免费在线 计算机网络在信息时代中的作用 1.2 因特网概述 1.2.1 网络的网络 1.2.2 因特网发展的三个阶段 1.2.3 因特网的标准化工作 1.2.4 计算机网络在我国的发展 1.3 因特网的组成 1.3.1 因特网的边缘部分 1.3.2 因特网的核心部分 1 章 概述 (续) 1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别 1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能 1.6.1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征 1 章 概述 (续) 1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构 1.1 计算机网络 在信息时代的作用 n 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网 络化与信息化,它是一个以网络为核心 的信息时代。 n 网络现已成为信息社 的命脉和发展知 识经济的重要基础。 n 网络是指三网”,即电信网络、有线电视 网络和计算机网络。 n 发展最快的并起到核心作用的是计算机 网络。 因特网(Internet)的发展 n 进入20 世纪90 年代以后,以因特网为 代表的计算机网络得到了飞速的发展。 n 已从最初的教育科研网络慢慢地发展成为 商业网络。 n 已成为仅次于全球电话网的世界 二大 网络。 因特网的意义 n 因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。 n 现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。 计算机网络向用户更好的提供的 最重要的功能 n 连通性——计算机网络使上网用户之间 都可以交换信息,好像这些用户的计算 机都可以彼此直接连通一样。 n 共享——即资源共享。可以是信息共享、 软件共享,也可以是硬件共享。 1.2 因特网概述 1.2.1 网络的网络 n 起源于美国的因特网现已发展变成全球 上最大的国 性计算机互联网 n 网络(network)由若干结点(node)和连接 这些结点的链路(link)组成。 n 互联网是网络的网络”(network of networks) 。 n 连接在因特网上的计算机都称为主机 (host) 。 请注意名词结点” n 结点”的英文名词是node。 n 虽然node 有时也可译为节点”,但这是 指像天线上的驻波的节点,这种节点很 像竹竿上的节”。 n 在网络中的node 的标准译名是结点”而 不是 节点 。 ” n 但数据结构的树(tree)中的node 应当译 为节点 。 ” 网络与因特网 n 网络把许多计算机连接在一起。 n 因特网则把许多网络连接在一起。 网络 互联网 (网络的网络) 结点 链路 (a) (b) 主机 因特网 1.2.2 因特网发展的三个阶段 n 第一阶段是从单个网络ARPANET 向互 联网发展的过程。 n 1983 年TCP/IP 协议成为ARPANET 上 的标准协议。 n 人们把 1983 年作为因特网的诞生时间。 Internet 和Internet 的区别 n 以小写字母 i 开始的internet (互联网或 互连网)是一个通用名词,它泛指由多 个计算机网络互连而成的网络。 n 以大写字母开始的的 (因特网) I Internet 则是一个专用名词,它指当前全球最大 的、开放的、由众多网络相互连接而成 的特定计算机网络,它采用TCP/IP 协议 族作为通信的规则,且其前身是美国的 ARPANET。 三级结构的因特网 n 二阶段的特点是建成了三级结构的因 特网。 n 三级计算机网络,分为主干网、地区网 和校园网(或企业网)。 多层次 ISP 结构的因特网 n 第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。 n 出现了因特网服务提供者ISP (Internet Service Provider)。 用户通过 ISP 上网 用户 因特网 服务提供者 ISP1 因特网 ISP2 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同,ISP 也分成为不同的层次。 