第6章 计算机网络基础

收端，不同的通信介质所承载的信号类型各不相同， 信号的物理特性也各异。按通信介质的不同，可分 为有线网和无线网。 ❖ （1）有线网 ❖ 采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来传输数 据的网络。 （2）无线网 ❖ 采用光波、微波等无线传输介质来传输数据的网络。
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❖ 6.按网络的服务范围分类 ❖ 按网络的服务范围，可分为公用网络和专用网络。 ❖ （1）公用网络 ❖ 公用网络也称公网，只要符合拥有者的要求就能使
❖ OSI模型晚于各种协议出现，它是对各种协议的一 个总结。
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❖ 1. OSI参考模型发布的背景 ❖ ISO（International Organization for
Standardization，世界上最大的国际标准化组织） 专门建立一个委员会，提出了一种不基于特定机型、 操作系统或公司的网络体系结构，即开放系统互联 参考模型OSI/RM（Open System Interconnection/Reference Model）。OSI定义了异 构联网的标准框架，为连接分散的“开放”系统提 供了基础。这里的“开放”表示任何两个遵守OSI 标准的系统可以进行互联。系统指计算机、终端和 外部设备等。
6.1.4 网络操作系统简述
❖ 网络操作系统（NOS，Network Operating System） 是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为 网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。
❖ 为了适应主从式网络中服务器与客户端的不同要求， 网络操作系统，通常会有客户端与服务器两种版本。
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❖ （1）局域网 ❖ 局域网是在小范围内使用的计算机网络，通
常覆盖范围在2公里以内，如：一个建筑物内， 一个工厂或一个事业单位内部。因其范围较 小通，常使用质量较高、速度较快的传输介 质。此外，局域网的设备价格一般比较便宜。 局域网技术组网方便、实用灵活，是目前计 算机网络中最活跃的分支。
密码来决定要不要提供服务。 ❖ （2）用户级的系统安全
❖ 相对于共享级的系统安全，用户级的系统安全则是一种会认 人的安全机制。所有使用网络的用户，必须在网络服务器中 登记用户帐号。用户帐号保存用户的信息，包括名字、密码 以及用户的权力、访问权限。
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6.1.5 OSI参考模型
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❖ 2. OSI参考模型的七层结构简介 ❖ OSI参考模型采用分层结构化技术，在逻辑
上将整个网络的通信功能划分为7层每层完成 一定的功能，且都直接为上层提供服务。 ❖ OSI七层模型结构与各层主要功能如下：
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❖ （1）物理层 ❖ 物理层处于OSI参考模型的最低层，向下直接与物
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❖ （3）网络层 ❖ 网络层实现了网络上任一节点的数据准确、
无差错地传输到其他节点。这一层定义网络 操作系统通信用的协议、为信息确定地址、 把逻辑地址和名字翻译成物理地址。它也确 定从信息源机沿着网络到目标机的路由选择， 并处理交通问题，例如交换、路由和对数据 包阻塞的控制。路由器的功能就是在这一层 实现的。
❖ OSI参考模型（Open Systems Interconnection Model,OSI Model），是使用一个模型化的协议来 描述网络通讯协议的工作方式。它本身不是协议， 是简单化后的模型；OSI协议集才是协议。
❖ 网络参考模型可以将网络上错综复杂的工作具体化、 简单化，是一种说明型的、对学习研究有帮助的东 西。目前公认的最著名、最具影响力的网络参考模 型是OSI模型。
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❖ 2.计算机网络的功能
❖ （1）数据通信
❖ （2）资源共享：
❖
①文件资源共享
❖
②硬件资源共享
❖
③软件资源共享
❖ （3）提高计算机的可靠性和可用性
❖ （4）易于分布式处理
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6.1.2 网络类型
❖ 1.网络按节点分布分类
❖ 网络按节点分布规模大小可分为局域网LAN （Local Area Network）、城域网MAN （Metropolitan Area Network） 和广域网WAN （Wide Area Network）。这是日常工作中经常使 用的一种分类。
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❖ （4）传输层 ❖ 传输层为从信息源端机到目的机提供可靠的、
价格合理的数据传输，一方面为会话层提供 服务，一方面使用网络层所提供的服务。 ❖ 传输层的下面3层是面向数据通信的，它的上 面3层是面向信息处理的，因此它位于高层和 低层的中间，起到承上启下的作用，是负责 数据传送的最高一层。
❖ 6.混合式网络 ❖ 以对等式与主从式对网络将两者混合起来使
用。以小型办公环境而言，可能会架设一部 或两部服务器，专门用来存放重要的数据或 执行重要的应用程序，其他计算机作为客户 端。同时，这些客户端计算机仍然能够共享 彼此之间的资源。因此，整个网络同时以对 等式与主从式两种方式在运行。
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❖ （2）城域网 ❖ 城域网基本上是一种大型的LAN，可以视为
多个局域网相连所组成。其覆盖范围为一个 城市或一个地区，一般在2~10公里左右。城 域网连接各个局域网时需要使用许多昂贵的 联接设备，并且需要考虑影响网络速度的瓶 颈问题。如：将一所大学位于不同地点的校 区连接起来，构建校园网。
物理层
物理层
物理层
比特
子网内部协议
链路层 主机——路由器协议
物理层 主机——路由器协议
OSI 七层的数据传输过程
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❖ 2. DoD参考模型 ❖ DoD参考模型所定的结构，分工不像OSI模
型那么精细，它只分为4个层次：应用层、传 输层、网络层和数据链路层，如图6.3所示。 与OSI参考模型相比，DoD参考模型应用层 与OSI应用层、表示层、会话层相对应，传 输层与OSI传输层相对应，网络层与OSI网络 层相对应，数据链路层相当于OSI模型中的 物理层和数据链路层。
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❖ 2.主从式网络 ❖ 主从式网络（简称主从网）专门有一部或几
