《概述网络资料》PPT课件.ppt

1,第1章 概 述,基本内容,计算机网络的组成和分类 计算机网络的主要性能指标 ISO/OSI参考模型 TCP/IP参考模型,重点掌握,计算机网络的基本概念，计算机网络的发展、组成、结构、分类及性能指标，计算机网络的体系结构。,2,第1章 概 述,3,第1章 概 述,4,1.1 计算机网络在信息时代中的作用,1.1.1 计算机网络的发展（补充）,（1）第一阶段：面向终端的计算机通信网（20世纪50年代）,（3）第三阶段:计算机网络(20世纪70、80年代),（2）第二阶段：计算机通信网络(中国未经,20世纪60年代),计算机网络的形成与发展大致可以划分为如下4个阶段:,（4）第四阶段:计算机互联网(20世纪90年代）,5,（1）第一阶段：面向终端的计算机通信网（20世纪50年代）,终端,特点:是“终端-计算机”通信,彼此之间有明显的主从关系。,图1 面向终端的计算机通信网,缺点:,改进:,主机负担过重;线路利用率低。,通过前端处理机使主机不用管理通信;终端经过集中器通向主机。,6,前端处理机:通信处理机也称为前端处理机,有时也可简称为前端机。前端处理机分工完成全部的通信任务,而让主机专门进行数据的处理。这样就大大地提高了主机进行数据处理的效率,前端处理机,计算机,终端,图2 通过前端处理机使主机不用管理通信,7,集中器:为了节省通信费用,可在远程终端较密集处加一个集中器。集中器的一端用多条低速线路与各终端相连,其另一端则用一条较高速率的线路与计算机相连。,集中器,终端,图3 终端通过集中器通向主机,8,（2）第二阶段：计算机通信网络(中国未经,20世纪60年代),多个计算机连接起来的用于传输信息的计算机群。以美国的ARPANET与分组交换技术为重要标志。分组交换网是以网络为中心,主机和终端都处在网络的外围,构成了用户资源子网。用户通过分组交换网可共享用户资源子网的许多硬件和各种丰富的软件资源。为了和用户资源子网对比,就将分组交换网称为通信子网。,图4 通过分组交换网连接主机和终端,特点:是计算机-计算机通信,没有主从关系；但体系结构差异较大,不利于互联,以通信为主要目的。,9,（3）第三阶段:计算机网络(20世纪70、80年代),在协议的控制下,以实现资源共享为主要目的,借助于通信系统联结的多个计算机集合。特点:全网具有统一的体系结构,以资源共享为主要目的。,10,（4）第四阶段:计算机互联网(20世纪90年代）,计算机网络向高速化、宽带化(2G)、多媒体方向发展。未来通信和网络的目标是实现5W(3G)的个人通信(任何人who在任何时候when任何地方where都可以和任何一个其他人whomever传送任何信息whatever)。,特点：,开放性:一是相对其直接应用环境的开放和对不同应用的适应,二是相对其互联环境的开发,便于和其他网络的互联。综合性:体现了系统中各要素间的更紧密结合。智能化:是人工智能技术与网络技术的结合。,11,1.1 计算机网络在信息时代中的作用,1.1.2 计算机网络概念,（1）50年代末-远程终端系统以传输信息为目的而连接起来，实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统。,（3）90年代-以因特网为代表的互联网将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统。,（2）70-80年代-以通信子网为中心以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体。,12,1.1 计算机网络在信息时代中的作用,1.1.3 几个要点,（1）21世纪的重要特征数字化、网络化、信息化,（3）计算机网络的两个重要功能连通性和资源共享,（2）三网电信网、有线电视网、计算机网络,13,1.1 计算机网络在信息时代中的作用,学生活动一,请用思维导图的形式总结本小节的主要内容（3-5分钟）,14,1.2 因特网概述,1.2.1 几个概念,（1）结点（node）可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。,（3）主机（host）连接在因特网上的计算机。,（2）链路（link）描述一条点对点的线路段，中间没有任何交换结点。,（4）因特网和互联网因特网是世界上最大的互联网。,15,1.2 因特网概述,1.2.2 因特网发展的三个阶段（自学）,（1）第一阶段（1969年开始）从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。,（3）第三阶段（1993年开始）逐步形成了多层次ISP结构的因特网。,（2）第二阶段（1985年开始）建成三级（主干网、地区网和校园网）结构的因特网。,16,1.2 因特网概述,1.2.3 因特网的标准化工作（自学）,（1）因特网协会 因特网工程部（IETF）因特网研究部（IRTF）,（2）因特网标准的制定过程 因特网草案 建议标准 草案标准 因特网标准,17,1.3 因特网的组成,1.3.1 因特网的边缘部分,（1）客户服务器方式（C/S方式）描述的是进程之间服务和被服务的关系，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。,（2）对等方式（P2P方式）两个主机在通信时不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。,因特网由边缘部分和核心部分两大块组成。,构成：连接在因特网上的所有主机（端系统）。主机之间的通信方式：C/S方式和P2P方式。,18,1.3 因特网的组成,1.3.1 因特网的边缘部分,学生活动二,课后利用因特网完成下列任务：C/S、B/S和P2P三种模式的优缺点？,19,1.3 因特网的组成,1.3.2 因特网的核心部分,（1）电路交换建立连接-通话-释放连接三个步骤,（3）报文交换整个报文进行存储转发,作用：向网络边缘中的大量主机提供连通性。计算机（路由器）间信息交换方式：电路、报文和分组交换。,（2）分组交换单个分组进行存储转发,20,（1）电路交换,两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。,21,更多的电话机互相连通,5 部电话机两两相连，需 10 对电线。N 部电话机两两相连，需 N(N 1)/2对电线。当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。