1、计计 算算 机机 网网 络络精选1教材教材 选用教材选用教材n谢希仁谢希仁 编著编著 计算机网络计算机网络(第七版第七版)，电子工业出版社，电子工业出版社，2017.01 精选2思考思考n什么是计算机网络？什么是计算机网络？n为什么要学习计算机网络？为什么要学习计算机网络？精选3第第 1 1 章章 概述概述精选4第第 1 章章 概述概述n1.1 计算机网络在信息时代中的作用计算机网络在信息时代中的作用n1.2 互联网概述互联网概述n1.3 互联网的组成互联网的组成n1.4 计算机网络在我国的发展计算机网络在我国的发展n1.5 计算机网络的类别计算机网络的类别n1.6 计算机网络的性能计算机网络
2、的性能n1.7 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构精选51.1 计算机网络在信息时代中的作用计算机网络在信息时代中的作用n21 世纪的一些重要特征是世纪的一些重要特征是数字化数字化、网络化网络化和和信信息化息化，它是一个以，它是一个以网络为核心网络为核心的信息时代。的信息时代。n网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的经济的重要基础重要基础。n大众熟悉的三大类网络有：大众熟悉的三大类网络有：n电信网络：电信网络：提供电话、电报及传真等服务提供电话、电报及传真等服务；n有线电视网络：有线电视网络：向用户传送各种电视节目向用户传送各种电视节目；n
3、计算机网络：计算机网络：使用户使用户能能在计算机之间传送数据文件在计算机之间传送数据文件；发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。精选61.1 计算机网络在信息时代中的作用计算机网络在信息时代中的作用n随着技术的发展随着技术的发展，网络技术，网络技术相互融合：相互融合：n电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络技术技术，扩大了原有的服务范围扩大了原有的服务范围；n计算机网络也能够向用户提供电话通信、视频通信以及传送计算机网络也能够向用户提供电话通信、视频通信以及传送视频节目的服务。视频节目的服务。n
4、从理论上讲，可以把上述三种网络融合成一种网络就从理论上讲，可以把上述三种网络融合成一种网络就能够提供所有的上述服务，这就是很早以前就提出来能够提供所有的上述服务，这就是很早以前就提出来的的“三网融合三网融合”。n但实现融合并不但实现融合并不简单，因为这涉及到各方面的经济利简单，因为这涉及到各方面的经济利益和行政管辖权的问题。益和行政管辖权的问题。精选7Internet 发展发展n自从自从 20 世纪世纪 90 年代以后，以年代以后，以 Internet 为代表为代表的计算机网络得到了飞速的发展的计算机网络得到了飞速的发展。n已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网已从最初的教育科研网络逐步发展
5、成为商业网络。络。n已已成为全球最大的和最重要的计算机网络成为全球最大的和最重要的计算机网络。n是人类自印刷术发明以来人类在存储和交换信是人类自印刷术发明以来人类在存储和交换信息领域中的最大变革息领域中的最大变革。精选8Internet 中文译名中文译名nInternet 的中文译名并不统一。现有的的中文译名并不统一。现有的 Internet 译名有两种：译名有两种：n因特网因特网，这个译名是全国科学技术名词审定委员会这个译名是全国科学技术名词审定委员会推荐的推荐的，但却长期未得到推广但却长期未得到推广；n互联网，互联网，这是目前流行最广的、事实上的标准译名。这是目前流行最广的、事实上的标准译
6、名。现在我国的各种报刊杂志、政府文件以及电视节目现在我国的各种报刊杂志、政府文件以及电视节目中都毫无例外地使用这个译名。中都毫无例外地使用这个译名。该该译名能够体现出译名能够体现出 Internet 最主要的特征最主要的特征：由数由数量极大的各种计算机网络互连起来的量极大的各种计算机网络互连起来的。精选9互连网与互联网互连网与互联网n不同的网络。不同的网络。n互连网：互连网：指指在局部范围互连起来的计算机网络在局部范围互连起来的计算机网络。n互联网：互联网：指当今世界上最大的计算机网络指当今世界上最大的计算机网络。Internet。精选10“网网”与互联网与互联网n有时，往往使用更加简洁的方式
