1、教学目标教学目标了解计算机网络概念、发展、功能及分类了解计算机网络概念、发展、功能及分类 对常见网络设备功能有较深入的了解对常见网络设备功能有较深入的了解 了解网络协议，理解了解网络协议，理解OSIOSI参考模型与参考模型与TCP/IPTCP/IP协议结构协议结构及各层功能及各层功能 了解了解InternetInternet工作模式，掌握信息搜索、信息发布工作模式，掌握信息搜索、信息发布等等InternetInternet应用应用 n知识要点知识要点计算机网络、网络协议的概念计算机网络、网络协议的概念计算机网络发展阶段及网络功能与分类计算机网络发展阶段及网络功能与分类两个理论模型两个理论模型I
2、nternet工作模式及工作模式及新兴新兴Internet服务服务n举案引思举案引思 1 1、想像一下没有网络的世界：、想像一下没有网络的世界： 如果没有计算机网络，你的计算机世界会是什么样的？你在计算机如果没有计算机网络，你的计算机世界会是什么样的？你在计算机面前会做些什么？那会不会是一个移动存储介质泛滥的时代？面前会做些什么？那会不会是一个移动存储介质泛滥的时代？ 2 2、现在你是否还会给父母写信？现在你是否还会给父母写信？ 上世纪的我们会经常性地给父母朋友写信、邮寄，然后期盼着数日后上世纪的我们会经常性地给父母朋友写信、邮寄，然后期盼着数日后的回复，现在你还会偶尔给父母写信吗？你了解你的
3、信自从离开你的手的回复，现在你还会偶尔给父母写信吗？你了解你的信自从离开你的手之后怎么样到达你父母手上的吗？之后怎么样到达你父母手上的吗？ 3 3、未来的新应用？未来的新应用？ 现在计算机网络上我们可以发电子邮件、可以查找想要的资源、可以现在计算机网络上我们可以发电子邮件、可以查找想要的资源、可以进行视频电话、可以在网上买卖东西、可以发微博、微信，啊，太多了进行视频电话、可以在网上买卖东西、可以发微博、微信，啊，太多了！但你能想象未来的计算机网络会出现什么样的新应用吗？只有想不到！但你能想象未来的计算机网络会出现什么样的新应用吗？只有想不到，没有做不到！，没有做不到！ 6.1计算机网络基础计算
4、机网络基础一、概述一、概述1、为什么需要计算机网络？、为什么需要计算机网络？ 2、什么是计算机网络？、什么是计算机网络？ 分布在不同地理位置的、具有独立功能的多台计算机及外部设备，通分布在不同地理位置的、具有独立功能的多台计算机及外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息交换的计算机系统理和协调下，实现资源共享和信息交换的计算机系统 。3、计算机网络发展阶段计算机网络发展阶段 第一代：终端与主机的互连第一代：终端与主机的互连 第二代：主机与主机的互连第二代：主机与
5、主机的互连 第三代：网络与网络的互连第三代：网络与网络的互连 第四代：多网融合第四代：多网融合6.1计算机网络基础计算机网络基础6.1计算机网络基础计算机网络基础4、计算机网络功能、计算机网络功能 资源共享、信息交换（通信）、分布式信息处理资源共享、信息交换（通信）、分布式信息处理 5、计算机网络分类、计算机网络分类 按网络覆盖范围分：局域网、城域网、广域网按网络覆盖范围分：局域网、城域网、广域网 按拓扑结构分：总线型、星型、树型、环型、网状等按拓扑结构分：总线型、星型、树型、环型、网状等 按机器地位分：对等网和主从网按机器地位分：对等网和主从网二、常见网络设备二、常见网络设备1、计算机设备、
6、计算机设备 服务器和工作站服务器和工作站 2、传输介质、传输介质 双绞线双绞线 最常见的传输介质，它价格便宜，易最常见的传输介质，它价格便宜，易弯曲、易安装，重量轻，具有良好的性价弯曲、易安装，重量轻，具有良好的性价比，但传输距离和速度都受到一定限制，比，但传输距离和速度都受到一定限制，且易受外界信号干扰且易受外界信号干扰。 双绞线一般分为屏蔽型（双绞线一般分为屏蔽型（STPSTP）和非屏）和非屏蔽型（蔽型（UTPUTP），屏蔽型双绞线是在双绞线和），屏蔽型双绞线是在双绞线和外层绝缘套之间包有一层金属屏蔽层，以外层绝缘套之间包有一层金属屏蔽层，以屏蔽外界干扰信号，所以在抗干扰能力方屏蔽外界干扰
7、信号，所以在抗干扰能力方面要优于面要优于UTPUTP，但价格也要贵些。，但价格也要贵些。 双绞线两端都必须安装双绞线两端都必须安装RJ-45RJ-45连接器（连接器（俗称水晶头）才能和网卡、交换机等设备俗称水晶头）才能和网卡、交换机等设备相连，就是常见的水晶头。根据双绞线相连，就是常见的水晶头。根据双绞线4 4对对铜线的排序不同，则连接的设备不同。一铜线的排序不同，则连接的设备不同。一般分两种线序标准：般分两种线序标准：T568AT568A和和T568BT568B。 两端两端都采取都采取B B标准线序是用的较多的一种双绞线标准线序是用的较多的一种双绞线。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、