本地ISP 第三层 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 第二层 本地ISP 本地ISP 本地ISP 第二层ISP 第二层ISP 大公司 第一层 大公司 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 大公司 大公司 第一层ISP 第一层ISP 第一层ISP 第二层ISP 第一层ISP 第二层ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 第二层ISP 第二层ISP NAP 一级ISP NAP NAP 一级ISP NAP 一级ISP 一级ISP 第二层ISP 第一层ISP 第二层ISP 本地ISP 第一层ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 第二层ISP 第二层ISP 第二层ISP 第二层ISP 大公司 本地ISP 大公司 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 本地ISP 公司 公司 A B 校园网 校园网 校园网 校园网 主机 →本地 →第二层 → →第一层 → →第二层 →本地 →主机 A ISP ISP NAP ISP NAP ISP ISP B 万维网的问世 n 因特网慢慢的变成了世界上顶级规模和增长 速率最快的计算机网络,没有人能够准 确说出因特网究竟有多大。 n 因特网的迅猛发展始于 世纪 年代。 20 90 由欧洲原子核研究组织CERN 开发的万 维网WWW (World Wide Web)被广泛使 用在因特网上,大大方便了广大非网络 专业技术人员对网络的使用,成为因特网的 这种指数级增长的主要驱动力。 因特网的发展状况概况 网络数 主机数 用户数 管理机构数 1980 10 102 102 100 1990 103 105 106 101 2000 105 107 108 102 2005 106 108 109 103 1.2.3 关于因特网的标准化工作 因特网协 ISOC 因特网体系结构 研究委员 IAB 因特网研究部 IRTF 因特网工程部IETF 因特网研究指导小组 因特网工程指导小组 IRSG IESG 领域 领域 RG RG WG WG WG WG 制订因特网的正式标准要经过 以下的四个阶段 n 因特网草案(Internet Draft) ——在这个 阶段还不是RFC 文档。 n 建议标准(Proposed Standard) ——从 此阶段开始就成为RFC 文档。 n 草案标准(Draft Standard) n 因特网标准(Internet Standard) 各种RFC之间的关系 因特网草案 实验的RFC 建议标准 提供信息的RFC 草案标准 6 种RFC 因特网标准 历史的RFC 1.3 因特网的组成 从因特网的工作方式上看,可以划分为以 下的两大块: (1) 边缘部分 由所有连接在因特网上的主 机组成。这部分是用户直接用的,用 来进行通信(传送数据、音频或视频) 和资源共享。 (2) 核心部分 由大量网络和连接这些网络 的路由器组成。这部分是为边缘部分提 供服务的(提供连通性和交换)。 因特网的边缘部分与核心部分 因特网的边缘部分 主机 路由器 网络 因特网的核心部分 1.3.1 因特网的边缘部分 n 处在因特网边缘的部分就是连接在因特 网上的所有的主机。这些主机又称为端 系统(end system)。 n 主机 和主机 进行通信 ,实 上是 A B ” 指:运行在主机 A 上的某个程序和运行 在主机B 上的另一个程序进行通信”。 n 即主机A 的某个进程和主机B 上的另 一个进程进行通信”。或简称为计算机之 间通信” 两种通信方式 在网络边缘的端系统中运行的程序之间的 通信方式通常可划分为两大类: n 客户服务器方式 ( 方式) C/S 即Client/Server方式 n 对等方式 (P2P 方式) 即Peer-to-Peer方式 1. 客户服务器方式 n 客户(client)与服务器(server)都是指通信 中所涉及的两个应用进程。 n 客户服务器方式所描述的是进程之间服 务和被服务的关系。 n 客户是服务的请求方,服务器是服务的 提供方。 运行 客户 网络边缘 运行 程序 服务器 A 程序 ① 请求服务 B 客户 ② 得到服务 网络核心 服务器 客户A 向服务器B 发出请求服务, 而服务器 B 向客户A 提供服务。 客户软件的特点 n 被用户调用后运行,在打算通信时主动向 远地服务器发起通信(请求服务)。因 此,客户程序必须知道服务器程序的地址。 n 不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。 服务器软件的特点 n 一种专门用来提供某种服务的程序,可 同时处理多个远地或本地客户的请求。 n 系统启动后即自动调用并一直不断地运 行着,被动地等待并接受来自各地的客 户的通信请求。因此,服务器程序不需 要知道客户程序的地址。 n 通常要强大的硬件和高级的操作系统 支持。 2. 对等连接方式 n 对等连接(peer-to-peer ,简写为P2P)是 指两个主机在通信时并不区分哪一个是 服务请求方还是服务提供方。 n 只要两个主机都运行了对等连接软件 (P2P 软件),它们就能够直接进行平等的、 对等连接通信。 n 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。 对等连接方式的特点 n 对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式,只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。 