计算机网络课件第二章
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《计算机网络技术基础》课件第2章
C = 2W lbn 其中，W为信道的带宽(以Hz为单位)，n为一个脉冲信 号代表的有效状态数。
奈氏准则描述的是有限带宽、无噪声信道的最大数据 传输速率与信道带宽之间的关系。如考虑信道噪声问题， 可用香农(Shannon)定律来表述，它描述了有限带宽、有随 机热噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽、信号噪声 功率比之间的关系。信道的最大信息传输速率为C：
模拟数据反映的是连续消息，如话音和图像等。话音 的声压是时间的连续函数。数字数据反映的是离散消息， 就是用一系列符号代表的消息，而每个符号只可以取有限 个值。数字数据在传送时，一段时间内传送一个符号，因 此在瞬间内数据是离散的。因此，用来反映取值上离散的 文字或符号的数据是数字数据。
信号(Signal)是数据的电编码或电磁编码。它分为两种： 模拟信号和数字信号。模拟信号是一种连续变化的电信号， 它用电信号模拟原有消息。
在数据通信系统中，传输信息的通路称为“信道”。 信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。在 计算机网络中，有物理信道和逻辑信道之分。根据传输介 质是否有形，物理信道可以分为有线信道和无线信道。如 果按照信道中传输的数据信号的类型来分，物理信道又可 以分为模拟信道和数字信道。模拟信道传输的是模拟信号， 而数字信道直接传输二进制数字脉冲信号。
图2-5 异步方式字符结构
(2) 同步方式。如图2-6所示。发送前，发送端和接收端 应先约定同步字符的个数及每个同步字符的代码，以便实 现接收与发送的同步。
图2-6 同步传输
4．数据传输类型 1) 基带传输 由计算机或数字终端产生的信号是一连串的脉冲信号，它 包含有直流、低频和高频等组成分量。
模拟信道的容量指信道传输信号的可接收频率范围， 其带宽为传输信号的最高频率和最低频率的差值。如话音 电路接收的语音频率为300～3400 Hz，则其带宽为3400 300 = 3100 Hz(一般话音电路带宽取4 kHz)。
计算机网络基础第2章精品PPT课件
第三阶段：1995年以后，是开始商业应用阶段。 1995年1月邮电部开通ChinaNet，通过电话网、 DDN专线以及X.25等方式正式向社会提供接入 Internet服务。
1996年9月第二个商业网ChinaGBN开通。
各地ISP纷纷开办。
3.中国互联网的主干网
1、中国科学技术网络(CSTNet)—由中科院主管 2、中国公用计算机互联网(ChinaNet)—由中国电信主管 3、中国教育和科研计算机网(CERNet)—由国家教育委员
国际出口带宽8M256K
2.2、对互联网基本认识
2.2.1 进一步认识Internet Internet上的资源 Internet的工作方式
2.2.1 认识TCP/IP协议及IP地址 2.2.3 认识WWW
Internet上的资源
1. 信息资源——包含了人类知识的方方面面
2. 服务资源——可主要归纳如下：
电子邮件(E-mail) 远程登录(Telnet) 文件传输(FTP) 新闻(Usenet) 电子公告栏(BBS) 信息查找（Brows）
万维网WWW 菜单式信息查询服务(Gopher) 档案查询 服务(Archie) 广域信息服务系统(WAIS)
Internet的工作方式
采用客户机/服务器系统（Client/Server System）。提供资源的计算机叫作服务器，使用资源 的计算机叫作客户机。
国际出口带宽4M。
(2) 中国公用计算机互联网(ChinaNet)
中国邮电部组建，包括8个地区网络中心和31省 市网络分中心，是主干线覆盖全国的商业网之 一。目前在北京、上海分别有两条专线作为国 际出口。
国际出口带宽123M（99年）
(3) 中国教育和科研计算机网(CERNet)
计算机网络02讲.ppt
建议标准(Proposed Standard) ——从 这个阶段开始就成为 RFC 文档。
草案标准(Draft Standard) 因特网标准(Internet Standard)
15
1.2.4 计算机网络在我国的发展
(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET (2) 中国教育和科研计算机网 CERNET (3) 中国科学技术网 CSTNET (4) 中国联通互联网 UNINET (5) 中国网通公用互联网 CNCNET (6) 中国国际经济贸易互联网 CIETNET (7) 中国移动互联网 CMNET (8) 中国长城互联网 CGWNET（建设中） (9) 中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）
