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高中信息技术网络技术高中信息技术网络技术应用选修第一章应用选修第一章本讲稿第一页，共三十八页 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）管理和协调下，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。可以从以下几个方面理解计算机网络的概念:计算机网络是一个多机、互联系统。计算机网络是一个资源共享系统 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念本讲稿第二页，共三十八页计算机网络的功能计算机网络的功能 （1）资源共享 硬件共享软件共享数据共享 （2）数据通信（信息交换)（3）分布式控制和分布处理 本讲稿第三页，共三十八页计算机网络的分类计算机网络的分类 按网络的覆盖区域分为按网络的覆盖区域分为:l广域网（广域网（WANWAN）l局域网（局域网（LANLAN）l城域网（城域网（MANMAN）按网络拓扑结构分为按网络拓扑结构分为:总线网总线网环型网环型网星型网星型网按通信介质可分为：按通信介质可分为：双绞线网双绞线网光纤卫星网光纤卫星网微波网等微波网等按传输信号或传输方式可分为：按传输信号或传输方式可分为：基带网基带网宽带网宽带网本讲稿第四页，共三十八页按网络的覆盖区域网络可分为按网络的覆盖区域网络可分为l1局域网（LAN）l通常是私有的，用于连接一个办公室、一栋建筑物或者一个校园的网路。l2城域网（MAN）l处在局域网和广域网之间，是一种由许多局域网连接而成的大型局域网。l3广域网（WAN）l通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。本讲稿第五页，共三十八页计算机网络的组成 计算机网络在物理结构上，可分为网络硬件和网络软计算机网络在物理结构上，可分为网络硬件和网络软件组成，如下图所示：件组成，如下图所示：本讲稿第六页，共三十八页网络硬件网络硬件传输介质传输介质 （分有线介质和无线介质两种）（分有线介质和无线介质两种）l1.双绞线双绞线l非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线STPSTPl屏蔽双绞线屏蔽双绞线UTPUTPl2.同轴电缆同轴电缆l50、75和和 93同轴电同轴电缆缆l3.光导纤维（又称光缆）光导纤维（又称光缆）有线介质有线介质本讲稿第七页，共三十八页蓝牙（蓝牙（bluetoothbluetooth），是一种支持设备短距离通信（一般），是一种支持设备短距离通信（一般10m10m内）的无内）的无线电技术。能在包括移动电话、线电技术。能在包括移动电话、PDAPDA、无线耳机、笔记本电脑、相、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。其数据速率为关外设等众多设备之间进行无线信息交换。其数据速率为1Mbps1Mbps。无线介质有：无线电波、红外线、微波、激光等。无线介质有：无线电波、红外线、微波、激光等。Wi-FiWi-Fi是一种能够将个人电脑、手持设备（如是一种能够将个人电脑、手持设备（如PDAPDA、手机）等终端、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi Wi-Fi技术传输的无线通信质技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到改进，但传输速度非常快，可以达到54Mbps54Mbps，并且由于发射，并且由于发射信号功率低于信号功率低于100mw100mw，低于手机发射功率，所以，低于手机发射功率，所以Wi-FiWi-Fi上网相上网相对也是最安全健康的。对也是最安全健康的。本讲稿第八页，共三十八页常用传输介质的比较常用传输介质的比较本讲稿第九页，共三十八页网卡网卡网卡是工作在链路层的网络组件，是连接计算机和传输介质的接口。网卡是工作在链路层的网络组件，是连接计算机和传输介质的接口。计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板，又称为通信适配器、网络插入一块网络接口板，又称为通信适配器、网络适配器或网络接口卡，俗称适配器或网络接口卡，俗称“网卡网卡”。