CH1-5ed 概述1

计算机网络（第5版）谢希仁编著电子工业出版社软件学院叶云青[e-mail]创新大楼410网络工程教研室2本章内容计算机网络的产生与发展计算机网络的分类网络体系结构ISO/OSI参考模型3网络总体概述掌握基本概念和术语后面章节深入、细致学习以因特网为例概念、术语网络组成：网络边缘、核心网络分类网络性能：丢包率，时延等网络的体系结构：协议分层和服务模型网络发展学习目标主要内容4第1章概述1.1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1.3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5第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6第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1.7.5TCP/IP的体系结构71.1计算机网络在信息时代的作用21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。8计算机网络自20世纪60年代开始发展。各种定义。简单定义一些互相连接的、自治的计算机的集合。文献定义计算机网络是用通信设备和线路将分散在不同地点的有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，并按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的计算机集合。多个计算机：为用户提供服务；一个通信子网：通信设备和线路；一系列协议：保证数据通信。网络类型很多，如局域网、广域网等。典型：因特网。9计算机网络向用户提供的最重要的功能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。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。如果没有网络…1.2因特网概述10两种描述方法：具体构成构成因特网的基本硬件和软件。提供服务为分布式应用程序提供的服务。什么是因特网？11一因特网具体构成描述公共因特网（Internet、因特网）：一个世界范围的计算机网络。互联遍及全世界的数以百万的计算设备。全球性“网络的网络”。结点链路localISPcompanynetworkregionalISPRouterworkstationservermobile131、计算设备称为主机（host）、端系统（endsystem）。主要功能：进行数据处理、运行网络应用程序。•传统设备：桌面PC、工作站、服务器等；•非传统设备：PDA(个人数字助手)、TV、移动计算机、汽车等。“Cool”internetappliancesWorld’ssmallestwebserver~shri/iPic.htmlIPpictureframe、连网设备通信链路分组交换机主要功能：保证高效、可靠地数据传输。本地ISP公司网络区域ISP16通信链路(communicationlink)把端系统连接到一起的物理线路。多种类型：同轴电缆、双绞线、光纤和无线电等。多种速率：不同的链路传输数据的速率不同。链路传输速率（带宽）：每秒传输多少位数据。单位bit/s或bps。本地ISP公司网络区域ISP链路17分组交换机（packetswitch）连接端系统的中间交换设备。端系统之间很少直接连接，通常都是通过分组交换机间接相连。功能：接收、转发分组。从一条（入）通信链路接收分组、并保存，再从另一条（出）通信链路转发出去。最著名类型：路由器（router）链路层交换机（link-layerswitch）采用分组交换技术18分组交换(packetswitching)技术发送端将要发送的数据分成若干较小的块，添加首部形成分组（包packet），分别发送到目的端，再组装恢复原数据。路径（route或path）：一个分组从发送端系统传输到接收端系统，所经过的一系列通信链路和分组交换机。•端系统之间通信的路径不专用。•多个通信端系统同时共享一条路径或一部分。第一个分组交换网络：ARPA网，产生于20世纪70年代，是因特网的“最早祖先”。193、因特网服务提供商ISP一个由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。端系统通过ISP接入因特网，如住宅区ISP、大学ISP、公司ISP等。不同的ISP提供各种不同类型的网络接入：如电话接入、宽带接入对内容提供者提供接入：如发布信息。低层次的ISP通过国家、国际的高层ISP互联：实现世界范围的通信。高层ISP由一些用高速光纤链路互联的高速路由器组成。每个ISP独立管理，运行ISP协议：遵从一定的命名和地址规则。InternetServiceProvider用户因特网ISP1ISP2因特网服务提供者用户通过ISP上网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。一级ISP一级ISP第一层ISP大公司本地ISP大公司大公司公司本地ISP本地ISP校园网校园网校园网校园网第二层ISP第二层ISPNAPNAPAB主机A→本地ISP→第二层ISP→NAP→第一层ISP→NAP→第二层ISP→本地ISP→主机B第一层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第一层ISP第一层第二层第三层本地ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第二层ISP本地ISP本地ISP第二层ISP图1-4基于ISP的多层结构的因特网的概念示意图22第一层ISP(tier-1ISP)最顶层，数量少。是因特网主干网络，覆盖国家或国际(如Sprint，AT&T)。