16
1.3 计算机网络的分类
1.3.1 计算机网络的不同定义
最简单的定义：计算机网络是一些互相连接 的、自治的计算机的集合。
因特网(Internet)是“网络的网络”。
1.3.2 几种不同的分类方法
从网络的交换功能进行分类 从网络的作用范围进行分类 从网络的使用者进行分类
17
1.3.2 几种不同的分类方法 （一）
13
1.2.3 关于因特网的标准化工作
因特网协会 ISOC
因特网研究部 IRTF 因特网研究指导小组
IRSG
RG … RG
因特网体系结构 研究委员会 IAB
因特网工程部 IETF
因特网工程指导小组 IESG
领域 …
领域
WG … WG Biblioteka G … WG14制订因特网的正式标准要经过 以下的四个阶段
因特网草案(Internet Draft) ——在这个 阶段还不是 RFC 文档。
各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的 硬件和软件资源。
草案标准(Draft Standard) 因特网标准(Internet Standard)
15
1.2.4 计算机网络在我国的发展
(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET (2) 中国教育和科研计算机网 CERNET (3) 中国科学技术网 CSTNET (4) 中国联通互联网 UNINET (5) 中国网通公用互联网 CNCNET (6) 中国国际经济贸易互联网 CIETNET (7) 中国移动互联网 CMNET (8) 中国长城互联网 CGWNET（建设中） (9) 中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）
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1.3 计算机网络的分类
1.3.1 计算机网络的不同定义
最简单的定义：计算机网络是一些互相连接 的、自治的计算机的集合。
因特网(Internet)是“网络的网络”。
1.3.2 几种不同的分类方法
从网络的交换功能进行分类 从网络的作用范围进行分类 从网络的使用者进行分类
17
1.3.2 几种不同的分类方法 （一）
13
1.2.3 关于因特网的标准化工作
因特网协会 ISOC
因特网研究部 IRTF 因特网研究指导小组
IRSG
RG … RG
因特网体系结构 研究委员会 IAB
因特网工程部 IETF
因特网工程指导小组 IESG
领域 …
领域
WG … WG Biblioteka G … WG14制订因特网的正式标准要经过 以下的四个阶段
因特网草案(Internet Draft) ——在这个 阶段还不是 RFC 文档。
各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的 硬件和软件资源。
计算机网络教程课件第2章
23
（1）串行传输和并行传输
01 001 1 001 00 11
源点
终点
源点
8位数据线
0 1 0 0 1 1 0 1
终点
图2-4 串行通信方式
图2-5 并行通信方式
24
（2） 异步通信和同步通信
同步技术：为了正确地解释信号，接收方必须确 切地知道信号应当何时接收和处理。
通信双方必须在通信协议中定义通信的同步方式， 并且按照规定的同步方式进行数据传输。
图2-6 单工通信 图2-不6 同单时工刻通的信
数据双向传输
图图22--77 半半双双工工通通信信
收音机
发送端/ 接收端
对讲机
发送端/ 接收端
任何时刻的 数据双向传输
发送端/ 接收端
计算 机
计算 机
图2图-82-8全全双双工工通通信信
27
接着看：
数据传输介质有哪些以及各 自的特点？
28
2.2 数据传输介质
通信的同步方式有：
同步通信——类似打电话 异步通信——类似发短信
25
同步通信的数据块结构
同步字符
数据块 00101101……
同步字符 块校验序列
SYN SYN
一个或多个 SYN字符
控制字符
……
数据字符
控制字符
26
（3） 数据通信的方式
接收端
数据单向传输
接收端
广播电台
对讲 机
发送端/ 接收端
第二章 数据通信技术
本章解决的问题是：
什么叫做信息、数据、信号和信道？ 数据通信系统模式以及数据通信的技术指标有
哪些？ 数据通信的方式有哪些以及各自的特点？ 数据传输介质有哪些以及各自的特点？ 信道的复用技术有哪些以及各自的特点？ 数据的交换技术有哪些以及各自的特点？ 数据编码技术有哪些以及各自的特点？ CRC编码的工作原理？
（1）串行传输和并行传输