7、表示互联网，有时，往往使用更加简洁的方式表示互联网，这就是只用一个这就是只用一个“网网”字字。n例如例如：n“上网上网”就是表示使用某个电子设备连接到互联网，就是表示使用某个电子设备连接到互联网，而不是连接到其他的网络上。而不是连接到其他的网络上。n网民、网吧、网银（网上银行）、网购（网上购物）网民、网吧、网银（网上银行）、网购（网上购物）等。这里的等。这里的“网网”，一般都不是指电信网或有线电，一般都不是指电信网或有线电视网，而是指当今世界上最大的计算机网络视网，而是指当今世界上最大的计算机网络 Internet 互联网。互联网。精选11什么是互联网？什么是互联网？n互联网是互联网是由数量极
8、大的各种计算机网络互连起由数量极大的各种计算机网络互连起来来而形成的网络。而形成的网络。n可以从两种不同的方面来认识互联网可以从两种不同的方面来认识互联网：n互联网互联网应用应用n互联网互联网工作原理工作原理与特点与特点精选12互联网应用互联网应用绝大多数人绝大多数人通过使用互联网而通过使用互联网而认识认识了了互联网互联网。n上网玩游戏上网玩游戏n看网上视频看网上视频n和朋友在微信上聊天和朋友在微信上聊天n在互联网上搜索和查阅在互联网上搜索和查阅各种信息各种信息n利用互联网的电子邮件利用互联网的电子邮件相互通信（包括传送各相互通信（包括传送各种照片和视频文件）种照片和视频文件）n互联网上购买各
9、种物品互联网上购买各种物品n在互联网上购买机票或在互联网上购买机票或火车票火车票n在互联网上在互联网上预订酒店预订酒店n利用互联网进行转账或利用互联网进行转账或买卖股票等交易买卖股票等交易n精选13互联网的两个重要特点互联网的两个重要特点互联网之所以能够向用户提供许多服务，是因为互联网之所以能够向用户提供许多服务，是因为互联网具有互联网具有两个重要基本特点两个重要基本特点：n连通性连通性(connectivity)n使上网用户之间都可以交使上网用户之间都可以交换信息换信息（数据，以及各种（数据，以及各种音频视频）音频视频），好像这些用，好像这些用户的计算机都可以彼此直户的计算机都可以彼此直接连
10、通一样。接连通一样。n注意，注意，互联网具有虚拟的互联网具有虚拟的特点特点，无法准确知道对方无法准确知道对方是谁，也无法知道是谁，也无法知道对方对方的的位置。位置。n共享共享(Sharing)n指资源共享。指资源共享。n资源共享的含义是多方面资源共享的含义是多方面的。可以是信息共享、软的。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共件共享，也可以是硬件共享享。n由于网络的存在，这些资由于网络的存在，这些资源好像就在用户身边一样源好像就在用户身边一样，方便使用方便使用。精选14互联网在生活中的地位互联网在生活中的地位n现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开
11、互联网开互联网。n互联网已经成为互联网已经成为现代现代社会最为重要的基础设施。社会最为重要的基础设施。n同时，互联网也同时，互联网也使人们的使人们的生活生活方式发生了重大方式发生了重大的变化的变化。精选15互联网互联网+n指指“互联网互联网+各个传统行业各个传统行业”。n利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。n特点特点：把互联网的创新成果把互联网的创新成果深度融合深度融合于经济社于经济社会各领域之中，会各领域之中，从而从而大大地提升了实体经济的大大地提升了实体经济的创新
12、力和生产力。创新力和生产力。精选16互联网负面影响互联网负面影响n互联网也给人们带来了一些负面影响互联网也给人们带来了一些负面影响，例如：，例如：n利用互联网传播计算机病毒利用互联网传播计算机病毒n利用互联网窃取国家机密和盗窃银行或储户的钱财利用互联网窃取国家机密和盗窃银行或储户的钱财n网上欺诈网上欺诈n在网上肆意散布谣言、不良信息和播放不健康的视在网上肆意散布谣言、不良信息和播放不健康的视频节目频节目n青少年弃学而沉溺于网络游戏青少年弃学而沉溺于网络游戏等等因此，必须加强因此，必须加强对互联网的管理对互联网的管理。精选171.2 互联网概述互联网概述n1.2.1 网络的网络网络的网络n1.2
13、.2 互联网基础结构发展的三个阶段互联网基础结构发展的三个阶段n1.2.3 互联网的标准化工作互联网的标准化工作精选181.2.1 网络的网络网络的网络n互联网互联网(Internet)n特指特指Internet，起源于美国起源于美国，现已发展成为世界上最现已发展成为世界上最大的大的、覆盖全球的计算机网络覆盖全球的计算机网络。n计算机网络计算机网络(简称为网络简称为网络)n由若干结点由若干结点(node)和连接这些结点的链路和连接这些结点的链路(link)组成组成。n互连网互连网(internetwork 或或 internet)n可以可以通过路由器通过路由器把把网络互连起来，这就构成了一个网
