计算机网络(中文版-谢希仁)(1)

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1、 计算机网络讲义计算机网络讲义 王 鑫 桂林电子工业学院计算机系桂林电子工业学院计算机系 计算机网络讲义 王鑫编 使用教材: 谢希仁著. 计算机网络（第四版）.北京：电子工业出版社，2005 参考书籍: James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Internet 特色. 北京: 机械工业出版社, 2005 1 参考文献：参考文献： 【1】James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Internet 特色. 北京: 机械工业出版社, 2005 【2】Andrew S. Tanenbaum 著，熊桂喜等译. 计算机网络（第四版）.北京：

2、清华大学出版社，2004 【3】高传善等编. 数据通信与计算机网络. 北京：高等教育出版社，2001 【4】William A. Shay 著. 高传善等译. 数据通信与网络教程. 北京：机械工业出版社，2000 计算机网络讲义 王鑫编 使用教材: 谢希仁著. 计算机网络（第四版）.北京：电子工业出版社，2005 参考书籍: James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Internet 特色. 北京: 机械工业出版社, 2005 2 第一章第一章 概概 述述 1 11 1 建立计算机网络的目的建立计算机网络的目的 1目的 资源共享 高可靠性 节约经费 通信手段 2

3、计算机网络与分布式系统的区别 分布式系统是建立在计算机网络之上的软件系统，它具有高度的整体性和透明性。因此计算机网络和分布式系统的区别在于软件（尤其是操作系统）而不是硬件。 12 计算机网络的发展过程（四代）计算机网络的发展过程（四代） 121 通信与计算机的结合产生计算机网络（电路交换） 通信网络为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段。 数字计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。 电路交换：建立连接 数据通信 释放连接 电路交换的分类：空分交换空分交换是交换比特流所经过的端口号端口号；时分交换时分交换是交换比特所在的时隙时隙；波分交换波分交换是交换荷载比特的光的

4、波长波长。 122 分组交换网的出现（包交换） 传统的电路交换技术不适合计算机数据的传输。 分组交换网的试验成功：存储转发原理即断续（或动态）分配传输带宽。 分组交换的主要特点：高效、灵活、迅速、可靠。 分组交换网：以通信子网为中心，主机和终端都处在网络的外围。 电路交换、报文交换和分组交换的主要区别：参见课本 P5 图 1-4。 1 2 3 计算机网络体系结构的形成： OSI/RM （ISO） 、 TCP/IP （Internet） 、 SNA （IBM） 、 DNA （Digital）等。 （分层网络体系结构的形成） OSI/RM：开放系统互联基本参考模型。 TCP/IP：INTERNET

5、 的体系结构。 SNA：系统网络体系结构，1974 年出现，世界上第一个网络体系结构。 DNA：分布式系统体系结构。 124 B-ISDN：综合化：即各种业务综合 高速化：即宽带化 采用高速分组交换、高速电路交换、异步传输模式 ATM 和光交换的高速综合业务数字网就称为 B-ISDN，ATM 交换是电路交换和分组交换的结合。 计算机网络讲义 王鑫编 使用教材: 谢希仁著. 计算机网络（第四版）.北京：电子工业出版社，2005 参考书籍: James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Internet 特色. 北京: 机械工业出版社, 2005 3 补充补充：ISDN

6、 知识。 ISDN：综合业务数字网。是由综合数字电话网（IDN）演变发展而来的一种网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的业务，包括语音的非语音的业务。它为用户进网提供了一组少量的标准多用途网络接口。 ISDN 的特性：端到端的数字连接、综合的业务、标准的入网接口。 ISDN 的用户网络接口： （1）基本速率接口 BRI（Basic Rate ISDN） ：2B+D，B 信道为载荷信道，速率为 64kbps，D 信道为信令信道，速率为 16kbps。BRI 一般用于较低速率的系统中。 （2）一次群（基群）速率接口 PRI（Primary Rate ISDN） ：一般用于大容量系统。 23B+D

7、：美国和日本采用，可适应北美的 T1 系统（1.544Mbps） 。 30B+D：欧洲采用，可适应 E1 系统（2.048Mbps） 。 B-ISDN：采用高速分组交换、高速电路交换、异步传输模式 ATM 和光交换四种传输模式。 高速分组交换：利用分组交换的基本技术，简化了 X.25 协议，采用面向连接的服务，在链路上无流量控制、无差错控制，集中了分组交换和同步时分交换的优点。 高速电路交换：采用多速时分交换方式（TDSM）允许信道按时间分配，其带宽可为基本速率的整数倍，但信道的管理和控制十分复杂。 光交换：采用光交换机将光技术引入传输回路和控制回路，实现数字信号的高速传输和交换。 异步传输模

8、式 ATM： 集电路交换的实时性和分组交换的灵活性于一体， 能适应各种类型的业务。 B-ISDN 与 N-ISDN 的区别： （1）N-ISDN 使用的是电路交换。只是在传送信令的 D 通路使用分组交换；B-ISDN 则使用一种快速分组交换，称为异步传递方式 ATM。 （2） N-ISDN 是以目前正在使用的电话网为基础， 其用户环路采用双绞线 （铜线） ； 但在 B-ISDN中，其用户环路和干线都采用光缆（但短距离也可以使用双绞线） 。 （3）N-ISDN 各通路的比特率是预先设置的。如 B 通路比特率为 64kb/s；但 B-ISDN 使用虚通路的概念，其比特率只受用户到网络接口的物理比特