每块网卡都有唯一的一个固定的硬件地址，称为每块网卡都有唯一的一个固定的硬件地址，称为MACMAC地址。地址。lMACMAC地址又叫物理地址、硬件地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内地址又叫物理地址、硬件地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。部。lMACMAC地址和网卡是一一对应的，地址和网卡是一一对应的，4848位，习惯上用位，习惯上用1212个十六进制数表示，个十六进制数表示，每每2 2个个1616进制数之间用冒号或进制数之间用冒号或-隔开，如：隔开，如：08-00-20-0A-8C-6D08-00-20-0A-8C-6D。lMACMAC地址在世界上是唯一的。地址在世界上是唯一的。本讲稿第十页，共三十八页查找查找MAC地址地址l选择选择“本地连接本地连接”，右键单击，在弹出菜，右键单击，在弹出菜单中选择单中选择“状态状态”，打开本地连接状态窗，打开本地连接状态窗口。口。l选择选择“支持支持”选项单，单击选项单，单击“详细信息详细信息”l屏幕显示屏幕显示“网络连接详细信息网络连接详细信息”窗口，此窗口，此窗口包含网络连接的全部参数，其中窗口包含网络连接的全部参数，其中“实实际地址际地址”就是就是MACMAC地址。地址。lDOSDOS模式下：在模式下：在Win9x Win9x 中可用中可用winipcfgwinipcfg获得，获得，在在Win2000/XPWin2000/XP中可用中可用ipconfig-allipconfig-all获得获得本讲稿第十一页，共三十八页网络连接设备网络连接设备集线器：集线器：交换机：交换机：路由器路由器：网关网关：本讲稿第十二页，共三十八页集线器集线器l集线器集线器HubHub，工作在物理层（最底层），没有相匹配的软件系统，是纯硬件设备。集线器主要，工作在物理层（最底层），没有相匹配的软件系统，是纯硬件设备。集线器主要用来连接计算机等网络终端。用来连接计算机等网络终端。l集线器为共享式带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必须集线器为共享式带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必须等待，此设备享有全部带宽，通讯完毕，再由其他设备使用带宽。正因此，集线器连接等待，此设备享有全部带宽，通讯完毕，再由其他设备使用带宽。正因此，集线器连接了一个冲突域的网络，所有设备相互交替使用了一个冲突域的网络，所有设备相互交替使用 Hub 是将信号收集放大后传输给所有其是将信号收集放大后传输给所有其它端口，即传输线路是共享的。它端口，即传输线路是共享的。网络设备网络设备交换机交换机l交换机交换机SwitchSwitch，工作在数据链路层（第二层），稍微高端一点的交换机都有一，工作在数据链路层（第二层），稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。个操作系统来支持。和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。l交换机允许连接在交换机上的设备并行通讯，设备间通讯不会再发生冲突，因此交换机打破交换机允许连接在交换机上的设备并行通讯，设备间通讯不会再发生冲突，因此交换机打破了冲突域，交换机每个接口是一个冲突域，不会与其他接口发生通讯冲突。了冲突域，交换机每个接口是一个冲突域，不会与其他接口发生通讯冲突。交换机能够选择交换机能够选择目标端口，在很大程度上减少冲突的发生，为通信双方提供了一条独占的线路。目标端口，在很大程度上减少冲突的发生，为通信双方提供了一条独占的线路。本讲稿第十三页，共三十八页路由器路由器l路由器路由器RouterRouter，工作在网络层（第三层），所有的路由器都有自，工作在网络层（第三层），所有的路由器都有自己的操作系统来维持，并且需要人员调试，否则不能工作。路由己的操作系统来维持，并且需要人员调试，否则不能工作。路由器没有那么多接口，主要用来进行网络与网络的连接。器没有那么多接口，主要用来进行网络与网络的连接。