上海交通大学计算机网络PPT课件

Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 1/145第第1章章概述概述计算机网络组成计算机网络组成计算机网络分类计算机网络分类计算机网络参考模型计算机网络参考模型第1章 概述计算机网络组成Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 2/145计算机网络是由不同通信媒体和中继设备连接计算机网络是由不同通信媒体和中继设备连接的、物理上独立的多台计算机组成的、将需传的、物理上独立的多台计算机组成的、将需传输的数据分成不同长度的分组进行传输和处理输的数据分成不同长度的分组进行传输和处理的系统的系统多台自主计算机的互联系统多台自主计算机的互联系统必必须须指指定定网网络络中中哪哪一一台台计计算算机机来来完完成成什什么么样样的的操作，即客户操作，即客户/服务器的工作方式服务器的工作方式计算机网络计算机网络计算机网络是由不同通信媒体和中继设备连接的、物理上独立的多台Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 3/145计算机网络图示计算机网络图示R1RkRjRiR2H1H2H3HnHm计算机网络图示R1RkRjRiR2H1H2H3HnHmComputer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 4/145计算机网络的组成计算机网络计算机网络硬件硬件软件：网络协议软件：网络协议计算机计算机通信媒体通信媒体中继设备中继设备计算机网络的组成计算机网络硬件软件：网络协议计算机通信媒体中Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 5/145计算机计算机v传输的源点或目的点传输的源点或目的点计算机传输的源点或目的点Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 6/145计算机网络的组成计算机网络计算机网络硬件硬件软件：网络协议软件：网络协议计算机计算机通信媒体通信媒体中继设备中继设备计算机网络的组成计算机网络硬件软件：网络协议计算机通信媒体中Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 7/145通信媒体通信媒体v传输信息的通道，如双绞线、光纤等传输信息的通道，如双绞线、光纤等v传输媒体上要解决的问题：传输媒体上要解决的问题：比特串如何在媒体上传输？比特串如何在媒体上传输？如何在一条媒体上传输多路信号？如何在一条媒体上传输多路信号？如何确定信道的传输能力？如何确定信道的传输能力？通信媒体传输信息的通道，如双绞线、光纤等Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 8/145常用的术语常用的术语v信道：信息的通道。通常一条物理媒体上可以信道：信息的通道。通常一条物理媒体上可以有多个信道有多个信道v数据：所要传输的信息，有数字数据和模拟数数据：所要传输的信息，有数字数据和模拟数据据v信号：数据的载体，通常用数字信号或模拟信信号：数据的载体，通常用数字信号或模拟信号号v数字传输和模拟传输数字传输和模拟传输v带宽：有效的频率范围，即构成信号的最高频带宽：有效的频率范围，即构成信号的最高频和最低频之差和最低频之差v数据传输率：每秒能传输多少数据传输率：每秒能传输多少bitv单工、半双工和全双工传输单工、半双工和全双工传输常用的术语信道：信息的通道。通常一条物理媒体上可以有多个信道Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 9/145计算机网络的组成计算机网络计算机网络硬件硬件软件：网络协议软件：网络协议计算机计算机通信媒体通信媒体中继设备中继设备计算机网络的组成计算机网络硬件软件：网络协议计算机通信媒体中Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 10/145中继设备中继设备v帮计算机转发数据的设备，如路由器和帮计算机转发数据的设备，如路由器和交换机交换机v转发的方式称为交换方式转发的方式称为交换方式电路交换电路交换存储转发存储转发虚电路交换虚电路交换中继设备帮计算机转发数据的设备，如路由器和交换机Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 11/145电路交换（电话）电路交换（电话）v在数据传输前，必须建立一条端到端的通路，称在数据传输前，必须建立一条端到端的通路，称为连接，该连接可能穿越多个交换局，而每个交为连接，该连接可能穿越多个交换局，而每个交换局都必须为之提供连接换局都必须为之提供连接v一旦建立连接，整个通路将被独占，除信号传播一旦建立连接，整个通路将被独占，除信号传播的延时之外，数据传输无额外延时，数据中毋需的延时之外，数据传输无额外延时，数据中毋需包含目的地址包含目的地址v线路的利用率较低线路的利用率较低v建立连接时间长，连接建立时冲突概率高建立连接时间长，连接建立时冲突概率高电路交换（电话）在数据传输前，必须建立一条端到端的通路，称为Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 12/145电路交换电路交换交换机交换机 电路交换交换机Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 