第1章计算机网络基础知识.ppt

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1、计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用田彩丽田彩丽2联系方式：联系方式：信息工程学院基础部信息工程学院基础部电话：电话：1348821824813488218248Email:Email:3理论学习：理论学习：1616学时（学时（1-3,5-91-3,5-9周）周）实践学习：实践学习：1616学时（学时（2-3,5-102-3,5-10周）周）考试成绩：平时成绩机试成绩考试成绩：平时成绩机试成绩要求：要求：上课：不迟到、不无故旷课上课：不迟到、不无故旷课实习：按机器号对应学号入座实习：按机器号对应学号入座 未经老师允许不得做未经老师允许不得做 与实习无关的事情。与实习无关的事情。实习报告：电

2、子版实习报告：电子版4课程参考资料：课程参考资料：1 1、谢希仁、谢希仁计算机网络计算机网络（第四版）电子工业出版社2 2、Douglas E.ComerDouglas E.Comer计算机网与因特网计算机网与因特网机械工业出版社3 3、Andrew Andrew Computer NetworksComputer Networks(4E)(4E)清华大学出版社4 4、黄志晖、黄志晖计算机网络设备全攻略计算机网络设备全攻略 西安电子工业出版社5相关网络：相关网络：1 1、豆豆技术网（、豆豆技术网（ ）2 2、中国、中国ITIT实验室（实验室（www.chinaIwww.chinaI ）3 3、

3、CiscoCisco网络技术（网络技术（ ）4 4、技术资料中心（、技术资料中心（ ）5 5、网络分析专家论坛、网络分析专家论坛()61 13 32 25 54 4计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识局域网技术局域网技术TCP/IPTCP/IP协议协议6 6网络互联技术网络互联技术8 8InternetInternet基础与应用基础与应用网络操作系统与网络服务网络操作系统与网络服务网页制作网页制作7 7局域网组建局域网组建71 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8

4、8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识81.1 1.1 计算机网络的发展计算机网络的发展 计计算算机机网网络络应应用用的的发发展展主主要要经经过过从从简简单单数数据据传传输输到到资资源源共共享享的的实实现现，进进而而到到标标准准化化网网络络与与互互联联网网，最最后后发发展展到到高高速速互互联联网网的的过过程程。主主要要演演变变可可以以分分为为面面向向终终端端的的计计算算机机网网络络、计计算算机机通通讯讯网网络络、计计算算机机

5、互互联网络联网络和和高速互联网络高速互联网络四个四个阶段。阶段。91 1、面向终端的计算机网络、面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络102 2、计算机通讯网络、计算机通讯网络20世纪世纪60年代，许多机构拥年代，许多机构拥有了自己独立的计算机。为了有了自己独立的计算机。为了能够使多台计算机互相能够使多台计算机互相共享资共享资源和交换信息源和交换信息，人们把若干台，人们把若干台本来相互独立的计算机通过通本来相互独立的计算机通过通信线路连接起来，这就形成了信线路连接起来，这就形成了第二代计算机网络。这个阶段，第二代计算机网络。这个阶段，计算机网络的代表就是美国国计算机网络的

6、代表就是美国国防部高级研究计划局的防部高级研究计划局的ARPAnet(Advanced Research Projects Agency Network)。INTERNET之父克伦洛克113 3、计算机互联网络、计算机互联网络20世纪世纪70年代，网络结构发年代，网络结构发生了巨大变化：局域网与广域生了巨大变化：局域网与广域网、广域网与广域网的互连通网、广域网与广域网的互连通过路由器实现。过路由器实现。1984 ISO(International Organization for Standardization)的的 OSI（开（开放互联参考模型）放互联参考模型）1974 提出提出TCP（后分

7、裂成为（后分裂成为TCP/IP协议）协议）文顿文顿G G瑟夫瑟夫(右右)和罗伯特和罗伯特E E卡卡恩恩(左左)124 4、高速互联网络、高速互联网络 20世纪世纪90年代中期到年代中期到21世纪初期，第四代网络世纪初期，第四代网络又称为网络的国际化阶段：网络技术由低速到高速、又称为网络的国际化阶段：网络技术由低速到高速、由共享到交换、又窄带宽向宽带迅速发展。由共享到交换、又窄带宽向宽带迅速发展。特点：互联、高速、智能、业务综合化以及更特点：互联、高速、智能、业务综合化以及更为广泛的应用。为广泛的应用。网线网络的广泛应用。网线网络的广泛应用。135 5、计算机网络的应用计算机网络的应用计算机网络