8、常见网络设备二、常见网络设备2、传输介质、传输介质 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆是以硬铜线为芯，外面包上同轴电缆是以硬铜线为芯，外面包上一层绝缘材料，外层再套有密织的网状导一层绝缘材料，外层再套有密织的网状导体以屏蔽外界干扰，最外层包一层保护性体以屏蔽外界干扰，最外层包一层保护性材料材料 同轴电缆比双绞线抗干扰能力强，可同轴电缆比双绞线抗干扰能力强，可以进行远距离传输。根据其直径大小可以以进行远距离传输。根据其直径大小可以分为：粗同轴电缆和细同轴电缆。粗缆直分为：粗同轴电缆和细同轴电缆。粗缆直径为径为10mm10mm，适于较大型的局部网络，标准，适于较大型的局部网络，标准传输距离长，可靠性高，但
9、安装难度大；传输距离长，可靠性高，但安装难度大；细缆直径为细缆直径为5mm5mm，安装简单，价格低廉，安装简单，价格低廉，但连接时须切断电缆，两头安装网络连接但连接时须切断电缆，两头安装网络连接头（头（BNCBNC），所以容易松动产生不良隐患），所以容易松动产生不良隐患。现在一般同轴电缆用于有线电视的信号。现在一般同轴电缆用于有线电视的信号传输。传输。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备2、传输介质、传输介质 光纤光纤 光纤即光导纤维，是由纤芯外加包层光纤即光导纤维，是由纤芯外加包层组成的双层圆柱体，利用光的全反向原理组成的双层圆柱体，利用光的全反向原理进行光信
10、号传输的，如图进行光信号传输的，如图6-46-4所示。纤芯所示。纤芯是光导纤维，由非常透明的石英玻璃拉制是光导纤维，由非常透明的石英玻璃拉制而成的细丝，用来传导光波。包层具有较而成的细丝，用来传导光波。包层具有较低的折射率，当光线从高折射率射向低折低的折射率，当光线从高折射率射向低折射率介质时，其折射角度大于入射角度。射率介质时，其折射角度大于入射角度。当入射角度足够大时，就会发生全反射。当入射角度足够大时，就会发生全反射。 根据传输模式不同，光纤可分为单模根据传输模式不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。光纤和多模光纤。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备2、传
11、输介质、传输介质 无线介质无线介质 无线传输介质是指使用无线电波作无线传输介质是指使用无线电波作为传输介质，多使用微波通信、红外线为传输介质，多使用微波通信、红外线、蓝牙等方式。微波具有较长的波长，、蓝牙等方式。微波具有较长的波长，适合远距离通信，而红外线和蓝牙波长适合远距离通信，而红外线和蓝牙波长较短，只适宜室内或近距离通信。较短，只适宜室内或近距离通信。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备3、网络互连设备、网络互连设备 网络适配器网络适配器 网络适配器又称为网络接口卡，简网络适配器又称为网络接口卡，简称网卡，是将计算机连接到网络上的通称网卡，是将计算机连接到
12、网络上的通信接口装置，它可以集成在计算机内部信接口装置，它可以集成在计算机内部主板上，也可以作为独立的接口卡插入主板上，也可以作为独立的接口卡插入到计算机主板的到计算机主板的PCIPCI插槽内。在计算机插槽内。在计算机接收传输介质上传送的数据时，网卡把接收传输介质上传送的数据时，网卡把接收的信号按照计算机可以处理的格式接收的信号按照计算机可以处理的格式进行转换，在主机向网络发送数据时，进行转换，在主机向网络发送数据时，网卡又把要发送的信息转换为网络传输网卡又把要发送的信息转换为网络传输介质可以传播的格式。介质可以传播的格式。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备3