14、络互连起来，这就构成了一个覆盖范围更大的计算机网络覆盖范围更大的计算机网络，称之为，称之为互连网。互连网。n“网络的网络网络的网络”(network of networks)。精选191.2.1 网络的网络网络的网络(a)计算机网络（网络）计算机网络（网络）结点结点链路链路(b)互连网（网络的网络）互连网（网络的网络）网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络 简单的网络简单的网络(a)和和 由网络构成的互连网由网络构成的互连网(b)网络网络图例计算机计算机集线器集线器路由器路由器精选20请注意名词请注意名词“结点结点”n在网络中，在网络中，node 的标准译名是的标准译名是“结
15、点结点”而不而不是是“节点节点”。n虽然虽然 node 有时也可译为有时也可译为“节点节点”，但这是指，但这是指像天线上的驻波的节点，这种节点很像竹竿上像天线上的驻波的节点，这种节点很像竹竿上的的“节节”。n数据结构的树数据结构的树(tree)中的中的 node 应当译为应当译为“节节点点”。精选21关于关于“云云”n当使用一朵当使用一朵“云云”来表示来表示网络时，可能会有两种不网络时，可能会有两种不同的情况同的情况：1.云表示的网络已经包含了云表示的网络已经包含了和网络相连的计算机和网络相连的计算机。2.云表示的云表示的网络网络里面就只剩里面就只剩下许多路由器和连接这些下许多路由器和连接这些
16、路由器的链路路由器的链路，把有关的把有关的计算机画在云的外面计算机画在云的外面。习习惯上，与网络相连的计算惯上，与网络相连的计算机常称为机常称为主机主机(host)。主机主机互连网互连网 互连网与所连接的主机互连网与所连接的主机精选22基本概念要清楚基本概念要清楚n网络网络把许多计算机连接在一起把许多计算机连接在一起。n互连网互连网则把许多网络通过路由器连接在一起则把许多网络通过路由器连接在一起。n与网络相连的计算机常称为与网络相连的计算机常称为主机主机。互连网（网络的网络）互连网（网络的网络）网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络主机主机主机主机可以是计可以是计算机，也可以
17、算机，也可以是是智能手机智能手机等等智能机器。智能机器。精选231.2.2 互联网基础结构发展的三个阶段互联网基础结构发展的三个阶段n第一阶段：第一阶段：从单个网络从单个网络 ARPANET 向互联网发向互联网发展的过程。展的过程。n1983 年，年，TCP/IP 协议成为协议成为 ARPANET 上的标上的标准协议，准协议，使得所有使用使得所有使用 TCP/IP 协议的计算机都协议的计算机都能利用互连网相互通信能利用互连网相互通信。n人们把人们把 1983 年作为互联网的诞生时间。年作为互联网的诞生时间。n1990年年，ARPANET 正式宣布关闭正式宣布关闭。精选24internet 和和
18、 Internet 的区别的区别n以以小写字母小写字母“i”开始的开始的 internet（互连网）是一（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。成的网络。n以以大写字母大写字母“I”开始的的开始的的 Internet（互联网（互联网或因或因特网特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的协议族作为通信的规则，且其前身是美国的规则，且其前身是美国的 ARP
19、ANET。精选25internet 和和 Internet 的区别的区别任意把几个计算机网络互连起来（不管采用任意把几个计算机网络互连起来（不管采用什么协议），并能够相互通信，这样构成的什么协议），并能够相互通信，这样构成的是一个互连网是一个互连网(internet)，而不是互联网，而不是互联网(Internet)。精选261.2.2 互联网基础结构发展的三个阶段互联网基础结构发展的三个阶段n第二阶段：第二阶段：建成了三级结构的互联网。建成了三级结构的互联网。n它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。网和校园网（或企业网）。主干网
