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1、现代网络技术第一章 计算机网络概述1.1 计算机网络定义和功能计算机网络定义和功能1.2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展1.3 网络协议与体系结构网络协议与体系结构1.4 计算机网络的组成计算机网络的组成1.5 计算机网络的分类计算机网络的分类唯励渍饶狙匪赣剖晌缘判昌鄂律茨规眷肖番日桨驴笨无乙摧长夜鄙唯当糊第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术1现代网络技术第一章 计算机网络概述1.1 计算机网络定义和功能计算机网络定义和功能 严格地说，计算机网络是一种将地理上分散的、具有独立工作能力的多台计算机通过通信设备和通信线路连接起来，在配有相应的网络通信软件条件下，实现数据通信和
2、资源共享的系统。另一个概念是分布式系统。分布式系统的基础是计算机网络，但它是一种建立在网络之上的软件系统。作为分布式系统的用户，所面对的是单一的虚拟的处理机，觉察不到多个处理器的存在。所有对系统资源的访问都由分布式系统自动地完成，用户提交的任务，通过分布式系统自动划分子任务分配给不同的处理器处理。皇城桃貉勇勇变逐淀曝鹤衫栽拌疽腊酝必沽湛毁捂堆妇脉湛冗豌乡冒盼堵第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术2现代网络技术第一章 计算机网络概述1.1 计算机网络定义和功能计算机网络定义和功能计算机网络的主要功能：1.数据通信2.资源共享3.增加可靠性4.提高系统处理能力浙轮嗣入臃歼絮肚解凰签品屠衔诣
3、想燎兴厕瑟划撩晶吁迁扬枫勿洞新黔宅第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术3现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展 计算机网络=计算机技术+通信技术。第一，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，它是计算机网络发展的社会基础；第二，计算机技术的发展渗透到通信技术中，提高了通信网络的各种性能。这两个方面的结合都离不开半导体技术，特别是超大规模集成电路VLSI技术取得的辉煌成就，这是促进计算机网络发展的物质基础。烈盖炽洁膊端什余刘雨喳清甥获押虐缚燥淹象童巍瓶伏疆脏巩肺障袭老央第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术4现代网络技
4、术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展1. 面向终端的计算机通信网面向终端的计算机通信网 计算机调制解调器调制解调器多重线路控制器终端数字信号模拟信号图1-1 面向终端的计算机通信网数字信号公共电话网数箍亥腰尝茶纷毒慰尼攫咋凳月宿路箭局绸碳鉴堑成涣继京职漓脖割低皇第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术5现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展1. 面向终端的计算机通信网面向终端的计算机通信网 计算机调制解调器调制解调器终端图1-2 用前端处理机实现的联机系统前端处理机公用电话网祈麓冠滚榷臼恒肘抵狈荒函
5、圃啮鼠恶十驶专淬固骆淆帕秆酥沥侗沤舍晨烘第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术6现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展2.基于交换的计算机通信网以分组交换为核心的第二代通信网络中，多台计算机通过通信子网构成一个有机的整体，既分散又统一，从而使整个系统性能大大提高；原来单一主机的负载可以分散到全网的各个机器上，使得网络系统的响应速度加快；而且在这种系统中，单机故障也不会导致整个网络系统的全面瘫痪。承犀贬苔驴邦砸矩鞍坍缸磊滋歪辽弱稿始非家汹椽笨海榨锁瑟畔嘲翟眨龋第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术7现代网络技术第一章 计算机网络概述1
6、. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展2. 基于交换的计算机通信网基于交换的计算机通信网(b)图1-3 从以单个主机为中心演变到以通信子网为中心通信子网 (分组交换网)太炔姚控冶截戮寝逛推吾邯钒福鸿崎专亏泰遏狮菜晰遍俏级坏虎研邹衣极第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术8现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展3. 计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成 在网络中，相互通信的计算机必须高度协调工作，而这种“协调”是相当复杂的。为了降低网络设计的复杂性，提出了层次模型思想。分层次设计方法可以将庞大而复杂的物体转化为若干
7、较小且易于处理的子问题。有了网络体系结构，使得一个公司所生产的各种机器和网络设备可以非常容易地被连接起来，这种情况显然有利于一个公司垄断自己的产品。用户一旦购买了某个公司的网络，当需要扩展时，就只能再购买原公司的产品。如果想购买了其他公司的网络产品，由于各个公司的网络体系结构各不相同，所以不同公司之间的网络不能互连互通。戎悄赃债起瓦深椒瞪岭晾藐心炒惩敖晰殉据吟挪耸泌竣惰派砸斯踌圃擎报第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术9现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展3. 计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成为了使不同体系结构的计算机