01 001 1 001 00 11
源点
终点
源点
8位数据线
0 1 0 0 1 1 0 1
终点
图2-4 串行通信方式
图2-5 并行通信方式
24
（2） 异步通信和同步通信
同步技术：为了正确地解释信号，接收方必须确 切地知道信号应当何时接收和处理。
通信双方必须在通信协议中定义通信的同步方式， 并且按照规定的同步方式进行数据传输。
图2-6 单工通信 图2-不6 同单时工刻通的信
数据双向传输
图图22--77 半半双双工工通通信信
收音机
发送端/ 接收端
对讲机
发送端/ 接收端
任何时刻的 数据双向传输
发送端/ 接收端
计算 机
计算 机
图2图-82-8全全双双工工通通信信
27
接着看：
数据传输介质有哪些以及各 自的特点？
28
2.2 数据传输介质
通信的同步方式有：
同步通信——类似打电话 异步通信——类似发短信
25
同步通信的数据块结构
同步字符
数据块 00101101……
同步字符 块校验序列
SYN SYN
一个或多个 SYN字符
控制字符
……
数据字符
控制字符
26
（3） 数据通信的方式
接收端
数据单向传输
接收端
广播电台
对讲 机
发送端/ 接收端
第二章 数据通信技术
本章解决的问题是：
什么叫做信息、数据、信号和信道？ 数据通信系统模式以及数据通信的技术指标有
哪些？ 数据通信的方式有哪些以及各自的特点？ 数据传输介质有哪些以及各自的特点？ 信道的复用技术有哪些以及各自的特点？ 数据的交换技术有哪些以及各自的特点？ 数据编码技术有哪些以及各自的特点？ CRC编码的工作原理？
第2章 计算机网络的硬件基础ppt课件
源集线器、主动有源集线器、智能集线器和交换集线器四种。 ① 被动无源集线器(passive HUB) 被动集线器只把多段网络介质连接在一起，允许信号通过，
不对信号做任何处理，它不能提高网络性能，也不能帮助检测硬件 错误或性能瓶颈，只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口 分发，这是集线器可以做的最简单的事情。一般的总线带宽是10M。
图6 标准的24口集线器
ppt精选版
24
集线器的应用特点 （1） 优点 集线器可扩充网络的规模，即延伸网络的距离和
增加网络的节点数目。 集线器安装极为简单，几乎不需要配置。 集线器可以连接多个物理层不同；但高层（2～7
层）协议相同或兼容的网络。
ppt精选版
25
（2） 缺点
集线器限制了介质的极限距离，例如：10BASET 中的100m。
⑵ 以带宽为选择依据 集线器带宽的选择，主要决定于三个因素。 ① 上连设备带宽：如果上连设备允许100M带宽，可购买 100M集线器；否则10M集线器是理想的选择。 ② 站点数：由于连在集线器上的所有工作站均争用同一个上 行总线，处于同一冲突域内，所以站点数目太多，会形成广播风暴。 通常，10M冲突域内的站点不宜超过25个，100M冲突域内的站点 不宜超过35个，如果有超出的趋势或已经超出，这种情况下应使用 交换机来代替集线器。
ppt精选版
3
2.1网络适配器
根据接口类型划分： ISA、PCI和USB
根据传输介质划分： AUI接口、BNC接口和RJ45接口
ppt精选版
4
网卡的硬件地址
1、MAC 2、12位的16进制数
ppt精选版
5
无线上网卡
1、PCMIA和USB 2、SIM卡
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不对信号做任何处理，它不能提高网络性能，也不能帮助检测硬件 错误或性能瓶颈，只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口 分发，这是集线器可以做的最简单的事情。一般的总线带宽是10M。
图6 标准的24口集线器
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24
集线器的应用特点 （1） 优点 集线器可扩充网络的规模，即延伸网络的距离和
增加网络的节点数目。 集线器安装极为简单，几乎不需要配置。 集线器可以连接多个物理层不同；但高层（2～7
层）协议相同或兼容的网络。
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25
（2） 缺点
集线器限制了介质的极限距离，例如：10BASET 中的100m。
⑵ 以带宽为选择依据 集线器带宽的选择，主要决定于三个因素。 ① 上连设备带宽：如果上连设备允许100M带宽，可购买 100M集线器；否则10M集线器是理想的选择。 ② 站点数：由于连在集线器上的所有工作站均争用同一个上 行总线，处于同一冲突域内，所以站点数目太多，会形成广播风暴。 通常，10M冲突域内的站点不宜超过25个，100M冲突域内的站点 不宜超过35个，如果有超出的趋势或已经超出，这种情况下应使用 交换机来代替集线器。
