第一讲-计算机网络讲义(2006研,王时绘)
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王时绘 14 2010-10-28
第三层:传输层 对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种 端到端的通信服务。其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP 协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数 据报服务。 第四层:应用层 对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。因 特网的应用层协议包括DNS、Whois、FTP(文件传输协 议)、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协 议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会 话)、NNTP（网络新闻传输协议）等
王时绘 9 2010-10-28
第五层:会话层
会话层建立、管理和终止两台通信主机之间的会 话。会话层为表示层提供服务，它也对两台主机表示 层之间的对话进行同步，并管理其数据交换。除了会 话规则以外，会话层进行高效的用户传输、服务分类 和会话层、表示层以及应用层的差错报告提供条件。 如果想用尽量少的词来记住第5层，那么就是“对 话和交谈（dialogues and conversations）”。
┌────────┐┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐ ││Ｄ │ ││Ｄ│Ｆ│Ｗ│Ｆ│Ｈ│Ｇ│Ｔ│Ｉ│Ｓ│Ｕ│ │ ││Ｎ │ ││Ｎ│Ｉ│Ｈ│Ｔ│Ｔ│Ｏ│Ｅ│Ｒ│Ｍ│Ｓ│其│ 第四层， ││Ｓ │第四层，应用层 ││Ｓ│Ｎ│Ｏ│Ｐ│Ｔ│Ｐ│Ｌ│Ｃ│Ｔ│Ｅ│ │ │ ││ │Ｇ│Ｉ│ │Ｐ│Ｈ│Ｎ│ │Ｐ│Ｎ│ │ │ ││ │Ｅ│Ｓ│ │ │Ｅ│Ｅ│ │ │Ｅ│它│ │ ││ │Ｒ│ │ │ │Ｒ│Ｔ│ │ │Ｔ│ │ └────────┘└─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┘ ┌────────┐┌─────────┬───────────┐ 第三层， │第三层，传输层 ││ ＴＣＰ │ ＵＤＰ │ └────────┘└─────────┴───────────┘ ┌────────┐┌─────┬────┬──────────┐ ＩＣＭＰ│ │ ││ │ＩＣＭＰ│ │ 第二层， │第二层，网间层 ││ └────┘ (ARP/RARP) │ 路由协议（RIP等 │ ││ ＩＰ 路由协议（RIP等） │ └────────┘└─────────────────────┘ ┌────────┐┌─────────┬───────────┐ 第一层，网络接口││ ││ＡＲＰ／ＲＡＲＰ │第一层，网络接口││ＡＲＰ／ＲＡＲＰ │ 其它 │ └────────┘└─────────┴───────────┘
王时绘
16 2010-10-28
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
王时绘
17 2010-10-28
王时绘
18 2010-10-28
王时绘
19 2010-10-28
计算机网络中的通信图解
王时绘
20 2010-10-28
7 2010-10-28
王时绘
第三层:网络层
网络层是复杂的一层，它提供两台主机间的连接 和路径选择，这两台主机可能位于地理上很分散的网 络中。具体而言： 封装数据段（数据报文）为数据包（使用逻辑地址）， 定义网络设备间如何传输数据包； 根据唯一的网络设备地址（逻辑地址）路由数据包； 提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗 注意：相同MAC标准的不同网段之间的数据传输 可以只涉及到数据链路层，而不同的MAC标准之间 的数据传输都涉及到网络层。例如IP路由器工作在网 络层，因而可以实现多种MAC异构的网络间的互联。 如果想用尽量少的词来记住这个第3层，那就是 “路径选择、路由及逻辑寻址（path selection、 routing、and logical addressing）”。
王时绘
11 2010-10-28
第七层:应用层
应用层是OSI参考模型中最靠近用户的一层，它 为用户的应用程序提供网络服务。与OSI其他层不同 的是，它不为任何其他OSI层提供服务，而只是为OSI 模型以外的应用程序提供服务。具体而言： 定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 API； 提供标准服务，比如虚拟终端、文件以及任务的传 输和处理； 如果想用尽量少的词来记住第7层，那么你可以 想一下“浏览器（browsers）”。
王时绘
4 2010-10-28
第一部分： 第一部分：以太网及网络交换技术
第一讲 网络基础
七层网络模型及TCP/IP四层模型 一、OSI七层网络模型及 七层网络模型及 四层模型