与一般网络类似：有链路和路由器，速率高。第一层ISP可直接相连对等(peer)：两个ISP彼此直接相连。不存在从属关系，都是平等的。第一层ISP第一层ISP第一层ISP彼此成为对等方NAP对等点或网络接入点：互联ISP。POP：到汇集点23如Sprint美国主干网络24第二层ISP较小的ISP(常为区域的覆盖)可与多个第一层ISP相连，从属关系：第二层ISP是所连接的第一层ISP的客户；第一层ISP是该客户的提供商。提供商ISP向其客户收费。第二层ISP之间能直接相连第一层ISP第一层ISP第一层ISPNAP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP是第一层提供商的客户各第二层ISP在NAP互联，彼此成为对等方25第三层ISP和本地ISP最靠近端系统，经过第二层ISP与更大的因特网相连。第一层ISP第一层ISP第一层ISPNAP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地和第三层ISP是较高层ISP的客户，这些较高层ISP将它们连接到因特网其他部分264、协议（protocol）控制因特网络中信息接收和发送的一组软件。每个端系统、路由器和其他因特网部件都要运行。因特网主要协议：TCP/IP协议。•TCP（TransmissionControlProtocol）传输控制协议•IP（InternetProtocol）网际协议因特网标准：由IETF制定的标准文档RFC。•RFC（RequestForComments）：请求评论•IETF(InternetEngineeringTaskForce)：因特网工程任务组。•RFC有近5000个，不断更新完善。27制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段因特网草案(InternetDraft)——在这个阶段还不是RFC文档。建议标准(ProposedStandard)——从这个阶段开始就成为RFC文档。草案标准(DraftStandard)因特网标准(InternetStandard)RFC：请求评价文档，requestforcomments28各种RFC之间的关系因特网草案建议标准草案标准因特网标准历史的RFC实验的RFC提供信息的RFC6种RFC29二因特网-为应用程序提供服务的基础设施：从服务的角度看分布式应用程序（distributedapplication）：在端系统上运行，彼此可以通信。实现因特网的各种应用，如电子邮件、Web应用、远程注册、网络游戏,电子商务,数据库应用,文件共享等等。提供两种服务：面向连接的可靠服务：确保从发送方发出的数据最终按顺序完整地交付给接收方。无连接的不可靠的服务：不能对最终交付作任何保证。任何一种分布式应用程序只能使用其中一种服务。不提供“传输时间固定”的服务即从发送方传递数据到接收方所需时间不确定。运行在不同端系统的应用程序怎样互相发送数据呢？应用程序接口API301.2.2因特网发展的三个阶段第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。人们把1983年作为因特网的诞生时间。美国国防部高级研究计划局(AdvancedResearchProjectsAgency）的研制的ARPAnet，是因特网的最早祖先。31三级结构的因特网第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。覆盖美国主要大学和研究所，由美国政府掌管。世界上许多公司接入因特网，网络上通信量的增多，美国政府决定将因特网的主干网交给私人公司经营，并对接入因特网的单位收费。32多层次ISP结构的因特网第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。出现了因特网服务提供者ISP(InternetServiceProvider)。现在的因特网不是某个组织所拥有，而是全世界大大小小的ISP共同拥有。331.3因特网的组成网络结构网络划分为两大部分：网络边缘（资源子网）外围部件、主机网络应用网络核心（通信子网）路由器通信链路网络的网络网络边缘网络核心因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器图1-5因特网的边缘部分与核心部分351.3.1因特网的边缘部分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(endsystem)。“主机A和主机B进行通信”，实际上是指：“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”。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”36因特网的边缘部分端系统(endsystems)=主机(host)：与因特网相连的桌面计算机、服务器等。在“网络边缘”运行应用程序，如Web、电子邮件等。端系统分类（硬件）：客户机(client)：桌面和移动PC和PDA等等；服务器(server)：功能更强的机器，如Web服务器和邮件服务器。37两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：客户服务器方式（C/S方式）即Client/Server方式对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式381客户机/服务器模式（C/S）因特网应用程序广泛采用。如电子邮件、Web服务等。是分布式应用程序：客户机程序和服务器程序在端系统分别上运行。描述服务和被服务的关系。客户机程序(clientprogram)：服务请求方。发出请求，并从服务器程序接收服务。服务器程序(serverprogram)：服务提