13、、网络互连设备、网络互连设备 调制解调器调制解调器 调制解调器（调制解调器（MODEMMODEM）是调制器和）是调制器和解调器的简称，俗称解调器的简称，俗称“猫猫”，在发送端，在发送端，把计算机的数字信号转换成可沿普通，把计算机的数字信号转换成可沿普通电话线传送的模拟信号，在接收端，又电话线传送的模拟信号，在接收端，又把模拟信号还原成计算机可识别和处理把模拟信号还原成计算机可识别和处理的的数字信号，从而实现计算机间的通的的数字信号，从而实现计算机间的通信。调制是把数字信号转换成模拟信号信。调制是把数字信号转换成模拟信号，解调是把模拟信号转换成数字信号。，解调是把模拟信号转换成数字信号。调制解调
14、器是以电话线作为传输介质，调制解调器是以电话线作为传输介质，承担传输介质和计算机之间进行数承担传输介质和计算机之间进行数/ /模模、模、模/ /数转换功能，实现计算机连网的数转换功能，实现计算机连网的设备。设备。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备3、网络互连设备、网络互连设备 集线器集线器 集线器（集线器（HubHub）的主要功能是对接）的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它提供多端口在以它为中心的节点上。它提供多端口的服务
15、，每个端口通过一条传输介质连的服务，每个端口通过一条传输介质连接一台计算机。它的工作方式非常简单接一台计算机。它的工作方式非常简单，对所有接收到的数据，发送时没有针，对所有接收到的数据，发送时没有针对性，而且采用广播的方式，对所有与对性，而且采用广播的方式，对所有与之相连的节点都进行转发之相连的节点都进行转发 。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备3、网络互连设备、网络互连设备 交换机交换机 交换机（交换机（SwitchSwitch）是一种用于信号）是一种用于信号转发的网络设备转发的网络设备, ,可以实现先存储、后可以实现先存储、后定向转发的功能。如图定向转发的
16、功能。如图6-106-10所示。因为所示。因为交换机能根据数据帧的源交换机能根据数据帧的源MACMAC地址，知地址，知道该地址的机器连接在哪个端口上，并道该地址的机器连接在哪个端口上，并记住它，以后发往该地址的数据都只转记住它，以后发往该地址的数据都只转发到这个端口上，所以它可以为交换机发到这个端口上，所以它可以为交换机中任意两个端口之间提供独享的信号传中任意两个端口之间提供独享的信号传输服务，也就是说多个端口对之间可以输服务，也就是说多个端口对之间可以同时进行通信而不会冲突。每个端口都同时进行通信而不会冲突。每个端口都是一个独立的网段，连接在该端口上的是一个独立的网段，连接在该端口上的计算机
17、独享全部带宽，无需和其它端口计算机独享全部带宽，无需和其它端口分享。真正可以高速、高效地进行数据分享。真正可以高速、高效地进行数据交换交换 。 6.1计算机网络基础计算机网络基础二、常见网络设备二、常见网络设备3、网络互连设备、网络互连设备 路由器路由器 路由器是互联网的非常重要的网络路由器是互联网的非常重要的网络结点设备。它的主要功能就是路由选择结点设备。它的主要功能就是路由选择。当两台不在同一子网的计算机相互通。当两台不在同一子网的计算机相互通信时，可能需要经过许多个路由器。每信时，可能需要经过许多个路由器。每个路由器都是从上一站接收数据包，然个路由器都是从上一站接收数据包，然后根据数据包
18、的目的地决定要转发给哪后根据数据包的目的地决定要转发给哪台路由器台路由器 。 网关网关 网关（网关（GatewayGateway）又称网间连接器）又称网间连接器、协议转换器。最复杂的网络互连设备、协议转换器。最复杂的网络互连设备，用于连接两个网络系统并可实现不同，用于连接两个网络系统并可实现不同网络之间的协议转换工作。即可以实现网络之间的协议转换工作。即可以实现广域网的互连，也可以实现局域网的互广域网的互连，也可以实现局域网的互连。连。 6.1计算机网络基础计算机网络基础1、为什么需要网络协议？、为什么需要网络协议？ 2、什么是网络协议？、什么是网络协议？ 网络协议就是计算机网络中通信双方都必
19、须遵守的标准、规则或约定的网络协议就是计算机网络中通信双方都必须遵守的标准、规则或约定的集合。具体说就是在通信内容、怎么通信以及何时通信等方面，双方都要共集合。具体说就是在通信内容、怎么通信以及何时通信等方面，双方都要共同遵从、可以接受的一组约定和规则。由语义、语法和时序组成。同遵从、可以接受的一组约定和规则。由语义、语法和时序组成。3、网络体系结构网络体系结构 网络通信的复杂性网络通信的复杂性 分层设计的优越性分层设计的优越性 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构 通信双方相互遵守的约定和规则。确定双方通信的格式和应答方式等。如数据格式、编码和信号电平等。确定通信双方对发布请求、执行动
