计算机网络

2/3接口
翻译
“HELLO”
P2
用英语对话
“HELLO”
翻译
1/2接口
1/2接口
秘书
传真
P1 使用 传真通信
传真
秘书
3 2 1
P3 P2 P1
3 2 1
在最底层完成
服务 接口上的交互
消息的实际传送
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五、服务原语(Service 五、服务原语(Service Primitive)
考模式
特点
服务原语：服务用户（N+1实体）与服务提供者（N实体）之间进行 交互时，所交换的必要信息； 服务用户使用服务原语来通知服务提供者采取某种行动 服务提供者使用服务原语向服务用户报告其对等实体 已采取的行动。
靠性 提供可靠的数据传输服务
四种服务原语：
Request
地址 求
请求
源（N+1）实体 ----> 源（N）实体 目的（N）实体 ----->目的（N+1）实体 目的（N+1）实体 ----> 目的（N）实体 源（N）实体 -----> 源（N+1）实体
通信子网
主 机 主 机
1.3
计算机网络的分类
1. 依据传送技术：广播网络、点—点网络 • 共享信道与独占信道
• 是否支持广播(broadcasting)和多播（multicasting）
2. 依据使用范围：公用网、专用网 3. 依据规模：LAN、MAN、WAN、因特网（Internet）
( p8 Fig. 1-2 ， p9-13)
4. 依据交换功能：
主 机
主 机 主 机
电路交换、分组交换、报文交换、混合交换
5. 依据拓扑结构： 通信子网和资源子网
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星型、树型、环型、总线型、网格型...
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P1 P2 P3
LAN
MAN
WAN
一个国家或洲 需要转发或交换设备 专用网/公用网 不支持 全球 需要转发或交换设备 公用网 不支持
呼叫阶段
因特网
数据传送
Messa ge
报文
分组
LAN和WAN的拓扑结构不同
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2.小型机系统（如UNIX工作站）是一种联机系统，多个
终端分时共享，请从多方面比较该系统和LAN的优缺
作业：
1. 2. p23 1-11
)
缺点
− −
共享信道的一个缺点是由于多个主机同时争用而造带宽浪费。
设有n个主机共享一个信道，每个主机发送的概率是p，请计算 信道的利用率？ 3. 比较协议、接口与服务三个概念
(N) SDU (N) PDU
务数据单元（SDU）：来自上一层，需要在本层与对等实体交换的信息
(N)层
(N)PCI (N)SDU
议ห้องสมุดไป่ตู้据单元（PDU）：对等实体之间交换的信息单元
议控制信息（PCI）：对等实体之间交换信息时的控制信息
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网络的重要性
计算机网络的构成
主机或终端、连接线路及设备、转发或互连设备
国家信息基础结构（NII -- National Information Infrastructure）
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LAN、 LAN、MAN和 MAN和WAN的特点 WAN的特点
覆盖范围 几公里内 100公里内 传送技术 通常是广播式 LAN的技术 管理 专用网 专用网/公用网 是否支持广播 支持 支持
电路交换、报文交换与分组交换
• 电路交换 ：电话系统，通信前先建立连接，预先分配资源 • 报文交换 ：邮政系统，存储转发方式，动态分配资源， 数据传送的单位是较长的报文（message） • 分组交换 ：存储转发方式，动态分配资源，数据传送的 单位是较短的分组（packet，包）
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一、基本概念：
协议(Protocol)：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、 标准或约定。 实体(Entity)：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程， 每一层中的活跃元素。
1.1 计算机网络的概念及其作用 1.2 计算机网络的发展过程 1.3 计算机网络的分类 1.4 网络体系结构 1.5 OSI参考模型 1.6 TCP/IP协议栈 1.7 因特网的历史
• 计算机网络与通信网(Commun. Networks) — 面向用户与面 • 计算机网络与联机系统 —— 独立与主从结构 • 计算机网络与分布式系统—— 对用户是否透明 • 计算机网络： 多个自主的（autonomous）计算机通过一定媒体 互连（interconnect）组成的集合，彼此之间进行信息共享
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• 网络的出现带来了哪些问题？ 政治问题、安全问题、隐私问题、道德问题……
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1.2 计算机网络的发展过程
1. 联机系统：以主机为中心 2. 以通信子网为中心 3. 采用层次体系结构 4. 面向综合业务
N- PDU = N-PCI + N-SDU
N-SDU=(N+1) PDU
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四、面向连接服务与无连接服务
面向连接(Connection Oriented) 无连接(Connectionless) 电话系统 邮政系统 (1) 动态分配资源 首先建立连接，预先申请资源； （仅在数据交换时才占用资源） 使用连接来交换数据； 数据交换结束后终止连接，释放资源 (2) 通信双方无需同时活跃 不能防止数据的丢失、失序或重复 建立连接时，需要完整的目的地址； 必须提供完整的目的地址 之后，只需要连接标识 适用于一定时期内向同一目的地 传送大量数据的情形 如 文件传输 远程登录 数字化声音 适合传送少量零星数据 (1) 数据报 如广播/组播 (2) 可靠的数据报 如挂号信 (3) 请求应答 如数据库查询