9、率的限制。 （4）N-ISDN 无法传送高速图像。但 B-ISDN 可以传送。 13 协议与体系结构协议与体系结构 131 计算机网络体系结构的形成 开放系统互联基本参考模型：OSI/RM，理论上的国际标准。 TCP/IP：事实上的国际标准。 132 网络的体系结构 计算机网络的各层及其协议的集合，称为计算机网络的体系结构。计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。 计算机网络讲义 王鑫编 使用教材: 谢希仁著. 计算机网络（第四版）.北京：电子工业出版社，2005 参考书籍: James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Intern

10、et 特色. 北京: 机械工业出版社, 2005 4 体系结构是抽象的，而实现是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。 1 网络协议：以教师课堂上与学生交流为例来说明。以教师课堂上与学生交流为例来说明。 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。包括语法、语义和同步。 语法：数据与控制信息的结构或格式。 语义：要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答。 同步：事件实现顺序的详细说明，即时序问题。 2分层的优缺点： 优点：各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；能促进标准化工作。 缺点：分层的层次数难以确定；有些功能会在不同的层次中重复出现，而产生了额外开销。

11、 133 计算机网络的原理体系结构 1 说明物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层的功能。 物理层：物理层：在物理媒体上透明地传输比特流。透明表示某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样（以玻璃为例） 。 数据链路层：数据链路层：在不太可靠的物理链路（两个相邻结点间）上，实现无差错的帧传输。 网络层：网络层：负责为互连网上的不同主机之间提供分组交换。主要任务就是路由选择和分组转发。 运输层：运输层：负责主机中两个进程之间的通信，数据传输单位是报文段。 应用层：应用层：直接为用户的应用进程提供服务。 2以示意图的形式说明 SDU（服务数据单元） 、PDU（协议数据单元） 、IDU（接口数据

12、单元）之间的关系。 （参见 P17 图 1-12） （N）PDU=（N）SDU+（N）PCI IDU=PDU+ICI （接口控制信息） 3以示意图的形式说明数据通信过程。 （课本 P15 图 1-11，P25 图 1-17） 以乘飞机旅行为例来说明。 4说明实体、协议、服务和服务访问点的概念。 协议保证服务得以向上一层提供，本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议，下计算机网络讲义 王鑫编 使用教材: 谢希仁著. 计算机网络（第四版）.北京：电子工业出版社，2005 参考书籍: James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Internet 特色. 北京: 机

13、械工业出版社, 2005 5 面的协议对上面的服务用户是透明的。 协议的水平的，即控制对等实体之间的通信。而服务是垂直的，是由下层向上层通过层间接口提供的一组原语（操作） 。下层能向上层提供两种不同形式的服务，即面向连接的服务和无连接的服务。 （参见课本 P19 图 1-13） 服务：能够被高一层看得见的功能才能称之为“服务” 。 服务访问点 SAP：在同一系统中相邻层的实体进行交互（即交换信息之处） ，一个服务访问点只能被一个实体所使用。 服务原语 原语原语 含含 义义 请求 一个实体希望得到完成某些操作的服务 指示 通知一个实体，有某个事件发生 响应 一个实体希望响应一个事件 证实 返回对

14、先前请求的响应 服务类型：面向连接服务和无连接服务。 连接类型 服务类型 应用实例 面向连接的服务 可靠的消息流 页码序列 可靠的字节流 远程登陆 不可靠的连接 数字化的声音 无连接服务 不可靠的数据报 电子方式的函件 有确认的数据报 挂号邮件 问答 数据查询 134 网络体系结构详述 1 OSI 的体系结构：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。 （课本 P22 图 1-16）分 7 层，分层原则如下： （1）根据不同层次的抽象分层。 （2）每层应当实现一个定义明确的功能。 （3）每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。 （4）各层边界的选择应尽量减少跨过接口的

15、通信量。 （5）层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多，否则体系结构会过于庞大。 2 TCP/IP 参考模型：主机至网络层，互连网层，传输层，应用层。 （课本 P28 图 1-19） 计算机网络讲义 王鑫编 使用教材: 谢希仁著. 计算机网络（第四版）.北京：电子工业出版社，2005 参考书籍: James F. Kurose 著, 陈鸣译. 计算机网络自顶向下方法与 Internet 特色. 北京: 机械工业出版社, 2005 6 3 TCP/IP 与 OSI 的对比： （课本 P27 图 1-18） （1）两者之比较 TCP/IP 一开始就考虑到多种异构网的互连问题，并

16、将网际协议 IP 作为 TCP/IP 的重要组成部分。但 ISO 和 CCITT 最初只考虑到使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互连在一起。 TCP/IP 一开始就对面向连接服务和无连接服务并重， 而 OSI 在开始时只强调面向连接服务。 TCP/IP 有较好的网络管理功能。而 OSI 到后来才开始考虑这个问题。 TCP/IP 对一些基本概念没有很清楚的区分，而且其模型的通用性较差。 （2）OSI 模型和协议的缺点 糟糕的提出时机 糟糕的技术 糟糕的现实 糟糕的策略 （3）TCP/IP 参考模型的缺点 该模型没有明显地区分服务、接口和协议的概念。 TCP/IP 模型完全不是通用的，并且不适合描述除 TCP/IP 模型之外的任何协议栈