n 例如主机C 请求D 的服务时,C 是客 户,D 是服务器。但如果C 又同时向 F 提供服务,那么C 又同时起着服务器的 作用。 运行 E C 运行 P2P 程序 网络边缘 P2P 程序 网络核心 F 运行 D 运行 P2P 程序 P2P 程序 1.3.2 因特网的核心部分 n 网络核心部分是因特网中最复杂的部分。 n 网络中的核心部分要向网络边缘中的大量 主机提供连通性,使边缘部分中的任何一 个主机都能够向其他主机通信(即传送或 接收各种各样的形式的数据)。 n 在网络核心部分起特殊作用的是路由器 (router)。 n 路由器是实现分组交换(packet switching) 的关 构件,其任务是转发收到的分组, 这是网络核心部分最重要的功能。 路由器的重要任务 n 路由器是实现分组交换(packet switching) 的关 构件,其任务是转发收到的分 组,这是网络核心部分最重要的功能。 1. 电路交换的主要特征 n 两部电话机只需要用一对电线就能够互 相连接起来。 ( ( 更多的电线 部电话机两两相连,需 对电线。 ( ( ( ( ( N N N n 部电话机两两相连,需 ( – 1)/2 对电线。 n 当电话机的数量很大时,这种连接方法需要的电线 对的数量与电话机数的平方成正比。 使用交换机 n 当电话机的数量增多时,就要使用交换 机来完成全网的交换任务。 ( ( ( ( 交换机 ( ( ( ( ( 交换”的含义 n 在这里,交换”(switching)的含义就是转 接——把一条电话线转接到另一条电话 线,使它们连通起来。 n 从通信资源的分配角度来看,交换”就是 按照某种方式动态地分配传输线路的资 源。 电路交换的特点 n 电路交换必定是面向连接的。 n 电路交换的三个阶段: n 建立连接 n 通信 n 释放连接 电路交换举例 n A 和B 通话经过四个交换机 n 通话在A 到 B 的连接上进行 交换机 中继线 A 用户线 中继线 交换机 B ( 交换机 ( 交换机 C ( 用户线 D( 电路交换举例 n C 和D 通话只经过一个本地交换机 n 通话在C 到D 的连接上进行 交换机 中继线 A 用户线 中继线 交换机 B ( 交换机 ( 交换机 C ( 用户线 D( 电路交换传送计算机数据效率低 n 计算机数据具有突发性。 n 这导致通信线. 分组交换的主要特征 n 在发送端,先把较长的报文划分成较短 的、固定长度的数据段。 报文 0011010010 假定这个报文较长 不便于传输 添加首部构成分组 n 每一个数据段前面添加上首部构成分组。 报文 数 据 数 据 数 据 分组1 首部 分组2 首部 分组3 首部 请注意:现在左边是 前面” 分组交换的传输单元 n 分组交换网以分组”作为数据传输单元。 n 依次把各分组发送到接收端 (假定接收 端在左边)。 分组1 首部 数 据 分组2 首部 数 据 分组3 首部 数 据 分组首部的重要性 n 每一个分组的首部都含有地址等控制信 息。 n 分组交换网中的结点交换机根据收到的 分组的首部中的地址信息,把分组转发 到下一个结点交换机。 n 用这样的存储转发方式,最后分组就能 到达最终目的地。 收到分组后剥去首部 n 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。 分组1 首部 数 据 分组2 首部 数 据 分组3 首部 数 据 收到的数据 最后还原成原来的报文 n 最后,在接收端把收到的数据恢复成为 原来的报文。 报文 0011010010 数 据 数 据 数 据 n 这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错,在转发时也没有被丢弃。 因特网的核心部分 n 因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连 起来的路由器组成,而主机处在因特网的边缘 部分。 n 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速 链路相连接,而在网络边缘的主机接入到核心 部分则通常以相比来说较低速率的链路相连接。 n 主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可 以和其他主机利用互联网交换信息。路由器的用 途则是用来转发分组的,即进行分组交换的。 网络核心部分 H4 H2 路由器 H6 网络 主机 H1 H5 H3 网络核心部分 H2 H4 路由器 B H6 D E 主机 A H1 H5 发送的 C 分组 H3 分组交换网的示意图 H4 H2 注意分组路径的变化! D 路由器 B H6 主机 H1 E H H 向 发送分组 2 6 A H H 向 发送分组 H5 1 5 C H3 互联网 注意分组的存储转发过程 H4 H2 AC E H 在在路由在路由路由器器器暂暂存暂存存 最后到达目的主机 5 D 路由器 查找转查查找转找转发发表发表表 H H 1 向 发送分组 找找到找到转到转发的转发的发的端端口端口口 5 B H6 主机 H1 E A H5 C H3 互联网 路由器 n 在路由器中的输入和输出端口之间没有 直接连线。 