計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)踐 課件 第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述_第1頁
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)踐 課件 第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述_第2頁
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)踐 課件 第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述_第3頁
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文檔簡(jiǎn)介

第一章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展1.4本章小結(jié)1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)將分散的、具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī),通過通信設(shè)備與通信線路連接起來,在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),可以從以下角度理解。從廣義角度來看,只要是能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息處理的系統(tǒng)或進(jìn)一步能達(dá)到資源共享的系統(tǒng)都可以稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。從資源共享角度來看,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須是由具有獨(dú)立功能的自治的計(jì)算機(jī)組成,并能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。從用戶透明角度來看,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī),資源豐富、功能強(qiáng)大,其使用方式對(duì)用戶透明,用戶使用網(wǎng)絡(luò)就像使用單一計(jì)算機(jī)一樣,無須了解網(wǎng)絡(luò)的存在、資源的位置等信息。1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

物理組成:(1)硬件:主要指組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備,如主機(jī)、各種路由交換設(shè)備、通信處理機(jī)、通信媒介(包括有線線路和無線線路)等。(2)軟件:主要指使用網(wǎng)絡(luò)功能的各種軟件。(3)協(xié)議:指為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。邊緣部分和核心部分工作方式:

1.客戶-服務(wù)器(Client/Server,C/S)方式2.對(duì)等連接方式

網(wǎng)絡(luò)拓樸圖3.C/S-P2P混合方式1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類是最常用的分類方法,按照地理范圍的大小,可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)3種類型。1)局域網(wǎng)(LAN)局域網(wǎng)通常指覆蓋范圍比較小(方圓幾千米之內(nèi)),可以是一棟樓內(nèi)部,或幾棟樓相連,也可以是一個(gè)辦公室內(nèi)部,或幾個(gè)辦公室連接,是我們最常見、應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)一般歸一個(gè)部門或單位所有,其具備安裝便捷、成本節(jié)約、擴(kuò)展方便等特點(diǎn),且通信延遲短、可靠性較高,被廣泛用于連接個(gè)人計(jì)算機(jī)和消費(fèi)類電子設(shè)備,使它們能夠共享資源和交換信息。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享等功能,在使用過程中,通過維護(hù)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全,能夠有效地保護(hù)資料安全,保證局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。局域網(wǎng)的類型很多,若按網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)分類,可分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng);若按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類,可分為總線型、星型、環(huán)型、樹型、混合型等;若按傳輸介質(zhì)所使用的訪問控制方法分類,又可分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)和無線局域網(wǎng)等。其中,以太網(wǎng)在當(dāng)前局域網(wǎng)中占據(jù)了統(tǒng)治地位。

2)城域網(wǎng)(MAN)

城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork)是在一個(gè)城市范圍內(nèi)所建立的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),簡(jiǎn)稱MAN。這是上世紀(jì)80年代末,在LAN的發(fā)展基礎(chǔ)上提出的。

這種網(wǎng)絡(luò)的連接距離可以是10~100km,與LAN相比覆蓋的范圍更廣,連接的計(jì)算機(jī)數(shù)量更多,在地理范圍上可以看作是局域網(wǎng)的延伸。MAN的一個(gè)重要用途是用作城市骨干網(wǎng),通過它將位于同一城市內(nèi)不同地點(diǎn)的主機(jī)、數(shù)據(jù)庫和LAN等互相連接起來,如政府機(jī)構(gòu)的LAN、醫(yī)院的LAN、學(xué)校的LAN、公司企業(yè)的LAN等。這與廣域網(wǎng)(WAN)的作用有相似之處,但兩者在實(shí)現(xiàn)方法與性能上有很大差別。3)廣域網(wǎng)(WAN)廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,縮寫為WAN),是連接不同地區(qū)局域網(wǎng)或城域網(wǎng)計(jì)算機(jī)通信的遠(yuǎn)程網(wǎng),通常跨接很大的物理范圍,所覆蓋的范圍從幾十千米到幾千千米,它能連接多個(gè)地區(qū)、城市和國(guó)家,甚至橫跨幾個(gè)洲提供遠(yuǎn)距離通信,形成國(guó)際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)也被稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)。