议第第1层协议层协议4/5层接口层接口3/4层接口层接口2/3层接口层接口1/2层接口层接口67盛威网：专业的计算机学习网站v 潘基文潘基文-翻译翻译-秘书秘书-秘书秘书-翻译翻译-马健结构马健结构:潘基文潘基文 翻翻 译译 秘秘 书书 马健马健 翻翻 译译 秘秘 书书 68盛威网：专业的计算机学习网站 MH1 MH2 H1 M1H2 H1 M2 MH1 MH2 H1 M1H2 H1 M2v 网络信息流动过程：网络信息流动过程：69盛威网：专业的计算机学习网站二二.各层的设计问题各层的设计问题1.每一层都需要识别发送方和接收方的机制每一层都需要识别发送方和接收方的机制:2.根据信息的传送方向，串行通讯可以分为根据信息的传送方向，串行通讯可以分为:v单工通信：数据仅在一个方向传输单工通信：数据仅在一个方向传输v半双工通信：数据能在任一个方向传输半双工通信：数据能在任一个方向传输,但不能同时传输但不能同时传输v全双工通信：数据能同时双向传输全双工通信：数据能同时双向传输70盛威网：专业的计算机学习网站3.差错控制差错控制:检错检错,纠错纠错,验收验收4.保持报文发送的先后顺序保持报文发送的先后顺序:5.高速发送高速发送,低速接收低速接收:6.所有进程能接收任意长的报文所有进程能接收任意长的报文;进程传送数据单元太小时进程传送数据单元太小时,能收集几个传向同一目标的短报文成一个长报文能收集几个传向同一目标的短报文成一个长报文,并且能并且能再分解为原报文再分解为原报文:7.当每一对通信进程建立一个独立的连接不方便或不合算当每一对通信进程建立一个独立的连接不方便或不合算时时,可以利用下一层的同一连接为多个无关的对话服务可以利用下一层的同一连接为多个无关的对话服务:v 重要条件重要条件:multiplexing 和和demultiplexing是透明的是透明的8.当源端和目标端有多条通路时当源端和目标端有多条通路时,必须进行路由选择必须进行路由选择:71盛威网：专业的计算机学习网站三三.接口和服务接口和服务1.实体实体(entity):每一层中的活动元素每一层中的活动元素,分为软件实体和硬件实体分为软件实体和硬件实体2.对等实体对等实体(peer entity):不同机器上同一层的实体不同机器上同一层的实体3.n层实体实现的服务为层实体实现的服务为n+1层所利用层所利用,n层被称为服务提供者层被称为服务提供者 (service provider),n+1层为服务用户层为服务用户(service user)72盛威网：专业的计算机学习网站4.服务：定义该层做些什么，不管上面的子层如何访问它或服务：定义该层做些什么，不管上面的子层如何访问它或该层如何工作的该层如何工作的5.在典型的接口上在典型的接口上,n+1层实体通过层实体通过SAP(如图如图1-12)把一个接口把一个接口数据单元数据单元IDU传递给传递给n层实体层实体.IDU由服务数据单元由服务数据单元SDU和一和一些控制信息组成些控制信息组成6.为了传递为了传递SDU,n层实体可能将层实体可能将SDU分成几段分成几段,每一段加上一每一段加上一个报头后作为独立的协议数据单元个报头后作为独立的协议数据单元PDU(protocal data unit)送出送出73盛威网：专业的计算机学习网站四四.面向连接的服务和无连接的服务面向连接的服务和无连接的服务1.connection-oriented service:以电话系统为模式以电话系统为模式2.connectionless service:以邮政系统为模式以邮政系统为模式3.quality of service:评价每种服务的特性评价每种服务的特性4.datagram service:不可靠不可靠(无确认无确认)的无连接的服务的无连接的服务5.acknowledged datagram service:可靠可靠(有确认有确认)的无连接的的无连接的服务服务6.request-reply service:可靠可靠(有确认有确认)的无连接的服务的无连接的服务74盛威网：专业的计算机学习网站连接类型连接类型服务类型服务类型应用例子应用例子面向连接的服务面向连接的服务可靠的消息流可靠的消息流页码序列页码序列可靠的字节流可靠的字节流远程登录远程登录不可靠的连接不可靠的连接数字化的声音数字化的声音无连接的服务无连接的服务不可靠的数据报不可靠的数据报电子方式的函件电子方式的函件有确认的数据报有确认的数据报挂号邮件挂号邮件问答问答数据查询数据查询75盛威网：专业的计算机学习网站五五.服务原语服务原语1.服务服务:在形式上是由一组原语在形式上是由一组原语(primitive)(或操作或操作)来描述的来描述的原语原语 含含 义义请求请求一个实体希望得到完成某些操作的服务一个实体希望得到完成某些操作的服务指示指示通知一个实体，有某个事件发生通知一个实体，有某个事件发生响应响应一个实体希望响应一个事件一个实体希望响应一个事件证实证实返回对先前请求的响应返回对先前请求的响应2.有证实有证实(confirmed)服务服务:包括请求、指示、响应和证实包括请求、指示、响应和证实 无证实无证实(unconfirmed)服务服务:包括请求和指示包括请求和指示.76盛威网：专业的计算机学习网站v 一个简单的面向连接的例子一个简单的面向连接的例子:CONNECT.request:CONNECT.indication:CONNECT.response:CONNECT.confirm:DATA.request:DATA.indication:DISCONNECT.request:DISCONNECT.indication:77盛威网：专业的计算机学习网站胡勇斌胡勇斌校花校花时间时间第第n+1层层第第 n 层层21345678910第第n+1层层第第 n 层层1456723658v 下图说明了校花是如何邀请胡勇斌来喝咖啡的下图说明了校花是如何邀请胡勇斌来喝咖啡的:78盛威网：专业的计算机学习网站五五.