8、提供的服务主要有计算机网络提供的服务主要有：l1.WWW1.WWW服务：服务：WWWWWW即即World Wide WebWorld Wide Webl2.2.电子邮件服务：即电子邮件服务：即E-mailE-maill3.DNS3.DNS服务：域名服务服务：域名服务l4.FTP4.FTP服务：文件传输服务：文件传输l5.5.数据库服务数据库服务l6.6.多媒体应用多媒体应用l7.7.管理服务管理服务 146 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势 l1.三网合一三网合一l2.光通讯技术光通讯技术l3.IPV6技术技术l4.3G网络网络l5.物联网物联网 The Internet of thing

9、s 151 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识161.2.1 1.2.1 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 计算机网络是将分布在不同地理位置的计算机网络是将分布在不同地理位置的具有独立功能的具有独立功能的计算机系统计算机系统，利用，利用通信通信设备和线

10、路设备和线路相互连接起来，在网络协议相互连接起来，在网络协议和网络软件的支持下，进行和网络软件的支持下，进行数据通信数据通信，进而实现进而实现资源共享资源共享的系统。的系统。17 一个计算机网络可以包含有一个计算机网络可以包含有多台具有多台具有“自主自主”功能功能的计算机的计算机。所谓的。所谓的“自主自主”是指这些计算机离开计是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。因此，通算机网络之后，也能独立地工作和运行。因此，通常将这些计算机称为常将这些计算机称为“主机主机”(host)，在网络中又，在网络中又叫做节点或站点。一般，在网络中的共享资源叫做节点或站点。一般，在网络中的共享资源

11、(即硬即硬件资源、软件资源和数据资源件资源、软件资源和数据资源)均分布在这些计算机均分布在这些计算机中。中。构成计算机网络时需要使用通信的手段，构成计算机网络时需要使用通信的手段，把有关的把有关的计算机计算机(节点节点)“有机地有机地”连接起来连接起来。所谓的。所谓的“有机有机”地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和约定和规则规则。这些约定和规则就是通信协议。这些约定和规则就是通信协议。建立计算机网络的主要建立计算机网络的主要目的目的是为了实现是为了实现数据通信数据通信和和资源共享资源共享。181.2.2 网络基本功能网络基本功能l数据通信数据通信l网络

12、中计算机之间相互通信，传输各种信息。网络中计算机之间相互通信，传输各种信息。l资源共享资源共享l是网络的基本功能，是组网的主要目标之一。是网络的基本功能，是组网的主要目标之一。l提高系统的可靠性提高系统的可靠性l在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。l分布式网络处理和负载均衡分布式网络处理和负载均衡l相对于集中式处理，效率更高，更符合实际需要。相对于集中式处理，效率更高，更符合实际需要。l对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太

13、重时，可将对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行。任务分散到网络中的各台计算机上进行。191.2.3 网络的基本组成网络的基本组成1.计算机网络系统组成计算机网络系统组成l计算机系统计算机系统：信息处理、提供网络资源：信息处理、提供网络资源l数据通信系统数据通信系统：完成数据通信控制与处理：完成数据通信控制与处理l网络软件网络软件：实现控制、管理和服务功能：实现控制、管理和服务功能l网络协议软件网络协议软件l网络通信软件网络通信软件l网络操作系统网络操作系统l网络管理软件网络管理软件l网络应用软件网络应用软件201.2.3 网络的基本组成网络

14、的基本组成2.计算机网络逻辑组成计算机网络逻辑组成l网络的基本功能是网络的基本功能是数据通信数据通信和和资源共享资源共享。l从功能逻辑上可分为：从功能逻辑上可分为：通信子网通信子网和和资源子网资源子网早期网络结构示意图早期网络结构示意图现代网络结构示意图现代网络结构示意图211.2.3 网络的基本组成网络的基本组成2.计算机网络逻辑组成计算机网络逻辑组成l资源子网：资源子网：l由服务器、工作站、共享设备（打印机、网络硬盘）由服务器、工作站、共享设备（打印机、网络硬盘）、各种软件资源与信息资源组成。、各种软件资源与信息资源组成。l资源子网负责全网的数据处理，向网络用户提供各资源子网负责全网的数据

