计算机网络实用教程

传输层：
传输层：这一层在低层服务的基础上提供一种通用的传服务。会 话实体利用这种透明的数据传输服务而不必考虑下层通信网络的 工作细节，并使数据传输能高效进行。传输层用多路复用或分流 的方式优化网络的传输效率。当会话实体要求建立一条传输连接 时，传输层 为其建一个对应的网络连接。如果要求较高的吞吐率， 传输层可能为其建立多个网络连接。如果要求的传输速率不是很 高，单独创建和维持一个网络连接不合算，则传输层就可以考虑 把几个传输连接多路复用到一个网络连接上。这样的多路复用和 分流对传输层以上是透明的。传输层的服务可能是提供一条无差 错按顺序的端到端的连接，也可能是提供不保证顺序的独立报文 传输或多目标报文广播。这些服务可由会话实体根据具体情况选 用。传输连接在其两端进行流量控制，以免高速主机发送的信息 流淹没低速主机。传输层协议是真正的源端到目标端的协议，它 由传输连接两端的实体处理。传输层下面的功能层协议都是通信 子网中的协议。
1．面向终端的计算机网络
高速线路
高速线路 集
通信控制器
中 低速线路
终端
器
主机
线路控制器：其主要功能是串/并转换及简单 的差错控制。
集中器：一种通信处理机，是一种智能复用器， 它可以利用一些终端的空闲时间来传送其它处 于工作状态的终端的数据，因此，所用线路容 量可以小于各低速线路容量过程的所有功能划分成若 干层，每一层对应一些独立的功能。
最初的ARPA网设计时就提出了分层的方法。
1974年，IBM的系统网络体系结构SNA就是按照分层 的方法制订的。
其它公司相继推出本公司的体系结构，其特点是局限 于解决其各自产品间互连的问题。
1977年，ISO提出了著名的开放系统互连参考模型 OSI/RM，为第三代计算机网络的标志。
21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络 化和信息化，它是一个以网络为核心的信息 时代。
网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经 济的重要基础。
网络是指“三网”，即电信网络、有线电视 网络和计算机网络。
发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
第1章 计算机网络概论
学习要求 1．了解计算机网络的发展 ２．掌握计算机网络的定义、分类 ３．了解计算机网络的组成和功能 ４．熟悉计算机网络体系结构、OSI/RM参考模
OSI/RM七层功能层次的各种协议
应用层
表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层
物理层
VT DS FTMA CMIP/CMIS
MHS
ACSE,RTSE,ROSE,CCR OSI表示层协议
ASN.1
OSI会话层协议
TP0,TP1,TP2,TP3,TP4
ES-IS IS-IS
X.25 PLP
CLNP
IEEE802.2
5、移动通信系统技术
3G以及后3G、4G等系统以宽带多媒体业务 为基础，传输容量更大。是一个包括卫星通信 在内的端到端的IP系统。
1.2 计算机网络的定义和分类
1.2.1 计算机网络的定义 我们把计算机网络定义为：凡是将分布在不同
地理位置并具有独立功能的多台计算机，通过 通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络 软件（网络协议及网络操作系统等）支持下， 以实现网络资源共享和数据传输为目的的系统， 称为计算机网络 。
1.2.2 计算机网络的分类
1．依据网络的覆盖范围可以分为局域网（LAN）、城 域网(MAN)和广域网(WAN)
2．依据网络传输技术可以分为广播式网络和点到点网 络
3．依据拓扑结构可以分为总线型、环型、星型、树型、 网状型等
4．依据网络的协议可以分为以太网、令牌环网、令牌 总线网、FDDI网、ATM网等
5．依据传输介质可以分为有线网（双绞线网、光纤 网）、无线网、卫星网等
星形拓扑
树型拓扑
总线型拓扑
环型拓扑
网状型拓扑
计算机网络拓扑结构
局域网
城域网
广域网
1.3 计算机网络的组成和功能
1.3.1 计算机网络的组成 可以从两个方面描述计算机网络的组成 1．从计算机网络的逻辑结构看计算机网络由通
信子网、资源子网和用户子网组成。 2．从计算机网络的物理构成看计算机网络由硬
3、IPv6协议
一、地址容量巨大
IPv4的地址位数为32位，而IPv6的地址位 数为128位，理论上可在地球表面每平方厘米 面积上分配数亿个IP地址。
二、功能上的改进
解决了IPv4中的一些缺陷，如端到端的IP 连接、服务质量、安全性等。
4、宽带接入技术 主要有两种新技术：
基于以太网的无源光网络（EPON）的光 纤到户技术与自由空间光系统。
表示层：