简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络，这个过程简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络，这个过程就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，而且还有更就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，而且还有更强的网络隔离能力、流量控制能力，从而有效的控制拥塞，提高强的网络隔离能力、流量控制能力，从而有效的控制拥塞，提高整个网络的性能。整个网络的性能。中继器中继器(Repeater)(Repeater)l中继器是网络物理层的一种介质连接设备，即中继器工作在中继器是网络物理层的一种介质连接设备，即中继器工作在OSIOSI的物理层。的物理层。中继器具有放大信号的作用，它实际上是一种信号再生放大器。因而中继中继器具有放大信号的作用，它实际上是一种信号再生放大器。因而中继器用来扩展局域网段的长度，驱动长距离通信。器用来扩展局域网段的长度，驱动长距离通信。本讲稿第十四页，共三十八页网络软件网络软件网络操作系统网络操作系统 常用的网络操作系统有：常用的网络操作系统有：WindowsNTWindowsNT、Windows2000Windows2000、NovellNovell、NetwareNetware、UnixUnix和和LinuxLinux等。等。网络通信软件（协议软件）网络通信软件（协议软件）是执行各种网络通信协议和通信功能的程序。是执行各种网络通信协议和通信功能的程序。网络应用软件网络应用软件 常用软件有：解压缩工具、文件下载工具、文件上传工具、网络媒体常用软件有：解压缩工具、文件下载工具、文件上传工具、网络媒体播放器等。播放器等。网络应用软件结构网络应用软件结构l浏览器浏览器/服务器（服务器（B/SB/S）结构：可以直接在浏览器中操作的软件。）结构：可以直接在浏览器中操作的软件。l客户机客户机/服务器（服务器（C/SC/S）结构：需要安装客户端软件。）结构：需要安装客户端软件。本讲稿第十五页，共三十八页计算机网络的拓扑构型计算机网络的拓扑构型l计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构l计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系结构，反映出网络中各实体间的结构关系;l计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。l计算机网络拓扑分类计算机网络拓扑分类l在采用点在采用点-点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点。点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点。l点点-点线路的通信子网基本拓扑构型有：点线路的通信子网基本拓扑构型有：l星型星型l环型环型l总线型总线型l网状型网状型l树型树型本讲稿第十六页，共三十八页1.星型拓扑结构星型拓扑结构星型拓扑结构图星型拓扑结构图本讲稿第十七页，共三十八页2.总线型拓扑结构总线型拓扑结构总线拓扑结构图总线拓扑结构图本讲稿第十八页，共三十八页3.环型拓扑结构环型拓扑结构环型拓扑结构图环型拓扑结构图本讲稿第十九页，共三十八页1 1、淘宝网是我国互联网上的购物网站之一。小红在淘宝网的、淘宝网是我国互联网上的购物网站之一。小红在淘宝网的20122012年年“双十一双十一”大大型促销活动中，下订单购买了羽绒衣、雪地靴、暖贴等过冬物品。请问小红的型促销活动中，下订单购买了羽绒衣、雪地靴、暖贴等过冬物品。请问小红的网上购物行为属于互联网服务的（网上购物行为属于互联网服务的（）应用。）应用。A A、远程教育、远程教育 B B、电子商务、电子商务 C C、远程医疗、远程医疗 D D、网上娱乐、网上娱乐2 2、某学校内所有的计算机组成一个网，该网按覆盖范围来划分属于（、某学校内所有的计算机组成一个网，该网按覆盖范围来划分属于（）A A、LAN BLAN B、MAN CMAN C、TCP DTCP D、WANWAN3 3、电子邮件、电子邮件、IPIP电话、视频聊天等应用主要利用了计算机网络的（电话、视频聊天等应用主要利用了计算机网络的（）功能。）功能。