20、主干网校园网校园网校园网校园网校园网校园网校园网校园网地区网地区网地区网地区网校园网校园网地区网地区网精选271.2.2 互联网基础结构发展的三个阶段互联网基础结构发展的三个阶段n第三阶段：第三阶段：逐渐形成了多层次逐渐形成了多层次 ISP 结构的互联网。结构的互联网。n出现了出现了互联网服务提供者互联网服务提供者 ISP(Internet Service Provider)。n任何机构和个人只要向某个任何机构和个人只要向某个 ISP 交纳规定的费用，就交纳规定的费用，就可可从从该该 ISP 获取所需获取所需 IP 地址的使用权，并可通过该地址的使用权，并可通过该 ISP 接入到互联网接入到互
21、联网。n根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数地址数目的不同，目的不同，ISP 也分成为也分成为不同层次的不同层次的 ISP：主干主干 ISP、地区地区 ISP 和和 本地本地 ISP。精选28主机主机A 本地本地 ISP 地区地区 ISP 主干主干 ISP 地区地区 ISP 本地本地 ISP 主机主机B大公司大公司公司公司本地本地 ISPAB本地本地 ISP主干主干 ISP本地本地 ISP本地本地 ISP地区地区 ISP主干主干 ISP主干主干 ISP地区地区 ISP地区地区 ISP地区地区 ISP本地本地 ISP本地本地 ISPIXP本地
22、本地 ISP校园网校园网校园网校园网基于基于 ISP 的多层结构的互联网的概念示意图的多层结构的互联网的概念示意图精选29到到2016 年年 3 月，全球已经有月，全球已经有 226 个个 IXP，分，分布在布在 172 个国家和地区个国家和地区。但。但互联网的发展在全互联网的发展在全世界还很不平衡世界还很不平衡。互联网交换点互联网交换点 IXP 在全球的分布图（在全球的分布图（2016年）年）精选30万维网万维网 WWW 的问世的问世n互联网已经成为世界上规模最大和增长速率最互联网已经成为世界上规模最大和增长速率最快的计算机网络，没有人能够准确说出互联网快的计算机网络，没有人能够准确说出互联
23、网究竟有多大。究竟有多大。n互联网的迅猛发展始于互联网的迅猛发展始于 20 世纪世纪 90 年代。由欧年代。由欧洲原子核研究组织洲原子核研究组织 CERN 开发的开发的万维网万维网 WWW (World Wide Web)被广泛使用在互联网上，大被广泛使用在互联网上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为互联网的这种指数级增长的主要驱动力。成为互联网的这种指数级增长的主要驱动力。精选31互联网的发展情况概况互联网的发展情况概况n从从 1993 年至年至 2016 年年互联网用户数的增长互联网用户数的增长情况情况如图所示如图所示。这里这里的用户是指
24、在家中上的用户是指在家中上网的人网的人。n可以看出，在可以看出，在 2005 年互联网的用户数超年互联网的用户数超过了过了 10 亿，在亿，在 2010 年超过了年超过了 20 亿，而亿，而在在2014年年 已接近了已接近了 30亿。亿。1993 年至年至 2016 年互联网用户的增长情况年互联网用户的增长情况精选32互联网的发展情况概况互联网的发展情况概况年份年份网络数网络数主机数主机数用户数用户数管理机构数管理机构数198010102102100199010310510610120001051071081022005106108109103互联网的发展概况互联网的发展概况（统计到（统计到
25、2005 年）年）精选331.2.3 互联网的标准化工作互联网的标准化工作互联网协会互联网协会 ISOC互联网研究指导小组互联网研究指导小组IRSG 互联网研究部互联网研究部 IRTF 互联网工程部互联网工程部 IETF 互联网工程指导小组互联网工程指导小组IESG RGWGRG领域领域领域领域互联网体系结构互联网体系结构研究委员会研究委员会 IAB WGWGWG互联网的标准化工作对互联网的发展起到了非常互联网的标准化工作对互联网的发展起到了非常重要的作用重要的作用。精选34成为成为互联网正式标准要经过三个阶段互联网正式标准要经过三个阶段n互联网草案互联网草案(Internet Draft)有
26、效期只有六有效期只有六个月个月。在这个阶段还。在这个阶段还不是不是 RFC 文档。文档。n建议标准建议标准(Proposed Standard)从这个阶从这个阶段开始就成为段开始就成为 RFC 文档。文档。n互联网标准互联网标准(Internet Standard)达到正式达到正式标准后，每个标准就分配到一个编号标准后，每个标准就分配到一个编号 STD xxxx。一个标准可以和多个一个标准可以和多个 RFC 文档关联。文档关联。所有互联网标准都以所有互联网标准都以 RFC 的形式在互联网上发表的形式在互联网上发表。精选35各种各种 RFC 之间的关系之间的关系 互联网草案互联网草案建议标准建议