服务与协议的关系服务与协议的关系1.服务服务:在形式上是由一组原语在形式上是由一组原语(primitive)(或操作或操作)来描述的。来描述的。服务定义了两层之间的接口服务定义了两层之间的接口,上层是服务用户，下层是服务上层是服务用户，下层是服务提供者提供者2.协议协议:是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的格是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的一组规则式及意义的一组规则.实体利用协议来实现它们的服务定义实体利用协议来实现它们的服务定义79盛威网：专业的计算机学习网站六六.计算机网络软件组成计算机网络软件组成1.网络操作系统网络操作系统:v 组成组成:网卡驱动程序、子网协议、应用协议网卡驱动程序、子网协议、应用协议v 主要的主要的NOS:Netware、Unix、Linux、WINNT、WIN2000SERVER、WIN2003、WIN20082.网络应用软件网络应用软件:3.网络数据管理系统：网络数据管理系统：80盛威网：专业的计算机学习网站1.4 参考模型参考模型 一一.OSI(Open Systems Interconnection)参考模型参考模型1.OSI模型有七层模型有七层,分层原则如下分层原则如下:v层次不能太多层次不能太多,也不能太少也不能太少v每层应当实现一个定义明确的功能每层应当实现一个定义明确的功能v每一层的功能要尽量局部化每一层的功能要尽量局部化v以往的经验证明是成功的层次应矛保留以往的经验证明是成功的层次应矛保留v考虑数据处理的需要考虑数据处理的需要v层次的边界应划分在服务描述的量最小层次的边界应划分在服务描述的量最小,交互作用最少的地方交互作用最少的地方v每一层只与它的上下邻层产生接口每一层只与它的上下邻层产生接口v需要时需要时,可以在一个层次中再划分出一些子层可以在一个层次中再划分出一些子层81盛威网：专业的计算机学习网站82盛威网：专业的计算机学习网站83盛威网：专业的计算机学习网站84盛威网：专业的计算机学习网站2.OSI各层功能各层功能:层次层次功能功能7.应用层应用层提供电子邮件、文件传输等用户服务提供电子邮件、文件传输等用户服务6.表示层表示层转换数据格式、数据加密和解密转换数据格式、数据加密和解密5.会话层会话层通信同步、错误恢复和事务操作通信同步、错误恢复和事务操作4.传输层传输层网络决策、实现分组和重新组装网络决策、实现分组和重新组装3.网络层网络层路由选择、计费信息管理路由选择、计费信息管理2.数据链路层数据链路层错误检测和校正、组帧错误检测和校正、组帧1.物理层物理层数据的物理传输数据的物理传输85盛威网：专业的计算机学习网站v物理层物理层(Physical Layer)(Physical Layer)物理层是物理层是OSIOSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础放系统的基础物理层为设备之间的数据通信物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境为数据传输提供可靠的环境 提供机械、电气、功能和过程特性提供机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和。如规定使用电缆和 接头的类型，传送信号的电压等接头的类型，传送信号的电压等 在这一层，数据还没有被组织，仅作为在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电原始的位流或电气电压处理气电压处理86盛威网：专业的计算机学习网站v数据链路层数据链路层(Data Link Layer)(Data Link Layer)在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错响而产生差错,为了弥补物理层上的不足为了弥补物理层上的不足,为上层提供无为上层提供无差错的数据传输差错的数据传输,就要能就要能对数据进行检错和纠错对数据进行检错和纠错数据链路的建立、拆除数据链路的建立、拆除,对数据的检错对数据的检错,纠错是数据链路层纠错是数据链路层的基本任务的基本任务数据链路可以粗略地理解为数据链路可以粗略地理解为数据通道数据通道实现数据的无差错传送。它接收物理层的原始数据位流实现数据的无差错传送。它接收物理层的原始数据位流以以组成帧组成帧(位组），并在网络设备之间传输。帧含有源站位组），并在网络设备之间传输。帧含有源站点和目的站点的物理地址点和目的站点的物理地址87盛威网：专业的计算机学习网站v网络层网络层(Network Layer)(Network Layer)网络层的产生也是网络发展的结果网络层的产生也是网络发展的结果.在联机系统和线路交在联机系统和线路交换的环境中，网络层的功能没有太大意义换的环境中，网络层的功能没有太大意义.当数据终端增当数据终端增多时多时.它们之间有中继设备相连它们之间有中继设备相连.