计算机通信网络(1)

计算机通信网络技术深圳市螺光科技有限公司网址：计算机通信网络概述计算机通信网络的体系结构三网融合小结Logo2019/8/151、计算机通信网络概述定义：利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统）实现网络中资源共享和信息传递的系统。计算机通信网络的组成通信子网机主协议Logo2019/8/151、计算机通信网络概述网络体系结构的标准化以通信子网为中心的主机互联以单机为中心的联机终端系统互连、高速、智能化的网络计算机通信网络的发展过程Logo2019/8/151、计算机通信网络概述计算机通信网络的分类1•电路交换•报文交换•分组交换•混合交换2•集中式网络•分布式网络•分散式网络4•公用网•专用网按交换功能分按拓扑结构分3•广域网WAN•局域网LAN•城域网MAN按作用范围分按使用范围分Logo2019/8/151、计算机通信网络概述计算机通信网络的原理体系结构1物理层2数据链路层3网络层4运输层5应用层图1-1具有五层协议的原理体系结构透明地传送比特流确定进程之间通信的性质以及满足用户的需要提供可靠的端到端的服务选择合适的路由在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据Logo2019/8/15物理传输媒体1、计算机通信网络概述计算机通信网络的原理体系结构图1-2数据在各层之间的传递过程AP1AP2101010011…比特流…101110101数据部分H2T2数据部分H4数据部分H3数据部分H5应用程序数据1物理层2数据链路层3网络层4运输层5应用层5应用层4运输层3网络层2数据链路层1物理层Logo2019/8/151、计算机通信网络概述1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层OSI体系结构网际层IP运输层TCP，UDP应用层TCP/IP体系结构（各种应用层协议如TELNET，FTP，SMTP等）网络接口层图1-3TCP/IP与OSI体系结构的对比示意图Logo2019/8/151234计算机通信网络概述计算机通信网络的体系结构三网融合小结Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解OSI（OpenSystemInterconnection）参考模型：开放式系统互联。“开放”：表示任何两个遵守OSI标准的系统可以互连“系统”：指计算机、终端或外部设备等OSI参考模型的结构由ISO组织提出，目的是实现异种机互连。OSI参考模型是七层结构（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），提供了从抽象的应用层到具体的物理层的层结构视图。Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层管理和协调不同主机上的各种进程之间的通信提供可靠的端到端的服务图2-1OSI体系结构的各层功能简介资源子网通信子网用户与网络的接口处理流经节点的数据编码的表示方式选择合适的路由在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以数据帧透明地传送比特流Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解主要任务：数据端设备提供传送数据的通路.传输数据.一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工，同步或异步传输的需要.完成物理层的一些管理工作.1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。DTE既数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE──DCE，再经过DCE──DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置，如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接头、插头，接收器，发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层图2-2同轴电缆图2-3CAB.BLAZE接入终端图2-4光纤收发器Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解功能：通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。链路管理帧同步流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解数据链路层传送的协议数据单元（PDU)称为数据帧。数据帧中包含物理地址（又称MAC地址）、控制码、数据及校验码等信息。L3DATA发送端网络层的数据数据链路层DHDT数据帧11010111……0101011发送端物理层L3DATA数据链路层DH数据帧11010111……0101011接收端物理层DT接收端网络层的数据图2-5数据链路层的工作原理1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解数据帧的产生及结构上一层的协议数据单元（数据包）传递到NIC后，NIC通过添加头部和尾部将数据包打包（封装），然后数据帧沿着链路再传送至目的结点。数据帧首部和尾部含有对等数据链路进程需要使用的协议信息。头部的信息包括发送结点和接收结点的地址（MAC地址）以及错误校验信息等。帧首帧尾数据图2-6数据帧的格式1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解1234物理地址节点ABCDDATADTAD源地址目的地址尾部控制信息数据帧图2-7数据链路层的物理地址寻址1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解数据链路层的网络连接设备(1)网卡：又称网络接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），是主机与网络的接口部件。•功能：①控制数据传送②具备串-并转换功能③缓存功能•网卡的MAC地址(12位十六进制网络地址（48bit）)。☆通过命令Ipconfig/all可得到。1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解数据链路层的网络连接设备(2)网桥（Bridge）•冲突域：能够发生冲突的网络。•使用网桥增加了小的冲突域，而降低了整个网络的冲突域。•功能：①过滤和转发。网桥会检查收到数据帧的源地址和目标地址，如果目标地址与源地址不在同一网络上，则网桥将转发该数据帧，反之，则丢弃该帧。②学习功能。网桥可以将收到的数据帧的源地址自动的加入到路由表中。1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解数据链路层的网络连接设备(3)二层交换机：识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层图2-8CAB.BLAZE交换机Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解任务：完成在通信子网中把数据帧从发端传送到收端（涉及寻址、交换、路由）。为传输层提供服务组包和拆包路由选择流量控制1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解网络层的网络连接设备(1)路由器（Router）：根据数据包中的逻辑地址（网络地址）而不是MAC地址来转发数据包。(2)第三层交换机：随着技术的发展，有些交换机也具备了路由的功能。这些具有路由功能的交换机要在网络层对数据包进行操作，因此被称为第三层交换机。1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层图2-9三层核心交换机Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解层次主要作用（解决问题）1物理层为上一层提供一个传输数据的物理连接，即解决网络结点与物理信道如何连接的问题。2数据链路层两个相邻结点之间的通信问题，即解决数据帧从物理介质的一端送到另一端。3网络层源结点发出的数据包送到目的结点，即提供合适的网间路由选择和中间结点的数据交换服务。表2-1通信子网底三层功能比较1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解任务：根据网络特性最佳地利用网络资源，以可靠又经济的方式透明提供端对端的数据服务。分割与重组数据按端口号寻址连接管理差错控制和流量控制1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解物理层数据链路层网络层运输层会话层表示层应用层用户功能网络功能面向通信面向信息处理图2-11运输层在层次体系中的地位1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解图2-12运输层向互相通信的进程提供端到端的可靠通信运输层运输层端到端通信AP2AP6通信子网1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解会话层是用户进入网络的接口。任务：使通信的应用程序能够同步工作。用户与用户通过网络建立的连接称为会话。会话的建立：需要双方进行认证、确定通信方式等，在会话建立后还需进行管理和控制。对话管理数据流同步重新同步1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解任务：解决不同计算机之间数据格式不一致而产生的问题。将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩数据的加密和解密等1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/152、计算机通信网络的体系结构详解应用层是OSI参考模型的最高层，为用户提供直接的服务。功能：文件传输、电子邮件、访问与管理、报文处理、目录管理、远程作业运作以及终端仿真等。应用层协议：远程登录协议Telnet、文件传送协议FTP、超文本传送协议HTTP、简单邮件传送协议SMTP等。1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/15图2-13企业级认证计费网关2、计算机通信网络的体系结构详解会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层，面对应用进程提供分布处理、对话管理、信息表示、恢复最后的差错等。高层网络连接设备：网关1物理层2数据链路层3网络层4运输层5会话层6表示层7应用层Logo2019/8/151234计算机通信网络概述计算机通信网络的体系结构三网融合小结Logo2019/8/15三网融合是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通