27、标准互联网标准互联网标准历史的历史的 RFC实验的实验的 RFC提供信息的提供信息的 RFC除了建议标准和互联网标准这两种除了建议标准和互联网标准这两种 RFC 文档外，还有三种文档外，还有三种 RFC 文档，即历史的、实验的和提供信息的文档，即历史的、实验的和提供信息的 RFC 文档文档。精选361.3 互联网互联网的组成的组成n1.3.1 互联网的边缘部分互联网的边缘部分n1.3.2 互联网的核心部分互联网的核心部分精选371.3 互联网互联网的组成的组成从互联网的工作方式上看，可以划分为两大块：从互联网的工作方式上看，可以划分为两大块：(1)边缘部分：边缘部分：由所有连接在互联网上的主机
28、组由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。（传送数据、音频或视频）和资源共享。(2)核心部分：核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。供连通性和交换）。精选38互联网的核心部分互联网的边缘部分主机网络路由器互联网的边缘部分与核心部分互联网的边缘部分与核心部分互联网的边缘部分与核心部分互联网的边缘部分与核心部分精选391.3.1 互联网的边缘部分互联网的边缘部分n处在
29、互联网边缘的部分就是连接在互联网上的处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为所有的主机。这些主机又称为端系统端系统(end system)。n端系统在功能上可能有很大的差别端系统在功能上可能有很大的差别n小的端系统可以是一台普通个人电脑小的端系统可以是一台普通个人电脑，具有上网功具有上网功能的智能手机，甚至是一个很小的网络摄像头能的智能手机，甚至是一个很小的网络摄像头。n大的端系统则可以是一台非常昂贵的大型计算机。大的端系统则可以是一台非常昂贵的大型计算机。n端系统的拥有者可以是个人，也可以是单位（如学端系统的拥有者可以是个人，也可以是单位（如学校、企业、政府机关等）
30、，当然也可以是某个校、企业、政府机关等），当然也可以是某个 ISP。精选40端系统之间通信的含义端系统之间通信的含义n“主机主机 A 和主机和主机 B 进行通信进行通信”实际上是指：实际上是指：“运行在主机运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信上的另一个程序进行通信”。即即“主机主机 A 的某个进程和主机的某个进程和主机 B 上的另一个上的另一个进程进行通信进程进行通信”。简称为简称为“计算机之间通信计算机之间通信”。精选41端系统之间的两种通信方式端系统之间的两种通信方式端系统之间的通信方式端系统之间的通信方式通常可划分为两大类：通常可划
31、分为两大类：n客户客户 服务器方式服务器方式（C/S 方式）方式）即即 Client/Server 方式，简称为方式，简称为 C/S 方式。方式。n对等方式对等方式（P2P 方式）方式）即即 Peer to Peer 方式方式，简称为，简称为 P2P 方式。方式。精选421.客户客户 服服务器方式务器方式n客户客户(client)和和服务器服务器(server)都是指通信中都是指通信中所涉及的两个应用进程。所涉及的两个应用进程。n客户客户 服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。服务的关系。n客户是客户是服务的请求方服务的请求方，服务器是，服务器是服
32、务的提供方服务的提供方。服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。所提供的服务。精选43运行运行客户客户程序程序网络边缘网络边缘网络核心网络核心运行运行服务器服务器程序程序AB 请求服务请求服务 得到服务得到服务客户客户服务器服务器客户客户 A 向服务器向服务器 B 发出请求服务，服务器发出请求服务，服务器 B 向客户向客户 A 提供服务提供服务客户客户服务器工作方式服务器工作方式精选44客户软件的特点客户软件的特点 n被用户调用后运行，被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。服务器发起通
