01第一章 计算机网络概述
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第一章 计算机网络概述
学习目标
• 理解OSI参考模型的结构 • 掌握TCP/IP参考模型结构 • 了解计算机网络的分类 • 掌握IPv4的地址的组成、分类和子网划分的方法 • 掌握用VLSM的计算子网的方法 • 了解IPv6的基本概念
1
计 算 机 组网 技 术
主要章节
• 1.1 OSI参考模型 • 1.2 TCP/IP参考模型 • 1.3 计算机网络的分类 • 1.4 IP地址
• 3 网络层（Network Layer）
– 主要作用确保每一个分组能够从源端传送到目的端。 – 主要包括Internet协议(IP )、网间分组交换（IPX）、Apple计算机
网络协议（AppleTalk）等 – 该层的协议数据单元为分组(Packet)
8
计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
性、信号功能特性以及交换电路的规程特性
6
计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
• 2 数据链路层（Data Link Layer）
– 主要作用是把从网络层接收到的数据分割成数据帧。 – 该层的协议数据单元为帧（Frame）。
7
计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
– UDP不提供重传和流量控制机制，开销小，延迟少 – UDP是音频、视频流和VoIP等实时性要求高的应用程序的首选
– 该层为应用程序提供接口 – 常见的应用层协议包括：FTP、SMTP、Telnet协议等
12
计 算 机 组网 技 术
1.1.3. OSI参考模型中的数据传输
源主机
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
应用程序 应用程序 应用程序 数据 数据 数据 网络层报头 数据
帧头 网络层报头 数据 帧尾 0、1比特流
2
计 算 机 组网 技 术
计算机网络定义
• 以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的 集合
• 即利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独 立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网 络中资源共享和数据通信的系统。
3
计 算 机 组网 技 术
1.1 OSI参考模型
• 1984年国际标准化组织 ISO正式颁布了OSI RM（Open System Interconnection Basic Reference Model，开放系 统互连基本参考模型）标准，即著名的OSI七层模型。
传输。
20
计 算 机 组网 技 术
TCP “三次握手”
⑴ 标志：SYN 发送序号 ：SEQ=X
主机A
标志：SYN，ACK 发送序号：SEQ=Y；确认序号 =X+1
主机B
⑵
标志：ACK
⑶ 发送序号：SEQ=X+1；确认序号=Y+1
21
计 算 机 组网 技 术
1.2.4 传输层
• 2. UDP协议
– UDP是一种无连接、不可靠的传输层协议，数据报在发送过程中 不需要建立连接。
• OSI参考模型是一个纯理论分析的参考模型，而非实际的 网络
• 该标准的制定和完善大大加速了计算机网络的发展
4
计 算 机 组网 技 术
1.1.1 OSI参考模型
5
1
计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
• 1 物理层（Physical Layer）
– 物理层直接与传输介质相连 – 主要作用是在传输介质上传送各种数据的比特流 – 规定了介质的物理和电气属性，连接器的机械性能、电气信号特
1.2.4 传输层
• 传输层对应于OSI参考模型的传输层，主要提供端到端的 数据传输服务。
1. TCP协议 2. UDP协议 3. 端口号
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1.2.4 传输层
• 1. TCP协议
– TCP提供一种可靠的面向连接的数据传输服务 – TCP通过三次握手机制、序列号、确认号和滑动窗口来实现可靠
应用层数据 （如电子邮件 ）
传输层 报头
数据
网络层 报头
传输层 报头
数据
帧头
网络层 报头
数据
帧 尾
011001010100001111
数据(data) 数据段(segment)
分组(packet) 数据帧(frame)
比特(bit)
PDU
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1.2.2 网络接口层
• 网络接口层又称为主机到网络层 • 该层定义了计算机和网络设备是如何访问物理介质，向另
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1.1.2. OSI的分层模型
• 6 表示层（Presentation Layer）
– 对应用层数据进行编码与转换，提供数据的解码和编码，对传输 数据进行加密和解密，对数据进行压缩和解压。
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计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
• 7 应用层（Application Lay来自百度文库r）
一台网络设备发送0、1比特流。 • 网络接口层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对
应，包括局域网和广域网技术。
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计 算 机 组网 技 术
1.2.3 网际互联层
• 网际互联层负责数据的传输 • 该层使用网络层地址，即IP地址来选择数据传输的路径 • 网际互联层对应OSI参考模型的网络层
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计 算 机 组网 技 术
目的主机 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层 物理层
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计 算 机 组网 技 术
1.2 TCP/IP参考模型
• TCP/IP是在20世纪70年代作为美国国防部（DoD)研究项 目的一部分提出来的，其目的想让分组在任何时间，任何 情况下，从任何地方到达任何目标位置。
• TCP/IP协议已成为计算机网络体系结构事实上的实际标准 ，已成为业内公认的事实标准。
• 4 传输层（Transport Layer）
– 负责将报文准确、可靠、有顺序地从源端传送到目的端 – 包括传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP – 该层的协议数据单元为段（Segment）
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1.1.2. OSI的分层模型
• 5 会话层（Session Layer）
– 负责会话的控制和同步
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计 算 机 组网 技 术
1.2.1 TCP/IP参考模型简介
• 1. TCP/IP参考模型
OSI参考模型 TCP/IP参考模型
7
应用层
6
表示层
应用层
5
会话层
4
传输层
传输层
3
网络层
网际互连层
2
数据链路层
网络接口层
1
物理层
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1.2.1 TCP/IP参考模型简介
• 2. 数据的封装和解封装
学习目标
• 理解OSI参考模型的结构 • 掌握TCP/IP参考模型结构 • 了解计算机网络的分类 • 掌握IPv4的地址的组成、分类和子网划分的方法 • 掌握用VLSM的计算子网的方法 • 了解IPv6的基本概念