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3
2.1网络适配器
根据接口类型划分： ISA、PCI和USB
根据传输介质划分： AUI接口、BNC接口和RJ45接口
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4
网卡的硬件地址
1、MAC 2、12位的16进制数
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5
无线上网卡
1、PCMIA和USB 2、SIM卡
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《计算机网络》课件第二章
数据链路层设备
网卡（NIC）
中继器（Repeater）
网桥（Bridge）
交换机（Switch）
网卡是计算机与局域网相互连 接的接口，它负责将计算机内 部的数据转换为适合在网络上 传输的格式，并通过网络进行 传输。
中继器是一种简单的网络设备 ，用于扩展网络的传输距离。 它接收来自一个端口的信号， 将其放大或再生后发送到另一 个端口，从而延长信号的传输 距离。
数据通信基础
数据通信系统的基本模型
数据通信系统包括信源、信宿、信道 和噪声源等基本要素。
模拟信号与数字信号
模拟信号是连续变化的信号，而数字 信号则是离散的信号。
调制与解调
调制是将数字信号转换为模拟信号的 过程，而解调则是将模拟信号还原为 数字信号的过程。
数据传输速率与带宽
数据传输速率是指单位时间内传输的 数据量，而带宽则是指信道能够传输 的最高频率与最低频率之差。
IP地址
IP地址是标识网络中设备的唯一地址，包括IPv4 和IPv6两种版本。
3
IP数据包格式
IP数据包包括头部和数据部分，其中头部包含了 源IP地址、目的IP地址、生存时间等信息。
ARP与RARP协议
ARP协议
ARP协议用于将32位的IP地址转 换为MAC地址，实现网络中设备 之间的通信。
RARP协议
制等功能。
02
传输层的协议
传输层主要有两个协议，即传输控制协议（TCP）和用户数据报协议
（UDP）。TCP协议提供面向连接的、可靠的数据传输服务；而UDP协
议则提供无连接的、不可靠的数据传输服务。
03
传输层的端口
传输层通过端口号来识别不同的应用进程，实现多路复用和分用。端口
计算机网络PPT第2章
脉冲编码调制方法
A 1.5 1.52≈1.5 1.28≈1.3 1.0 0.62≈0.6 0.5 0.27≈0.3 0 D8 D7 D6 D5 D4 (a) 样本 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 量化级 1 4 7 13 15 13 6 3 二进制编码 0001 0100 0111 1101 1111 1101 0110 0011 (b) 编码信号 D3 D2 0.73≈0.7 0.41≈0.4 0.12≈0.1 D1 t 1.26≈1.3
数字数据的数字信号编码 数据编码类型 （1）不归零码 NRZ （2）曼彻斯特编码 （3）差分曼彻斯特编码
模拟数据编码方法
0 数据 1 ω 0 0 1 ω 0
(a)ASK ω2 (b)FSK π (c)PSK(绝对) +0 (d)PSK(相对) +π +0 +0 +π +0 0 π π 0 π ω1 ω2 ω1 ω2 ω1
标题
第2章 数据通信基础
2.1数据通信基本概念和数据 编码技术
2.1.1 基本概念 2.1.2模拟信号 2.1.3数据编码技术
2.2数据传输，多路复用和 差错控制技术
2.2.1数据传输模式 2.2.2数字数据传输 2.2.3数据通信接口标准 2.2.4数据传输信道 2.2.5数据通信的主要指标 2.2.6多路复用 2.2.7差错控制
PCM用于数字语音系统：
• • • • • • 声音分为128个量化级； 每个量化级采用7位二进制编码表示； 采样速率为8000样本/秒； 数据传输速率应达到7位×8000/秒=56Kbps； 如果每个量化级采用7+1=8位二进制编码表示; 数据传输速率应达到8位×8000 /秒= 64Kbps。
第二章计算机网络ppt课件
23
1 计算机网络的分类
24
1 计算机网络的分类
在图1-1中，虚线框外的部分称为资源子网。资源子网中包括 拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端，它们都是端节点。 虚线框内的部分叫作通信子网，其任务是在端节点之间传送由信 息组成的报文，主要由转发节点和通信链路组成。
25
1 计算机网络的分类