13/145中继设备中继设备v帮计算机转发数据的设备，如路由器和帮计算机转发数据的设备，如路由器和交换机交换机v转发的方式称为交换方式转发的方式称为交换方式电路交换电路交换存储转发存储转发虚电路交换虚电路交换中继设备帮计算机转发数据的设备，如路由器和交换机Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 14/145存储转发存储转发v数据的传输毋需建立连接，数据的传输是一站一站往数据的传输毋需建立连接，数据的传输是一站一站往下送，无论数据传输过程要跨越多少个交换局（通常下送，无论数据传输过程要跨越多少个交换局（通常是路由器），只要下一站不忙，该数据即送至下一站是路由器），只要下一站不忙，该数据即送至下一站v数据中必须包含目的地址，并采用存储数据中必须包含目的地址，并采用存储-转发（转发（store-forward）机制）机制v线路的利用率较高线路的利用率较高v由于采用由于采用store-forward机制，所以在数据传输过程中，机制，所以在数据传输过程中，除了信号传播的延时之外，还有存储和转发的延时，除了信号传播的延时之外，还有存储和转发的延时，而且可能延时较大，且不可估计而且可能延时较大，且不可估计存储转发数据的传输毋需建立连接，数据的传输是一站一站往下送，Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 15/145存储转发存储转发A3BCDEFRouterLANH1H2241A-BBCCDBECFCAABAC-DDEEFEACBDCCDDE-FFA的路由表的路由表E的路由表的路由表C的路由表的路由表存储转发A3BCDEFRouterLANH1H2241A-BComputer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 16/145存储转发存储转发v存储转发分为两类：存储转发分为两类：报文交换报文交换分组交换分组交换存储转发存储转发分为两类：Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 17/145报文交换报文交换v将要发送的数据打成一个包，按存储转将要发送的数据打成一个包，按存储转发的模式发送发的模式发送v缺点：包的长度变化很大，无法在内存缺点：包的长度变化很大，无法在内存预留空间，通常存储在外存储器上，影预留空间，通常存储在外存储器上，影响了访问的速度响了访问的速度报文交换将要发送的数据打成一个包，按存储转发的模式发送Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 18/145存储转发存储转发v存储转发分为两类：存储转发分为两类：报文交换报文交换分组交换分组交换存储转发存储转发分为两类：Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 19/145分组交换分组交换v报文长度有个上限，每个报文称为一个分组报文长度有个上限，每个报文称为一个分组v当发送的信息很长时，将被分为若干个定长的分组当发送的信息很长时，将被分为若干个定长的分组v每个分组中必须包含目的地址，并采用存储每个分组中必须包含目的地址，并采用存储-转发转发机制机制v每个中间站点必须有缓存，但由于报文大小固定，每个中间站点必须有缓存，但由于报文大小固定，所以缓存通常在内存中设置所以缓存通常在内存中设置v接收分组和发送分组的顺序可能不一致接收分组和发送分组的顺序可能不一致，在目的，在目的站点需要将某一消息对应的所有分组重组起来恢复站点需要将某一消息对应的所有分组重组起来恢复成发送的消息成发送的消息分组交换报文长度有个上限，每个报文称为一个分组Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 20/145交换技术图示交换技术图示报文报文t电电路路交交换换 报报文文交交换换 分分组组交交换换A B C D A B C D A B C D建立建立连接连接阶段阶段报文报文报文报文报文报文分组分组传输传输报文报文阶段阶段交换技术图示报文t电路交换 Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 21/145报文交换报文交换vs分组交换分组交换v报文交换中，报文存放在外存。分组交报文交换中，报文存放在外存。分组交换中，分组存放在内存。所以分组转发换中，分组存放在内存。所以分组转发的速度比报文转发要快。的速度比报文转发要快。v分组交换有重组的问题，报文交换无需分组交换有重组的问题，报文交换无需考虑考虑报文交换 vs 分组交换报文交换中，报文存放在外存。