33、信（请求服务）。因此，客户程因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。序必须知道服务器程序的地址。n不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。精选45服务器软件的特点服务器软件的特点 n一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。理多个远地或本地客户的请求。n系统启动后即自动调用并系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，一直不断地运行着，被动地等待被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。n
34、一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。客户与服务器的通信关系建立后，客户与服务器的通信关系建立后，通信可以是双通信可以是双向的，向的，客户和服务器都可发送和接收数据。客户和服务器都可发送和接收数据。精选462.对等连接方式对等连接方式 n对等连接对等连接(peer-to-peer，简写为，简写为 P2P)是指两是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。还是服务提供方。n只要两个主机都运行了对等连接软件只要两个主机都运行了对等连接软件(P2P 软软件件)，它们就可以进行，它们就可以进行平等的、对
35、等连接通信。平等的、对等连接通信。n双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。文档。精选47对等连接方式的特点对等连接方式的特点n对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客每一个主机既是客户又是服务器。户又是服务器。n例如主机例如主机 C 请求请求 D 的服务时，的服务时，C 是客户，是客户，D 是是服务器。但如果服务器。但如果 C 又同时向又同时向 F提供服务，那么提供服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。又同时起着服务器的作用。对等连接工作方式
36、可支持大量对等用户（如上对等连接工作方式可支持大量对等用户（如上百万个）同时工作。百万个）同时工作。精选48网络边缘网络边缘网络核心网络核心运行运行P2P 程序程序运行运行P2P 程序程序DCEF运行运行P2P 程序程序运行运行P2P 程序程序对等连接工作方式（对等连接工作方式（P2P 方式）方式）精选491.3.2 互联网的核心部分互联网的核心部分n网络核心部分是互联网中最复杂的部分。网络核心部分是互联网中最复杂的部分。n网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主
37、机通信（即传送或接收各种形式能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。的数据）。n在网络核心部分起特殊作用的是在网络核心部分起特殊作用的是路由器路由器(router)。精选501.3.2 互联网的核心部分互联网的核心部分n路由器是实现路由器是实现分组交换分组交换(packet switching)的的关键构件，其任务是关键构件，其任务是转发转发收到的分组，这是网收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。络核心部分最重要的功能。n为了理解为了理解分组交换，分组交换，首先了解首先了解电路交换电路交换的基本的基本概念概念。精选511.电路交换的主要特点电路交换的主要特点 2 部电话机只需要用
38、部电话机只需要用 1 对电线直接连接就能够对电线直接连接就能够互相通话。互相通话。电话机的不同连接方法电话机的不同连接方法(a)两部电话直接相两部电话直接相连连精选521.电路交换的主要特点电路交换的主要特点5 部电话机两两直接相连，需部电话机两两直接相连，需 10 对电线。对电线。电话机的不同连接方法电话机的不同连接方法(b)5 部电话部电话机两两直接机两两直接相相连连 精选531.电路交换的主要特点电路交换的主要特点N 部电话机两两直接相连，需部电话机两两直接相连，需 N(N 1)/2 对电对电线。这种直接连接方法所需要的电线对的数量线。这种直接连接方法所需要的电线对的数量与电话机数量的平
39、方与电话机数量的平方（N2）成正比。成正比。精选54使用交换机使用交换机n当电话机的数量增多时，就要使用当电话机的数量增多时，就要使用交换机交换机来完来完成全网的交换任务。成全网的交换任务。交换机交换机每一部电话都每一部电话都直接直接连接到交连接到交换机上，而交换机使用交换换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户彼此之的方法，让电话用户彼此之间可以很方便地通信。间可以很方便地通信。所采用的所采用的交换方式交换方式就就是是电路电路交换交换(circuit switching)。电话机的不同连接方法电话机的不同连接方法(c)用交换机连接许多用交换机连接许多部电话部电话精选55“交换交换”的含义的