n 路由器处理分组的过程是: n 把收到的分组先放入缓存 (暂时存储); n 查找转发表,找出到某个目的地址应从哪个 端口转发; n 把分组送到适当的端口转发出去。 主机和路由器的作用不同 n 主机是为用户进行信息处理的,并向网 络发送分组,从网络接收分组。 n 路由器对分组进行存储转发,最后把分 组交付目的主机。 分组交换的优点 n 高效 动态分配传输带宽,对通信链路 是逐段占用。 n 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 n 迅速 不必先建立连接就能向其他主机 发送分组。 n 可靠 保证可靠性的网络协议;分布式 的路由选择协议使网络有很好的生存性。 分组交换带来的问题 n 分组在各结点存储转发时需要排队,这 就 造成一定的时延。 n 分组必须携带的首部(里面有必不可少 的控制信息)也造成了一定的开销。 存储转发原理 并非完全新的概念 n 在20 世纪40 年代,电报通信也采用了 基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 n 报文交换的时延较长,从几分钟到几小 时不等。现在报文交换已经很少有人使 用了。 三种交换的比较 电路交换 报文交换 分组交换 P 报 1 P 文 2 P 连接建立 P 1 3 P 2 P P 1 4 P 3 P 2 P 4 P 报 3 数据传送 文 P 报文 4 连接释放 报 文 t A B C D A B C D A B C D 报文 报文 报文 分组 分组 分组 比特流直达终点 数据传送 的特点 存储 存储 存储 存储 转发 转发 转发 转发 计算机网络的产生背景 n 20 60 是 世纪 年代美苏冷战时期的产物。 n 60 年代初,美国国防部领导的远景研究规划局 ARPA (Advanced Research Project Agency) 提 出要研制一种生存性(survivability)很强的网络。 n 传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一 个缺点:正在通信的电路中有一个交换机或有一 条链路被炸毁,则整个通信电路就要中断。 n 如要改用其他迂回电路,必须重新拨号建立连接。 这将要延误一些时间。 新型网络的基本特点 n 网络用于计算机之间的数据传送,而不是为了 打电话。 n 网络能够连接不一样的计算机,不局限于单 一类型的计算机。 n 所有的网络结点都同等重要,因而大幅度的提升网 络的生存性。 n 计算机在进行通信时,必须有冗余的路由。 n 网络的结构应当尽可能地简单,同时还能够非 常可靠地传送数据。 ARPANET的成功使 计算机网络的概念发生根本变化 n 早期的面向终端的计算机网络是以单个 主机为中心的星形网 n 各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的 硬件和软件资源。 n 分组交换网则是以网络为中心,主机都 处在网络的外围。 n 用户通过分组交换网可共享连接在网络上的 许多硬件和各种丰富的软件资源。 从主机为中心到以网络为中心 以主机为中心 以分组交换网为中心 终端 主机 主机 分组交换网 1. 4 计算机网络在我国的发展 (1) 中国公用计算机互联网CHINANET (2) 中国教育和科研计算机网CERNET (3) 中国科学技术网CSTNET (4) 中国联通互联网UNINET (5) 中国网通公用互联网CNCNET (6) 中国国 经济贸易互联网CIETNET (7) 中国移动互联网CMNET (8) 中国长城互联网CGWNET (建设中) (9) 中国卫星集团互联网CSNET (建设中) 1.5 计算机网络的分类 n 1.5.1 计算机网络的不同定义 n 最简单的定义:计算机网络是一些互相连接 的、自治的计算机的集合。 ” n 因特网(Internet)是 网络的网络 。 n 1.3.2 几种不同的类别的网络 n 不同作用范围的网络 n 从网络的使用者进行分类 1.5.2 几种不同类别的网络 n 不同作用范围的网络 n 广域网WAN (Wide Area Network) n 局域网LAN (Local Area Network) n 城域网MAN (Metropolitan Area Network) n 个人区域网PAN (Personal Area Network) 2. 不同使用者的网络 n 从网络的使用者进行分类 n 公用网(public network) n 专用网(private network) 3. 用来把用户 接入到因特网的网络 n 接入网AN (Access Network),它又称为 本地接入网或居民接入网。 n 由ISP 提供的接入网只是起到让用户能 够与因特网连接的桥梁”作用。 