1. OSI网络七层参考模型 网络七层参考模型 国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会 和国际电报电话咨询委员会(CCITT)共同出版了开 国际标准化组织 和国际电报电话咨询委员会 共同出版了开 放系统互联的七层参考模型 ┌─────┐ │ 应用层 │←第七层 │← ├─────┤ │ 表示层 │ ├─────┤ │ 会话层 │ ├─────┤ │ 传输层 │ ├─────┤ │ 网络层 │ ├─────┤ │数据链路层│ ├─────┤ │ 物理层 │←第一层 └─────┘
《计算机网络》课程讲义 计算机网络》
主讲：王时绘 专业：系统分析与集成 湖北大学数计学院 二OO六年九月
王时绘
1 2010-10-28
一、课程内容纲要
第一部分：以太网及网络交换技术 第一讲：网络基础 第二讲：以太网及网络交换技术 第二部分：TCP/IP协议及网络路由技术 TCP/IP TCP/IP协议具体介绍 TCP/IP协议的网络层 TCP/IP协议的传输层 TCP/IP协议的应用层
王时绘 2 2010-10-28
第三部分：计算机网络安全 网络安全概述 密码体制 PKI体系结构及其应用 其它安全措施（FireWall/VPN/IDS） 第四部分：存储专用网 第五部分：其它
王时绘
3 2010-10-28
二、参考书目： 参考书目：
1．现代网络技术教程（第二版） 张公忠 主编 电子工业出版社 2．TCP/IP协议及网络编程技术 罗军舟 黎波涛主编 清华大学出版社
王时绘 6 2010-10-28
数据链路层实际上由两个独立的部分组成，介质存 取控制（Media Access Control, MAC）和逻辑链路控制层 （Logical Link Control, LLC）。 介质存取控制子层MAC描述在共享介质环境中如何 进行站的调度、发生和接收数据。MAC确保信息跨链路 的可靠传输，对数据传输进行同步，识别错误和控制数 据的流向。一般地讲，MAC只在共享介质环境中才是重 要的，只有在共享介质环境中多个节点才能连接到同一 传输介质上。 逻辑链路控制子层LLC管理单一网络链路上的设备 间的通信，IEEE 802.2标准定义了LLC。LLC支持无连接 服务和面向连接的服务。在数据链路层的信息帧中定义 了许多域。这些域使得多种高层协议可以共享一个物理 数据链路。 封装数据包为数据帧。 如果想用尽量少的词来记住第2层：“帧和介质访问 控制（frames and media access control）”。
王时绘
8 2010-10-28
第四层:传输层 传输层在发送主机系统上对将要发送的数据进行 分段（数据报文或分组 ），在接收主机系统上完成 数据段到数据流的重组。传输层和会话层之间的边界 可以认为是应用协议和数据流协议的分界。应用层、 表示层、会话层需要考虑的是应用方面的问题，而下 4层只需要考虑数据传输的问题。 传输层试图提供一种可以向上层屏蔽传输实现细 节的数据传输服务。如何在两台主机间实现可靠传输 的问题就是传输层需要关心的。在提供通信服务时， 传输层建立、维护和在适当的时候终止虚拟电路。在 可靠服务时，传输层用到了错误检测和恢复以及信息 流控制。 如果想用尽量少的词来记住第4层，那就是“流量 控制和可靠性（flow control and reliability）”。 传输控制协议（TCP）是提供可靠数据传输的 TCP/IP协议族中的传输层协议。
王时绘
13 2010-10-28
TCP/IP协议被组织成四个概念层，其中有三层对应 于ISO参考模型中的相应层。ICP/IP协议族并不包含 物理层和数据链路层，因此它不能独立完成整个计算 机网络系统的功能，必须与许多其他的协议协同工作. TCP/IP分层模型的四个协议层分别完成以下的功能： 第一层:网络接口层 包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协 议。实际上TCP/IP标准并不定义与ISO数据链路层和 物理层相对应的功能。相反，它定义像地址解析协议 (Address Resolution Protocol, ARP)这样的协议，提供 TCP/IP协议的数据结构和实际物理硬件之间的接口。 第二层:网间层 对应于OSI七层参考模型的网络层。本层包含IP 协议、路由协议（RIP等），负责数据的包装、寻址 和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信 息。
王时绘
10 2010-10-28
第六层:表示层
表示层提供多种功能用于应用层数据编码和转化， 以确保以一个系统应用层发送的信息可以被另一个系 统应用层识别。在必要时，表示层需要把各种不同的 数据格式转换成一种通用格式。 数据的编码和解码（数据：ASCII码；视频和音频 ： QuickTime ，RM；静态图像 ：JPG 、 PCX、GIF、 JPEG ）； 加密和解密； 压缩和解压缩 如果想用尽量少的词来记住第6层，那就是“一种 通用的数据格式（a common data format）”。
王时绘 5 2010-10-28