在图1-1中，按照ARPA网络的术语 把转发节点统称为接口信 息处理机（Interface Message Processor, IMP）0 IMP是一种专 用于通 信的计算机，有些IMP之间直接相连，有些IMP之间必须 经过其他IMP才能相连。当IMP收到一个报文后要根据报文的目 标地址决定把该报文提交给与它相连的主机还是转发到下一个 IMP,这种通信方式叫作存储-转发通信。在广域网中的通信一般都 采用这种方式。
22
1 计算机网络的分类
计算机网络的组成元素可以分为两大类，即网络节点和通信 链路。网络节点又分为端节点和转发节点。端节点指信源和信宿 节点，例如用户主机和用户终端；转发节点指网络通信过程 中控 制和转发信息的节点，例如交换机、集线器、接口信息处理机等 。通信链路是指传输信息的信道，可以是电话线、同轴电缆、无 线电线路、卫星线路、微波中继线路和光纤缆线等。网络节点通 过通信链路连接成的计算机网络如图1-1所示。
规则结构：总线型 规则结构：总线型、
、星型 和环型 星型和 环型
分布式数据处理办 LAN互联，综合声音
公自动化
、视频 和数据业务
不规则的网状结构 远程数据传输
1 计算机网络的分类
按照使用方式可以把计算机网络分为校园网(Campus Network)和企业网(Enterprise Network),前者用于学校内部的教 学科研信息的交换和共享，后者用于企业管理和办公自动化。 — 个校园网或企业网可以由内联网(Intranet)和外联网(Extranet)组 成。内联网是采用Internet 技术(TCP/IP协议和B/S结构)建立的校 园网或企业网，用防火墙限制与外部的信息交换，以确保内部的 信息安全。外联网是校园网或企业网的一部分，通过Internet±的 安全通道与内部网进行通信。
1 计算机网络的分类
24
1 计算机网络的分类
在图1-1中，虚线框外的部分称为资源子网。资源子网中包括 拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端，它们都是端节点。 虚线框内的部分叫作通信子网，其任务是在端节点之间传送由信 息组成的报文，主要由转发节点和通信链路组成。
25
1 计算机网络的分类
在图1-1中，按照ARPA网络的术语 把转发节点统称为接口信 息处理机（Interface Message Processor, IMP）0 IMP是一种专 用于通 信的计算机，有些IMP之间直接相连，有些IMP之间必须 经过其他IMP才能相连。当IMP收到一个报文后要根据报文的目 标地址决定把该报文提交给与它相连的主机还是转发到下一个 IMP,这种通信方式叫作存储-转发通信。在广域网中的通信一般都 采用这种方式。
22
1 计算机网络的分类
计算机网络的组成元素可以分为两大类，即网络节点和通信 链路。网络节点又分为端节点和转发节点。端节点指信源和信宿 节点，例如用户主机和用户终端；转发节点指网络通信过程 中控 制和转发信息的节点，例如交换机、集线器、接口信息处理机等 。通信链路是指传输信息的信道，可以是电话线、同轴电缆、无 线电线路、卫星线路、微波中继线路和光纤缆线等。网络节点通 过通信链路连接成的计算机网络如图1-1所示。
规则结构：总线型 规则结构：总线型、
、星型 和环型 星型和 环型
分布式数据处理办 LAN互联，综合声音
公自动化
、视频 和数据业务
不规则的网状结构 远程数据传输
1 计算机网络的分类
按照使用方式可以把计算机网络分为校园网(Campus Network)和企业网(Enterprise Network),前者用于学校内部的教 学科研信息的交换和共享，后者用于企业管理和办公自动化。 — 个校园网或企业网可以由内联网(Intranet)和外联网(Extranet)组 成。内联网是采用Internet 技术(TCP/IP协议和B/S结构)建立的校 园网或企业网，用防火墙限制与外部的信息交换，以确保内部的 信息安全。外联网是校园网或企业网的一部分，通过Internet±的 安全通道与内部网进行通信。
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计算机网络
网络协议的必要性和复杂性
在网络通信中双方必须对通信中可能出现的各种 情况进行明确的商定，必须遵守相同的规则，这 些规则称为协议。网络中的主机、设备必须要遵 循相同的协议才能通信 网络通信是一个非常复杂的问题，这就决定了网 络协议也是非常复杂的
计算机网络
如何构建网络协议？
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。 解决：分而治之！ 举例：一个空中旅行的组织
…
网络接 1 应用层 运输层 互联网层 网络 接口层 网络 1 互联网层 网络 接口层 路由器
计算机网络
