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1、,Windows网络编程实用教程,授课教师： 职务：,第1章 Internet与网络通信模型概述,课程描述 随着Internet技术的应用和普及，人类社会已经进入信息化的网络时代。TCP/IP是Internet的通信协议，它的发展与Internet技术的普及是密不可分的。它采用信息打包的方法简化各种不同类型计算机之间的信息输入，所有接入Internet的计算机都必须支持TCP/IP。当然，Internet技术并不是一开始就这样成熟的，它经过了一个从无到有、从简单到完善的过程。本章介绍Internet的发展历史和现状，以及TCP/IP的概况和体系结构。,本章知识点,1.1 Internet概述
2、1.2 网络通信模型和协议簇,1.1.1 Internet的发展历史,1957年，当时的苏联发射了斯普特尼克号人造地球卫星，这也是人类第一颗人造地球卫星，作为回应，美国国防部成立了高级研究项目局（ARPA），研究如何将科学技术更好地应用于军事领域。正是这个组织推动了Internet的发展，因此追根溯源，Internet也可以说是冷战的产物。 1962年，美国空军委托兰德公司的Paul Baran来研究如何在遭受核打击后保持对导弹和轰炸机的控制和指挥，建立一个在核打击下逃生的军事研究网络。这个网络必须是分散的，这样才能保证在任何一个地点被攻击后，军方都可以组织有效力量进行反击。,1.1.1 In
3、ternet的发展历史,1968年，ARPA和BBN公司签订了研发阿帕网（ARPANET）的合同。1969年，BBN公司构建了一个物理网络，把加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学等地的4台计算机连接起来，这也是最早的Internet的雏形了，当时的网络带宽仅为50kbit/s。 1972年，BBN公司的Ray Tomlinson开发了第1个电子邮件程序。同年，高级研究项目局（ARPA）更名为美国国防高级研究项目局（DARPA）。此时，阿帕网通过网络控制协议（NCP）来传输数据，可以实现在同一网络中运行的主机间的通信。 1973年，DARPA开始研发TCP/IP协议簇。这个新的协议簇允许不同类型的计算
4、机可以在网络中互联，并且互相通信。,1.1.1 Internet的发展历史,1974年，Internet名词首次在传输控制协议的文档中使用。 1976年，Robert M. Metcalfe博士发明了使用同轴电缆高速传输数据的以太网。 1979年，北卡罗莱纳州大学的一名研究生和其他程序员一起开发了新闻组（USENET），它通常应用于电子邮件和讨论组。 1981年，美国国家基金会为无法访问ARPANET的机构创建了一个56kbit/s的骨干网络，叫做CSNET，并计划在CSNET和ARPANET之间建立连接。 1983年，因特网活动委员会（IAB）成立。从1983年1月1日起，每台连接到ARPA
5、NET的计算机都必须支持TCP/IP。 1984年，阿帕网被拆分成两个网络，即阿帕网和军用网络（MILNET），美国国防部继续对这两个网络提供支持。 1985年，美国国家科学基金会开始部署新的T1线路，并于1988年完成。 1986年，互联网工程任务组（IETF）成立，这是松散的、自律的、志愿的民间学术组织，其主要任务是负责互联网相关技术规范的研发和制定。,1.1.1 Internet的发展历史,1992年12月，清华大学校园网（TUNET）建成并投入使用，这是中国第一个采用TCP/IP体系结构的校园网。 1993年3月，中国科学院高能物理研究所接入美国斯坦福线性加速器中心（SLAC）的64k
6、bit/s专线正式开通。这条专线是中国部分接入Internet的第一根专线。 1993年11月，NCFC主干网网络开通并投入运行，并于1994年4月与美国的Internet互联成功，成为我国最早的国际互联网络。 1995年1月，原邮电部电信总局分别在北京、上海开通64kbit/s专线，开始向社会提供Internet接入服务，中国互联网进入商用化阶段。,1.1.2 Internet的管理机构,1Internet协会 2Internet体系结构委员会 3Internet工程指导小组 4Internet数字分配机构 5Internet网络信息中心 6中国互联网络信息中心,1.1.3 国内Intern
7、et网络建设的现状,1.2 网络通信模型和协议簇,1.2.1 OSI参考模型 1.2.2 TCP/IP协议簇体系结构,1.2.1 OSI参考模型,OSI参考模型的通信过程,PDU在OSI参考模型中的特定名称,在OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元（PDU，Protocol Data Unit）。而在传输层及其下面各层中，PDU还有各自特定的名称,1物理层,2数据链路层,帧的简要结构,查看本地计算机的网卡信息和MAC地址,Ipconfig /all,3网络层,网络层位于OSI协议参考模型的第3层，它的主要功能如下。 （1）为传输层提供服务 （2）组包和拆包 （3）路由