1
计 算 机 组网 技 术
主要章节
• 1.1 OSI参考模型 • 1.2 TCP/IP参考模型 • 1.3 计算机网络的分类 • 1.4 IP地址
• 3 网络层（Network Layer）
– 主要作用确保每一个分组能够从源端传送到目的端。 – 主要包括Internet协议(IP )、网间分组交换（IPX）、Apple计算机
网络协议（AppleTalk）等 – 该层的协议数据单元为分组(Packet)
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计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
性、信号功能特性以及交换电路的规程特性
6
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1.1.2. OSI的分层模型
• 2 数据链路层（Data Link Layer）
– 主要作用是把从网络层接收到的数据分割成数据帧。 – 该层的协议数据单元为帧（Frame）。
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计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
– UDP不提供重传和流量控制机制，开销小，延迟少 – UDP是音频、视频流和VoIP等实时性要求高的应用程序的首选
– 该层为应用程序提供接口 – 常见的应用层协议包括：FTP、SMTP、Telnet协议等
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计 算 机 组网 技 术
1.1.3. OSI参考模型中的数据传输
源主机
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
应用程序 应用程序 应用程序 数据 数据 数据 网络层报头 数据
帧头 网络层报头 数据 帧尾 0、1比特流
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计 算 机 组网 技 术
计算机网络定义
• 以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的 集合
• 即利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独 立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网 络中资源共享和数据通信的系统。
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计 算 机 组网 技 术
1.1 OSI参考模型
• 1984年国际标准化组织 ISO正式颁布了OSI RM（Open System Interconnection Basic Reference Model，开放系 统互连基本参考模型）标准，即著名的OSI七层模型。
传输。
20
计 算 机 组网 技 术
TCP “三次握手”
⑴ 标志：SYN 发送序号 ：SEQ=X
主机A
标志：SYN，ACK 发送序号：SEQ=Y；确认序号 =X+1
主机B
⑵
标志：ACK
⑶ 发送序号：SEQ=X+1；确认序号=Y+1
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计 算 机 组网 技 术
1.2.4 传输层
• 2. UDP协议
– UDP是一种无连接、不可靠的传输层协议，数据报在发送过程中 不需要建立连接。
• OSI参考模型是一个纯理论分析的参考模型，而非实际的 网络
• 该标准的制定和完善大大加速了计算机网络的发展
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计 算 机 组网 技 术
1.1.1 OSI参考模型
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计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
• 1 物理层（Physical Layer）
– 物理层直接与传输介质相连 – 主要作用是在传输介质上传送各种数据的比特流 – 规定了介质的物理和电气属性，连接器的机械性能、电气信号特
1.2.4 传输层
• 传输层对应于OSI参考模型的传输层，主要提供端到端的 数据传输服务。
1. TCP协议 2. UDP协议 3. 端口号
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计 算 机 组网 技 术
1.2.4 传输层
• 1. TCP协议
– TCP提供一种可靠的面向连接的数据传输服务 – TCP通过三次握手机制、序列号、确认号和滑动窗口来实现可靠
应用层数据 （如电子邮件 ）
传输层 报头
数据
网络层 报头
传输层 报头
数据
帧头
网络层 报头
数据
帧 尾
011001010100001111
数据(data) 数据段(segment)
分组(packet) 数据帧(frame)
比特(bit)
PDU
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1.2.2 网络接口层
• 网络接口层又称为主机到网络层 • 该层定义了计算机和网络设备是如何访问物理介质，向另
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1.1.2. OSI的分层模型
• 6 表示层（Presentation Layer）
– 对应用层数据进行编码与转换，提供数据的解码和编码，对传输 数据进行加密和解密，对数据进行压缩和解压。
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计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
• 7 应用层（Application Lay来自百度文库r）
一台网络设备发送0、1比特流。 • 网络接口层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对
应，包括局域网和广域网技术。
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1.2.3 网际互联层
• 网际互联层负责数据的传输 • 该层使用网络层地址，即IP地址来选择数据传输的路径 • 网际互联层对应OSI参考模型的网络层
18
计 算 机 组网 技 术
目的主机 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层 物理层
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计 算 机 组网 技 术
1.2 TCP/IP参考模型
• TCP/IP是在20世纪70年代作为美国国防部（DoD)研究项 目的一部分提出来的，其目的想让分组在任何时间，任何 情况下，从任何地方到达任何目标位置。
• TCP/IP协议已成为计算机网络体系结构事实上的实际标准 ，已成为业内公认的事实标准。
• 4 传输层（Transport Layer）
– 负责将报文准确、可靠、有顺序地从源端传送到目的端 – 包括传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP – 该层的协议数据单元为段（Segment）
9
计 算 机 组网 技 术
1.1.2. OSI的分层模型
• 5 会话层（Session Layer）
– 负责会话的控制和同步
14
计 算 机 组网 技 术
1.2.1 TCP/IP参考模型简介
• 1. TCP/IP参考模型
OSI参考模型 TCP/IP参考模型
7
应用层
6
表示层
应用层
5
会话层
4
传输层
传输层
3
网络层
网际互连层
2
数据链路层
网络接口层
1
物理层
15
计 算 机 组网 技 术
1.2.1 TCP/IP参考模型简介
• 2. 数据的封装和解封装