分组交换Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 22/145电路交换电路交换vs存储转发存储转发v电路交换电路交换在数据传输前，必须建立端到端的连接在数据传输前，必须建立端到端的连接一旦某个节点故障，必须重新建立连接一旦某个节点故障，必须重新建立连接连接建立后，数据的传输没有额外的延时，能保连接建立后，数据的传输没有额外的延时，能保证服务质量证服务质量数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电路号数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电路号数据按序传输，但信道的使用率较低数据按序传输，但信道的使用率较低适合长时间传输大批量的数据，如流数据适合长时间传输大批量的数据，如流数据电路交换 vs 存储转发电路交换Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 23/145电路交换电路交换vs存储转发存储转发（续）（续）（续）（续）v存储转发存储转发在数据传输前，不必建立端到端的连接在数据传输前，不必建立端到端的连接只要下一个节点空闲，即可传输只要下一个节点空闲，即可传输信道的使用率较高信道的使用率较高数据的传输采用存储转发，延时不可估计数据的传输采用存储转发，延时不可估计数据中必须包含地址域数据中必须包含地址域适合传输文本型数据适合传输文本型数据电路交换 vs 存储转发（续）存储转发Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 24/145中继设备中继设备v帮计算机转发数据的设备，如路由器和帮计算机转发数据的设备，如路由器和交换机交换机v转发的方式称为交换方式转发的方式称为交换方式电路交换电路交换存储转发存储转发虚电路交换虚电路交换中继设备帮计算机转发数据的设备，如路由器和交换机Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 25/145虚电路交换虚电路交换v将电路交换和分组交换结合起来将电路交换和分组交换结合起来v传输前先建立连接，即找好通路。信息还是传输前先建立连接，即找好通路。信息还是以分组的形式传输。以分组的形式传输。v优点优点在分组传输时不需要找路径，提高传输速率在分组传输时不需要找路径，提高传输速率分组传输时，占用线路。传输结束后可以供分组传输时，占用线路。传输结束后可以供其它连接传输分组。线路利用率高，其它连接传输分组。线路利用率高，虚电路交换将电路交换和分组交换结合起来Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 26/145虚电路交换的过程虚电路交换的过程v虚电路连接的建立虚电路连接的建立传输方发起连接请求，中间节点根据路径信息建立交换表，在交传输方发起连接请求，中间节点根据路径信息建立交换表，在交换表内，节点为连接分配一个虚电路号，并与输出端口号相关联换表内，节点为连接分配一个虚电路号，并与输出端口号相关联，表示用户信息从该端口输入，立即从相关联的输出端口输出到，表示用户信息从该端口输入，立即从相关联的输出端口输出到下一节点下一节点v虚电路连接的传输虚电路连接的传输分组中没有目的地址，只有虚电路号，接收分组时只检查其头部分组中没有目的地址，只有虚电路号，接收分组时只检查其头部，一旦得到其虚电路号，则立即查交换表，转发至适当的端口，一旦得到其虚电路号，则立即查交换表，转发至适当的端口v虚电路连接的拆除虚电路连接的拆除删除中间节点的交换表中有关此链接的信息删除中间节点的交换表中有关此链接的信息虚电路交换的过程虚电路连接的建立Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 27/145虚电路子网虚电路子网H1和和H2已建立已建立了了1#连接连接H3要和要和H2建立建立连接只能是连接只能是2#H11H31入口入口F1F2出口出口E1E2出口出口C1C2出口出口A的交换表的交换表A3BCDEFRouterLANH1H2ProcessP1ProcessP1241H3ProcessP3A1A2入口入口C的交换表的交换表C1C2入口入口E的交换表的交换表虚电路子网H1和H2已建立了1#连接H11H31入口F1F2Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 28/145信元交换信元交换v将分组分成固定长的单元将分组分成固定长的单元信元，信元，并用虚电路方式交换并用虚电路方式交换vATM网用这种交换方式网用这种交换方式信元交换将分组分成固定长的单元 信元，并用虚电路方式交换Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 29/145一个典型的企业网络硬件平台一个典型的企业网络硬件平台互联网互联网路由器路由器主交换机主交换机防火墙防火墙部门交换机部门交换机路由器路由器网管工作站网管工作站服务器服务器一个典型的企业网络硬件平台互联网路由器主交换机防火墙部门交换Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 30/145第第1章章概述概述计算机网络组成计算机网络组成计算机网络分类计算机网络分类计算机网络参考模型计算机网络参考模型第1章 概述计算机网络组成Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 31/145网络分类网络分类v按拓扑结构分按拓扑结构分v按技术分按技术分v按规模分按规模分v按传输介质分按传输介质分v按使用范围分按使用范围分网络分类按拓扑结构分Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 32/145按拓扑结构分按拓扑结构分v总线总线v环形环形v网状网状v星形星形按拓扑结构分总线Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 