,22,使用交换机,当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。,交换机,23,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,电路交换的不足,电路交换传送计算机数据效率低原因是计算机数据具有突发性，这导致通信线路的利用率很低。,24,电路交换举例,A 和 B 通话经过四个交换机通话在 A 到 B 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,25,电路交换举例,C 和 D 通话只经过一个本地交换机通话在 C 到 D 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,26,(2)分组交换的产生,60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA(Advanced Research Project Agency)提出要研制一种生存性(survivability)很强的网络。传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断。如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。,27,新型网络的基本特点,网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话。网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网络的生存性。计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。,28,报文,分组交换的原理（一）,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。,29,数 据,数 据,数 据,分组交换的原理（二）,每一个数据段前面添加上首部构成分组。,首部,首部,首部,请注意：现在左边是“前面”,30,分组交换的原理（三）,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（假定接收端在左边）。,31,分组交换的原理（四）,接收端收到分组后剥去首部还原成报文。,数 据,首部,数 据,首部,数 据,首部,收到的数据：,32,数 据,数 据,数 据,分组交换的原理（五）,最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。,33,强调：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。,34,分组交换网的示意图,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,H2 向 H6 发送分组,注意分组路径的变化！,结点交换机,主机,35,注意分组的存储转发过程,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,结点交换机,主机,在结点交换机 A 暂存查找转发表找到转发的端口,在结点交换机 C 暂存查找转发表找到转发的端口,在结点交换机 E 暂存查找转发表找到转发的端口,最后到达目的主机 H5,36,注意结点交换机有多个端口,A,B,C,D,E,H1,H5,H2,H4,H3,H6,高速链路,结点交换机,1234,1234,1 2 3 4,1 2 3 4,1 2 3 4,37,结点交换机,在结点交换机中的输入和输出端口之间没有直接连线。结点交换机处理分组的过程是：把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。,38,主机和结点交换机的作用不同,主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。结点交换机对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机。,39,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；充分使用链路的带宽。可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。,40,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。,41,三种交换的比较,A B C D,A B C D,A B C D,报文交换,电路交换,分组交换,t,42,1.3 因特网的组成,学生活动三：总结概括,请用思维导图的形式总结本小节的主要内容（5分钟）,43,1.3 因特网的组成,学生活动四：课堂练习,1969年美国国防部创建的第一个分组交换网是（）。所有的因特网标准都是以（）的形式 因特网上发表。从工作方式上看，因特网由（）和（）两大块组成。在因特网边缘部分的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可以划分为（）和（）两大类。分组交换和报文交换都是基于（）原理的数据交换方式。计算机网络的信息交换方式有（）、（）和（）三种。,44,本讲小结,45,1.5 计算机网络的类别,（1）不同作用范围广域网、城域网、局域网和个人区域网,（3）用来把用户接入到因特网的网络接入网,从不同的角度可以将计算机网络分成不同的类别。,（2）不同使用者的网络公用网、专用网,（4）不同拓扑结构星型网、环型网、总线型网、树型网、网状型网,46,（1）不同作用范围,（1）广域网WAN（Wide Area Network）几十到几千公里，有时也称为远程网，其任务是通过长距离运输主机所发送的数据。特点:数据传输率比LAN低得多,一般是数百至数千bps,近年来随着通信技术进步可提高到数十甚至几百Mbps。（2）城域网MAN（Metropolitan）作用范围在广域网和局域网之间，其距离范围约为550km。（3）局域网LAN（Local Area Network）是将小区域如工厂、学校、公司等的计算机、终端和外围设备等互连在一起的通信网络。特点:高数据率(0.11000Mbps)、短距离(0.12.5Km)和低误码率.