此时会出现一台终端要此时会出现一台终端要求不只是与唯一的一台而是能和多台终端通信的情况求不只是与唯一的一台而是能和多台终端通信的情况,这这就是产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的就是产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题问题,也就是也就是路由或者叫寻址路由或者叫寻址处理网络间路由，确保数据及时传送。将数据链路层提处理网络间路由，确保数据及时传送。将数据链路层提供的帧供的帧组成数据包组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息逻辑地址信息源站点和目的站点地址的网络地址源站点和目的站点地址的网络地址88盛威网：专业的计算机学习网站v传输层传输层(Transport Layer)(Transport Layer)传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端第一个端到端的层次，具有缓冲作用到端的层次，具有缓冲作用传输层也称为运输层传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中传输层只存在于端开放系统中,是是介于低介于低3 3层通信子网系统和高层通信子网系统和高3 3层之间的一层层之间的一层,但是很重要但是很重要的一层的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层到高的最后一层89盛威网：专业的计算机学习网站传输层还要具备传输层还要具备差错恢复，流量控制差错恢复，流量控制等功能等功能,以此对会话以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是而是和和会话层的界面端口会话层的界面端口.上述功能的最终目的是为会话提供上述功能的最终目的是为会话提供可靠的可靠的,无误的数据传输无误的数据传输提供建立、维护和取消传输连接功能提供建立、维护和取消传输连接功能,负责可靠传输数据负责可靠传输数据90盛威网：专业的计算机学习网站v会话层会话层(Session Layer)(Session Layer)会话层会话层,表示层表示层,应用层构成开放系统的高应用层构成开放系统的高3 3层，面对应用层，面对应用进程提供分布处理，进程提供分布处理，对话管理对话管理,信息表示信息表示,恢复最后的差恢复最后的差错错等等会话层提供的服务可使应用建立和维持会话，并能会话层提供的服务可使应用建立和维持会话，并能使会使会话获得同步话获得同步会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要继续恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要91盛威网：专业的计算机学习网站会话层同样要担负应用进程服务要求，而传输层不能完会话层同样要担负应用进程服务要求，而传输层不能完成的那部分工作成的那部分工作,给传输层功能差距以弥补给传输层功能差距以弥补.主要的功能主要的功能是对话管理，数据流同步和重新同步是对话管理，数据流同步和重新同步提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的成的92盛威网：专业的计算机学习网站v表示层表示层(Presentation Layer)(Presentation Layer)提供格式化的表示和转换数据服务提供格式化的表示和转换数据服务。如数据的压缩和解。如数据的压缩和解压缩，加密和解密等工作都由表示层负责压缩，加密和解密等工作都由表示层负责 表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公共语言，表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要，是因。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同93盛威网：专业的计算机学习网站通过前面的介绍通过前面的介绍,我们可以看出我们可以看出,会话层以下会话层以下5 5层完成了端层完成了端到端的数据传送到端的数据传送,并且是可靠并且是可靠,无差错的传送无差错的传送.但是数据传但是数据传送只是手段而不是目的送只是手段而不是目的,最终是要实现对数据的使用最终是要实现对数据的使用.由由于各种系统对数据的定义并不完全相同于各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子最易明白的例子是键盘是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中都有差异其上的某些键的含义在许多系统中都有差异.这这自然给利用其它系统的数据造成了障碍自然给利用其它系统的数据造成了障碍.