需要注意的是,廣域網(wǎng)并不是互聯(lián)網(wǎng)(Internet),同局域網(wǎng)一樣,廣域網(wǎng)是一種獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò),是特指遠(yuǎn)程通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),而互聯(lián)網(wǎng)(Internet)不是一種獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò),它將同類或不同類的網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與城域網(wǎng))互聯(lián),并通過高層協(xié)議實(shí)現(xiàn)各種不同類型網(wǎng)絡(luò)間的通信。當(dāng)前的廣域網(wǎng)技術(shù)包括幀中繼、ATM、ISDN及PSTN等。2.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以分為:總線型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)、樹型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)和混合型網(wǎng)絡(luò)。1)總線型2)星型3)環(huán)型4)樹型5)混合型3.按傳輸介質(zhì)分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì),可以將網(wǎng)絡(luò)分為兩種。1)有線網(wǎng)絡(luò)有線網(wǎng)絡(luò)指采用有線傳輸介質(zhì)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò),介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖等。有線傳輸介質(zhì)可靠性較高,其承載的信號(hào)沿著有線傳輸介質(zhì)從一端傳輸?shù)搅硪欢耍煌瑐鬏斀橘|(zhì)的特性不同,其最大數(shù)據(jù)傳輸速率也不同。2)無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)指采用無線介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò),如微波、衛(wèi)星、激光和紅外線等。由于其不需要架設(shè)有線介質(zhì),而是通過大氣傳輸,使得無線網(wǎng)絡(luò)在一些不易布線的環(huán)境下更有優(yōu)勢(shì)。傳輸介質(zhì)不穩(wěn)定是其主要缺陷。4.按傳播技術(shù)分類根據(jù)所使用的傳播技術(shù),可以將網(wǎng)絡(luò)分為:廣播式網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中僅使用一條公共通信信道,把各個(gè)計(jì)算機(jī)連接起來。該信道由網(wǎng)絡(luò)上的所有站點(diǎn)共享,因而控制信道訪問沖突是關(guān)鍵。主要形式有以同軸電纜連接起來的總線型以太網(wǎng),以微波、衛(wèi)星方式傳播的無線廣播式網(wǎng)絡(luò)等。點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng)絡(luò)相反,在每對(duì)機(jī)器之間都有一條專用的通信信道,不存在信道共享與復(fù)用的情況。廣域網(wǎng)由于信道距離長(zhǎng),較難控制信道訪問沖突,所以都采用點(diǎn)到點(diǎn)的方式。1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能通常依靠一些性能指標(biāo)來衡量。但也有一些非性能指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)的性能有很大的關(guān)系,本小節(jié)將從這兩方面進(jìn)行描述。首先介紹幾種常見的性能指標(biāo),可以從不同的角度來衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能。1.幾種常見的性能指標(biāo)1)速率網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的速率指的是連接在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率,也稱為數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)。2)帶寬(BandWidth)帶寬在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)領(lǐng)域有著不同的含義。網(wǎng)絡(luò)帶寬是指在單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的某信道所能通過的最高數(shù)據(jù)率,單位為bit/s。帶寬表示的是某信道傳送數(shù)據(jù)的能力,因此用最高數(shù)據(jù)率來表達(dá),為便于描述,單位的前面也常常加上千(k)、兆(M)、吉(G)或太(T)這樣的倍數(shù)。在底層通信技術(shù)中,帶寬指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度,單位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。不同類型的信號(hào),其帶寬不盡相同,而不同的信道,其所能承載的頻帶寬度也是有限的。3)吞吐量吞吐量(Throughput)表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。吞吐量更側(cè)重于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量,以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)局域網(wǎng)中,其通向外網(wǎng)的接口帶寬或速率更能體現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)對(duì)外的吞吐量。顯然,吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率限制。例如,對(duì)于一個(gè)100Mb/s的以太網(wǎng),其額定速率是100Mb/s,那么這個(gè)數(shù)值也是該以太網(wǎng)的吞吐量的絕對(duì)上限值。因此,對(duì)100Mb/s的以太網(wǎng),其典型的吞吐量可以是70Mb/s。4)時(shí)延時(shí)延(Delay或Latency)是指數(shù)據(jù)(一個(gè)報(bào)文或分組,甚至比特)從網(wǎng)絡(luò)(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。時(shí)延是個(gè)很重要的性能指標(biāo),有時(shí)也稱為延遲。