A A、电子商务、电子商务 B B、数据传输、数据传输 C C、资源共享、资源共享 D D、分布处理、分布处理20132013年高考试题年高考试题本讲稿第二十页，共三十八页4 4、在计算机网络中要实现相互之间的信息交换，必须遵循、在计算机网络中要实现相互之间的信息交换，必须遵循的一系列通讯规则称为（的一系列通讯规则称为（）A A、流程、流程 B B、程序、程序 C C、算法、算法 D D、协议、协议5 5、小明要创建一个、小明要创建一个“家乡风景独好家乡风景独好”的网站，可选用的网站制作软件是的网站，可选用的网站制作软件是（）A A、Access BAccess B、Word CWord C、Frontpage DFrontpage D、ExcelExcel6 6、电影永不消逝的电波中，地下共产党员李侠在敌后用电报机向、电影永不消逝的电波中，地下共产党员李侠在敌后用电报机向红色根据地发送情报。请问电报系统采用下列信息交换技术中的（红色根据地发送情报。请问电报系统采用下列信息交换技术中的（）A A、线路交换、线路交换 B B、分组交换、分组交换 C C、地址交换、地址交换 D D、报文交换、报文交换本讲稿第二十一页，共三十八页7 7、在日常使用中为了方便起见，将、在日常使用中为了方便起见，将IPIP地址表示为地址表示为4 4段十进制数，每段数字间用段十进制数，每段数字间用下圆点分隔。下列下圆点分隔。下列IPIP地址中，不正确的是（地址中，不正确的是（）A A、202.196.200.23 B202.196.200.23 B、140.252.4.5 140.252.4.5 C C、127.45.55.258 D127.45.55.258 D、128.56.156.16128.56.156.168 8、在搜索引擎中、在搜索引擎中“蜘蛛蜘蛛”程序或程序或“机器人机器人”程序是利用网页上的（程序是利用网页上的（）遍历万维网。）遍历万维网。A A、IPIP地址地址 B B、超文本连接、超文本连接 C C、域名、域名 D D、随机爬行、随机爬行9 9、小明在暑假到江西婺源经历了一次愉快的旅行，拍摄了一些风景优美的照片，要通、小明在暑假到江西婺源经历了一次愉快的旅行，拍摄了一些风景优美的照片，要通过电子邮件发给朋友欣赏。发送这些照片时必须进行的操作是（过电子邮件发给朋友欣赏。发送这些照片时必须进行的操作是（）A A、存草稿、存草稿 B B、预览、预览 C C、取消、取消 D D、添加附件、添加附件1010、小明在维基百科上发布了一篇社区调查报告，同时邀请参与调查的另一个同、小明在维基百科上发布了一篇社区调查报告，同时邀请参与调查的另一个同学到维基百科上查阅修改。维基（学到维基百科上查阅修改。维基（wikiwiki）属于）属于Web2.0Web2.0应用，请问以下也属于应用，请问以下也属于Web2.0Web2.0应用的是（应用的是（）A A、博客、博客 B B、信息检索、信息检索 C C、FTPFTP下载下载 D D、电子邮件、电子邮件本讲稿第二十二页，共三十八页二、数据通信简介二、数据通信简介 数据交换技术数据交换技术 常用的数据交换技术有三种：常用的数据交换技术有三种：即线（电）路交换、报文交换和分组交换。即线（电）路交换、报文交换和分组交换。l定义：在任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种定义：在任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续的技术。的技术。l从通信资源的分配角度来看，从通信资源的分配角度来看，“交换交换”就是按照某就是按照某种方式种方式动态地分配动态地分配传输线路的资源。传输线路的资源。本讲稿第二十三页，共三十八页1 1、线（电）路交换、线（电）路交换 电路交换要求通信双方之间建立起一条实际的物理通路，并在整个通信电路交换要求通信双方之间建立起一条实际的物理通路，并在整个通信过程中，这条通路被独占。电话交换系统的交换方式就是属于电路交换。线过程中，这条通路被独占。电话交换系统的交换方式就是属于电路交换。线路交换传输的延时较短，但线路利用率低。路交换传输的延时较短，但线路利用率低。2 2、报文交换、报文交换 在报文交换中，信息以报文（信息的一个逻辑单位，发送者拟发送在报文交换中，信息以报文（信息的一个逻辑单位，发送者拟发送的整个信息块）作为一个整体的整个信息块）作为一个整体(单位单位)以存储转发的方式进行传输。以存储转发的方式进行传输。