部服务器用于提供客户端计算机所需的资源。 一般来说，这些服务器会根据其提供的服务 而配备较好的专用硬件设备。 ❖ 主从网的优点：适用较大的网络 ❖ 主从网的缺点：硬件成本及管理费用较高
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❖ （1）客户端版本 ❖ 这类版本一般都是与服务器采用相同内核的简化版，仅
提供基本的网络功能，售价便宜 ❖ （2）服务器版本 ❖ 服务器版本具有丰富的网络功能，可提供诸多网络服务，
售价比较昂贵。
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❖ 1. Windows 系列 ❖ 微软为企业用户开发的服务器软件，从Windows
理传输介质相连接，向上相邻且服务于数据链路层， 是建立在通信介质基础上的，实现设备之间连接的 物理接口。
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❖ （2）数据链路层 ❖ 数据链路层的作用是通过一些数据链路层协
议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数 据传输。采用的方法是收方对收到的帧进行 校验、发回应答帧，如有错误，则要求发方 对错误帧进行重发。通常我们所见到的交换 机就工作在这一层。
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❖ 6.1 计算机网络概述 ❖ 6.2 网络组成 ❖ 6.3 网络体系结构简介 ❖ 6.4 互联网技术 ❖ 6.5 互联网应用
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6.1.1 网络基本概念
❖ 1.计算机网络的定义 ❖ 计算机网络是按照网络协议，将分布在不同
地点且具有独立功能的多个计算机，通过通 信设备和线路连接起来，以实现网络中资源 共享为目标的系统。 ❖ 网络协议、独立的多台计算机、连接介质 、 资源共享
表示认识方法差异问题。这个问题就是：如 何描述数据结构与机器无关。
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❖ （7）应用层 ❖ 应用层是最终用户通过应用程序访问网络服
务的地方，是用户和网络的界面，为用户使 用网络提供接口或手段。用户的应用进程利 用OSI提供的服务进行通信，完成信息处理； 而应用层为用户提供许多网络服务所需的应 用协议，如文件传送FTP、电子邮件协议 SMTP、简单网络协议SNMP等。在实际操作 上，这些服务大多直接以成套的应用程序提 供给用户。
用这个网络，也就是说它是为全社会所有人提供服 务的网络。公用网络是国家的基础网络。 ❖ （2）专用网络 ❖ 专用网络是某个部门为本系统的特殊业务工作需要 而建造的网络。它只为拥有者提供服务，一般不向 本系统以外的人提供服务。
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❖ 4.按网络拓扑结构分类 ❖ 按网络拓扑结构可分为总线型网络、星型网络、
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6.1.3 主从式网络与对等式网络
❖ 1.对等式网络 ❖ 对等式网络（简称对等网）是最简单的网络
类型。在这种网络中，不采用集中式的资源 存储系统。数据与资源分布在整个网络上， 每部计算机既是客户端也可以将资源共享出 去而成为服务器。 ❖ 对等网的优点：易于架设，成本低廉。
层
源端主机
7 应用层
表
示6 层
表示层
协
议
5
会话层
4
传输层
3
网络层
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应用层协议
目的端主机
应用层
表示层协议
表示层
会话层协议
会话层
传输层协议 网络层 主机——路由器协议
网络层
网络层
传输层 网络层
各层交换单元 APPD PPDU SPDU 分段
分组
2
链路层
链路层
链百度文库层
链路层
帧
1
物理层
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❖ （3）广域网 ❖ 广域网是规模最大的网络，是一种跨越城市、
国家的网络，可以把众多的城域网、局域网 连接起来。广域网结构复杂，连线距离长， 连接速度通常低于局域网或城域网，使用的 联接设备功能复杂、昂贵。
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❖ 2.按通信介质分类 ❖ 数据要通过通信介质（Media）从发送端传递到接
环型网络、树型网络和网状网络。
❖ 5.按使用方式分类 ❖ 按使用的方式，网络可分为主从式（Client-to-
server）与对等式（Peer-to-peer）两种网络。 主从式网络中的计算机可分为客户端与服务器， 客户端可向服务器请求资源。而对等式网络则 是每台计算机都可以同时为客户端与服务器， 既可以给其他计算机提供资源，也可以向其他 计算机请求资源。
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❖ 2.用户与权限 ❖ 网络操作系统的安全性非常重要，一般是通
过对用户与权限管理、时间限制、站点限制、 磁盘空间限制、保护传输介质、加密和审计 的手段来保障安全。
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❖ 服务器常使用两种不同的安全保护机制。 ❖ （1）共享级的系统安全 ❖ 在这种安全模式下，所有的网络资源都会根据某个
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❖ （5）会话层 ❖ 会话层建立在传输层之上，由于利用传输层
提供的服务，使得两个会话实体之间不考虑 它们之间相隔多远，使用了什么样的通信子 网等网络细节，进行透明的、可靠的数据传 输。
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❖ （6）表示层 ❖ 表示层主要解决两个通信系统中交换信息的
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第7层
应用层（A）
第6层
表示层（P）
第5层
会话层（S）
第4层
传输层（T）
第3层
网络层（N）
第2层
数据链路层（DL）
第1层
物理层(PL)
图6.1 OSI参考模型
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❖ 6. OSI 模型的运作方式 ❖ OSI模型七层的运作方式就是一个封装与解
封的过程。数据由传送端的应用层程序产生， 由上往下传送。每经过一层，都会在该数据 前端或后端增加一些该层的标识信息，这些 信息我们称为“报头”（Header）、“报尾” （Trailer），然后传至下一层，因此到了最 底层时，原本的数据已经加上了七层额外信 息，而后通过网络介质传送到接收端。如图 6.2所示。
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