發(fā)送時(shí)延:發(fā)送時(shí)延(TransmissionDelay)是主機(jī)或路由交換設(shè)備將數(shù)據(jù)從設(shè)備內(nèi)部發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)線路上所花費(fèi)的時(shí)間,也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起,到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延也稱為傳輸時(shí)延。發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式為傳播時(shí)延:傳播時(shí)延(PropagationDelay)是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。傳播時(shí)延的計(jì)算公式為處理時(shí)延:主機(jī)或路由交換設(shè)備在收到分組時(shí)要花費(fèi)一定的時(shí)間進(jìn)行處理,例如,分析分組的首部,從分組中提取數(shù)據(jù)部分,進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)或查找適當(dāng)?shù)穆酚傻取_@個(gè)過程花費(fèi)的時(shí)間稱為處理時(shí)延。排隊(duì)時(shí)延:數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中,要經(jīng)過一些路由交換設(shè)備。在進(jìn)入這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后要先在輸入隊(duì)列中排隊(duì)等待處理,在設(shè)備確定了轉(zhuǎn)發(fā)接口后,還要在輸出隊(duì)列中排隊(duì)等待轉(zhuǎn)發(fā),這個(gè)過程花費(fèi)的時(shí)間就屬于排隊(duì)時(shí)延。例1-1:將大小為100MB的數(shù)據(jù)塊用光纖傳送到1000km遠(yuǎn)的目的主機(jī),已知發(fā)送方發(fā)送速率為2Mb/s,忽略處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延及接收方的接收時(shí)延,計(jì)算過程中的總時(shí)延。解答:發(fā)送時(shí)延為(100×220×8)b/(2×106)b/s=419.4s傳播時(shí)延為1000km/(2×105)km/s=0.005s總時(shí)延為419.4s+0.005s=419.405s5)時(shí)延帶寬積時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長(zhǎng)度6)往返時(shí)間RTT往返時(shí)間RTT(Round-TripTime)表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始,到發(fā)送方收到來自接收方的確認(rèn)(接收方收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認(rèn)),總共經(jīng)歷的時(shí)間。顯然,往返時(shí)間涵蓋了各中間節(jié)點(diǎn)的處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)的發(fā)送時(shí)延。7)利用率利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種。信道利用率指某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的(有數(shù)據(jù)通過)。完全空閑的信道的利用率是零。網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。信道利用率并非越高越好。8)誤碼率數(shù)據(jù)在信道中傳輸時(shí),受到各種因素的影響,傳遞的信息不可能完全正確,總會(huì)有一定的差錯(cuò)出現(xiàn)。通常把信號(hào)傳輸中的錯(cuò)誤率稱為誤碼率,它是衡量差錯(cuò)的標(biāo)準(zhǔn)。在傳輸時(shí),誤碼率等于二進(jìn)制碼元在傳輸中被誤傳的比率,即用接收錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)除以被傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)所得的值就是誤碼率2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還有一些非性能特征也很重要,這些非性能特征與前面介紹的性能指標(biāo)有很大的關(guān)系。下面進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。1)費(fèi)用2)質(zhì)量3)標(biāo)準(zhǔn)化4)可靠性5)可擴(kuò)展性和升級(jí)性6)易于管理和維修1.1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.面向終端的單計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的第一階段是在20世紀(jì)50年代。第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單計(jì)算機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng),又稱為面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2.計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及分組交換網(wǎng)階段第二階段是20世紀(jì)60年代中期到20世紀(jì)70年代早期,出現(xiàn)了多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的系統(tǒng),開創(chuàng)了“計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)”通信時(shí)代。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化階段此階段,各計(jì)算機(jī)廠商紛紛發(fā)展自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,并制定自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),如1974年IBM推出了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA,1975年DEC提出了分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(InternationalStandardsOrganization)于1983年形成了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型的正式文件,即著名的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7498,簡(jiǎn)稱OSI/RM。