主机B 应用层 运输层 互联网层 网络 接口层
网络 2
计算机网络
OSI参考模型和TCP/IP模型比较
OSI参考模型和TCP/IP模型都采用了分层结构，OSI参 考模型分为7层，TCP/IP模型分为4层 在TCP/IP模型中没有表示层和会话层，TCP/IP模型的 应用层相当于综合了OSI参考模型中应用层、表示层和 会话层的功能 TCP/IP模型没有数据链路层和物理层，网络接口层包含 了这两层的功能
4
3 2
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
计算机网络
计算机 2
AP2
应用层 PDU 再传送到运输层 加上运输层首部，成为运输层报文段
5 4 3 2 1
4
3 2
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
计算机网络
计算机 2
AP2 5
4
3 2
运输层报文段再传送到网络层 加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）
4 3 2 1
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机网络
互联网层的四个主要协议
应用层
运输层 互联网层 网络接口
●IP ●ICMP ●ARP ●RARP
运 输 层
TCP
UDP
互 联 网 层
6
17
IP
IP分组中的协议域确 定目的端的上层协议
计算机网络
TCP/IP的体系结构层次
TCP/IP协议栈
应用层
HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, …
计算机网络
OSI参考模型和TCP/IP模型比较
OSI模型体系比较复杂，设计先于实现，完全实现OSI 参考模型的系统并不多，应用的范围有限，多限于理论 研究和教学。 TCP/IP协议是在实践中产生和发展的，在各类平台中 都有稳定的实现，并有简单方便的编程接口（API）， 得到了广泛的应用。 TCP/IP协议已成为目前网际互连事实上的国际标准和 工业标准
计算机网络
层次化方法在其它领域的应用
程序设计
把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来实现， 如操作系统。 邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输
邮政系统
银行系统 物流系统 。。。
计算机网络
划分层次的必要性
计算机网络中也采用了分层方法。——把复杂的 问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在 不同层上予以解决。 网络的层次结构方法要解决的问题：
H3 H4 H5 数据 T2
网络层 数据链 路层 物理层
H2 H3 H4 H5 数据 T2
H2
H3 H4 H5 数据
H2
H3 H4 H5 数据
主机A
交换机
路由器
主机B
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
计算机网络
计算机 2
应用进程数据先传送到应用层
AP2 5 4 3 2 1
加上应用层首部，成为应用层 PDU
计算机网络
本书采用的体系结构
应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
计算机网络
数据在网络中的传递过程
数据 数据 应用层 H5 数据 H5 数据 应用层
运输层
H4 H5
数据
H4 H5
数据
运输层
网络层 数据链 路层 物理层
H3 H4 H5 数据 数据链 路层 物理层
H3 H4 H5 数据 T2
网络层 数据链 路层 物理层
计算机网络
OSI/RM七层体系结构
7 6 5 4 3 2 1 应用层Application 表示层Presentation 会话层Session 运输层Transport 网络层Network
为网络应用提供服务 数据表示 在用户间建立会话关系 不同主机进程间的通信 在主机间传输分组 在结点间可靠地传输帧
计算机网络
数据传递过程
在概念上可以认为通信是水平的，数据好像由对 等层的一端直接到达了另一端。 通信的目的就是要实现对等层之间的水平通信， 虽然事实上水平通信要依赖垂直通信来实现 在理解问题时忽略中间的过程直接去考虑水平通 信会更简单
计算机网络
计算机网络体系结构
计算机网络的各个层次以及每个层次协议的集合称为计 算机网络体系结构。 各个层次的所有协议也被称为协议栈。 世界上第一个计算机网络体系结构是美国IBM公司于 1974年提出的SNA（系统网络体系结构） 其他的网络体系结构：Digital公司的网络体系结构DNA、 Honeywell公司的分布式体系结构DSA等