1.6 计算机网络的性能 1.6.1 计算机网络的性能指标 1. 速率 n bit 比特 ( )是计算机中数据量的单位,也是 信息论中使用的信息量的单位。 n Bit 来源于binary digit,意思是一个二进制 ” 数字 ,因此一个比特就是二进制数字中的一 1 0 个 或 。 n 速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是 计算机网络中最重要的一个性能指标。速率 b/s kb/s, Mb/s, Gb/s 的单位是 ,或 等 n 速率往往是指额定速率或标称速率。 2. 带宽 n 带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的 频带宽度,单位是赫 (或千赫、兆赫、 吉赫等)。 n 现在 带宽”是数字信道所能传送的最高 数据率”的同义语,单位是 比特每秒”, 或b/s (bit/s) 。 常用的带宽单位 n 更常用的带宽单位是 n kb/s 103 b/s 千比每秒,即 ( ) n Mb/s 106 b/s 兆比每秒,即 ( ) Gb/s 109 b/s n 吉比每秒,即 ( ) n Tb/s 1012 b/s 太比每秒,即 ( ) 10 n 请注意:在计算机界,K = 2 = 1024 M = 220 , G = 230, T = 240 。 数字信号流随时间的变化 n 在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而 变窄。 1 ms 带宽为 1 0 1 0 1 1 时间 1 Mb/s 106 每秒 个比特 0.25 s 带宽为 时间 4 Mb/s 每秒4 106 个比特 3. 吞吐量 n 吞吐量(throughput)表示在单位时间内通 过某个网络(或信道、接口)的数据量。 n 吞吐量更经常地用于对现实世界中的网 络的一种测量,以便知道实 上到底有 多少数据量可以通过网络。 n 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率 的限制。 4. 时延(delay 或latency) n 传输时延 (发送时延 ) 发送数据时, 数据块从结点进入到传输媒体所需要的 时间。 n 也就是从发送数据帧的第一个比特算 起,到该帧的最后一个比特发送完毕所 需的时间。 数据块长度 (比特) 发送时延 = 信道带宽 (比特/秒) 时延(delay 或latency) n 传播时延 电磁波在信道中需要传播一 定的距离而花费的时间。 n 信号传输速率 (即发送速率)和信号在 信道上的传播速率是完全不同的概念。 信道长度 (米) 传播时延 = 信号在信道上的传播速率 (米/秒) 时延(delay 或latency) n 处理时延 交换结点为存储转发而进行 一些必要的处理所花费的时间。 n 排队时延 结点缓存队列中分组排队所 经历的时延。 n 排队时延的长短往往取决于网络中当时 的通信量。 时延(delay 或latency) n 数据经历的总时延就是发送时延、传播 时延、处理时延和排队时延之和: 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延 四种时延所产生的地方 从结点A 向结点B 发送数据 A 在结点 中产生 处理时延和排队时延 在链路上产生 在发送器产生传输时延 传播时延 (即发送时延) 数据 1 0 1 1 0 0 1 队列 链路 结点A 发送器 结点B 容易产生的错误概念 n 对于高速网络链路,我们提高的仅仅是 数据的发送速率而不是比特在链路上的 传播速率。 n 提高链路带宽减小了数据的发送时延。 5. 时延带宽积 时延带宽积 (传播)时延 带宽 链路 时延带宽积 = 传播时延 · 带宽 n 链路的时延带宽积又称为以比特为单位 的链路长度。 6. 利用率 n 信道利用率指出某信道有百分之几的时 间是被利用的(有数据通过)。完全空 闲的信道的利用率是零。 n 网络利用率则是全网络的信道利用率的 加权平均值。 n 信道利用率并非越高越好。 时延与网络利用率的关系 n 根据排队论的理论,当某信道的利用率增 大时,该信道引起的时延也就迅速增加。 n 若令 表示网络空闲时的时延, 表示 D0 D 网络当前的时延,则在适当的假定条件 下,可以用下面的简单公式表示D 和D0 之间的关系: D D 0 1 U U 0 1 是网络的利用率,数值在 到 之间。 时延D 时延 急剧 增大 D0 利用率U 0 1 1.6.2 计算机网络的非性能特征 n 费用 n 质量 n 标准化 n 可靠性 n 可扩展性和可升级性 n 易于管理和维护 1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 n 相互通信的两个计算机系统必须高度协 调工作才行,而这种 协调”是相当复杂的。 n 分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若 干较小的局部问题,而这些较小的局部 问题就比较易于研究和处理。 