OSI規(guī)定了可以互聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)階段。4.局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展階段20世紀(jì)70—80年代,隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展及價(jià)格的下降,計(jì)算機(jī)在一些單位如公司、學(xué)校、政府部門等得到了廣泛的應(yīng)用,這催生了局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,1980年2月,美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)成立了802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì),并相繼提出802.1~802.6等局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)草案,其中絕大部分都被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO正式認(rèn)可。這些局域網(wǎng)協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)化的確定,為局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5.互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展階段Internet是從ARPANET逐步發(fā)展而來的,是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),稱為互聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng),它使用的是TCP/IP協(xié)議。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)在1986年組建了NSFNET,與ARPANET實(shí)現(xiàn)了互聯(lián),成為了Internet的主干。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后,隨著網(wǎng)絡(luò)通信量的急劇增加,作為主干的NSFNET也不堪重負(fù),最終美國(guó)政府決定,將NSFNET私有化,逐步交給一些私營(yíng)企業(yè)來運(yùn)營(yíng),由這些私營(yíng)企業(yè)來提供主干網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),被稱為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(InternetServiceProvider,ISP)。這些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商出于市場(chǎng)商業(yè)行為,也都各自組建了自己的主干網(wǎng)絡(luò),這些主干網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)(NetworkAccessPoint,NAP)連通。目前的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展為多級(jí)ISP結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由以下三個(gè)要素組成:1.語法,指?jìng)鬏敾蚪粨Q數(shù)據(jù)及其控制信息的格式。2.語義,指控制信息中各部分的含義。3.同步,指完成數(shù)據(jù)傳輸或交換的時(shí)序。1.2.2網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)分層帶來的好處:(1)各層之間是獨(dú)立的。(2)靈活性好。(3)結(jié)構(gòu)上可分割開。各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。(4)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。(5)能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作,因?yàn)槊恳粚拥墓δ芗捌渌峁┑姆?wù)都已有了精確的說明。1.2.3數(shù)據(jù)在各分層間的傳遞及相關(guān)概念1.實(shí)體與對(duì)等實(shí)體不同主機(jī)上的同一層稱為對(duì)等層,對(duì)等層實(shí)現(xiàn)相同的功能,運(yùn)行相同的協(xié)議,實(shí)現(xiàn)協(xié)議的元素稱為實(shí)體,實(shí)體既可以是軟件,也可以是硬件,對(duì)等層內(nèi)的相同實(shí)體稱為對(duì)等實(shí)體。2.協(xié)議數(shù)據(jù)單元(ProtocolDataUnit,PDU)協(xié)議數(shù)據(jù)單元是針對(duì)某一個(gè)協(xié)議的,指協(xié)議要傳輸?shù)膯卧Q。不同協(xié)議有各自數(shù)據(jù)單元的名稱,比如IP協(xié)議要傳輸?shù)腜DU叫作IP數(shù)據(jù)報(bào)。因?yàn)閰f(xié)議是水平的,該P(yáng)DU會(huì)被傳送給對(duì)等層的相應(yīng)實(shí)體,比如對(duì)等層的IP協(xié)議來處理。3.數(shù)據(jù)在層間的傳遞及封裝與解封裝4.服務(wù)訪問點(diǎn)(ServiceAccessPoint,SAP)在分層結(jié)構(gòu)中,上層需要調(diào)用下層的服務(wù),下層為上層提供服務(wù),層與層之間的數(shù)據(jù)交換是通過服務(wù)訪問點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。5.服務(wù)原語上層調(diào)用下層的服務(wù),下層為上層提供服務(wù),這種服務(wù)與被服務(wù)的關(guān)系是通過一組服務(wù)原語(Primitive)來描述的,這些原語供用戶和其他實(shí)體訪問服務(wù),通知服務(wù)提供方采取某些行動(dòng)或報(bào)告某個(gè)對(duì)等實(shí)體的活動(dòng)。服務(wù)原語被分為如下4類。 請(qǐng)求(Request):由服務(wù)用戶發(fā)往服務(wù)提供方,請(qǐng)求它完成某項(xiàng)工作。 指示(Indication):由服務(wù)提供方發(fā)往服務(wù)用戶,指示發(fā)生了某些事件。 響應(yīng)(Response):由服務(wù)用戶發(fā)往服務(wù)提供方,對(duì)前面發(fā)生的指示進(jìn)行響應(yīng)。 