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1、66-1,Internet的组成部分,Internet的提供服务,硬件组成：终端系统通讯连接包交换设备软件组成：分布式应用系统,作为网络基础设施，为应用系统提供通讯服务：面向连接可靠服务无连接不可靠服务,Internet上无处不在的协议，运行在终端系统、连接及包交换设备中。,网络边缘,终端系统：客户机 / 服务器点对点模式网络为终端系统上运行应用系统提供无连接服务与面向连接服务,网络核心,线路交换，分组交换分组交换:虚电路网络数据报网络Internet,Review:什么是Internet？网络的网络！,网络访问：拨号、宽带（ADSL、缆线接入 )，无线接入等。,66-2,林楠,电子邮件：ly
2、nn_办公电话：0371-63887293办公室：408,Internet协议与性能,第三讲,66-3,第三讲 Internet协议与性能,协议栈、服务模式分组交换网络的性能：数据报的时延与丢失,66-4,网络非常复杂许多“块”:主机路由器各种连接：传输介质分布式应用系统网络协议硬件,软件,协议栈，服务模式,? 问题怎样有组织地管理网络?,66-5,多种通信媒介有线、无线不同种类的设备通用、专用不同的操作系统Unix、Windows不同的应用环境固定、移动不同种类业务分时、交互、实时宝贵的投资和积累有形、无形它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。,协议栈，服务模式,?问题: 是否有希望有
3、组织地管理网络结构?,66-6,一系列的步骤,票 (购买)行李 (检查)登机门 (承载)跑道(起飞)飞机行程安排,票 (检查)行李 (提取)登机门(卸载)跑道(着陆)飞机行程安排,飞机行程安排,协议栈，服务模式,66-7,起飞机场,降落机场,航空交通控制中心,机票,行李,登机,起飞降落,飞行安排,通过层次来描述服务功能的全过程每一层提供一种服务;下一层向上一层提供服务;每一层的服务形式改变不影响其他层。,协议栈，服务模式,机票 (检查)行李 (提取)登机口 (下飞机)跑道 (降落)飞机行程安排,机票 (购买)行李 (安检)登机口 (上飞机)跑道 (出发)飞机行程安排,66-8,协议栈，服务模式
4、,66-9,一个协议层可以由软件、硬件，或两者同时完成服务功能。不同层的协议总合为 协议栈 - protocol stack。,协议栈，服务模式,物理层,数据链接层,网络层,运输层,会话层,表示层,应用层,OSI七层协议实际生活中从来没有实现过！,物理层,数据链接层,网络层 IP,运输层 TCP,应用层,Internet五层协议,网络接口层,网络层,运输层,应用层,TCP/IP 四层协议,66-10,为了解决不同媒介连接起来的不同设备和网络系统，在不同的应用环境下实现互操作的问题，采用分层的方法，将网络互联庞大而复杂的问题划分为若干个较小而容易解决的问题，计算机网络的各层和层间协议的集合称为“
5、网络体系结构”。,把网络操作分成复杂性较低的单元，结构清晰，易于实现和维护；定义并提供了具有兼容性的标准接口；使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块；独立性强上层只需了解下层通过层间接口提供的服务；适应性强只要服务和接口不变，层内实现方法可任意改变；一个区域网络的变化不会影响另外一个区域的网络，因此每个区域的网络可单独升级或改造。,协议栈，服务模式,66-11,ISO 组织 (International Standards Organization) 20世纪70年代末创建了OSI 开放系统互联模型 (Open Systems Interconnection)将网络的结构分为七层协议的模型
6、，每一层完成相关的工作。,物理层,数据链接层,网络层,运输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链接层,网络层,运输层,会话层,表示层,应用层,发送主机 A,接收主机 B,OSI七层协议,66-12,OSI参考模型分层化的优点,1 允许多厂家共同发展网络标准化组件；2 允许不同类型的网络硬件和软件相互通信；3 防止其中某层的变化影响到其他层,牵制整个模型。,两个开放系统之间的通信对等层通信；网络体系结构禁止不同主机的对等层之间的直接通信； (想一想，为什么?)实际上，每一层必须依靠相邻层提供的服务来与另一台主机的对应层通信。上层使用下层提供的服务 Service user下层向上层提供服务
7、Service provider,OSI七层协议,66-13,OSI参考模型各层功能与任务,任务: 为应用选择适当的服务；功能: 提供文件打印，数据库和其他应用程序等服务；,任务: 提供编码转换，数据重新格式化；功能: 数据加密，压缩，翻译等；,任务: 主机间通信；功能: 会话控制；,任务: 提供端到端的数据完整通信；功能: 提供可靠与不可靠数据传输 ；,任务: 寻址和最短路径（路由）；功能: 提供逻辑地址，用于路由路径的选择；,任务: 相邻结点间透明、可靠的信息传输；功能: 把字节性质的数据包组成帧，错误检测但不更正；,任务: 为数据传输提供通路，在设备之间传输比特；功能: 定义物理拓扑结构
8、，定义电压，线速，针脚等物理规范；,OSI七层协议,66-14,实现在物理媒体上透明地传送原始比特流。定义了激活、维护和关闭终端用户之间机械的、电气的、过程的和功能的特性。 机械特性：物理连接器的尺寸、形状、规格。 电气特性：信号电平，脉冲宽度，频率， 数据传送速率，最大传送距离等。 功能特性：接口引脚的功能作用。 规程特性：信号时序，应答关系，操作过程。,OSI七层协议物理层Physical,物理层,数据链接层,网络层,运输层,会话层,表示层,应用层,66-15,OSI七层协议数据链路层 Data link,在物理线路上的两个相邻结点间提供可靠的数据传输，使相邻结点间的链路对网络层呈现为一条