33/145网络分类网络分类v按拓扑结构分按拓扑结构分v按技术分按技术分v按规模分按规模分v按传输介质分按传输介质分v按使用范围分按使用范围分网络分类按拓扑结构分Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 34/145按技术分按技术分v广播式网络广播式网络v点到点网络点到点网络按技术分广播式网络Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 35/145网络分类网络分类v按拓扑结构分按拓扑结构分v按技术分按技术分v按规模分按规模分v按传输介质分按传输介质分v按使用范围分按使用范围分网络分类按拓扑结构分Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 36/145按规模分按规模分v个域网个域网PANv局域网局域网LANv城域网城域网MANv广域网广域网WANv互联网互联网Internet按规模分个域网PANComputer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 37/145PANv提供短距离的的通信，包括蓝牙、红外、提供短距离的的通信，包括蓝牙、红外、ISM无线无线v蓝牙：小型外围设备与系统之间的通信。蓝牙：小型外围设备与系统之间的通信。如手机与计算机、鼠标与主机如手机与计算机、鼠标与主机v红外：小型设备（手持控制器）与临近红外：小型设备（手持控制器）与临近系统（计算机或娱乐设备）系统（计算机或娱乐设备）vISM无线：用工业标准频率进行通信，无线：用工业标准频率进行通信，可能有干扰可能有干扰PAN提供短距离的的通信，包括蓝牙、红外、ISM无线Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 38/145局域网局域网LAN（LocalAreaNetwork）总线型总线型IEEE802.3（以太网）（以太网）CSMA/CD10M总线型总线型IEEE802.4（令牌总线）（令牌总线）10M环环型型IEEE802.5（IBM令牌环）令牌环）4M16Mv地域：覆盖范围较小地域：覆盖范围较小v传输技术：传输技术：局域网 LAN（Local Area Network）Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 39/145城域网城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）私私有有网网络络一一个个连连锁锁超超市市，有有十十几几个或几十个分布在市内个或几十个分布在市内公用网络公用网络上海科技网上海科技网大型的大型的LAN城域网 MAN（Metropolitan Area NComputer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 40/145广域网广域网WAN（WideAreaNetwork）跨越地域较大的网络跨越地域较大的网络主机（主机（host）端点系统（端点系统（endsystem）通信子网（通信子网（communicationsubnet）简简称子网称子网资源子网（资源子网（resourcesubnet）广域网 WAN（Wide Area Network）Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 41/145通信子网通信子网传输线传输线交换单元交换单元通常分组交换节点为路由器通常分组交换节点为路由器（router）通信子网负责计算机之间的数据通信，通信子网负责计算机之间的数据通信，由传输线和交换单元组成由传输线和交换单元组成通信子网传输线通信子网负责计算机之间的数据通信，由传输线和交Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 42/145资源子网资源子网v由通信子网互连在一起的计算机构成由通信子网互连在一起的计算机构成v资源子网中的计算机负责运行对信息进资源子网中的计算机负责运行对信息进行处理的应用程序，他们是网络中信息行处理的应用程序，他们是网络中信息流动的源与宿，向用户提供可供共享的流动的源与宿，向用户提供可供共享的硬件、软件和信息资源硬件、软件和信息资源资源子网由通信子网互连在一起的计算机构成Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 43/145R1RkRjRiR2H1H2H3HnHm通信子网通信子网资源子网资源子网R1RkRjRiR2H1H2H3HnHm通信子网资源子网Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 44/145互联网互联网v通常由路由器联接的通常由路由器联接的LAN或或WAN组成组成v通信子网通常由路由器组成通信子网通常由路由器组成v路由器之间用点到点方式连接路由器之间用点到点方式连接v路由器的传输机理为分组交换路由器的传输机理为分组交换互联网通常由路由器联接的LAN或WAN组成Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 45/145互联网络硬件平台互联网络硬件平台互联网互联网局域网局域网广域网广域网局域网局域网路由器路由器互联网络硬件平台互联网局域网广域网局域网路由器Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 