40、含义n在这里，在这里，“交换交换”(switching)的含义就是的含义就是转转接接 把一条电话线转接到另一条电话线，使把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。它们连通起来。n从通信资源的分配角度来看，从通信资源的分配角度来看，“交换交换”就是按就是按照某种方式照某种方式动态地分配动态地分配传输线路的资源。传输线路的资源。精选56电路交换特点电路交换特点n电路交换必定是电路交换必定是面向连接面向连接的。的。n电路交换分为三个阶段：电路交换分为三个阶段：n建立连接：建立连接：建立建立一条专用的物理通路一条专用的物理通路，以，以保证双方保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占通
41、话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用用；n通信：通信：主叫和被叫双方就能互相通电话主叫和被叫双方就能互相通电话；n释放连接：释放连接：释放刚才使用的这条专用的物理通路释放刚才使用的这条专用的物理通路（释放释放刚才占用的所有通信资源刚才占用的所有通信资源）。）。精选57电路交换举例电路交换举例nA 和和 B 通话经过四个交换机通话经过四个交换机n通话在通话在 A 到到 B 的连接上进行的连接上进行 ABCDEF电信网电信网交换机交换机交换机交换机交换机交换机交换机交换机中继线中继线用户线用户线用户线用户线电路交换的用户始终占用端到端的通信资源电路交换的用户始终占用端到端的通信资源精选58
42、电路交换缺点电路交换缺点n计算机数据具有突发性。计算机数据具有突发性。n这导致在传送计算机数据时，通信线路的利用这导致在传送计算机数据时，通信线路的利用率很低（率很低（用来传送数据的时间往往不到用来传送数据的时间往往不到10%甚甚至至1%）。）。精选592.分组交换的主要特点分组交换的主要特点 n分组交换则采用分组交换则采用存储转发存储转发技术技术。n在发送端，先把较长的报文在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固划分成较短的、固定长度的数据段。定长度的数据段。报文报文1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长假定这个报文较长不便于传输不便
43、于传输精选60添加首部构成分组添加首部构成分组n每一个数据段前面添加上每一个数据段前面添加上首部首部构成构成分组分组(packet)。数数 据据数数 据据数数 据据报文报文首部首部首部首部首部首部分组分组 1分组分组 2分组分组 3请注意：现在左边是请注意：现在左边是“前面前面”精选61分组交换的传输单元分组交换的传输单元n分组交换网以分组交换网以“分组分组”作为数据传输单元。作为数据传输单元。n依次依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。边）。数数 据据首部首部分组分组 1数数 据据首部首部分组分组 2数数 据据首部首部分组分组 3以分组为基本单位在
44、网络中传送以分组为基本单位在网络中传送精选62分组首部的重要性分组首部的重要性n每一个每一个分组的首部都含有分组的首部都含有地址地址（诸如目的地址诸如目的地址和源地址和源地址）等控制信息。）等控制信息。n分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的部中的地址信息，地址信息，把分组把分组转发转发到下一个结点交到下一个结点交换机。换机。n每个分组在互联网中每个分组在互联网中独立地选择传输路径独立地选择传输路径。n用这样的用这样的存储转发存储转发方式，最后分组就能到达方式，最后分组就能到达最最终目的地。终目的地。精选63收到分组后剥去首部收到分组后剥去首部n