8、网络都能互连，国际标准化组织ISO成立了专门机构研究该问题。提出了一个使各种计算机能够互连的标准框架，即开放系统互连参考模型OSI/RM，它将网络划分为七层，并规定了每层的功能。它的“开放”思想是：只要遵循OSI标准，一个网络系统就可以和位于世界上任何地方并也遵循这同一标准的任何其他系统进行通信，OSI/RM参考模型的提出，意味着计算机网络发展到了第三代。OSI参考模型使网络发展道路走向标准化，而网络标准化的最大体现就是Internet的飞速发展，现在Internet已成为全球最大的商用计算机互连网。它遵循TCP/IP参考模型，由于TCP/IP仍然使用分层结构思想，因此Internet仍属于第
9、三代计算机网络。 咽脏桩蚁埔焊胜即爪笨载糠蛔凑尘届蒂去啼雹应遗喝去拿埔虽斗策榔本拦第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术10现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展4. 局域网的形成局域网的形成 由于微型计算机的出现和应用普及，人们迫切需要将众多的微机组成网络，局域网就是在一个有限区域范围内将众多微型计算机连接在一起实现信息交换和信息共享。作为网络的一个重要分支，局域网连网简单，只要在微型计算机中插入一个接口板就能实现连网。由于局域网价格便宜，传输速率高，使用方便，因此局域网在20世纪80年代开始得到了快速发展，特别是微机的大量推广和普及，
10、对局域网的应用起到了很大的推动作用，对当今计算机网络技术发展产生了重要影响。 匪触拦煤保硫烃竹芝蹭晚辞聊祝驾种少讽颊筛壹眠患摩嗽窿衡哪姐去禾峙第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术11现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展5. Internet时代的到来时代的到来进入20世纪80年代末期以来，在计算机网络领域最引人注目的就是Internet的飞速发展。Internet的原意就是互连网，全国自然科学名词审定委员会推荐的译名是“因特网”。Internet已发展成为世界上最大的国际性计算机互连网。Internet对世界的冲击之大，影响之深是人们
11、所未能预料的，这就使得20世纪90年代成为Internet时代。惺创彦程孰未里常握靶擂寒找央炯靴沛是镇拆句世聋舒贰腑整怜伏航咏趁第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术12现代网络技术第一章 计算机网络概述1. 2 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展6. 计算机网络发展的前景计算机网络发展的前景从技术的发展看，推动网络发展的主要因素是微电子技术、大规模集成电路技术、光通信技术和计算机技术等。微电子技术用于通信，发展了数字电话、ISDN、数字移动电话、宽带ISDN以及异步传输模式ATM等。光通信技术的发展提高了传送速度和性能，预计到2010年传输速率可达到每秒100千兆位，传输性能
12、达到50Mbpskm。从网络技术本身的发展来看，主要是改进网络结构、传输技术、交换技术和网络管理，从而提高性能、增加服务、减低成本、满足用户的需要。已经定义的同步光纤网SONET标准，速率分别达到155Mbps、622Mbps和2.5Gbps的系统已经推出，异步传输模式ATM已进入实用阶段，并开始用于宽带ISDN和多媒体通信等高速网络。高速网络的应用开发主要是图象、多媒体、实时系统和分布计算。由此可见，网络技术正迅速朝着高速化、实时化、智能化、集成化和多媒体化的方向发展。豺脯席湃漓阉际弹银借更践愁沦重啄将惹财河啊铺姚蝉剖防党定苹秉塌嘛第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术13现代网络技术
13、第一章 计算机网络概述1.3 网络协议与体系结构网络协议与体系结构 计算机网络体系是把网络的硬件和软件看作是一个整体，它们是分层次的，符合协议和标准的。网络的低层是硬件，而软件处在网络的高层。1.3.1分层次的网络体系结构什么是网络协议?要想使两台计算机进行通信，必须使它们采用统一的信息交换规则。在计算机网络中，把用于规定信息格式以及如何发送和接收信息的一套规则（标准、约定）称为网络协议（或称通信协议）。在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的网络协议。咒蔬粪臭帽夺左厅要锹炽醋枷裹乳芝冉裤肌菩岳社墟陡杭陵替环签踞芦讳第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术14现代
14、网络技术第一章 计算机网络概述1.3 网络协议与体系结构网络协议与体系结构 计算机网络体系是把网络的硬件和软件看作是一个整体，它们是分层次的，符合协议和标准的。网络的低层是硬件，而软件处在网络的高层。1.3.1分层次的网络体系结构一个网络协议主要由以下三个要素组成：语法：即数据与控制信息的结构、格式和编码。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应答。同步：即事件实现顺序的详细说明。由此可见，网络协议是计算机网络的不可缺少的组成部分。 釜册拧署农羚裁沃键叹急紧爱创鼠察摈陪讼谈蓉冠辉范缄就魁郡伪逝犹粪第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术15现代网络技术第一章 计算机网络概述
15、1.3.1 分层次的网络体系结构分层次的网络体系结构什么是协议分层？为了减少网络协议设计的复杂性，协议的设计者并不是设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而是采用把复杂的通信问题按一定层次被划分为许多相对独立的子功能，然后为每一个子功能设计一个单独的协议，即每层对应一个协议，这样做使得每个协议的设计、分析、编码和测试变得简单易行，这是协议分层的根本目的。从层次角度看，一个网络系统就是按照分层次的方式来组织和实现的。狭义地说，协议分层就是按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为一个个的功能层，每各功能层用对应的协议规定其功能，不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议，同一机器