15、处理，向网络用户提供各种种网络资源网络资源与各种与各种网络服务网络服务。l通信子网：通信子网：l主要由网络识配器（网卡）、集线器、交换机、路主要由网络识配器（网卡）、集线器、交换机、路由器、传输介质及相关软件组成。由器、传输介质及相关软件组成。l主要完成网络主要完成网络数据传输数据传输、转发转发等通信处理任务。等通信处理任务。22l通信控制处理机通信控制处理机l主要负责主机与网络的信息传输控制。主要负责主机与网络的信息传输控制。l又被称为网络节点。一方面作为与资源子网的主机、终端连接的接口，又被称为网络节点。一方面作为与资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信

16、子网中的分组存储转发将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中的分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。准确发送到目的主机的作用。l网络连接设备网络连接设备l主要实现网络中主机与主机、网络与网络之间的连接，数据信号的转换主要实现网络中主机与主机、网络与网络之间的连接，数据信号的转换以及路由选择等功能。以及路由选择等功能。l主要包括：中继器、集线器、调制解调器、网桥、交换机、路由器、网主要包括：中继器、集线器、调制解调器、网桥、交换机、路由器、网关等设备关等设备。l传输

17、介质（通信线路）传输介质（通信线路）l传输介质是传输数据信号的物理通道，它将网络中各种设备连接起来，传输介质是传输数据信号的物理通道，它将网络中各种设备连接起来，l计算机网络采用了多种通信线路，如双绞线、同轴电缆、光纤、无线通计算机网络采用了多种通信线路，如双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。信信道、微波与卫星通信信道等。23l网络协议软件网络协议软件l实现网络协议功能，比如实现网络协议功能，比如TCP/IP、IPX/SPX等。等。l网络通信软件网络通信软件l用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件。用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件。l网络操作系统网络操作系统l

18、实现系统资源共享，管理用户的应用程序对不同资源的访问。典型实现系统资源共享，管理用户的应用程序对不同资源的访问。典型的操作系统有的操作系统有NT、Netware、UNIX等。等。l网络管理软件和网络应用软件网络管理软件和网络应用软件l网管软件是用来对网络资源进行管理，对网络进行维护的软件。网网管软件是用来对网络资源进行管理，对网络进行维护的软件。网络应用软件是为网络用户提供服务的，是网络用户在网络上解决实络应用软件是为网络用户提供服务的，是网络用户在网络上解决实际问题的软件。际问题的软件。241 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念

19、计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识251.3 1.3 计算机网络的类型分类计算机网络的类型分类l按网络的作用范围：按网络的作用范围：l局域网；局域网；l城域网；城域网；l广域网；广域网；l互联网；互联网；l按工作模式按工作模式：l对等网；对等网；l客户端客户端/服务器网络；服务器网络；l按拓扑结构：按拓扑结构：l总线型；总线型；l环型；环型；l星型；星型；

20、l树形；树形；l按通讯介质按通讯介质：l有线网；有线网；l无限网；无限网；261 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识271.4 计算机网络工作模式计算机网络工作模式l基本概念基本概念l按作用将网络中计算机分为按作用将网络中计算机分为“服务器服务器”和和“客户机

21、客户机”。l服务器：服务器：为整个网络提供资源和服务的计算机。为整个网络提供资源和服务的计算机。l客户机：客户机：使用资源和接受服务的计算机。使用资源和接受服务的计算机。l网络工作模式：是指网络中服务与资源提供和使用网络工作模式：是指网络中服务与资源提供和使用的方式，又称提供服务的模式。主要分为：的方式，又称提供服务的模式。主要分为：l客户机客户机/服务器服务器工作模式工作模式l对等网对等网工作模式两种。工作模式两种。281.4 计算机网络工作模式计算机网络工作模式l服务器服务器：控制、管理、资源调度、提供：控制、管理、资源调度、提供服务和共享资源等。服务和共享资源等。l客户机客户机：用于使用