表示层和应用层表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务就担负了消除这种障碍的任务94盛威网：专业的计算机学习网站v应用层应用层(Application Layer)(Application Layer)应用层是开放系统的最高层应用层是开放系统的最高层,也是最复杂的一层也是最复杂的一层应用层直接面向用户，是直接为应用进程提供服务的应用层直接面向用户，是直接为应用进程提供服务的提供网络与用户应用软件之间的接口服务提供网络与用户应用软件之间的接口服务其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成完成一系列业务处理所需的服务一系列业务处理所需的服务95盛威网：专业的计算机学习网站OSI层层互连设备互连设备用途用途物理层物理层中继器、集线器中继器、集线器在电缆段间复制在电缆段间复制比特比特流流数据链路层数据链路层网桥、第二层交换器网桥、第二层交换器在在LAN之间存储转发之间存储转发帧帧网络层网络层路由器、第三层交换器路由器、第三层交换器在不同网间存储转发分组在不同网间存储转发分组数据包数据包传输层以上传输层以上网关网关提供不同体系间互连接口提供不同体系间互连接口报文报文v 互连设备所在互连设备所在OSI七层模型的位置及其用途七层模型的位置及其用途:96盛威网：专业的计算机学习网站二二.TCP/IP参考模型参考模型v OSI模型与模型与TCP/IP模型比较模型比较:物理物理数据链路数据链路网络网络传输传输会话会话表示表示应用应用OSI1234567主机至网络主机至网络互联网互联网传输传输应用应用TCP/IP在模型中在模型中 不存在不存在97盛威网：专业的计算机学习网站层次层次功能功能主机至网络层主机至网络层主机必须使用某种协议与网络连接，主机必须使用某种协议与网络连接，以便在其上传递以便在其上传递IP分组分组互联网层互联网层把分组发往任何网络并使分组独立把分组发往任何网络并使分组独立地传向目标地传向目标传输层传输层使源端和目标端主机上的对等实体使源端和目标端主机上的对等实体可以进行会话可以进行会话应用层应用层提供网络与用户应用软件之间的接提供网络与用户应用软件之间的接口服务口服务 TCP/IP 各层功能各层功能:98盛威网：专业的计算机学习网站1.主机至网络层主机至网络层:vTCP/IP参考模型没有真正描述这一层，只是指出主机必参考模型没有真正描述这一层，只是指出主机必须使用某种协议与网络连接，以便在其上传递须使用某种协议与网络连接，以便在其上传递IP分组分组99盛威网：专业的计算机学习网站2.互联网层互联网层(internet layer):v它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它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vIP协议协议(internet protocol):互联网层定义了正式的分组格式和互联网层定义了正式的分组格式和协议协议100盛威网：专业的计算机学习网站3.传输层传输层(transport layer):v 它使源端和目标端主机上的对等实体可以进行会话它使源端和目标端主机上的对等实体可以进行会话v TCP(transmission control protocol):它是一个面向连接它是一个面向连接的协议的协议,允许从一台机器发出的字节流无差错地发往互联允许从一台机器发出的字节流无差错地发往互联网上的其他机器网上的其他机器v UDP(user datagram protocol):它是一个不可靠的、无连它是一个不可靠的、无连接协议接协议101盛威网：专业的计算机学习网站4.应用层应用层(application layer):v 提供网络与用户应用软件之间的接口服务提供网络与用户应用软件之间的接口服务v 虚拟终端协议虚拟终端协议TELNET v 文件传输协议文件传输协议FTP v 电子邮件协议电子邮件协议SMTP v 域名系统服务域名系统服务DNS v NNTP协议协议v HTTP协议协议102盛威网：专业的计算机学习网站IP层层TCP应用层应用层主机到网络层主机到网络层LANs无线分组网无线分组网InternetIP(ICMP、ARP、RARP)UDPTCP其它其它SMTPFTPTelnetv IP、TCP和和UDP的关系如图所示的关系如图所示:103盛威网：专业的计算机学习网站三三.OSI参考模型和参考模型和TCP/IP参考模型的比较参考模型的比较1.相同点相同点:v它们都是基于独立的协议栈的概念它们都是基于独立的协议栈的概念,而且层的功能也大体相似而且层的功能也大体相似104盛威网：专业的计算机学习网站2.不同点不同点:v OSI模型对服务、接口和协议的区别明确化了模型对服务、接口和协议的区别明确化了,而而TCP/IP相反相反v OSI模型中的协议比模型中的协议比TCP/IP的协议具有更好的隐藏性的协议具有更好的隐藏性,在技术在技术 发生变化时能相对比较容易地替换掉发生变化时能相对比较容易地替换掉v OSI模型产生在协议发明之前模型产生在协议发明之前,而而TCP/IP相反相反v OSI模型层的数量比模型层的数量比TCP/IP多多v 面向连接的和无连接的通信面向连接的和无连接的通信:OSI网络层支持两种模式网络层支持两种模式,传输层仅有面向连接的通信传输层仅有面向连接的通信 TCP/IP网络层仅有无连接的通信网络层仅有无连接的通信,传输层支持两种模式传输层支持两种模式105盛威网：专业的计算机学习网站四四.OSI模型和协议的缺点模型和协议的缺点1.糟糕的提出时机糟糕的提出时机:v一个标准建立的时间对它的成功极其关键一个标准建立的时间对它的成功极其关键.如图如图1-202.糟糕的技术糟糕的技术:v协议和模型都有缺陷协议和模型都有缺陷v除了难以理解外除了难以理解外,OSI的某些功能在各层重复出现的某些功能在各层重复出现v把某些