关于开放系统互连参考模型 OSI/RM n 只要遵循 OSI 标准,一个系统就可以和位于世 界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任 何系统进行通信。 n 在市场化方面OSI 却失败了。 n OSI 的专家们在完成OSI 标准时没有商业驱动力; n OSI 的协议实现起来过分复杂,且运行效率很低; n OSI 标准的制定周期太长,因而使得按OSI 标准生 产的设备无法及时进入市场; n OSI 的层次划分并也不太合理,有些功能在多个层 次中重复出现。 两种国 标准 n 法律上的(de jure)国 标准OSI 并没有 得到市场的认可。 n 是非国 标准TCP/IP 现在获得了最广泛 的应用。 n TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国 标 准。 1.7.2 划分层次的必要性 n 计算机网络中的数据交换必须遵守事先 约定好的规则。 n 这些规则明确规定了所交换的数据的格 式以及有关的同步问题 (同步含有时序 的意思)。 n 网络协议(network protocol),简称为协 议,是为进行网络中的数据交换而建立 的规则、标准或约定。 网络协议的组成要素 n 语法 数据与控制信息的结构或格式 。 n 语义 需要发出何种控制信息,完成何 种动作以及做出何种响应。 n 同步 事件实现顺序的详细说明。 划分层次的概念举例 n 主机1 向主机2 利用互联网发送文件。 n 可以将要做的工作进行如下的划分。 n 第一类工作与传送文件直接有关。 n 确信对方已做好接收和存储文件的准备。 n 双方协调好一致的文件格式。 n 两个主机将文件传送模块作为最高的一 层 。剩下的工作由下面的模块负责。 两个主机交换文件 只看这两个文件传送模块 主机1 好像文件及文件传送命令 主机2 是按照水平方向的虚线传送的 文件传送模块 文件传送模块 把文件交给下层模块 把收到的文件交给 进行发送 上层模块 再设计一个通信服务模块 主机1 主机2 文件传送模块 只看这两个通信服务模块 文件传送模块 好像可直接把文件 可靠地传送到对方 通信服务模块 通信服务模块 把文件交给下层模块 把收到的文件交给 进行发送 上层模块 再设计一个网络接入模块 主机1 主机2 文件传送模块 文件传送模块 通信服务模块 通信服务模块 网络 网络 接口 接口 网络接入模块 通信网络 网络接入模块 网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作 例如,规定传输的帧格式,帧的最大长度等。 分层的好处 n 各层之间是独立的。 n 灵活性好。 n 结构上可分割开。 n 易于实现和维护。 n 能促进标准化工作。 层数多少要适当 n 若层数太少,就会使每一层的协议太复 杂。 n 层数太多又 在描述和综合各层功能的 系统工程任务时遇到较多的困难。 计算机网络的体系结构 n 计算机网络的体系结构(architecture)是计算机 网络的各层及其协议的集合。 n 体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完 成的功能的精确定义。 n 实现(implementation)是遵循这种体系结构的 前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。 n 体系结构是抽象的,而实现则是具体的,是真 正在运行的计算机硬件和软件。 1.7.3 具有五层协议的体系结构 n TCP/IP 是四层的体系结构:应用层、运 输层、网 层和网络接口层。 n 但最下面的网络接口层并没有详细的细节内容。 n 因此往往采取折中的办法,即综合OSI 和TCP/IP 的优点,采用一种只有五层协 议的体系结构 。 五层协议的体系结构 5 应用层 n 应用层(application layer) 4 运输层 n 运输层(transport layer) 3 网络层 n 网络层(network layer) 2 数据链路层 数据链路层 n 数据链路层(data link layer) 1 物理层 n 物理层(physical layer) 主机1 向主机2 发送数据 主机1 主机2 AP1 应用进程数据先传送到应用层 AP2 5 加上应用层首部,成为应用层PDU 5 4 4 3 3 2 2 1 1 主机1 向主机2 发送数据 主机1 主机2 AP1 AP2 5 应用层PDU 再传送到运输层 5 4 加上运输层首部,成为运输层报文 4 3 3 2 2 1 1 主机1 向主机2 发送数据 主机1 主机2 AP1 AP2 5 5 4 运输层报文再传送到网络层 4 3 IP 3 加上网络层首部,成为 数据报 (或分组) 2 2 1 1 主机1 向主机2 发送数据 主机1 主机2 AP1 AP2 5 5 4 4 3 IP 数据报再传送到数据链路层
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