“存储存储发送发送”的的 数据传输方式导致传输延时比较大，只适合于数字信号传输。数据传输方式导致传输延时比较大，只适合于数字信号传输。3 3、分组交换、分组交换 兼有报文交换和先来交换的特点。形式像报文交换，区别在于交换数据单元（分兼有报文交换和先来交换的特点。形式像报文交换，区别在于交换数据单元（分组）长度不同。组）长度不同。把报文（一段）分成若干分组，在每个分组前加分组标头进行传把报文（一段）分成若干分组，在每个分组前加分组标头进行传输。输。本讲稿第二十四页，共三十八页交换方式交换方式数据数据单元单元通路通路方式方式结点存储结点存储延时延时适用的业务适用的业务实例实例线路交换线路交换报文报文专用专用不要求不要求很小，几乎没有很小，几乎没有实时业务实时业务电话电话报文交换报文交换报文报文共享共享存储报文存储报文报文存储，转发时间报文存储，转发时间不要求实时的业务不要求实时的业务电报电报分组交换分组交换分组分组共享共享存储分组存储分组分组存储，转发时间分组存储，转发时间实时要求不高的业务实时要求不高的业务IPIP电话电话三种交换方式的比较：三种交换方式的比较：本讲稿第二十五页，共三十八页信息、数据与信号信息、数据与信号 l在数据通信领域中，通常把数据定义为以数字形式存储的信息。数据通信是在数据通信领域中，通常把数据定义为以数字形式存储的信息。数据通信是在两个或多个点之间传送数字信息（通常是二进制形式）的过程。信息被定在两个或多个点之间传送数字信息（通常是二进制形式）的过程。信息被定义为知识或情报。经过处理、组织和存储的信息称为数据。义为知识或情报。经过处理、组织和存储的信息称为数据。l当你给朋友发送电子邮件时，邮件内容本身就是信息，而邮件内容的二进制代码就是当你给朋友发送电子邮件时，邮件内容本身就是信息，而邮件内容的二进制代码就是数据，数据只有转变成电脉冲、电磁波或光波才能在通信介质上传输，这些电脉冲、数据，数据只有转变成电脉冲、电磁波或光波才能在通信介质上传输，这些电脉冲、电磁波或光波就是信号。信号分为模拟信号和数字信号。电磁波或光波就是信号。信号分为模拟信号和数字信号。l数据通信电路的基本目的是把信息从一个地方传送到另一个地方。因此，可以把数据数据通信电路的基本目的是把信息从一个地方传送到另一个地方。因此，可以把数据通信概括为数字信息的传输、接收和处理。通信概括为数字信息的传输、接收和处理。本讲稿第二十六页，共三十八页信道与带宽信道与带宽 l在一次通信过程中，产生和发送信号的一端叫信源，接收的一端叫信宿。信源与信宿之间在一次通信过程中，产生和发送信号的一端叫信源，接收的一端叫信宿。信源与信宿之间要有传输信号的通路才能互相通信，传输信号的通路就称为信道。要有传输信号的通路才能互相通信，传输信号的通路就称为信道。l信道由传输介质和通信设备共同构成。使用双绞线、同轴电缆等线缆作为传输介信道由传输介质和通信设备共同构成。使用双绞线、同轴电缆等线缆作为传输介质的信道叫有线信道。以电磁波在空间传播方式传递信息的称无线信道，根据传质的信道叫有线信道。以电磁波在空间传播方式传递信息的称无线信道，根据传输信号的类型，信道可分为数字信道（传输数字信号）和模拟信道（传输模拟信输信号的类型，信道可分为数字信道（传输数字信号）和模拟信道（传输模拟信号）。号）。l通信信道的传输容量称为带宽。数字信道的带宽是指单位时间内信道所能传输的最大通信信道的传输容量称为带宽。数字信道的带宽是指单位时间内信道所能传输的最大比特率，用比特（比特率，用比特（bpsbps，bit/sbit/s）表示。）表示。l宽带宽带通常人们把通常人们把传输速率很高（传输速率很高（接入网带宽能够达到接入网带宽能够达到1Mbps1Mbps）的网络定义为）的网络定义为宽带网。宽带网。本讲稿第二十七页，共三十八页三、网络协议三、网络协议 协议协议网络世界的规则网络世界的规则 协议就是计算机通信网络中两台计算机之间进行通信所必须共同协议就是计算机通信网络中两台计算机之间进行通信所必须共同遵守的规定或规则。或那些支撑计算机网络运行的通信规则。因特网就遵守的规定或规则。或那些支撑计算机网络运行的通信规则。因特网就是一个由各种各样的协议支撑的覆盖全球的庞大网络。是一个由各种各样的协议支撑的覆盖全球的庞大网络。“无规矩，不成方圆。无规矩，不成方圆。”计算机网络除了物理上的连接外，还需要考虑计算机网络除了物理上的连接外，还需要考虑计算机之间、设备之间的网络通信规则，这就是网络协议。