22、和处理共享资源和服：用于使用和处理共享资源和服务务客户机客户机客户机/服务器模式示意图服务器模式示意图服务器网 络客户机/服务器对等网模式示意图对等网模式示意图客户机/服务器网 络l每一台计算机都提供资源和服务，同每一台计算机都提供资源和服务，同时使用网络上的资源和服务。时使用网络上的资源和服务。l每一台计算机在功能上是对等的，没每一台计算机在功能上是对等的，没有主从之分，每一台计算机有主从之分，每一台计算机既是服务既是服务器又是客户机。器又是客户机。291 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6

23、网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识301.5.1网络拓扑结构的概念网络拓扑结构的概念l拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间关系；间关系；l在计算机网络中，将主机和终端抽象为在计算机网络中，将主机和终端抽象为点点，将通信，将通信介质抽象为介质抽象为线线，形

24、成点和线组成的图形，形成点和线组成的图形(几何排列几何排列形式形式)，使人们对网络整体有明确的全貌印象；，使人们对网络整体有明确的全貌印象；l按网络的拓扑结构分为：按网络的拓扑结构分为：l总线型总线型、环型、星型、树型、网状、环型、星型、树型、网状。31计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 32总线型网络拓扑结构总线型网络拓扑结构l所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的公共传输介质的总线总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤；上，总线可以是同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤；l总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传

25、输，而其他节点都能总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输，而其他节点都能接收到该信息，但接收到该信息，但在同一时间内，只允许一个节点发送数据在同一时间内，只允许一个节点发送数据；l由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此会出现刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此会出现“冲突冲突”；33总线型局域网中的总线型局域网中的“冲突冲突”l在在“共享介质共享介质”的总线型拓扑结构的局域网中，必的总线型拓扑结构的局域网中，必须解决多个节点访问总线的介质访问控制问题

26、。须解决多个节点访问总线的介质访问控制问题。l总线结构的优点：总线结构的优点：l总线结构的缺点：总线结构的缺点：34环型拓扑结构环型拓扑结构 l所有节点使用相应的网络适配器连接到所有节点使用相应的网络适配器连接到共享的传输介质共享的传输介质上，通上，通过点到点的连接构成过点到点的连接构成封闭的环路封闭的环路。l环路中的数据沿着一个方向绕环环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点逐节点采用令牌传递方式控制采用令牌传递方式控制节点轮流发送数据。节点轮流发送数据。l在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环通路，但在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环通路，但不会出不会出现冲突现冲突。l对于环型拓扑的对于

27、环型拓扑的局域网，网络的局域网，网络的管理较为复杂，管理较为复杂，与总线型局域网与总线型局域网相比，可扩展性相比，可扩展性较差。较差。35星型拓扑结构星型拓扑结构 l在星型拓扑中存在一个在星型拓扑中存在一个中心节点，中心节点，每个节点通每个节点通过点到点线路与中心节过点到点线路与中心节点连接点连接。l在局域网中，由于使用在局域网中，由于使用中央设备的不同，局域中央设备的不同，局域网的网的物理拓扑结构和逻物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同辑拓扑结构不同。l使用集线器连接所有计算机时，使用集线器连接所有计算机时，是一种具有星型物理连接的总线是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构；型拓扑结构；l使用交换

28、机时，是真正的星型拓使用交换机时，是真正的星型拓扑结构。扑结构。361 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识371.6 网络传输介质网络传输介质l基本概念基本概念l传输介质：是指数据传输过程中发送设备和接收设传输介质：是指数据传输过程中发送设备和接收设备之间的物

29、理媒体。备之间的物理媒体。l其性能特点对：传输速率、通信距离、可连接的网其性能特点对：传输速率、通信距离、可连接的网络结点数目和数据传输的可靠性均有很大的影响。络结点数目和数据传输的可靠性均有很大的影响。l网络传输介质分为：网络传输介质分为：有线传输介质有线传输介质和和无线传输介质无线传输介质两类，因此计算机网络可分为有线网络和无线网络两类，因此计算机网络可分为有线网络和无线网络两种。两种。381.6 网络传输介质网络传输介质l1.同轴电缆同轴电缆l2.双绞线双绞线l无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线(UTP)l有屏蔽双绞线有屏蔽双绞线(STP)391.6 网络传输介质网络传输介质l3.光导纤维光导纤维