20、作以及应答的解释，协调和差错处理的控制信息。规定事件顺序以及匹配速度。6.2 网络协议6.2 网络协议例例:甲乙两个人通电话甲乙两个人通电话语法：电话号码；语法：电话号码；语义：响铃（表示有电话打进），乙接电话，通话等一语义：响铃（表示有电话打进），乙接电话，通话等一系列的动作；系列的动作；同步：甲先拨电话，响铃，乙接听电话，等一系列的通同步：甲先拨电话，响铃，乙接听电话，等一系列的通话时序。话时序。 网络设计者采用把通信问题划分为许网络设计者采用把通信问题划分为许多小问题，然后为每一个问题设计一个通多小问题，然后为每一个问题设计一个通信协议。这样使得每一个协议的设计、分信协议。这样使得每一个
21、协议的设计、分析、编码和测试都比较容易。析、编码和测试都比较容易。6.2 网络体系结构 6.2 网络体系结构 1 1举一个生活中的例子：邮政系统的层次服务举一个生活中的例子：邮政系统的层次服务 把整个邮政系统服务分解为多个层次，每层把整个邮政系统服务分解为多个层次，每层实现一种特定的服务：通过自己内部的功能；依赖实现一种特定的服务：通过自己内部的功能；依赖自己的下层提供的服务；分层的服务包括：通信者自己的下层提供的服务；分层的服务包括：通信者活动、邮局服务业务、邮局转送业务、运输和邮件活动、邮局服务业务、邮局转送业务、运输和邮件转送服务。把一个大问题分解为若干个层次的小问转送服务。把一个大问题
22、分解为若干个层次的小问题，以达到：结构清晰，简化设计与实现，便于更题，以达到：结构清晰，简化设计与实现，便于更新与维护，较强的独立性和适应性。新与维护，较强的独立性和适应性。6.2 网络体系结构 通信者活通信者活动动通信者活通信者活动动邮局服务邮局服务业务业务邮局转送邮局转送业务业务运输部门的邮件运输业务运输部门的邮件运输业务邮局服务邮局服务业务业务邮局转送邮局转送业务业务信 件信 件打包打包收集、收集、分拣分拣写 信 送写 信 送邮箱邮箱路由、路由、运输运输邮局接收邮局接收邮包邮包邮件拆包邮件拆包分 拣 、分 拣 、投 递 接投 递 接收邮包收邮包阅 读阅 读信件信件3、网络体系结构网络体系
23、结构 理论模型理论模型在计算机网络理论研究界和应用界的努力下，在计算机网络理论研究界和应用界的努力下，1978年国际标准化组织制定年国际标准化组织制定出了一个开放协议标准出了一个开放协议标准:开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型(Open System Interconnection Reference Model, OSI/RM，简称，简称OSI)。OSI模型模型将整个网络通信体系分为将整个网络通信体系分为7层，自上而下分别为应用层、表示层、会话层层，自上而下分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。、传输层、网络层、数据链路层和物理层。 6.2网络协议与体系结构
24、网络协议与体系结构发送端发送端接收端接收端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口接口通信线路或传输介质通信线路或传输介质应用层协议应用层协议表示层协议表示层协议会话层协议会话层协议传输层协议传输层协议网络层协议网络层协议数据链路层协议数据链路层协议0111010000110000101001011113、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 对于该参考模型的每层功能，可以组织一个国际会议形象来说：对于该参考模型的每层功能，
25、可以组织一个国际会议形象来说： 应用层：会议的议题；应用层：会议的议题； 表示层：大会语言翻译；表示层：大会语言翻译； 会话层：交流各方的身份识别、发言顺序、议题的开始和结束；会话层：交流各方的身份识别、发言顺序、议题的开始和结束； 传输层：如何到达举办会议地点；传输层：如何到达举办会议地点； 网络层：如何到达举办会议的国家；网络层：如何到达举办会议的国家； 数据链路层：每段路程的交通；数据链路层：每段路程的交通； 物理层：公路、铁路、航空等交通方式；物理层：公路、铁路、航空等交通方式； 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM）