46/145网络分类网络分类v按拓扑结构分按拓扑结构分v按技术分按技术分v按规模分按规模分v按传输介质分按传输介质分v按使用范围分按使用范围分网络分类按拓扑结构分Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 47/145按传输介质分按传输介质分v有线网有线网v无线网无线网按传输介质分有线网Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 48/145网络分类网络分类v按拓扑结构分按拓扑结构分v按技术分按技术分v按规模分按规模分v按传输介质分按传输介质分v按使用范围分按使用范围分网络分类按拓扑结构分Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 49/145按使用范围分按使用范围分v专用网专用网v公共网公共网按使用范围分专用网Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 50/145第第1章章概述概述计算机网络组成计算机网络组成计算机网络分类计算机网络分类计算机网络参考模型计算机网络参考模型第1章 概述计算机网络组成Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 51/145计算机网络参考模型计算机网络参考模型vISO/OSI参考模型参考模型vTCP/IP参考模型参考模型v本课程的网络模型本课程的网络模型计算机网络参考模型ISO/OSI参考模型Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 52/145ISO/OSI参考模型参考模型应用应用主机主机A层层7654321应用协议应用协议表示协议表示协议会话协议会话协议传输协议传输协议表示表示网络网络传输传输物理物理数据链路数据链路会话会话交换单交换单元名称元名称APDUPPDUSPDUTPDU分组分组帧帧比特比特应用应用表示表示网络网络传输传输物理物理数据链路数据链路会话会话主机主机B网络网络物理物理物理物理网络网络数据链路数据链路数据链路数据链路路由器路由器路由器路由器通信子网协议通信子网协议物理层主机物理层主机-路由器协议路由器协议数据链路层主机数据链路层主机-路由器协议路由器协议网络层主机网络层主机-路由器协议路由器协议通信子网边界通信子网边界TnbmP39Fig.1-20OSI参考模型参考模型ISO/OSI参考模型 应用主机A层应用协议表示协议会话协议Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 53/145层、协议和接口层、协议和接口 第第5层层第第4层层第第3层层第第2层层第第1层层第第2层层第第1层层第第3层层第第4层层第第5层层物理介质物理介质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层协议层协议第四层服务第四层服务访问点访问点SAP第三层服务第三层服务访问点访问点SAPTnbmP27Fig.1-13层、协议和接口层、协议和接口层、协议和接口 第5层第4层第3层第2层第1层第2层第1层第Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 54/145接口和服务接口和服务 v每一层的功能都是为它的上一层服务的每一层的功能都是为它的上一层服务的v实体实体entity每层中活动的元素称为实体每层中活动的元素称为实体v每每一一层层和和对对方方的的同同一一层层称称为为对对等等实实体体peerentityv如如第第n层层是是服服务务提提供供者者，则则第第n+1层层为为服服务务对象对象接口和服务 每一层的功能都是为它的上一层服务的Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 55/145分层的好处分层的好处v通过每一层实现一种相对独立的功能来简化问通过每一层实现一种相对独立的功能来简化问题题v每一层的设计都是独立的，它不必关心下一层每一层的设计都是独立的，它不必关心下一层是如何实现的，只需知道下一层为我提供的服是如何实现的，只需知道下一层为我提供的服务，和我必须为上一层提供哪些服务务，和我必须为上一层提供哪些服务v当由于技术的变化使某层的实现需要变化时，当由于技术的变化使某层的实现需要变化时，不影响其他的层次不影响其他的层次分层的好处通过每一层实现一种相对独立的功能来简化问题Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 56/145物理层（物理层（physicallayer）v与传输媒体的接口，完成传输媒体上的与传输媒体的接口，完成传输媒体上的信号与二进制数据间的转换信号与二进制数据间的转换物理接口上发送或接收的是一串以某种规则表示物理接口上发送或接收的是一串以某种规则表示的二进制的数据的二进制的数据物理层定义的是接口的机械特性、电气特性、功物理层定义的是接口的机械特性、电气特性、功能和过程特性等能和过程特性等例如：插头、插座的几何尺寸，每根引脚的功能例如：插头、插座的几何尺寸，每根引脚的功能定义，逻辑定义，逻辑0和和1的电平定义，信号宽带定义的电平定义，信号宽带定义物理层（physical layer）与传输媒体的接口，完成Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 