第一层:物理层 负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网 上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成， 可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编 码和数据传输用的连接器。如最常用的RS-232规范、 10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。 如果想用尽量少的词来记住第1层，那就是“信号和 介质（signals and media）”。 第二层:数据链路层 通过物理网络链路提供可靠的数据传输。不同的数 据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理 编址（即物理地址，与之相反的是逻辑地址）、网络拓 扑结构、错误校验、帧序列以及流控。 物理编址（相对应的是网络编址）定义了设备在数 据链路层的编址方式, IEEE MAC规则定义了地址（物 理地址，MAC地址），以标识数据链路层中的多个设 备;网络拓扑结构定义了设备的物理连接方式，如总线 拓扑结构和环拓扑结构；错误校验向发生传输错误的上 层协议告警；数据帧序列重新整理并传输除序列以外的 帧；流控可能延缓数据的传输，以使接收设备不会因为 在某一时刻接收到超过其处理能力的信息流而崩溃。
王时绘
15 2010-10-28
三、对应于四层或七层模型的相关知识讨论
对应于OSI七层模型的常见实现技术 对应于OSI七层模型的常见实现技术 OSI 对应于OSI七层模型的网络地址 对应于OSI七层模型的网络地址 OSI 物理地址、逻辑地址） （物理地址、逻辑地址） 对应于OSI七层模型的常用设备 对应于OSI七层模型的常用设备 OSI 电缆、放大器、HUB、网络适配器（网卡等）、网桥、 ）、网桥 电缆、放大器、HUB、网络适配器（网卡等）、网桥、二层交换 路由器、三层交换机、多层交换机、 机、路由器、三层交换机、多层交换机、应用网关 对应于OSI七层模型的数据封装 对应于OSI七层模型的数据封装 OSI
王时绘
12 2010-10-28
TCP/IP四层模型 2. TCP/IP四层模型 TCP/IP分层模型（ Model） TCP/IP分层模型（TCP/IP Layening Model）被称作因特网分 分层模型 层模型(Internet Model)、因特网参考模型(Internet 层模型(Internet Layering Model)、因特网参考模型(Internet Model)。 Reference Model)。
第三层:传输层 对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种 端到端的通信服务。其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP 协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数 据报服务。 第四层:应用层 对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。因 特网的应用层协议包括DNS、Whois、FTP(文件传输协 议)、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协 议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会 话)、NNTP（网络新闻传输协议）等
王时绘 9 2010-10-28
第五层:会话层
会话层建立、管理和终止两台通信主机之间的会 话。会话层为表示层提供服务，它也对两台主机表示 层之间的对话进行同步，并管理其数据交换。除了会 话规则以外，会话层进行高效的用户传输、服务分类 和会话层、表示层以及应用层的差错报告提供条件。 如果想用尽量少的词来记住第5层，那么就是“对 话和交谈（dialogues and conversations）”。
┌────────┐┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐ ││Ｄ │ ││Ｄ│Ｆ│Ｗ│Ｆ│Ｈ│Ｇ│Ｔ│Ｉ│Ｓ│Ｕ│ │ ││Ｎ │ ││Ｎ│Ｉ│Ｈ│Ｔ│Ｔ│Ｏ│Ｅ│Ｒ│Ｍ│Ｓ│其│ 第四层， ││Ｓ │第四层，应用层 ││Ｓ│Ｎ│Ｏ│Ｐ│Ｔ│Ｐ│Ｌ│Ｃ│Ｔ│Ｅ│ │ │ ││ │Ｇ│Ｉ│ │Ｐ│Ｈ│Ｎ│ │Ｐ│Ｎ│ │ │ ││ │Ｅ│Ｓ│ │ │Ｅ│Ｅ│ │ │Ｅ│它│ │ ││ │Ｒ│ │ │ │Ｒ│Ｔ│ │ │Ｔ│ │ └────────┘└─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┘ ┌────────┐┌─────────┬───────────┐ 第三层， │第三层，传输层 ││ ＴＣＰ │ ＵＤＰ │ └────────┘└─────────┴───────────┘ ┌────────┐┌─────┬────┬──────────┐ ＩＣＭＰ│ │ ││ │ＩＣＭＰ│ │ 第二层， │第二层，网间层 ││ └────┘ (ARP/RARP) │ 路由协议（RIP等 │ ││ ＩＰ 路由协议（RIP等） │ └────────┘└─────────────────────┘ ┌────────┐┌─────────┬───────────┐ 第一层，网络接口││ ││ＡＲＰ／ＲＡＲＰ │第一层，网络接口││ＡＲＰ／ＲＡＲＰ │ 其它 │ └────────┘└─────────┴───────────┘