26、 物理层功能物理层功能 数据通信最终要通信信号在传输介质上的传输来实现。计算机中数据通信最终要通信信号在传输介质上的传输来实现。计算机中存储或处理的是二进制数据，即信息。该层传输的数据格式为信息，也即存储或处理的是二进制数据，即信息。该层传输的数据格式为信息，也即二进制数据流。但通信介质上所传输的为信号（电信号或光信号）。所以二进制数据流。但通信介质上所传输的为信号（电信号或光信号）。所以要把数据信息变为信号。传输介质种类繁多，如果没有统一的标准和规范要把数据信息变为信号。传输介质种类繁多，如果没有统一的标准和规范就很难通过传输介质将它们互联起来进行通信。显然，为了达到信息交换就很难通过传输介
27、质将它们互联起来进行通信。显然，为了达到信息交换的目的就要对各种通信设备之间以及通信设备和传输介质之间的电气和机的目的就要对各种通信设备之间以及通信设备和传输介质之间的电气和机械接口进行约定，以使得各种通信设备都能方便、规范地通过传输介质连械接口进行约定，以使得各种通信设备都能方便、规范地通过传输介质连接起来并进行信息交换，这就是物理层的功能。接起来并进行信息交换，这就是物理层的功能。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 数据链路层功能数据链路层功能 数据链路层位于物理层的上一层，它所处理的数据单元称为帧（数据链路层位于物
28、理层的上一层，它所处理的数据单元称为帧（FrameFrame），在发送数据时，它接收来自上层的数据，加上自己的帧头和帧尾），在发送数据时，它接收来自上层的数据，加上自己的帧头和帧尾，形成数据帧后送到物理层；接收数据时，它接收来自下层也即物理层的，形成数据帧后送到物理层；接收数据时，它接收来自下层也即物理层的数据，去掉帧头和帧尾后取出数据部分传输给上一层。此外，该层还具有数据，去掉帧头和帧尾后取出数据部分传输给上一层。此外，该层还具有更为重要的流量控制和差错控制等功能。更为重要的流量控制和差错控制等功能。 (1) (1)流量控制流量控制 流量控制的功能是为了避免发送端发送数据的速率超过接收端的最
29、大流量控制的功能是为了避免发送端发送数据的速率超过接收端的最大接收能力而导致数据丢失的现象发生，保证双方能协调一致地交换数据。接收能力而导致数据丢失的现象发生，保证双方能协调一致地交换数据。在网络通信中一般采用通过接收端来控制发送端的发送速率来实现在网络通信中一般采用通过接收端来控制发送端的发送速率来实现 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 数据链路层功能数据链路层功能 (2) (2)差错控制差错控制 网络通信要求很低的差错率，但如果发生数据传输错误，要通过编码技网络通信要求很低的差错率，但如果发生数据传输错误，要通过编码
30、技术来实现纠错。这就需要接收端具有差错检测的功能，也就是通过编码方术来实现纠错。这就需要接收端具有差错检测的功能，也就是通过编码方式使接收端能检测出接收的数据帧是否出错，如果有错，采取简单丢弃或式使接收端能检测出接收的数据帧是否出错，如果有错，采取简单丢弃或要求对方重传等。要求对方重传等。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 网络层功能网络层功能 网络层是在各种不同类型、不同规模的计算机网络之间提供点到点的网络层是在各种不同类型、不同规模的计算机网络之间提供点到点的服务，这就需要按照一定的算法在各个网络之间选择一条最佳路径
31、问题。服务，这就需要按照一定的算法在各个网络之间选择一条最佳路径问题。但最佳路径上也可能会有多个点，在每个点收到数据包之后转发给哪个结但最佳路径上也可能会有多个点，在每个点收到数据包之后转发给哪个结点，这就是路由选择问题。该层的数据传输单位是分组（点，这就是路由选择问题。该层的数据传输单位是分组（PacketPacket，或称，或称为包）。为包）。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 传输层功能传输层功能 从网络层可以实现点到点的传输，也就是两个计算机之间通过从网络层可以实现点到点的传输，也就是两个计算机之间通过IPIP地