计算机之间、设备之间的网络通信规则，这就是网络协议。本讲稿第二十八页，共三十八页 OSIOSI参考模型参考模型计算机网络的互联标准计算机网络的互联标准（1 1）什么叫）什么叫OSIOSI参考模型（开放系统互连参考模型）参考模型（开放系统互连参考模型）“系统系统”是指一个能实现信息处理和信息传输的、自主的整体。是指一个能实现信息处理和信息传输的、自主的整体。国际标准化组织国际标准化组织系统在与其它系统进行通信时遵照这个标准，就是系统在与其它系统进行通信时遵照这个标准，就是“开放开放”的。的。“互联互联”是说，一个计算机网络是几个开放系统的相互连接。是说，一个计算机网络是几个开放系统的相互连接。“参考模型参考模型”则是给出了开放系统在互连时应该遵循的模式。则是给出了开放系统在互连时应该遵循的模式。开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型 OSI OSI（Open System Interconnect reference Model)Open System Interconnect reference Model)OSI OSI参考模型是国际标准化组织为了解决不同系统的互联而提出的模参考模型是国际标准化组织为了解决不同系统的互联而提出的模型。它将计算机网络按功能划分为七个层次，这就是网络通信中的七层模型。它将计算机网络按功能划分为七个层次，这就是网络通信中的七层模型或七层结构。型或七层结构。本讲稿第二十九页，共三十八页二进制位流传输二进制位流传输 激活和维持系统间的物理链路激活和维持系统间的物理链路介质访问控制介质访问控制 提供通过介质的传输控制，如差错和流量控制提供通过介质的传输控制，如差错和流量控制 寻址和路由寻址和路由 确定数据从一处传输到另一处的最佳路径确定数据从一处传输到另一处的最佳路径端到端连接端到端连接 数据流的分段和重组，提供可靠的端到端传输数据流的分段和重组，提供可靠的端到端传输主机间通信主机间通信 建立、维持和管理应用系统之间的会话建立、维持和管理应用系统之间的会话 数据表示数据表示 提供数据表示、代码格式和数据传输语法协商提供数据表示、代码格式和数据传输语法协商处理网络应用处理网络应用 为应用系统提供网络服务为应用系统提供网络服务 每一层包含一组协议，以及相应的语法、语义和交换规则；每一层包含一组协议，以及相应的语法、语义和交换规则；每层实现一组特定的通信功能，逻辑上相对独立；每层实现一组特定的通信功能，逻辑上相对独立；每一层代表着本层和底下所有各层的通信功能，并为上层提供通信服务。每一层代表着本层和底下所有各层的通信功能，并为上层提供通信服务。(2)(2)开放系统的七个功能层：开放系统的七个功能层：本讲稿第三十页，共三十八页OSI参考模型各层的功能：参考模型各层的功能：OSI参考模型各层的功能如下表所示：名称名称功能功能举举例例说说明明应应用用层层与其它与其它计计算机算机进进行行通通讯讯的一个的一个应应用，用，它是它是对应应对应应用程序用程序的通信服的通信服务务的。的。如一个没有通信功能的打字程序就不能如一个没有通信功能的打字程序就不能执执行通信的代行通信的代码码，从事字，从事字处处理工作的程序理工作的程序员员也不关心也不关心OSI的第的第7 7层层。但是，如果添加了一个但是，如果添加了一个传输传输文字的文字的选项选项，那么字，那么字处处理理器的程序器的程序员员就需要就需要实现实现OSI的第的第7 7层层。表表示示层层定定义义数据格式及加数据格式及加密。密。如如FTPFTP允允许许你你选择选择以二以二进进制或制或ASCIIASCII格式格式传输传输(当使用当使用FTPFTP软软件可以看到件可以看到这这个个选择项选择项)。如果。如果选择选择二二进进制，那制，那么么发发送方和接收方不改送方和接收方不改变变文件的内容。如果文件的内容。如果选择选择ASCIIASCII格式，格式，发发送方将把文本从送方将把文本从发发送方的字符集送方的字符集转换转换成成标标准的准的ASCIIASCII后后发发送数据。在接收方将送数据。在接收方将标标准的准的ASCIIASCII转换转换成接收方成接收方计计算机的字符集。算机的字符集。会会话话层层定定义义了如何开始、了如何开始、控制和控制和结结束一个会束一个会话话。如如计计算机共享的算机共享的时时候，是否建立会候，是否建立会话话。