南京大学计算机网络01

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1、计算机通信与网络技术,本课程主要教学内容：,计算机网络的分类、协议与体系结构 物理层 数据链路层 局域网 广域网 网络互连技术 运输层 应用层,对该课程的学习要求,掌握计算机网络的基本概念，熟悉计算机网络的基本技术，理解计算机网络的工作原理。 面对高速发展的网络技术，具有积极动手、主动跟踪、继续学习的基础和能力。,课程进度安排,10周16周，28个讲授课时，4个实验课时 教材：计算机网络教程，谢希仁 考核方式：闭卷考试70%，实验20%，作业10%,第1讲 计算机网络基础知识,1.1 计算机网络的分类,1.1.1 计算机网络的定义,计算机网络的精确定义并未统一。关于计算机网络的最简单的定义是：

2、一些互相连接的、自治的计算机的集合。 更准确的定义：凡是将地址位置不同，并具有独立功能的计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现在网络中资源共享和信息交换的系统，称为计算机网络系统。,1.1.2 计算机网络的几种分类方法,电路交换：用模拟信道的连接在线路上传输信息,电路交换要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。这种联网方式称为面向连接的（connection-oriented），过程为“建立连接、通信、释放连接”。,存储交换：数字化网络；存储-转发方式,标志：表示帧的开始和结束 地址：包括源地址和目的地址 控制：报文类型和功能

3、信息：传送的数据 FCS：帧校验码,报文（帧）,报文交换每次是无需通过物理连接而建立通信信道的。这种联网方式称为无连接的（connectionless）。,报文交换：不定长报文为单位,分组交换（包交换）：定常报文为单位分组传输,集中式（星型结构）,分布式（网状结构）,1.1.2 计算机网络的几种分类方法,1.2 计算机网络的主要性能指标,1.2.1 带宽（bandwidth）,“带宽”本来的意思是指某个信号具有的频带宽度。带宽的单位是赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)等。 对于数字信道，“带宽”是指在信道上(或一段链路上)能够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率。比特(bit)是计

4、算机中的数据的最小单元，它也是信息量的度量单位。带宽的单位就是比特每秒(bit/s)。 带宽有时也称为吞吐量。,1.2.2 时延（delay）,时延(delay或latency)是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。 总时延 = 传播时延 + 发送时延 + 排队时延,三类时延的计算方法,传播时延=信道长度/信道上电磁波的传播速率 发送时延=数据块长度/信道带宽 排队时延：取决于网络通信量,数据流量的强度 = La/R,R=链路带宽 (b/s) L=分组长度 (bits) a=平均分组到达速率,三种时延在实际中的产生示意,1.2.3 时延带宽积和往返时延,时延带

5、宽积=(传播时延)*(带宽),。链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。,1.2.3 时延带宽积和往返时延,往返时延RTT (Round-Trip Time)也是一个重要的性能指标，它表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认，总共经历的时延。 往返时延带宽积的意义,1.3 计算机网络的协议,1.3.1 网络协议的概念,计算机系统互相通信是需要规则的 规则的制定：从SNA到OSI/RM 规则的推广：TCP/IP协议簇成为事实上的国际标准,重要的规则制定者,美国国家标准协会（ANSI） 国际电工委员会（IEC） 国际电信联盟（ITU） 电子工业协会（EIA） 电气和电子工程师协

6、会（IEEE） 国际标准化组织（ISO） 国家标准和技术协会（NIST） 国际商用机器公司（IBM）,什么是协议?,人际交往的协议和计算机网络协议:,Hi,Hi,TCP connection req.,一.计算机协议的概念,为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个要素组成： （1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。,二.协议的特点,1.分层 网络系统体系结构是有层次的，通信协议也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若干子层次，协议各层次有

7、高低之分。,二.协议的特点,2.协调配合 每一层和相邻层有接口，较低层通过接口向它的上一层提供服务，但这一服务的实现细节对上层是屏蔽的。 较高层又是在较低层提供的低级服务的基础上实现更高级的服务。,1.4 计算机网络的原理体系结构,学习计算机网络后的收获,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。 ,1.4.1 原理体系结构（因特网协议栈）,应用层: 支持网络应用 ftp, smtp, http

8、传输层: 主机进程间的数据传递 tcp, udp 网络层: 将数据报从信源传递到信宿 ip, 路由选择协议 链路层: 数据在网络上的相邻结点间的传输 ppp, ethernet 物理层: 信道上传送的位流,数据传递过程,1.4.2 实体、协议、服务和服务访问点,实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议：控制两个对等实体进行通信的规则集合。 服务：“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 服务访问点SAP：在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方。,分层: 逻辑通信,每个层次: 分布的运行 “实体” 在每个节点上实现该层的功能 实体实现动作, 与对等实体交换信

9、息,分层: 逻辑通讯，如传输层,从应用层取得数据 加上地址,校验信息形成 “数据报” 向对等实体( peer)发送数据报 等待对等体在接收后的应答 比喻: 邮局服务,分层: 物理通信,协议分层和数据的封装,每个层次都从上层取得数据 加上首部信息形成新的数据单元 将新的数据单元传递给下一层次,1.4.3 面向连接服务与无连接服务,面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。 不需要通信的两个实体同时是活跃的(即处于激活态)。 数据报(datagram)。 证实交付(confirmed delivery)。 请求回答(request-reply)。,1.5 OSI与TCP/IP体系结构

10、的比较,OSI参考模型中采用了七个层次的体系结构，将原理体系结构中的应用层再划分为应用层、表示层和会话层。,OSI网络体系介绍,物理层,数据链路层,网络层,运输层,会话层,表示层,应用层,OSI与TCP/IP体系结构对比,在一些问题的处理上，TCP/IP与OSI是很不相同的,TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互连问题。 TCP/IP一开始就对面向连接服务和无连接服务并重。 TCP/IP有较好的网络管理功能。,按层次高低的一些协议来表示TCP/IP协议族,2.6 客户-服务器方式,在TCP/IP的进程之间的通信常用客户服务器方式。 为了解决具体的应用问题而彼此通信的进程就称为“应用进程”。而应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。,作业：,P19：7，8，10 P33：6,