（4）个人区域网PAN（Personal Area Network)在个人工作处将电子设备用无线技术连接起来的网络，范围为10m左右,47,（2）不同使用者的网络,（1）公用网:一般是国家的电信部门建造的网络。公用网也可称为公众网。例：中国公用计算机互联网(CHINANET)、中国金桥信息网(CHINAGBN)。（2）专用网:是某个部门为本系统的特殊业务工作的需要而建造的网络。例：中国科技网(CSTNET)、中国教育和科研计算机网(CERNET)。,48,（3）用来把用户接入到因特网的网络,接入网 AN(Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。,49,（4）不同拓朴结构,拓扑(topolgy)是从图论演变而来的概念，是一种研究与大小形状无关的点、线、面特点的方法。在计算机网络中抛开网络中的具体设备，把象工作站、服务器、交换机等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信介质抽象为“线”，这样从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和线组成的几何图形，从而抽象出了网络系统的具体结构。我们称这种采用拓扑学方法抽象的网络结构为计算机网络的拓扑结构。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。分为两大类：点点线路通信子网的拓扑;广播信道通信子网的拓扑。点点线路通信子网的拓扑结构有：星型、环型、树型、全连接型、交叉环型、网状型。,50,点点线路通信子网的拓朴结构,51,广播信道通信子网的拓朴结构,在采用广播信道的通信子网中,一个公共的通信信道被多个网络结点共享。所有节点共享传输介质,任何一个节点发送到网上的信息可为网中所有其它节点接受。适合于局域网。,52,按拓朴结构分类,计算机网络按拓朴结构分为：星型网络、环型网络、总线型网络、树型网络、网状型网络。,（1）星型网络 组成:各节点间无直接的链路,分节点间的通信必须通过中心节点间接实现。优点:结构简单、构造容易、便于管理和访问协议简单。缺点:中心节点负担过重、扩充困难,对中心节点的可靠性要求高,通信线路总长度长,费用高,安装、维护麻烦。（2）环型网络 组成:各主机经由各自的中继器或转发器和点到点链路组成闭合环。优点:结构简单,传输路径长度较短,最大延迟确定,时实性较好。缺点:某个节点出错可能会终止全网运行,既可靠性较差；同时扩充困难,这是由于此时需要对全网拓扑和访问机制进行调整所致。,53,（3）总线型网络 组成:采用单根传输线作为传输介质,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到传输介质既总线上；任一站点发送的信号都可以沿介质传输且能被其他所有站点接收,但只有目的站点真正接收,其他的站点则把信号丢弃。优点:电缆长度短、可靠性高、易于扩充。缺点:总线的物理长度和容纳的站点数有限,多用于组建局域网。（4）树型网络 组成:各节点按层次进行连接,处于越高层次的节点,其可靠性要求越高。优点:这种结构总线路长度较短,容易扩展和进行故障隔离。缺点:结构比较复杂且对根的依赖性太大（5）网状型网络 组成:一般又分有规则和无规则型 优点:最大特点是可靠性高,因为节点间存在着冗余链路,某个链路出了故障,还可以选择其它。缺点:通信线路长、成本高、路径控制复杂。,54,1.5 计算机网络的类别,学生活动一：总结概括,请用思维导图的形式总结本小节的主要内容（5分钟）,55,1.6 计算机网络的性能,（1）速率,（3）吞吐量,1.6.1 计算机网络的性能指标,（2）带宽,（4）时延,（5）时延带宽积,（6）往返时延,（7）利用率,56,(1)速率,比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。Bit 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。速率也称数据率(data rate)或比特率(bit rate)指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，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,57,（2）带宽,带 宽,对信号：指该信号的各种不同频率成份所占据的频率范围。例如，电话信号标准带宽3.1kHz(300Hz3400Hz).,对通信线路：指允许通过的信号频率范围，也称为通频带.,对于数字信道，人们通常把带宽和数据率（吞吐量）不加区别，混为同义。严格地说，两者是有区别的，数据率是指数字信道传送数字信号的速率，单位为：bit/s、bps、kbps、Mbps、Gbps,58,常用的带宽单位,“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）。现在“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)。,更常用的带宽单位是千比每秒，即 kb/s（103 b/s）兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K=210=1024 M=220,G=230,T=240。,59,数字信号流随时间的变化,在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。,60,（3）吞吐量,吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更经常用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道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。,61,（4）时延,时延是指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。由三部分组成：发送时延、传播时延、处理时延。即数据经历的总时延就是发送时延、传播时延和处理时延之和。,总时延=发送时延+传播时延+处理时延,62,发送时延,发送时延（传输时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。