57/145数据链路层（数据链路层（datalinklayer）v提供点到点的可靠传输，通常需把数据分成提供点到点的可靠传输，通常需把数据分成帧，并且保证帧的正确发送和接收帧，并且保证帧的正确发送和接收识别帧的标志识别帧的标志 帧的发送和接收，需校验、确认帧的发送和接收，需校验、确认发送方在超时或收到否定性确认后，要重发发送方在超时或收到否定性确认后，要重发重复帧要丢弃重复帧要丢弃v在共享网络中，需解决信道共享问题等在共享网络中，需解决信道共享问题等数据链路层（data link layer）提供点到点的可靠Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 58/145网络层（网络层（networklayer）v提供主机到主机的通路，其间可能存在多条提供主机到主机的通路，其间可能存在多条通路，网络层将实现的功能包括：通路，网络层将实现的功能包括：选择路由选择路由 拥塞控制拥塞控制 协议的转换协议的转换 分段和重组分段和重组 对用户的分组、字符等计数对用户的分组、字符等计数 等等等等网络层（network layer）提供主机到主机的通路，Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 59/145传输层传输层（transportlayer）v提供端到端的通路，应用到应用的通路提供端到端的通路，应用到应用的通路传输层将把高层要求传输的数据分成若干个报文传输层将把高层要求传输的数据分成若干个报文报文与帧不一样，帧只有帧标志（起始标志、结报文与帧不一样，帧只有帧标志（起始标志、结束标志），而报文有信源和信宿的地址及端口、束标志），而报文有信源和信宿的地址及端口、报文的顺序号、确认号等等报文的顺序号、确认号等等 低三层的通信对象通常是路由器，传输层是端到低三层的通信对象通常是路由器，传输层是端到端的，必须考虑该报文怎样才能从源端正确地传端的，必须考虑该报文怎样才能从源端正确地传输到目的端，而源端和目的端通常是主机输到目的端，而源端和目的端通常是主机传输层（transport layer）提供端到端的通路，Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 60/145会话层会话层（sessionlayer）v建立有关会话的机制，或双向对话，或建立有关会话的机制，或双向对话，或双向对话时要有切换等双向对话时要有切换等如：说的一方应说一段就听一下对方的反应，因为，如：说的一方应说一段就听一下对方的反应，因为，可能线路已断可能线路已断会话层（session layer）建立有关会话的机制，或Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 61/145表示层表示层（presentationlayer）v表示层关心的是语法和语义表示层关心的是语法和语义v对相关的数据的描述采用抽象的定义，对相关的数据的描述采用抽象的定义，如浮点数都用科学表示法如浮点数都用科学表示法相关数据的表示法转换相关数据的表示法转换 抽象数据结构的转换抽象数据结构的转换表示层（presentation layer）表示层关心的Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 62/145应用层应用层（applicationlayer）v包括所有应用方面的协议包括所有应用方面的协议如：全屏幕功能，不同的终端其控制字符不如：全屏幕功能，不同的终端其控制字符不尽相同，应作相应的转换，通常定义一个网尽相同，应作相应的转换，通常定义一个网络虚拟终端络虚拟终端v不同系统之间的文件传输的方式不同，不同系统之间的文件传输的方式不同，但表示的形式必须一致但表示的形式必须一致应用层（application layer）包括所有应用方Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 63/145OSI模型的数据传输模型的数据传输应用协议应用协议表示协议表示协议会话协议会话协议传输协议传输协议网络协议网络协议发送进程发送进程实际数据传输路径实际数据传输路径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接收进程接收进程NH数据数据PH数据数据SH数据数据TH数据数据AH 数据数据bitsDH数据数据DT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OSI模型的数据传输应用协议表示协议会话协议传输协议网络协议Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 64/145举例：某人给他的朋友写一封信举例：某人给他的朋友写一封信邮邮政政袋袋箱箱信信信信封封邮邮政政信信袋袋应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层举例：某人给他的朋友写一封信邮 信信邮应用层网络层数据Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 65/145计算机网络参考模型计算机网络参考模型vISO/OSI参考模型参考模型vTCP/IP参考模型参考模型v本课程的网络模型本课程的网络模型计算机网络参考模型ISO/OSI参考模型Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 