45、接收端收到分组后接收端收到分组后剥去剥去首部还原成报文。首部还原成报文。数数 据据首部首部分组分组 1数数 据据首部首部分组分组 2数数 据据首部首部分组分组 3收到的数据收到的数据精选64最后还原成原来的报文最后还原成原来的报文n最后，在接收端把收到的数据最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的恢复成为原来的报文。报文。n这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，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。在转发时也没有被丢弃。数数 据据数数 据据数数 据据报文报文1101000110101010110101011100010011010010精选651.3.2 互联网的
46、核心部分互联网的核心部分n互联网的核心部分是由互联网的核心部分是由许多网络许多网络和把它们互连和把它们互连起来的起来的路由器路由器组成，而组成，而主机处在互联网的边缘主机处在互联网的边缘部分。部分。n互联网核心部分中的路由器之间一般都用互联网核心部分中的路由器之间一般都用高速高速链路链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对部分则通常以相对较低速率较低速率的链路相连接。的链路相连接。n主机主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。以和其他主机通过网络交换信息。路由器路由器的用的用途
47、则是用来转发分组的，即进行分组交换的。途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。精选66网络核心部分网络核心部分H1H5H2H4H3H6路由器路由器网络网络主机主机分组交换的示意图分组交换的示意图(a)核心部分的路由器把网络互连起来核心部分的路由器把网络互连起来精选67网络核心部分网络核心部分H1H5H2H4H3H6发送的发送的分组分组路由器路由器AEDBC主机主机分组交换的示意图分组交换的示意图(b)核心部分核心部分中中的的网络网络可用一条链路表示可用一条链路表示精选68分组交换网的示意图分组交换网的示意图H1A互联网互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向向 H5 发送分组发送分组H2 向
48、向 H6 发送分组发送分组注意分组路径的变化！注意分组路径的变化！路由器路由器主机主机精选69注意分组的注意分组的存储转发存储转发过程过程H1A互联网互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向向 H5 发送分组发送分组路由器路由器主机主机在路由器在路由器 E 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口最后到达目的主机最后到达目的主机 H5在路由器在路由器 C 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口在路由器在路由器 A 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口精选70路由器路由器n在路由器中的输入和输出端口之间在路由器中的输入和输出端口之间没有直接
49、连没有直接连线。线。n路由器处理分组的过程是：路由器处理分组的过程是：n把收到的分组先把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；放入缓存（暂时存储）；n查找转发表，查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转找出到某个目的地址应从哪个端口转发；发；n把分组送到适当的端口把分组送到适当的端口转发转发出去。出去。精选71主机和路由器的作用不同主机和路由器的作用不同n主机是主机是为用户进行信息处理为用户进行信息处理的，并向网络发送的，并向网络发送分组，从网络接收分组。分组，从网络接收分组。n路由器对分组进行路由器对分组进行存储转发，存储转发，最后把分组交付最后把分组交付目的主机。目的主机。精选72分组交换
50、的优点分组交换的优点优点优点所采用的手段所采用的手段高效高效在分组传输的过程中在分组传输的过程中动态分配动态分配传输带宽，对通传输带宽，对通信链路是逐段占用信链路是逐段占用。灵活灵活为每一个分组为每一个分组独立独立地选择最合适的转发路由地选择最合适的转发路由。迅速迅速以分组作为传送单位，可以以分组作为传送单位，可以不先建立连接不先建立连接就能就能向其他主机发送分组向其他主机发送分组。可靠可靠保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性交换网，使网络有很好的生存性。精选73分组交换带来的问题分组交换带来的问题n分组在各结点存储转发时