32、址地址由路由器实现通信，但是计算机中的应用程序或是进程有很多，如怎么实由路由器实现通信，但是计算机中的应用程序或是进程有很多，如怎么实现两台计算机之间的现两台计算机之间的QQQQ通信或是通信或是EmailEmail通信等？因为每个进程对应的端口通信等？因为每个进程对应的端口号都是不同的，所以传输层的功能主要是实现端到端的传输。通过物理层号都是不同的，所以传输层的功能主要是实现端到端的传输。通过物理层、数据链路层和网络就已经实现两台计算机之间的通信了，所以其它层的、数据链路层和网络就已经实现两台计算机之间的通信了，所以其它层的主要功能就不再管信息传输的问题了，而是信息在计算机内部的表示和处主要功
33、能就不再管信息传输的问题了，而是信息在计算机内部的表示和处理问题了。理问题了。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 会话层功能会话层功能 会话层提供的服务是建立、维持应用之间的会话，并能使会话获得会话层提供的服务是建立、维持应用之间的会话，并能使会话获得同步。该层用于建立、管理和中止不同计算机上的应用程序之间的会话。同步。该层用于建立、管理和中止不同计算机上的应用程序之间的会话。会话是指为完成一项任务而进行的一系列的相关的信息交换。会话是指为完成一项任务而进行的一系列的相关的信息交换。 表示层功能表示层功能 表示层向高层的
34、应用层提供被传送数据的表示问题，即信息的语法和表示层向高层的应用层提供被传送数据的表示问题，即信息的语法和语义。如有必要，使用一种通用的数据表示格式在多种数据表示格式之间语义。如有必要，使用一种通用的数据表示格式在多种数据表示格式之间进行转换，使采用不同表示方法的各开放系统之间能互相通信。该层还负进行转换，使采用不同表示方法的各开放系统之间能互相通信。该层还负责数据的加密、压缩和恢复等。责数据的加密、压缩和恢复等。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 理论模型（理论模型（OSI/RM） 应用层功能应用层功能 应用层直接面向用户，为用户使用应用程序提供通信服务
35、，实现多应用层直接面向用户，为用户使用应用程序提供通信服务，实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。它处个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。它处于于OSIOSI模型的最高层，包含的协议最多，也是最复杂的一层。模型的最高层，包含的协议最多，也是最复杂的一层。6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 现实标准（现实标准（TCP/IP） 虽然虽然OSIOSI参考模型在理论上比较完整，并且是国际公认的参考模型在理论上比较完整，并且是国际公认的标准，但它却没有市场化，现今互联网中使用的网络协议几标准，但它却没有市场化，现今互
36、联网中使用的网络协议几乎没有完全符合乎没有完全符合OSIOSI参考模型的。在互联网中，人们普遍使用参考模型的。在互联网中，人们普遍使用的是传输控制协议的是传输控制协议/ /因特网协议（因特网协议（TCP/IPTCP/IP）。）。 TCP/IP TCP/IP实际上是一个网络协议族，共分为实际上是一个网络协议族，共分为4 4层：网络接口层：网络接口层、网际层、传输层和应用层在具体划分与层、网际层、传输层和应用层在具体划分与OSIOSI参考模型有对参考模型有对应关系，应关系，TCPTCP和和IPIP是其中最为重要的两个协议，虽非是其中最为重要的两个协议，虽非OSIOSI中的中的标准协议，但事实证明它
37、们工作得很好，已被公认为现今网标准协议，但事实证明它们工作得很好，已被公认为现今网络中的现实标准。络中的现实标准。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网际层网络接口层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网际层网络接口层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应用层应用层传输层传输层网际层网际层网络接口层网络接口层3、网络体系结构网络体系结构 现实标准（现实标准（TCP/IP） 应用层协议应用层协议 TCP/IP TCP/IP的最高层，它负责接收并响应用户的
38、各种请求，为用户提供的最高层，它负责接收并响应用户的各种请求，为用户提供各种服务，对应于各种服务，对应于OSIOSI模型的上三层。主要服务协议如下：模型的上三层。主要服务协议如下：（1 1）文件传输协议（）文件传输协议（File Transfer Protocol, FTPFile Transfer Protocol, FTP）：用于交互式文）：用于交互式文件传输，可以在不同计算机间传输文件。件传输，可以在不同计算机间传输文件。（2 2）超文本传输协议（）超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol, HTTPHypertext Transfer Protocol,