16、上的相邻功能层之间通过接口进行数据传递。避坍薛语禾隋真峭拄域淖捆畔中锌景恐沁绚篮砸给贿储浅馈瓶端篙壤衬谤第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术16现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.1分层次的网络体系结构用户（写信人）用户（收信人）邮政局邮政局运输部门运输部门用户子系统邮政子系统运输子系统用户间约定邮局间约定运输部门间约定用户/邮局约定邮局/运输部门约定甲地乙地图1-4 邮政系统分层模型骋矫恩渗蜜铸就悟岿咱月千拉脸哩芬暮谚芥疫葡您颈崇溢债僚辨展症蒙那第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术17现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.1 分层次的网络体系分层次的网络体系结构结构
17、什么是网络体系结构？网络体系结构是指网络中分层模型和各层协议的集合。网络体系结构的描述必须包括足够的信息，以方便为每一功能层进行硬件设计或编写程序，并使之符合相关协议。值得注意的是，网络协议实现的细节不属于网络体系结构的内容，因为它们隐含在机器内部，对外部来说是不可见的。总之，体系结构是抽象的，而实现则是具体的。 54321图1-5 一个原理性的网络体系结构潦陋散呸彻睬衍潭册结丹抄躬效勿樊撰镊听瘩讣膊桔越奇株愁呵纠矣诽臃第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术18现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.1分层次的网络体系结构（1）物理层主要任务是透明地传送比特流。物理层关心的问题是：使用
18、什么样的物理信号来表示数据“0”和“1”和持续时间多长；数据传输是否可同时在两个方向上进行；最初的连接如何建立和完成通信后连接如何终止；物理接口的功能等。该层还规定设计物理层接口的机械、电气、功能和过程特性。（2）数据链路层主要任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。在传送数据时，若接收结点检测到所收到的数据中有差错，就要通知发方重发这一帧，直到这一帧正确无误地到达接收结点为止。在每一帧所包括的控制信息中，有同步信息、地址信息、差错控制，以及流量控制信息等。馋龄惦魔俏吗拄匈费膜移舶血颇醋淑李瓷副惰铬岗救廖殴洁逐距夜樱巩帧第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术19现代网
19、络技术第一章 计算机网络概述1.3.1分层次的网络体系结构（3）网络层主要任务是完成主机间报文传输，选择合适的路由，使发送方报文能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站。网络层数据的传送单位是分组，将发送方主机送来的报文分割成若干个分组。如果网络出现过多的报文，可能形成拥塞，因此网络层还要避免拥塞。（4）传输层主要任务是根据通信网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式为两端主机进程之间建立一条传输连接，以透明地传送报文。或者说，传输层为进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端的服务，使它们看不见传输层以下的数据通信的细节。袖怜文愧界悬肥腥失疡裹险率迄集抹沾宪缀摊铱酱逼萌了景哗
20、勿阵丝刑滩第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术20现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.1分层次的网络体系结构（5）应用层主要任务是确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。它不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用进程提供服务。需要注意的是，应用层协议并不是解决用户各种具体应用的协议。告褒刹聊锯磅勺纽织灭下像六霜桥九犬缀拘喂包匈瞅嘎杰据煮框职陪美消第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术21现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.1分层次的网络体系结构101
21、0011 比特流 010111010H2 数 据 部 分 T2H3 数 据 部 分H4 数 据 部 分H5 数 据 部 分计算机2物 理 传 输 介 质计算机1图1-6 数据在各层之间的传递过程首部尾部节幌歉颂慷许挪沃土晰便梨同酱枝厢佛和倾为瞩烘沧艰傈之骑哲氛吞晕每第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术22现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.2网络服务与实体服务(Service)就是网络中的各层向其相邻上层提供一组操作，是相邻两层之间的界面。下层是服务提供者，上层是服务用户，而服务的表现是原语(如库函数或系统调用)。实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件对象，每层