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多层通信示例
中国 教师 消息
“你 好”
多层通信的实质
系统A 系统B PN+1 PN PN-1 N+1 N N-1
P3 对交谈内容的共识
“HALLO”
德国 教师
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N+1 N 消息 N-1
多层通信的实质
虚拟通信 y 下层向上层 提供服务 y 实际通信
y 对等层实体之间
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电路交换技术(Circuit 电路交换技术(Circuit Switching)
分组交换技术(Packet 分组交换技术(Packet Switching)
1110 14 13 12 20 19 18 17 16 15
9
8
7
6
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电路交换的优点 − 时延小，通信质量有保证 − 控制简单 电路交换的缺点 − 呼叫建立需要时间 − 每个连接带宽固定（不能适应不同速率的业务） − 不传信息时也占用资源（不适用于突发业务）
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多层通信中数据流的变化
以一个五层的系统为例
M H4 M P5 P4 M H4 M
二、多个层次需要考虑的共同问题
• 寻址(Addressing) • 路由选择(Routing) • 数据传送(Data Transfer)规则 • 差错控制(Error Control) H 3 M2 • 顺序控制(Sequence Control) • 流量控制（Flow Control） H2 H3 H4 M1 T2 H2 H3 M2 T2 • 分段/重装(Fragmentation/Reassemble) • 连接的多路复用与分解(Multiplexing/Demultiplexing) 目的主机
服务访问点（SAP）：接口上相邻两层实体交换信息之处
(N+1)/N 接口
(N+1)/N -- ICI
(N+1)PCI
(N+1)SDU
接口数据单元（IDU）：相邻两层实体之间交换的信息单元
SAP
(N+1)/N -- ICI
接口控制信息（ICI）：相邻两层实体之间交换信息时的控制信息
(N)PCI
(N+1)PDU
全球信息基础结构（GII -- Global Information Infrastructure）
三网合一”趋势
• 网络的用途？ —— 通信、资源共享、提高可靠性、分布处理、负载分担、 集中管理、节省投资、易于扩展、引入新业务…… (p3-7) 计算机网络定义之二： 一个计算机网络有3个主要组成部分：-- 若干主机 -- 一个通信子网 -- 一系列协议
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1.4 网络体系结构(Network 网络体系结构(Network Architecture)
• 分层次体系结构的优点：简化设计与实现、灵活、易于标准化 接口(Interface)：相邻两层之间交互的界面， 定义相邻两层之间的原语操作及下层对上层的服务。 服务(Service)：某一层及其以下各层的一种能力， 通过接口提供给其相邻上层。 网络体系结构：计算机网络的层次及其协议的集合， 是对网络及其组成部分的功能的精确定义。 对等实体(Peers)：位于不同系统内同一层次的两个实体。 协议栈(Protocol Suite)：某一系统内的各层协议集。 协议作用在对等实体之间。
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4
3
2
1
5
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分组交换特点
)
第一次作业
讨论题： 1. p23 1-03
优点
− − − −
带宽可变，灵活 统计复用，资源利用率高 一个用户可以同时进行多个通信 （如发E-mail，通话，下载文件可同时进行） 网络功能复杂 信息传输时延大，QoS难以保证
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计算机网络(Computer Networks)??
计算机网络
程莉 计算机学院网络技术中心 讲师 82325588-8901（o） chengli@bupt.edu.cn
•教材：谢希仁，计算机网络（第2版），电子工业出版社，1999 •参考书：Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 清华大学出版社，Prentice Hall, 1998
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H 3 H 4 M1
H 3 M2
P3
H 3 H 4 M1
2 H3 H4 M1 T2
H2 H3 M2 T2
P2 P1
源主机
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三、接口与服务的概念
相邻两层接口上的数据交换
(N+1)PCI (N+1)SDU
相关概念：
务提供者和服务用户：N层向N+1层提供服务，N层实体称为服务提供者； N+1层实体为服务用户
(N+1) 层
(N+1)/N -- ICI
(N+1)PCI
(N+1)SDU
(N+1)PDU (N+1)/N-IDU
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第一章
概述
什么是计算机网络？
• Internet（因特网）是计算机网络吗？ • ATM呢？ • … ...