39、HTTP）：提供）：提供WWWWWW服务，使用该协议可以访问网络上丰富的文本或超文本信息。服务，使用该协议可以访问网络上丰富的文本或超文本信息。（3 3）简单邮件传输协议（）简单邮件传输协议（Simple Message Transfer Protocol, SMTPSimple Message Transfer Protocol, SMTP）：主要负责网络上电子邮件的传输，该协议为发送电子邮件所用，接收电：主要负责网络上电子邮件的传输，该协议为发送电子邮件所用，接收电子邮件一般为子邮件一般为POP3POP3或或IMAPIMAP等。等。（4 4）域名服务系统（）域名服务系统（Domain Na
40、me System, DNSDomain Name System, DNS）：负责域名与）：负责域名与IPIP地址地址之间的转换。之间的转换。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 现实标准（现实标准（TCP/IP） 传输层传输层 传输层提供端节点到端节点之间的可靠通信，具有差错控制、数据包传输层提供端节点到端节点之间的可靠通信，具有差错控制、数据包的分段与重组、数据包的顺序控制等功能。该层包括面向连接的的分段与重组、数据包的顺序控制等功能。该层包括面向连接的TCPTCP协议协议和面向无连接的和面向无连接的UDP(User Datagram Protocol)
41、UDP(User Datagram Protocol)协议，这两个协议分别用协议，这两个协议分别用于传输不同性质的数据。于传输不同性质的数据。6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 现实标准（现实标准（TCP/IP） 网际层网际层 网际层提供无连接的传输服务，主要功能是寻找一条能够把数据送到网际层提供无连接的传输服务，主要功能是寻找一条能够把数据送到目的地的路径。它对应于目的地的路径。它对应于OSIOSI的网络层，该层是通过网络互联协议（的网络层，该层是通过网络互联协议（IPIP协协议）将不同的物理网络连接起来，以实现数据通信和资源共享。议）将不同的物理网络连接
42、起来，以实现数据通信和资源共享。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构3、网络体系结构网络体系结构 现实标准（现实标准（TCP/IP） 网络接口层网络接口层 网络接口层为网络接口层为TCP/IPTCP/IP模型的最底层，对应于模型的最底层，对应于OSIOSI模型的物理层和数据模型的物理层和数据链路层。主要功能是负责从网际层接收报文数据并通过物理网络发送出去链路层。主要功能是负责从网际层接收报文数据并通过物理网络发送出去，或是从物理网络接收信号中提取报文数据并交给网际层。，或是从物理网络接收信号中提取报文数据并交给网际层。 6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构TCP/IP与OSI比较
43、 TCP/IP实用、市场化。OSI作为国际标准，复杂、理论性强； TCP/IP可以越层直接使用更低层次所提供的服务，而OSI不能越层使用； TCP/IP具有良好网络管理功能，而OSI不具有； 3、网络体系结构网络体系结构 与与TCP/IP有关的几个概念有关的几个概念 1 1、IPIP地址地址 IPIP地址是由地址是由3232位（位（bitbit）二进制数组成，即）二进制数组成，即IPIP地址占地址占4 4个字节。为书写个字节。为书写方便，把它们分为方便，把它们分为4 4组，每组组，每组8 8位二进制数，并用十进制数表示，每组数位二进制数，并用十进制数表示，每组数的范围为的范围为0 025525
44、5，每两组之间用，每两组之间用“.”.”隔开。隔开。IPIP地址分为地址分为A A、B B、C C、D D、E E等等5 5类，其中类，其中A A、B B、C C三类为主类地址，也是现在常用的三类为主类地址，也是现在常用的IPIP地址，地址，D D类地址类地址为组播地址，为组播地址，E E类地址尚未使用。一般类地址尚未使用。一般IPIP地址由两个部分组成：网络号和地址由两个部分组成：网络号和主机号。主机号。 A A类地址第一组数的范围为类地址第一组数的范围为0 0127 127 ；B B类类IPIP地址第一组数的范围为地址第一组数的范围为128128191 191 ；C C类类IPIP地址第一