9、无错的链路。数据传输单位是帧。所关心的问题包括：物理地址（网卡地址）、链路维护；组帧：把数据封装在帧中, 按顺序传送；定界与同步：产生/识别帧边界；差错恢复：采用重传（ARQ）的方法；流量控制：收发双方传输速率的匹配。,66-16,OSI七层协议网络层 Network,使主机可以把数据分组发往任何网络，并使数据分组独立地传送到目标主机。负责由一个端点到另一个端点的路径选择。具体提供以下服务：路由选择和数据分组中转；流量控制和拥塞控制；差错检测与恢复；流量统计和记账；,66-17,OSI七层协议运输层 Transport,为信源进程与信宿进程的通信提供数据传输服务；屏蔽各类通信子网的差异，使应用
10、层不受通信子网技术变化的影响。进行数据分段并组装成报文流；传输单位为：报文提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两种服务；提供传输差错校验与恢复，流量控制，拥塞控制,66-18,OSI七层协议会话层 Session,会话层（Session）对不同开放系统中两个进程间通信的过程进行管理和协调；不参与数据传输；表示层（Presentation）向应用进程提供资料表示，如信息编码、数据转换、数据压缩与恢复等。将不同系统的不同表示方法转换成标准形式,66-19,OSI七层协议应用层 Application,为用户的应用进程提供网络通信服务； 识别并证实目的通信方的可用性；使协同工作的应用程序
11、之间实现同步；判断是否为通信过程申请了足够的资源；处理被传送数据的表示问题，即信息的语义；直接面向用户，为用户提供各种网络服务；应用层协议的例子： 远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、 超文本传输协议HTTP、域名服务DNS、 简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP3等,66-20,OSI七层协议,66-21,网络与我 (一个工程硕士生的感受),大三的上半年开了一门网络课，讲了一堆的东西，现在只记得有网络的7层结构和一些晦涩的名词。以至于工作以后经常分不清某某协议是那个层的，互相之间是些什么关系。特别是TCP/IP 被叫的越来越响亮以后，一直想把它和7层结构做个比较，可是越弄越糊涂
12、。,66-22,应用层: 支持网络各种应用程序运输层: 主机与主机之间传输数据段网络层: 从发送端到接收端路由数据报 链路层: 临近的两个结点之间传输帧 物理层: 临近的两个结点之间传输帧中的一位 针对不同的以太网使用不同的物理层标准。,物理层,数据链接层,网络层 IP,运输层 TCP,应用层,Internet协议栈,Internet 协议栈 （使用TCP/IP 协议，在现实网络中广泛使用！）,Internet协议栈,66-23,进程,主机,进程,主机,结点,结点,结点,结点,结点,数据链路层,网络层,运输层,运输层：实现进程与进程之间的通信。网络层：实现主机与主机之间的通信。数据链路层：实现
13、结点与结点之间的通信。,Internet协议栈,66-24,Internet协议栈物理层,Internet协议栈,物理层 Physical Layer 通过介质传送比特流，提供机械及电气规格说明。,接口和介质的物理特性：定义了设备和传输介质之间接口的特性，还定义了传输介质的类型。比特的表示：物理层数据由比特（0/1）流组成，要进行传输，必须把比特流编码成信号（电信号或光信号）。数据速率(bps)由物理层定义。比特同步：发送方和接收方不但要采用相同的比特速率，而且还要在比特层次上达到同步，即发送方和接收方的时钟必须同步。,66-25,Internet协议栈数据链路层,Internet协议栈,数据
14、链路 Data Link Layer 负责将比特组成帧，并将帧从一个结点传输到另一个结点。,分帧：链路层将接收来自上层网络层的数据报，划分成便于管理的数据单元：帧。物理寻址：链路层会在帧中加入头部信息（包括物理地址），用来定义该帧的发送与接收方。流量控制：如接收方接收速率低于发送方的发送速率，链路层会采取流量控制机制来防止数据淹没接收方。差错控制：通过采取检测和重传损坏或丢失的帧的机制，与物理层相比，数据链路层更加可靠。访问控制：当两台或两台以上的设备连接到同一链路时，数据链路层协议就必须决定哪台设备在什么给定的时间内具有控制权。,66-26,Internet协议栈网络层,Internet协议
15、栈,网络层 Network Layer 负责把数据报从发送主机传输到目的主机，提供网络互联。,逻辑寻址（IP地址）：负责处理本地网络的寻址问题，如果数据报通过网络边界，网络层就在上层的数据报上加个头部信息，用来定义该分组的发送与接收方的逻辑地址。路由选择：当独立的网络连起来组成一个互联的网络时，交换设备（交换机或路由器）对数据报进行路由或交换，寻找一条能够把数据报送到目的地的路径，最终到达目的地。 主要协议IP，所有Internet组成必须运行IP。网络层提供无连接不可靠的传输服务：不保证数据完整送达，不保证数据按顺序传输。,66-27,Internet协议栈运输层,Internet协议栈,运输层 Transport Layer 提供两端点上进程与进程之间的数据传输。,端口寻址：运输层通过端口地址，传送数据从一台计算机上的特定进程到另一台计算机上的特定进程。分割与重组：将一个数据包分成数个可以发送的数据段，并在接收时重组。连接控制：运输层可以是面向连接或无连接。流量控制：类似链路层，运输层也负责流量控制，但运输层的流量控制是端到端的，不是通过单一的链路相临结点之间的。差错控制：类似链路层，运输层也负责差错控制，但运输层的差错控制是端到端的，不是通过单一的链路相临结点之间的。,