删删除一个共享除一个共享就是就是结结束一个会束一个会话话；再如当通；再如当通过拨过拨号向号向ISPISP请请求求连连接接到因特网到因特网时时，ISP服服务务器上的会器上的会话层话层会与你的会与你的电脑电脑上上的会的会话层进话层进行行协协商商连连接。接。本讲稿第三十一页，共三十八页OSI参考模型各层的功能如下表所示：名称名称功能功能举举例例说说明明传传输输层层负责负责端端对对端通信，即在网端通信，即在网络络源和源和目目标标系系统统之之间协调间协调通信。通信。如如TCP和和UDP协议协议中包含的端口号，它中包含的端口号，它们们可以唯一区分每个数据包包含哪些可以唯一区分每个数据包包含哪些应应用用协协议议(例如例如HTTP、FTP等等)。端点系。端点系统统利用利用这这种信息来区分包中的数据，尤其是端口种信息来区分包中的数据，尤其是端口号使一个接收端号使一个接收端计计算机系算机系统统能能够够确定它所确定它所收到的收到的IP包包类类型，并把它交型，并把它交给给合适的高合适的高层层软软件。件。网网络络层层对对端到端的包端到端的包传输进传输进行定行定义义，他，他定定义义了能了能够标识够标识所有所有结结点的点的逻辑逻辑地址，地址，还还定定义义了路由了路由实现实现的方式的方式和学和学习习的方式。的方式。如路由器因如路由器因为为能能连连接网接网络络各段，并智能指各段，并智能指导导数据数据传传送，属于网送，属于网络层络层。数据数据链链路路层层负责负责准准备备物理物理传输传输，CRC校校验验，错误错误通知，网通知，网络络拓扑等。拓扑等。如如MAC地址和交地址和交换换机都工作在机都工作在这这一一层层。上上层传层传下来的包，在下来的包，在这这一一层层被分割封装后被分割封装后叫做叫做帧帧。物理物理层层实实实实在在的物理在在的物理链链路，路，负责负责将数将数据以比特流的方式据以比特流的方式发发送、接收。送、接收。如如电缆连线连电缆连线连接器。接器。本讲稿第三十二页，共三十八页封装与解封装封装与解封装OSIOSI参考模型的通信方式。参考模型的通信方式。OSIOSI各层之间存在相互依存关系，如果没有底层，上层也将无从存在。例如主各层之间存在相互依存关系，如果没有底层，上层也将无从存在。例如主机机A A想给主机想给主机B B发送数据，数据首先要经历一个封装的过程。在进行封装之前，封发送数据，数据首先要经历一个封装的过程。在进行封装之前，封装过程会对数据附加上必要的协议信息。因此，当数据沿着装过程会对数据附加上必要的协议信息。因此，当数据沿着OSIOSI模型的各层向下模型的各层向下传输时，就会逐一被增加上数据报头，最后一直到模型的底部，这个过程被称传输时，就会逐一被增加上数据报头，最后一直到模型的底部，这个过程被称为为“封装封装”。当二进制数据通过数据线路到达主机当二进制数据通过数据线路到达主机B B，接受点上的对应层将把数据传送，接受点上的对应层将把数据传送到上一个层之前，重新装配数据字段。随着数据逐渐在目地的模型上向上移到上一个层之前，重新装配数据字段。随着数据逐渐在目地的模型上向上移动，这个过程被称为动，这个过程被称为“解封装解封装”，网络上数据传输就像是过街的人行地下通，网络上数据传输就像是过街的人行地下通道，必须逐级台阶的下，然后逐级台阶的上，才能完成整个过程。具体的道，必须逐级台阶的下，然后逐级台阶的上，才能完成整个过程。具体的“封装封装”和和“解封装解封装”过程如图所示。过程如图所示。本讲稿第三十三页，共三十八页 以同学们经常使用的即时通信工具以同学们经常使用的即时通信工具QQQQ之间的通信为例，介绍从主之间的通信为例，介绍从主机机A A发送发送QQQQ数据后，是如何被远方主机数据后，是如何被远方主机B B的的QQQQ所接受的。整个发送、接所接受的。整个发送、接收过程。收过程。发送方发送方 （1 1）首先主机）首先主机A A的的QQQQ发送发送用户数据，如用户数据，如“加油中国加油中国!”!”，交给本地的，交给本地的OSIOSI的应用层。的应用层。应用层对该用户数据进行处理。应用层对该用户数据进行处理。将应用层的相关标识信息（报将应用层的相关标识信息（报头）和用户数据合并成一个新头）和用户数据合并成一个新的数据包，然后传送给表示层。的数据包，然后传送给表示层。本讲稿第三十四页，共三十八页（2 2）在表示层中，将对传送过来的）在表示层中，将对传送过来的“加油中国加油中国!”!”