王时绘
16 2010-10-28
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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17 2010-10-28
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18 2010-10-28
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19 2010-10-28
计算机网络中的通信图解
王时绘
20 2010-10-28
7 2010-10-28
王时绘
第三层:网络层
网络层是复杂的一层，它提供两台主机间的连接 和路径选择，这两台主机可能位于地理上很分散的网 络中。具体而言： 封装数据段（数据报文）为数据包（使用逻辑地址）， 定义网络设备间如何传输数据包； 根据唯一的网络设备地址（逻辑地址）路由数据包； 提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗 注意：相同MAC标准的不同网段之间的数据传输 可以只涉及到数据链路层，而不同的MAC标准之间 的数据传输都涉及到网络层。例如IP路由器工作在网 络层，因而可以实现多种MAC异构的网络间的互联。 如果想用尽量少的词来记住这个第3层，那就是 “路径选择、路由及逻辑寻址（path selection、 routing、and logical addressing）”。
王时绘
11 2010-10-28
第七层:应用层
应用层是OSI参考模型中最靠近用户的一层，它 为用户的应用程序提供网络服务。与OSI其他层不同 的是，它不为任何其他OSI层提供服务，而只是为OSI 模型以外的应用程序提供服务。具体而言： 定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 API； 提供标准服务，比如虚拟终端、文件以及任务的传 输和处理； 如果想用尽量少的词来记住第7层，那么你可以 想一下“浏览器（browsers）”。
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4 2010-10-28
第一部分： 第一部分：以太网及网络交换技术
第一讲 网络基础
七层网络模型及TCP/IP四层模型 一、OSI七层网络模型及 七层网络模型及 四层模型
1. OSI网络七层参考模型 网络七层参考模型 国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会 和国际电报电话咨询委员会(CCITT)共同出版了开 国际标准化组织 和国际电报电话咨询委员会 共同出版了开 放系统互联的七层参考模型 ┌─────┐ │ 应用层 │←第七层 │← ├─────┤ │ 表示层 │ ├─────┤ │ 会话层 │ ├─────┤ │ 传输层 │ ├─────┤ │ 网络层 │ ├─────┤ │数据链路层│ ├─────┤ │ 物理层 │←第一层 └─────┘
《计算机网络》课程讲义 计算机网络》
主讲：王时绘 专业：系统分析与集成 湖北大学数计学院 二OO六年九月
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1 2010-10-28
一、课程内容纲要
第一部分：以太网及网络交换技术 第一讲：网络基础 第二讲：以太网及网络交换技术 第二部分：TCP/IP协议及网络路由技术 TCP/IP TCP/IP协议具体介绍 TCP/IP协议的网络层 TCP/IP协议的传输层 TCP/IP协议的应用层
王时绘 2 2010-10-28
第三部分：计算机网络安全 网络安全概述 密码体制 PKI体系结构及其应用 其它安全措施（FireWall/VPN/IDS） 第四部分：存储专用网 第五部分：其它
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3 2010-10-28
二、参考书目： 参考书目：
1．现代网络技术教程（第二版） 张公忠 主编 电子工业出版社 2．TCP/IP协议及网络编程技术 罗军舟 黎波涛主编 清华大学出版社
王时绘 6 2010-10-28
数据链路层实际上由两个独立的部分组成，介质存 取控制（Media Access Control, MAC）和逻辑链路控制层 （Logical Link Control, LLC）。 介质存取控制子层MAC描述在共享介质环境中如何 进行站的调度、发生和接收数据。MAC确保信息跨链路 的可靠传输，对数据传输进行同步，识别错误和控制数 据的流向。一般地讲，MAC只在共享介质环境中才是重 要的，只有在共享介质环境中多个节点才能连接到同一 传输介质上。 逻辑链路控制子层LLC管理单一网络链路上的设备 间的通信，IEEE 802.2标准定义了LLC。LLC支持无连接 服务和面向连接的服务。在数据链路层的信息帧中定义 了许多域。这些域使得多种高层协议可以共享一个物理 数据链路。 封装数据包为数据帧。 如果想用尽量少的词来记住第2层：“帧和介质访问 控制（frames and media access control）”。
王时绘
8 2010-10-28