PDU
Message（报文）
运输层
TCP, UDP
Segment（段）
互联网(网络)层
IP, ICMP, ARP, RARP
Packet（分组） Frame（帧） Bit（比特）
网络接口层(数据链路层+物理层)
PPP, Ethernet, Token ring, ATM
每一层使用自己层的协议与其他系统的对等层相互通信。 每一层的协议在与对等层之间交换的信息称为协议数据单元（PDU）。
计算机网络
各种 应用服务
运输服务
会话层 运输层
网络层
4
3
(可靠或不可靠)
无连接分组交付服务
2 数据链路层 1 物理层
计算机网络
应用层
F T P
T e l n e t
23
S M T P
D N S
T F T P
S N M P
port
21
25
53
69
161
运输层
TCP UDP
TCP和UDP都根据端口(port)号把信息提交给上层对 应的协议（进程）。
计算机网络
协议分层的优点
将复杂的网络通信任务分解为若干个比较容易处理的子 问题，降低了复杂度，易于实现和维护。 每个层次都可以单独实现，只要提供的服务和实现的功 能不变，与相邻层次的接口也不变，那么采用何种技术 实现是每个层次内部的事情，更有利于采用新的技术去 解决问题。 层次明确也更有利于标准化。
信息 数据 信息 数据
信号
通信网 络
信号
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网络通信的复杂性
发送方如何确定接收方愿意接收数据或已经准备好了 接收数据？ 发送方和接收方之间可能间隔了多个网络，如何在网 络之间找到一条正确的路，使得数据能够到达接收方？ 数据在传输过程中可能受了干扰而产生了差错，如何 检测差错？出了差错如何处理？ 数据在传输过程中可能会丢失，如何检测丢失，丢失 以后如何处理？
网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分 层与功能） 各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服 务与接口） 通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）
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网络协议
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）。 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或 约定即网络协议(network protocol)，简称为 协议。
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计 算 机 网 络
第2章 计算机网络体系结构
东软信息学院计算机系网络教研室
计算机网络
本章知识点
理解网络协议与协议分层的原理 掌握计算机网络体系结构 掌握OSI模型和TCP/IP 模型各自特点和区别 掌握数据在网络中的传递过程
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信息交换过程
物理链路是网络通信必备要素，它是信号 传播的载体。
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数据传递过程
发送端 水平通信 用户数据 水平通信 第n层 用户数据 接收端
Hn
用户数据 水平通信
Hn
用户数据
第n－1层
Hn-1 Hn
用户数据
Hn-1 Hn
用户数据
垂直通信
垂直通信
第2层
H2
„
Hn-1 Hn
用户数据
T2
H2
„
Hn-1 Hn
用户数据
T2
第1层
01100011„„011101010110101001011
旅客 (出发)
飞机 (起飞) 飞行航线
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分层的空中旅行组织: 服务
柜台-to-柜台：“旅客+行李” 票务服务 行李托运-to-行李认领：行李服务
登机入口-to-到达出口：旅客乘务服务
跑道-to-跑道：飞机“航运”服务 从出发地到目的地的航线：导航服务 当某层实现变化时，该系统其余部分保持不变。 注意：一个服务改变实现方式与改变服务本身是极为不同的！
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网络协议的组成要素
语法：通信时双方交换数据和控制信息的格式。 （如何讲） 语义：每部分控制信息和数据所代表的含义。 （讲什么） 时序：通信如何发起；在收到一个数据后，下一 步要做什么。 （讲话次序）