信息进行加密、压信息进行加密、压缩处理（现在缩处理（现在QQQQ消息为了保证安全，腾讯公司都要进行加密的；如果消息为了保证安全，腾讯公司都要进行加密的；如果在在QQQQ里还发送一张图片，为了传送快捷，还要将图片重新编码压缩），里还发送一张图片，为了传送快捷，还要将图片重新编码压缩），然后将表示层的相关信息填入报头中，生成新的数据包传送给会话层。然后将表示层的相关信息填入报头中，生成新的数据包传送给会话层。（3 3）在会话层中，将会为）在会话层中，将会为A A地和地和B B地的地的QQQQ应用程序建立连接，应用程序建立连接，形成通路。接着会话层数据包交给传输层处理。形成通路。接着会话层数据包交给传输层处理。（4 4）在传输层中，将相应的标识信息添加为报头，这样来保）在传输层中，将相应的标识信息添加为报头，这样来保证主机证主机A A发送的用户数据包能被主机发送的用户数据包能被主机B B的的QQQQ所接受。所接受。（5 5）当传输层数据包到达网络层后，再为其添加一个头部）当传输层数据包到达网络层后，再为其添加一个头部（报头）。报头信息中包含网络进程所使用的网络协议，以及（报头）。报头信息中包含网络进程所使用的网络协议，以及主机主机A A和主机和主机B B的网络地址等。的网络地址等。（6 6）数据链路层为网络层数据包分别添加一个头部和尾部，把数据包封）数据链路层为网络层数据包分别添加一个头部和尾部，把数据包封装成帧，头部和尾部中包含使用的协议、主机装成帧，头部和尾部中包含使用的协议、主机A A和主机和主机B B网卡的网卡的MACMAC地址错地址错误校检等信息。然后就把帧交给物理层。误校检等信息。然后就把帧交给物理层。（7 7）物理层，形成二进制数据，交给通信媒体进行传输。）物理层，形成二进制数据，交给通信媒体进行传输。本讲稿第三十五页，共三十八页 接收方接收方（1 1）当二进制数据流到达主机）当二进制数据流到达主机B B后，首先交给物理层，后，首先交给物理层，将这些数据流信息重新组合成帧，交给数据链路层。数将这些数据流信息重新组合成帧，交给数据链路层。数据链路层接着将帧数据解封提取出网络层数据包，并把据链路层接着将帧数据解封提取出网络层数据包，并把数据包交给网络层。数据包交给网络层。（2 2）主机）主机B B的用户数据处理过程正好和主机的用户数据处理过程正好和主机A A相反，依次经过相反，依次经过物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层的处理，并且每层中的处理过程也正好和主机应用层的处理，并且每层中的处理过程也正好和主机A A相应层相应层的处理相反。它们是将主机的处理相反。它们是将主机A A的相应数据包进行解封，提出上的相应数据包进行解封，提出上层所需要的数据信息，最后应用层将层所需要的数据信息，最后应用层将“加油中国加油中国!”!”信息交给信息交给主机主机B B的的QQQQ应用程序。应用程序。这就是一次完整的传输过程，应用数据包在主机这就是一次完整的传输过程，应用数据包在主机A A的处的处理和在主机理和在主机B B的处理正好是一个相反的过程。的处理正好是一个相反的过程。本讲稿第三十六页，共三十八页TCP/IPTCP/IP协议集协议集lTCP/IP是是一族一族协议集协议集，它由其中两个主要的协议，它由其中两个主要的协议-传输控制协议传输控制协议（TCP）和和互联网协议互联网协议（IP）而得名。而得名。l这个协议集被归纳组织成如下这个协议集被归纳组织成如下4个层次：个层次：1）物理层和数据链路层：这两层不由）物理层和数据链路层：这两层不由TCP/IP来定义，它指的是来定义，它指的是 TCP/IP可以运行的各种物理网络。可以运行的各种物理网络。2）网络层：包括）网络层：包括互联网协议互联网协议IP、地址解析协议地址解析协议ARP、逆地址解逆地址解 析协议析协议RARP、因特网控制报文协议因特网控制报文协议ICMP、因特网组管理协因特网组管理协 议议IGMP。3）传输层：包括）传输层：包括TCP（提供可靠的端到端传输）、用户数据报服（提供可靠的端到端传输）、用户数据报服 务务UDP（不保证传输的可靠性）。（不保证传输的可靠性）。4）应用层：包括了）应用层：包括了OSI模型的模型的会话层、表示层和应用层会话层、表示层和应用层的功能，的功能，它向用户提供了常见的应用程序，如它向用户提供了常见的应用程序，如 TELNET、FTP、SMTP、HTTP、SNMP、DNS。本讲稿第三十七页，共三十八页OSI参考模型与参考模型与TCP/IP参考模型比较：参考模型比较：（网络接口层）（网络接口层）本讲稿第三十八页，共三十八页