第四层:传输层 传输层在发送主机系统上对将要发送的数据进行 分段（数据报文或分组 ），在接收主机系统上完成 数据段到数据流的重组。传输层和会话层之间的边界 可以认为是应用协议和数据流协议的分界。应用层、 表示层、会话层需要考虑的是应用方面的问题，而下 4层只需要考虑数据传输的问题。 传输层试图提供一种可以向上层屏蔽传输实现细 节的数据传输服务。如何在两台主机间实现可靠传输 的问题就是传输层需要关心的。在提供通信服务时， 传输层建立、维护和在适当的时候终止虚拟电路。在 可靠服务时，传输层用到了错误检测和恢复以及信息 流控制。 如果想用尽量少的词来记住第4层，那就是“流量 控制和可靠性（flow control and reliability）”。 传输控制协议（TCP）是提供可靠数据传输的 TCP/IP协议族中的传输层协议。
王时绘
13 2010-10-28
TCP/IP协议被组织成四个概念层，其中有三层对应 于ISO参考模型中的相应层。ICP/IP协议族并不包含 物理层和数据链路层，因此它不能独立完成整个计算 机网络系统的功能，必须与许多其他的协议协同工作. TCP/IP分层模型的四个协议层分别完成以下的功能： 第一层:网络接口层 包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协 议。实际上TCP/IP标准并不定义与ISO数据链路层和 物理层相对应的功能。相反，它定义像地址解析协议 (Address Resolution Protocol, ARP)这样的协议，提供 TCP/IP协议的数据结构和实际物理硬件之间的接口。 第二层:网间层 对应于OSI七层参考模型的网络层。本层包含IP 协议、路由协议（RIP等），负责数据的包装、寻址 和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信 息。
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10 2010-10-28
第六层:表示层
表示层提供多种功能用于应用层数据编码和转化， 以确保以一个系统应用层发送的信息可以被另一个系 统应用层识别。在必要时，表示层需要把各种不同的 数据格式转换成一种通用格式。 数据的编码和解码（数据：ASCII码；视频和音频 ： QuickTime ，RM；静态图像 ：JPG 、 PCX、GIF、 JPEG ）； 加密和解密； 压缩和解压缩 如果想用尽量少的词来记住第6层，那就是“一种 通用的数据格式（a common data format）”。
王时绘 5 2010-10-28
第一层:物理层 负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网 上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成， 可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编 码和数据传输用的连接器。如最常用的RS-232规范、 10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。 如果想用尽量少的词来记住第1层，那就是“信号和 介质（signals and media）”。 第二层:数据链路层 通过物理网络链路提供可靠的数据传输。不同的数 据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理 编址（即物理地址，与之相反的是逻辑地址）、网络拓 扑结构、错误校验、帧序列以及流控。 物理编址（相对应的是网络编址）定义了设备在数 据链路层的编址方式, IEEE MAC规则定义了地址（物 理地址，MAC地址），以标识数据链路层中的多个设 备;网络拓扑结构定义了设备的物理连接方式，如总线 拓扑结构和环拓扑结构；错误校验向发生传输错误的上 层协议告警；数据帧序列重新整理并传输除序列以外的 帧；流控可能延缓数据的传输，以使接收设备不会因为 在某一时刻接收到超过其处理能力的信息流而崩溃。
王时绘
15 2010-10-28
三、对应于四层或七层模型的相关知识讨论
对应于OSI七层模型的常见实现技术 对应于OSI七层模型的常见实现技术 OSI 对应于OSI七层模型的网络地址 对应于OSI七层模型的网络地址 OSI 物理地址、逻辑地址） （物理地址、逻辑地址） 对应于OSI七层模型的常用设备 对应于OSI七层模型的常用设备 OSI 电缆、放大器、HUB、网络适配器（网卡等）、网桥、 ）、网桥 电缆、放大器、HUB、网络适配器（网卡等）、网桥、二层交换 路由器、三层交换机、多层交换机、 机、路由器、三层交换机、多层交换机、应用网关 对应于OSI七层模型的数据封装 对应于OSI七层模型的数据封装 OSI
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12 2010-10-28
TCP/IP四层模型 2. TCP/IP四层模型 TCP/IP分层模型（ Model） TCP/IP分层模型（TCP/IP Layening Model）被称作因特网分 分层模型 层模型(Internet Model)、因特网参考模型(Internet 层模型(Internet Layering Model)、因特网参考模型(Internet Model)。 Reference Model)。