30、l多模光纤分多模光纤分 l单模光纤单模光纤玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳401.6 网络传输介质网络传输介质l4.无线传输介质无线传输介质l是指在两个通信设备之间不使用任何物理的连接器，通是指在两个通信设备之间不使用任何物理的连接器，通常这种传输介质通过空气进行信号传输。常这种传输介质通过空气进行信号传输。l根据电磁波的频率，无线传输系统大致分为根据电磁波的频率，无线传输系统大致分为广播通信系广播通信系统统、地面微波通信系统、卫星微波通信系统和红外线通地面微波通信系统、卫星微波通信系统和红外线通信系统信系统。l对应的对应

31、的3种无线介质是种无线介质是无线电波无线电波(30MHz 1GHz)、微波微波(300MHz 300GHz)、红外线和激光红外线和激光。411.6 网络传输介质网络传输介质l4.无线传输介质无线传输介质地球地球地球地球地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路 微波传送塔微波传送塔微波传送塔微波传送塔地球地球地球地球地面站地面站地面站地面站地面站地面站地面站地面站421 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议

32、网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识431.1.7.1 7.1 计算机网络协议计算机网络协议复杂问题复杂问题的研究？的研究？复杂问题复杂问题的解决的解决？抽抽象象反映现实反映现实问题的模型问题的模型模型研究模型研究解决方法解决方法44社会上存在的邮政系统社会上存在的邮政系统451.1.7.27.2 网络体系结构网络体系结构l概念概念l网络是一个复杂、庞大的系统，为了减少计算机网络的在网络是一个复杂、庞大的系统，为了减少计算机网络的在研究和实现上复

33、杂程度，可将计算机网络按功能划分为若研究和实现上复杂程度，可将计算机网络按功能划分为若干个干个层次层次。l不同层次完成不同不同层次完成不同功能功能，低层为其更高层次提供必要的服，低层为其更高层次提供必要的服务功能。务功能。l层次间的联系通过特定层次间的联系通过特定接口接口完成。完成。l网络体系结构网络体系结构l完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功能划分完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层次进行通信的协议及相成有明确定义的层次，并规定同层次进行通信的协议及相邻层之间的接口服务；邻层之间的接口服务；网络层次结构模型与各层协议的集网络层次结构模型与

34、各层协议的集合合称为网络体系结构称为网络体系结构461 1.7.3.7.3 计算机网络协议计算机网络协议协议（协议（ProtocolProtocol）l协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准或协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准或约定。约定。l协议由协议由语法语法、语义语义和和时序时序三部分组成，即协议的三部分组成，即协议的三要素：三要素：l语法：语法：数据与控制信息的结构和格式，包括数据格式、数据与控制信息的结构和格式，包括数据格式、编码及信号电平等。编码及信号电平等。l语义语义:需要发出任何控制信息，完成何种动作以及做出需要发出任何控制信息，完成何种动作以及做出何种应答等。何

35、种应答等。l时序时序：对有关事件实现顺序的详细说明，如速度匹配、：对有关事件实现顺序的详细说明，如速度匹配、排序。排序。47开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型(OSI/RM)(OSI/RM)l为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，国际标准化组织不同网络之间的数据通信，国际标准化组织ISOISO对各类计算机网络体系结构进行了研究，对各类计算机网络体系结构进行了研究，并于并于19811981年正式公布了一个网络体系结构模型年正式公布了一个网络体系结构模型作为国际标准作为国际标准,称为称为开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型

36、(open system internet/reference(open system internet/reference mondelmondel ,OSI/RM),OSI/RM)，也称为也称为ISO/OSIISO/OSI。l“开放开放”表示任何两个遵守表示任何两个遵守OSI/RMOSI/RM的系统都可的系统都可以进行互连，当一个系统能按以进行互连，当一个系统能按OSI/RMOSI/RM与另一个与另一个系统进行通信时，就称该系统为开放系统。系统进行通信时，就称该系统为开放系统。48OSIOSI的分层模型的分层模型49基于基于OSIOSI的通信模型结构的通信模型结构50OSIOSI各层的功能