即是发送数据时使数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间，也就是从数据块的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需的时间。信道带宽 数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。,63,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。即是信号（电磁波或光波）在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。例如，电磁波在自由空间的速度：3.0105km/s，在铜线电缆中2.3105km/s，在光纤中2.0105km/s。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。,64,处理时延,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。结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。有时可用排队时延作为处理时延。,65,三种时延所产生的地方,1 0 1 1 0 0 1,发送器,队列,结点 B,结点 A,数据,从结点 A 向结点 B 发送数据,链路,66,思考 如果提高链路带宽（数据率），实际上提高的是数据发送速率还是传播速率？,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。提高链路带宽减小了数据的发送时延。,67,（5）时延带宽积,（传播）时延,链路（链路就好像一个圆柱形管道）,带宽,时延带宽积=传播时延 带宽,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,68,（6）往返时延 RTT,往返时延 RTT(Round-Trip Time)表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。,69,（7）利用率,信道利用率指出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。,70,时延和网络利用率的关系,根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。若令 D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系：U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。,71,1.6 计算机网络的性能,（1）费用,（3）标准化,1.6.2 计算机网络的非性能特征,（2）质量,（4）可靠性,（5）可扩展性和可升级性,（6）易于管理和维护,72,学生活动二：总结概括,请用概念图的形式总结本小节的主要内容（5分钟）,1.6 计算机网络的性能,73,学生活动三：课堂练习,1.按照规模从大到小的顺序，下列那种排列顺序是正确的。A.互联网，城域网，广域网，局域网B.广域网，互联网，城域网，局域网C.互联网，广域网，城域网，局域网D.广域网，城域网，互联网，局域网2.提高链路速率可以减少数据的（）。A.传播时延 B.排队时延 C.等待时延 D.发送时延3.信号带宽是指（）。A.信号表示数据的能力 B.信号具有的频谱的宽度C.频率的数量 D.介质的传送能力4.报文从网络的一端传送到另一端所需的时间叫时延，网络中时延主要由（）、（）和（）组成。,74,1.7 计算机网络体系结构,1.7.1 计算机网络体系结构的形成,相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。,75,只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。在市场化方面 OSI 却失败了。OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力；OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；OSI 的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。,关于开放系统互连参考模型OSI/RM,76,两种国际标准,法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。是非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。TCP/IP 常被称为事实上的(de facto)国际标准。,77,1.7.2 划分层次的必要性,计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。,78,网络协议的组成要素,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。,79,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。,80,计算机网络的体系结构,计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。实现(implementation)是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。,81,1.7.3 具有五层协议的体系结构,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。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。