表示层：表示层的用途是提供一个可供应用 层选择的服务集合，使得应用层可以根据这些 服务功能解释数据涵义。表示层以下各层只关 心如何可靠地传输数据，而表示层关心的是所 传输的数据的表现方式、它的语法和语义。表 示服务的例子有：统一的数据编码、数据压缩 格式、加密技术等。
应用层：
应用层：这是OSI的最高层。这一层的协议直接为客 户端服务，提供分布式处理环境。应用层管理开放系 统的互联，包括系统启动、维持和终止，并保持应用 进程间建立连接所需的数据记录，其他层都是为支持 这一层的功能而存在的。一个应用层是由一些合作的 应用进程组成的，这些应用进程根据应用层协议互相 通信。应用进程是数据交换的源和宿，也可以被看做 是应用层的实体。应用进程可以是任何形式的操作过 程，例如，手工的，计算机化的或工业和物理过程等。 这一层协议的例子有：在不同系统间传输文件的协议、 电子邮件协议、远程作业录入协议等。
数据链路层:
数据链路层：这一层的功能是建立、维持和释放网络 实体之间的数据链路，这种数据链路对网络层表现为 一条无差错的信道。相邻结点之间的数据交换是分帧 进行的，各帧按顺序传送，并通过接收端的校验检查 和应答保证可靠的传输。数据链路层对损坏、丢失和 重复的帧应能进行处理，这种处理过程对网络层是透 明的。相邻结点之间的数据传输也有流量控制的问题， 数据链路层把流量控制和差错控制合在一起进行。两 个结点之间传输数据帧和发回应答帧的双向通信问题 要与有特殊的解决办法。有时由反向传输的数据帧： “捎带”应答信息，这是一种极巧妙而高效的控制机 制。
4．计算机网络的互连、高速化阶段
Internet是目前世界上发展最快、最热门、最 大的互连网。
网络将采用Internet的网际协议IP，以实现各 种各样的通信子网的互连。也即统一的IP网。
1.1.2 计算机网络的现状与发展趋势
1．三网合一 三网：通信网络、计算机网络、有
线电视网络。向单一统一的IP网络 发展，即三网全一。 IP网络中，数据、语音、图像、视 频均归结致电IP数据报中。
型和TCP/IP体系结构
1.1 计算机网络的形成与发展
计算机网络的产生和发展与计算机技术、通信 技术密不可分，是计算机技术和通信技术高度 结合的产物。当计算机数量和计算机应用普及 到一定程度，社会就会出现计算机联网的需求， 希望通过计算机之间的互联互通共享计算机资 源，计算机网络也应运而生 。
1.1.1计算机网络的发展历史
2、提出了资源子网、通信子网的概念。
3、采用了层次结构的网络体系模型与协议体 系。
4、促进了TCP/IP协议的发展。
5、为Internet的形成与发展奠定基础。
3．开放式标准化网络体系结构的网络
终端
终端
主机 通信线路
主机
终端
网络 节点
主机
通信子网 资源子网
主机
主机
终端
第三代计算机通信网是体系结构标准化的计算机通信 网。
网络层：
网络层：这一层的功能属于通信子网，它通过网络连 接交换传输层实体发出的数据。网络层把上层来的数 据组织成分组在通信子网的结点之间交换传送。交换 过程中要解决的关键问题是选择路径，路径即可以是 固定不变的，也可以是根据网络的负载情况动态变化 的。另外一个要解决的问题是防止网络中出现局部的 拥挤或全面的阻塞。此外网络层还应有记账功能，以 根据通信过程中交换的分组数（或字符数、比特数） 收费。当传送的分组跨越一个网络的边界时，网络层 应该对不同网络中分组的长度、寻址方式、通信协议 进行交换，使得异构型网络能够互联。
件和软件两大部分组成。
计算机网络的四大要素
1．计算机系统 2．通信线路和通信设备 3．网络协议 4．网络软件
1.3.2 计算机网络的功能
1．软、硬件共享 2．信息共享 3．通信 4．负荷均衡与分布处理 5．系统的安全与可靠性
1.4 计算机网络体系结构
随着计算机技术和通信技术的发展，计算机 网络通信需要解决许多问题，如通信介质差异、 硬件接口差异、主机系统差异、通信协议差异、 数据表示差异等。对于这么多复杂的问题，很 难采用一种简单的方式来完成网络通信。正如 在程序设计中对复杂的问题进行模块化处理， 在处理计算机网络通信时，也采用了一种模块 化处理方式----分层结构，每层完成一个相对 简单的特定功能，通过各层协调来实现整个网 络通信功能，这就是网络的体系结构。
第一代计算机网络就是面向终端的计算机网络。
2．计算机通信网络
终端
主机 CCP
CCP CCP
终端
主机
主机
终端
B
CCP：通信控制处理机，也称为前端处理机。其主要 目的是将主机从通信功能中分离出来，以减轻主机的 负担。让主机专门进行数据处理，从而提高主机进行 数据处理的效率。
第二代计算机网络是以通信子网为中心的计算机网络。 通信子网是指分组交换网。
网络体系结构的几个重要概念：
协议（Protocol）: 语义 语法 时序 层次（Layer） 接口（Interface） 体系结构（Architecture）
1.4.2 ISO／OSI参考模型
OSI/RM七层协议的主要功能