45、组数的范围为地址第一组数的范围为192192223 223 。6.2网络协议与体系结构网络协议与体系结构1. 主机和IP地址主机：连入Internet的计算机或设备。IP地址：主机的唯一数字标识。IP地址用32位二进制数表示，每8位一组，以“.”分隔，相应数用十进制数表示，每段十进制数取值为：0255。如：10100110.01101111.01001110.00000110 166 . 111 .78. 6 IP地址包括两部分内容：一部分为网络标识，另一部分为主机标识。IP地址分为AE类 分分 类类 第一字节数字范围第一字节数字范围 应应 用用 每一个网络的主机数每一个网络的主机数 互联网上
46、的互联网上的网络个数网络个数 A A1 1126 126 大型网络大型网络 16777214 16777214 126 126 B B128128191 191 中型网络中型网络 65534 65534 16384 16384 C C192192223 223 小型网络小型网络254 254 2097152 2097152 D D224224239 239 组播地址组播地址E E240240254 254 试验用试验用前前8 8位为网络地址，其中第一位为网络地址，其中第一位为位为0 0，2 2(8-l)(8-l)=128=128个网络地址个网络地址，0 0和和127127有特殊用途有特殊用途
47、前前16位为网络地址，其中第一位为网络地址，其中第一个字节前两位为个字节前两位为10，有（，有（191-128+1）256=16 384个网络个网络地址地址 前前24位为网络地址，其中第一个字位为网络地址，其中第一个字节前三位为节前三位为110，用，用192223，故有，故有（223-192+1）256256=2097 152个网络地址个网络地址 202.111.78.6网络标识网络标识主机标识主机标识2. 特殊IP地址 回送地址：127.b.c.d是回送地址，网络软件测试以及本地进程通信。如：ping 127.0.0.1用于测试本机安装协议正确性。 直接广播地址：主机地址每一位全1的IP地址
48、为直接广播地址。广播是指同时向网上所有主机发送报文如：192.168.0.255是本网段直接广播地址 3. IP地址分配为确保IP地址在Internet上惟一性。要加入Internet，必须申请到合法IP地址。随机分配一个IP地址。 拨号上网用户使用动态IP地址固定IP地址。 信息服务者使用固定IP地址。4. 子网掩码 Internet上IP地址总个数为232个 。通过子网掩码可以充分利用IP地址资源。 例1：一个单位有128台主机，另一（相邻）单位有110台主机，它们可以在一个子网上使用一个C类网络地址。（C类有254台主机数）例2：三个不相邻单位各不足60台主机，它们也可以使用一个C类网络
49、地址。在网络上可以将A、B和C类主机地址进一步划分成子网地址。子网掩码也是32位二进制数，表示形式与IP地址类似。用于屏蔽IP地址一部分，将IP地址分离出网络和主机地址。将IP地址与子网掩码进行按位“与”运算，得到网络地址。例如： IP 地址 ：10011111 11100000 00000111 10000001 159.224.7.129 （B类地址）子网掩码：11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0网络地址：10011111 11100000 00000000 00000000 159.224.0.0 是B类IP地址和子网掩码，主机所
50、在网络地址为159.224，主机地址为7.129。 例1：11001010 11100000 00000001 10101000 202.224.1.168 （c类地址）子网掩码：11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0网络地址：11001010 11100000 00000001 00000000 202.224.1.0 例2：假设分配网地址为： 11001010 11100000 00000010 202.224.2 将子网掩码设为：255.255.255.192 11111111 11111111 11111111 1100000