證實(shí)(Confirmation):由服務(wù)提供方發(fā)往服務(wù)用戶,對(duì)前面發(fā)生的請(qǐng)求進(jìn)行證實(shí)。6.服務(wù)、協(xié)議與接口協(xié)議和服務(wù)在概念上是不一樣的。首先,協(xié)議是“水平的”,即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則,發(fā)送方和接收方在對(duì)等層上進(jìn)行PDU的傳遞,就好像對(duì)等實(shí)體在直接通信一樣,但實(shí)際上卻是調(diào)用了下層的功能來完成的,所以,服務(wù)是“垂直的”,即服務(wù)是由下層通過層間接口向上層提供的。1.2.4OSI參考模型OSI劃分的七個(gè)層次由高到低依次為:Application(應(yīng)用層)、Presentation(表示層)、Session(會(huì)話層)、Transport(運(yùn)輸層)、Network(網(wǎng)絡(luò)層)、Datalink(數(shù)據(jù)鏈路層)和Physical(物理層)。1.應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI模型中的最高層,是直接面向用戶的一層,用來實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用。應(yīng)用層中包含了若干獨(dú)立的用戶通用服務(wù)協(xié)議模塊,為網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信提供專用的程序服務(wù)。應(yīng)用層并不是應(yīng)用程序,而是為應(yīng)用程序提供服務(wù)的。2.表示層表示層為在應(yīng)用進(jìn)程之間傳送的信息提供表示方法的服務(wù)。表示層的主要功能是處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式,主要包括:(1)數(shù)據(jù)加密與解密。(2)數(shù)據(jù)壓縮與解壓。(3)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。3.會(huì)話層會(huì)話層在應(yīng)用進(jìn)程中建立、管理和終止會(huì)話,維護(hù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸連接,確保點(diǎn)到點(diǎn)傳輸不中斷,以及管理數(shù)據(jù)交換等功能。會(huì)話過程類似一個(gè)打電話的過程,約定如何開始一個(gè)會(huì)話,用何種通信方式,包括全雙工通信還是半雙工通信、會(huì)話如何結(jié)束及會(huì)話中斷后如何恢復(fù)等。4.運(yùn)輸層運(yùn)輸層是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中高低層之間銜接的一個(gè)接口層,主要為用戶提供端到端(End-to-End)的服務(wù),這里的端指應(yīng)用進(jìn)程。運(yùn)輸層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)的通信細(xì)節(jié),使用戶完全不用考慮物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層工作的詳細(xì)情況。運(yùn)輸層的功能由端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),主要包括:(1)應(yīng)用進(jìn)程尋址。(2)流量控制。(3)連接控制。(4)差錯(cuò)控制。5.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層主要為數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路。發(fā)送方和接收方往往間隔多個(gè)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)層通過路由選擇算法為分組選擇路徑,使分組能夠到達(dá)接收方,實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能。網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)有面向連接和面向無連接的服務(wù)兩種。6.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是在通信實(shí)體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接,傳輸?shù)幕締挝粸椤皫保榫W(wǎng)絡(luò)層提供差錯(cuò)控制和流量控制服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層由MAC(介質(zhì)訪問控制子層)和LLC(邏輯鏈路控制子層)組成。7.物理層物理層是OSI參考模型中的最底層,下面是具體的物理鏈路。物理層主要定義了系統(tǒng)的電氣、機(jī)械、過程和功能特性。如電壓、物理數(shù)據(jù)速率、最大傳輸距離、物理連接器和其他的類似特性。物理層傳輸?shù)幕締挝皇潜忍兀?和1,通過規(guī)定的各種特性,如將比特轉(zhuǎn)化成信號(hào),從物理鏈路的一端傳送到另一端。OSI失敗的原因可歸納為:(1)OSI的專家們?nèi)狈?shí)際經(jīng)驗(yàn),在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)缺乏商業(yè)驅(qū)動(dòng)力;(2)OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜,而且運(yùn)行效率很低;(3)OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長(zhǎng),因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng);(4)OSI的層次劃分不太合理,有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。1.2.5TCP/IP參考模型TCP/IP是一組用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的通信協(xié)議,Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是以TCP/IP為核心的協(xié)議族,被稱為TCP/IP參考模型。TCP/IP參考模型分為四個(gè)層次,從上到下分別是應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層、網(wǎng)絡(luò)接口層。TCP/IP參考模型的層次表示TCP/IP的協(xié)議族OSI參考模型與TCP/IP參考模型的主要區(qū)別:(1)OSI采用的是七層結(jié)構(gòu),而TCP/

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