8、选择 （4）流量控制,4传输层,传输层的主要功能如下。 为对话或连接提供可靠的传输服务。 在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用。 在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、差错控制及恢复等服务。,5会话层,会话层的功能主要如下。 建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通。 同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时从何处重新发送。 支持校验点功能，会话在通信失效时可以从校验点恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要。,表示层,不同的计算机体系结构中使用的数据表示法也不同。为了使不同类型的计算机之间能够实现相互通信，就需要提供一种公共的语言。 表示层如同应用程序和网络之间的翻
9、译官，主要解决用户信息的语法表示问题，即提供格式化的表示和数据转换服务，数据的压缩、解压、加密、解密都在该层完成,7应用层,应用层是OSI参考模型的最高层，它可以向应用程序提供服务，这些服务按其向应用程序提供的特性分成组，并称为服务元素。 应用层并不是指运行在网络上的某个特定的应用程序，它可以为应用程序提供服务，包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理等。 应用层中包含的典型协议包括FTP、Telnet、SMTP、HTTP、DNS等。在管理和使用网络的过程中，经常会使用到这些应用层的协议。,1.2.2 TCP/IP协议簇体系结构,1网络接口层,在TCP/IP参考模型中，网络接口层位于最低层
10、。它负责通过网络发送和接收IP数据报。网络接口层包括各种物理网络协议，例如局域网的Ethernet（以太网）协议、Token Ring（令牌环）协议，分组交换网的X.25协议等。,2网络层,在TCP/IP参考模型中，网络层位于第2层。它负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机与目的主机可以在一个网段中，也可以在不同的网段中。 网络层包括下面4个核心协议。 IP（Internet Protocol，网际协议）：主要任务是对数据包进行寻址和路由，把数据包从一个网络转发到另一个网络。 ICMP（Internet Control Message Protocol，网际控制报文协议）：用于在IP主机
11、和路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络是否连通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息，这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。 ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）：可以通过IP地址得知其物理地址（Mac地址）的协议。在TCP/IP网络环境下，每个主机都分配了一个32位的IP地址，这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网络上传送，必须知道目的主机的物理地址，这样就存在IP地址向物理地址的转换问题。 RARP（Reverse Address Resolution Protocol，逆向
12、地址解析协议）：该协议用于完成物理地址向IP地址的转换。,3传输层,在TCP/IP参考模型中，传输层位于第3层。它负责在应用程序之间实现端到端的通信。传输层中定义了下面两种协议。 TCP：是一种可靠的面向连接的协议，它允许将一台主机的字节流无差错地传送到目的主机。TCP同时要完成流量控制功能，协调收发双方的发送与接收速度，达到正确传输的目的。 UDP：是一种不可靠的无连接协议。与TCP相比，UDP更加简单，数据传输速率也较高。当通信网的可靠性较高时，UDP方式具有更高的优越性。,4应用层,在TCP/IP参考模型中，应用层位于最高层，其中包括了所有与网络相关的高层协议。常用的应用层协议说明如下。
13、 Telnet（Teletype Network，网络终端协议）：用于实现网络中的远程登录功能。 FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）：用于实现网络中的交互式文件传输功能。 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）：用于实现网络中的电子邮件传送功能。 DNS（Domain Name System，域名系统）：用于实现网络设备名称到IP地址的映射。 SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）：用于管理与监视网络设备。 RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）：用于在网络设备之间交换路由信息。 NFS（Network File System，网络文件系统）：用于网络中不同主机之间的文件共享。 HTTP（Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议）：这是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP的最初目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。,