,82,五层协议的体系结构,应用层(application layer)运输层(transport layer)网络层(network layer)数据链路层(data link layer)物理层(physical layer),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,83,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,84,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,85,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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）,86,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,IP 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,87,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,88,主机 1 向主机 2 发送数据,应用层(application layer),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,物理传输媒体,主机 1,AP2,AP1,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 2,89,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,物理层接收到比特流，上交给数据链路层,90,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,91,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层,92,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层,93,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,94,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,我收到了 AP1 发来的应用程序数据！,95,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,应 用 程 序 数 据,比 特 流,注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次,应 用 程 序 数 据,96,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,比 特 流,计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层,97,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,H2,T2,98,H3,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,99,H4,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,100,应 用 程 序 数 据,H5,应 用 程 序 数 据,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,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,101,主机 1 向主机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,主机 1,AP2,AP1,主机 2,我收到了 AP1 发来的应用程序数据！,102,1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点,实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需使用下层所提供的服务。,103,实体、协议、服务和服务访问点（续）,本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP(Service Access Point)。,104,实体、协议、服务和服务访问点（续）,协议(n+1),SAP,SAP,交换原语,交换原语,实体(n+1),服务提供者,第 n 层,第 n+1 层,实体(n+1),服务用户,实体(n),实体(n),协议(n),105,1.7.5 TCP/IP的体系结构,应用层运输层网际层网络接口层,主机A,主机B,路由器,网络 2,网络 1,应用层运输层网际层网络接口层,网际层网络接口层,4321,路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层。,106,沙漏计时器形状的TCP/IP协议族,HTTP,SMTP,DNS,RTP,TCP,UDP,IP,网际层,网络接口层,运输层,应用层,网络接口 1,网络接口 2,网络接口 3,Everything over IP IP 可为各式各样的应用程序提供服务,IP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上,107,【例1-2】客户进程和服务器进程使用 TCP/IP 协议进行通信,数据链路层,物理层,运输层,网络层,数据链路层,物理层,运输层,网络层,应用层,应用层,因特网,以后就逐级使用下层提供的服务(使用 TCP 和 IP）,108,功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程,数据链路层,物理层,运输层,网络层,应用层,计算机 3,因特网,109,学生活动一：课堂练习,1.网络协议主要由（）三个要素构成。A语义、语法与体系结构 B软件、硬件和数据C语法、语义和时序 D体系结构、层次和语法2.如果定义某协议报文第一个字节取值为4时表示第4版本，则该定义属于协议规范的（）范畴。A语法 B语义 C同步 D编码3.TCP/IP参考模型中，提供端到端的通信的是（）。A应用层 B传输层 C网络层 D网络接口层4.下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（）。A网络的层次 B每一层使用的协议C协议的内部实现细节 D每一层必须完成的功能5.按照从低到高的顺序，在OSI参考模型中，第1层和第5层分别是()。A.数据链路层和会话层 B.数据链路层和表示层C.物理层和表示层 D.物理层和会话层,110,习题,P33 1-3 1-10 1-17 1-19 1-24,