66/145TCP/IP参考模型参考模型OSITCP/IP在模型中在模型中不存在不存在7654321应用应用表示表示会话会话传输传输网络网络数据链路数据链路物理物理应用应用传输传输互联网互联网主机至网络主机至网络TnbmP43Fig.1-21TCP/IP参考模型参考模型TCP/IP参考模型OSITCP/IP在模型中不存在7应用表Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 67/145互联网层互联网层（internetlayer）v这里的互联网是基于无连接的分组交换网络这里的互联网是基于无连接的分组交换网络v互联网层定义了正式的分组格式和协议，即互联网层定义了正式的分组格式和协议，即IP协议（协议（internetprotocol），每个），每个IP包的路包的路由问题是互联网层要解决的问题由问题是互联网层要解决的问题v互联网层与互联网层与OSI中的网络层相对应中的网络层相对应一个报文的各个不同的分组（称为一个报文的各个不同的分组（称为IP包），包），可以通过不同的路径到达目的地，其到达顺可以通过不同的路径到达目的地，其到达顺序与发送顺序可能不一致序与发送顺序可能不一致互联网层（internet layer）这里的互联网是基于Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 68/145传输层传输层（transportlayer）v位于互联网层的上层，与位于互联网层的上层，与OSI中的传输中的传输层相对应层相对应v其功能是使源端和目的端主机的对等实其功能是使源端和目的端主机的对等实体进行对话体进行对话v定义了两个端到端的协议：定义了两个端到端的协议：传输控制协议传输控制协议TCP（transmissioncontrolprotocol）用户数据报协议用户数据报协议UDP（userdatagramprotocol）传输层（transport layer）位于互联网层的上层Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 69/145应用层应用层（applicationlayer）vTCP/IP模型的应用层包括所有的高层协议模型的应用层包括所有的高层协议（实际上，（实际上，OSI模型中的会话层和表示层在很多应用中模型中的会话层和表示层在很多应用中是没用的）是没用的）v应用层常用协议：应用层常用协议：TELNET：标准终端仿真协议：标准终端仿真协议FTP（FileTransferProtocol）：文件传输协议）：文件传输协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol）：）：电子邮件协议电子邮件协议DNS（DomainNameService）：域名系统服务）：域名系统服务应用层（application layer）TCP/IP模Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 70/145主机至网络层主机至网络层 v在互联网层以下，在互联网层以下，TCP/IP参考模型没有参考模型没有定义，认为互联网是网络的互联，至于定义，认为互联网是网络的互联，至于主机如何接入网络不是主机如何接入网络不是TCP/IP模型所需模型所需要考虑的问题要考虑的问题vTCP/IP模型面向的是网络，而不是主机模型面向的是网络，而不是主机主机至网络层 在互联网层以下，TCP/IP参考模型没有定义，Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 71/145TCP/IP模型中的协议与网络模型中的协议与网络(OSI)层名层名应用应用协议协议传输传输网络网络网络网络数据链路数据链路+物理物理TELNETTCPDNSSMTPFTPSATNETARPANETIPUDPLAN分组无线网分组无线网TnbmP43Fig.1-22TCP/IP模型中的协议和网络模型中的协议和网络TCP/IP模型中的协议与网络(OSI)层名应用Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 72/145TCP/IP协议簇协议簇TCP/IP协议是一组协议的总称，包括：协议是一组协议的总称，包括：vIP层（即互联网层）：层（即互联网层）：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPFvTCP层（即传输层）：层（即传输层）：TCP、UDPv应用层：应用层：FTP、SMTP、SNMP、TELNET、HTTP、DNSTCP/IP协议簇TCP/IP协议是一组协议的总称，包括：Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 73/145计算机网络参考模型计算机网络参考模型vISO/OSI参考模型参考模型vTCP/IP参考模型参考模型v本课程的网络模型本课程的网络模型计算机网络参考模型ISO/OSI参考模型Computer Networks v4 cs.sjtu 5/25/2024第1章 概述 74/145本课程的网络模型本课程的网络模型v结合结合ISO/OSI七层模型和七层模型和TCP/IP四层四层模型的特点的五层网络模型模型的特点的五层网络模型OSITCP/IP7654321应用应用表示表示会话会话传输传输网络网络数据链路数据链路物理物理应用应用传输传输互联网互联网主机至网络主机至网络应用应用传输传输网络网络数据链路数据链路物理物理本课程模型本课程模型本课程的网络模型结合ISO/OSI七层模型和TCP/IP四层