37、概述（三）各层的功能概述（三）l第第7层：应用层层：应用层(Application Layer)l为网络用户或应用程序提供各种服务，如文件传输、电子为网络用户或应用程序提供各种服务，如文件传输、电子邮件邮件(E-mail)、分布式数据库、网络管理等。、分布式数据库、网络管理等。l第第6层：表示层层：表示层(Presentation Layer)l为应用层提供信息表示方式的服务，如数据格式的变换、为应用层提供信息表示方式的服务，如数据格式的变换、文本压缩、加密技术等。文本压缩、加密技术等。l第第5层：会话层层：会话层(Session Layer)l为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提

38、供为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理服务。会话管理服务。51OSIOSI各层的功能概述（二）各层的功能概述（二）l第第4 4层：传输层层：传输层(Transport Layer)(Transport Layer)l为上层提供端到端为上层提供端到端(最终用户到最终用户最终用户到最终用户)的透明的、的透明的、可靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信可靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。节。l第第3 3层：网络层层：网络层(Network Layer)(Network Lay

39、er)l为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连接的手段，把上层来的数据组织成数据包接的手段，把上层来的数据组织成数据包(Packet)(Packet)在节点之间进行交换传送，并且负责路由控制、拥在节点之间进行交换传送，并且负责路由控制、拥塞控制和网络互连。塞控制和网络互连。52OSIOSI各层的功能概述各层的功能概述(一一)l第第2 2层：数据链路层层：数据链路层(Data Link Layer)(Data Link Layer)l在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻节点之间在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻节点之间的数据链路，通过差

40、错控制提供数据帧在信道上无差错的数据链路，通过差错控制提供数据帧在信道上无差错地传输，并进行数据流量控制。地传输，并进行数据流量控制。l第第1 1层：物理层层：物理层(Physical Layer)(Physical Layer)l在物理信道上传输原始的数据比特（在物理信道上传输原始的数据比特（bitbit）流，提供为流，提供为建立、维护和拆除物理链路连接所需的各种传输介质、建立、维护和拆除物理链路连接所需的各种传输介质、通信接口特性等。通信接口特性等。53OSI/RMOSI/RM的信息流动的信息流动 541 13 32 25 54 4计算机网络的产生发展计算机网络的产生发展计算机网络的概念计

41、算机网络的概念计算机网络的分类计算机网络的分类6 6网络传输介质网络传输介质8 8网络体积结构与网络协议网络体积结构与网络协议计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构数据通信基础数据通信基础7 7计算机网络的工作模式计算机网络的工作模式第一章第一章 计算机网络的基础知识计算机网络的基础知识551.8 1.8 数据通信基础数据通信基础l计算机网络是计算机网络是计算机技术计算机技术和和数据通信技术数据通信技术相相结合的产物，数据通信技术是网络发展的基结合的产物，数据通信技术是网络发展的基础。础。1.8.1 数据通信中的概念数据通信中的概念56信息、数据和信号信息、数据和信号 l信息：信息：l通信的

42、目的是交换信息，通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文字、语信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机中信息一般是字母、数字、语音、音、图形或图像，计算机中信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合图形或图像的组合.l数据（数据（Data）:被传输的二进制代码被传输的二进制代码l为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的像用二进制代码的数据数据来表示；来表示；l信号信号:是数据的具体物理表现。是数据的具体物理表现。l信号是数据在传输过程中电信号的表示形式，为传输二进制信号是数据在传输过程中电信号的

43、表示形式，为传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示;l数据通信数据通信:l是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程。比特序列的模拟或数字信号的过程。57数据通信系统基本结构数据通信系统基本结构l数据通信系统的基本通信模型：产生和发送信息的一端数据通信系统的基本通信模型：产生和发送信息的一端叫叫信源信源，接收信息的一端叫，接收信息的一端叫信宿信宿。信源与信宿通过。信源与信宿通过通信通信线路线路进行通信，在数据通信系

44、统中，也将进行通信，在数据通信系统中，也将通信线路称为通信线路称为信道信道；l在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为模拟通信模拟通信系统系统，而传输数字信号的系统称为，而传输数字信号的系统称为数字通信系统数字通信系统。581.8.2 1.8.2 通信信道通信信道 l信道是信号传输的通道，包括传输媒体和通信信道是信号传输的通道，包括传输媒体和通信设备。传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光设备。传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光纤等，也可以是无线媒体，如传输电磁波的空纤等，也可以是无线媒体，如传输电磁波的空间。信道可以按不同的方法分类：间。信道可以按不同的方

45、法分类：u有线信道与无线信道；有线信道与无线信道；u模拟信道与数字信道；模拟信道与数字信道；u专用信道和公用信道；专用信道和公用信道；59有线信道与无线信道有线信道与无线信道 l信道按所使用的传输介质分类，可以分为有线信信道按所使用的传输介质分类，可以分为有线信道与无线信道；道与无线信道；u有线信道有线信道使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信道。有线信道包括双绞线、同轴电缆和光缆等。道。有线信道包括双绞线、同轴电缆和光缆等。u无线信道无线信道以电磁波在空间传播方式传送信息的信道称之为无以电磁波在空间传播方式传送信息的信道称之为无线信道。无线信

46、道包括无线电、微波、红外线和激线信道。无线信道包括无线电、微波、红外线和激光以及卫星通信信道等。光以及卫星通信信道等。60有线信道有线信道61无线信道无线信道地球地球地球地球地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路 微波传送塔微波传送塔微波传送塔微波传送塔地球地球地球地球地面站地面站地面站地面站地面站地面站地面站地面站621.8.3 1.8.3 数据通信的技术指标数据通信的技术指标 l数据通信速率（传输速率）：传输率是指数据在信道数据通信速率（传输速率）：传输率是指数据在信道中传输的速度。数据通信速率分为两种：中传输的速度。数据通信速率分为两种：码元速率

47、和码元速率和信息速率信息速率。l码元速率码元速率RB：l每秒中传送的码元数，单位为波特每秒中传送的码元数，单位为波特/秒（秒（Baud/s），），又又称为波特率；称为波特率；l信息速率信息速率Rb：l每秒中传送的信息量，单位为比特每秒中传送的信息量，单位为比特/秒（秒（bit/s），），又称又称为比特率；为比特率；63信道带宽与信道容量 l信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围，通常称为信道的通频带，下所占用的频率范围，通常称为信道的通频带，单位用赫兹（单位用赫兹（HzHz）表示。信道带宽是由信道的物表示。信道带宽是由信道的物理特

48、性所决定的，例如，电话线路的频率范围在理特性所决定的，例如，电话线路的频率范围在3003003400Hz3400Hz，则它的带宽则它的带宽3003003400Hz3400Hz。l信道容量是衡量一个信道传输数字信号的重要参信道容量是衡量一个信道传输数字信号的重要参数。信道容量是指单位时间内信道上所能传输的数。信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用每秒比特数（最大比特数，用每秒比特数（bpsbps）表示。当传输表示。当传输的信号速率超过信道的最大信号速率时，就会产的信号速率超过信道的最大信号速率时，就会产生失真。生失真。641.8.4 1.8.4 数据的传输方式数据的传输方式1、按照

49、字节使用的信道数可以分为、按照字节使用的信道数可以分为串行通信串行通信和和并行通信并行通信；2、按照通信信号的传输方向与时间的关系，、按照通信信号的传输方向与时间的关系，可以分为可以分为单工单工、半双工半双工、和、和全双工方式全双工方式；3、按照数据在通信信道上是否经过了调制变、按照数据在通信信道上是否经过了调制变形处理，可以分为形处理，可以分为基带传输基带传输、频带传输频带传输。65数据的串行传输和并行传输数据的串行传输和并行传输l串行通信串行通信l数据流以串行方式在一条信道上传输，由于计算机内部都数据流以串行方式在一条信道上传输，由于计算机内部都采用并行通信，因此，数据在发送之前，要将计算

50、机中的采用并行通信，因此，数据在发送之前，要将计算机中的字符进行并字符进行并/串变换，在接收端再通过串串变换，在接收端再通过串/并变换，还原成并变换，还原成计算机的字符结构，才能实现串行通信。计算机的字符结构，才能实现串行通信。l串行通信的优点是收、发双方只需要一条传输信道，易于串行通信的优点是收、发双方只需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速度比较低。实现，成本低，但速度比较低。66数据的串行传输和并行传输数据的串行传输和并行传输 l并行通信并行通信l数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。l并行通信的优点是速度快，但发端与收端之间有若干