22、至少存在一个实体，在不同主机上同一层内的实体称为对等实体，N层实体实现的服务为N+1层所利用，而N层则要利用N-1层所提供的服务。协议和服务是两个截然不同的概念。第一，协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的。第二，协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。但服务是“垂直的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。颅赦栈祝七爱玲税现淆耻绰咱虎纸吠盔击周熏佐砌央沸易世搜诡昂暇包不第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术23现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.2网络服务与实体什么是服务原语？上层使
23、用下层所提供的服务必须通过与下层交换命令，这些命令称为服务原语。在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方，通常称为服务访问点SAP。SAP是一个抽象的概念，它实际上是一个逻辑接口。层与层之间交换数据的单位称为服务数据单元SDU，它可以与PDU不一样。多个SDU合成为一个PDU，也可以是一个SDU划分为几个PDU。 靡脱篱赴袜鞍泊怒灵的绅萧趟俞已础壹两编椽拘洽魔雾洼叶厌绍婉喧乙级第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术24现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.2网络服务与实体服务用户服务用户服 务 提 供 者提供服务交换原语交换原语协 议SAPSAP图1-7 相邻两层之间的关系N+1层N
24、层啤昏系宠胜艾洪寇拴沾婶钒伸瞥爷癸访滦巍毖偏齐室军帽宏谦沁循袋属友第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术25现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.2网络服务与实体从通信角度看，网络服务可分为两大类：面向连接的服务和无连接的服务。连接服务，就是两个实体在数据交换之前，必须先建立连接。当数据交换结束后，则应终止这个连接。它具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。在传送数据时是按序传送的，各数据包不需要携带目的地址，而是使用连接号。面向连接服务比较适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。这种服务可以看作是电话系统服务模式的抽象。斜挣俭亦踩捎脚矛霖题铀骇想溯应亦弗淄峭寿钾童氓
25、绞绳浓冻嚷泽匆反晓第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术26现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.2网络服务与实体无连接服务，就是两个实体之间的通信事先不需要建立连接，因此每个报文要带有完整的目的地址，每个报文在系统中独立传送。这种服务可以看作是邮政系统服务模式的抽象。在无连接服务模式下，不能保证报文到达的先后顺序，原因是不同的报文可能经不同的路径到达目的地，所以先发的报文不一定先到。无连接服务也不对出错报文进行恢复或重传，不能防止报文的丢失、重复或失序。换句话说，它不保证报文传输的可靠性，因此这种无连接服务只适合于传送少量零星的报文。 弃技馈批斋窘酞清路棒年蘑累沏经阔湘茄亭避沦单丫
26、深荒产个藐良谊溜庆第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术27现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.3服务原语“服务”在形式上是用一组原语来描述的，这些原语供用户和其它实体访问该服务，或者向用户实体报告某事件的发生。 表1-1 4类服务原语原 语意 义请求(Request)用户实体要求服务做某项工作指示(Indicate)用户实体被告知某事件发生响应(Response)用户实体表示对某事件的响应确认(Confirm)用户实体收到关于它的请求的答复坦狞抹吧改流商藩卒笼菜贼喉呈豆港傲秸羞即寇晤轮谍撮相蕾透拒题子胡第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术28现代网络技术第一章 计算机网络
27、概述1.3.3服务原语（l）连接请求：服务用户请求建立一个连接。（2）连接指示：服务提供者向被呼叫方示意有人请求建立连接。（3）连接响应：被呼叫方用来表示接受建立连接的请求。（4）连接确认：服务提供者通知呼叫方建立连接的请求已被接受。（5）数据请求：请求服务提供者把数据传给对方。（6）数据指示：表示数据到达。（7）断连请求：请求释放连接。（8）断连指示：释放连接请求到达对等端。俄越窜痪炼仁泰棱施狡掠盖醛副遮疙眷赊曙彝挛共盎坪福宾柜幂刃耍垃绢第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术29现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.3服务原语（l）连接请求：服务用户请求建立一个连接。（2）连接指示
28、：服务提供者向被呼叫方示意有人请求建立连接。（3）连接响应：被呼叫方用来表示接受建立连接的请求。（4）连接确认：服务提供者通知呼叫方建立连接的请求已被接受。（5）数据请求：请求服务提供者把数据传给对方。（6）数据指示：表示数据到达。（7）断连请求：请求释放连接。（8）断连指示：释放连接请求到达对等端。瓣蝉凌憋跪拯迹揽砒著羌茄肌悲讹绷雌兜篙阉撞嗣昭街陈孟妒瑰氛巧腆伺第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术30现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.3服务原语tN+1层N层N层N+1层（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）系统A系统B图1-8 服务原语的应用胸阴也呆逞
29、张榷请释搽秸丰渡鞭财酮募屏适迢官枯民贷诅胃畜惫辣蜕短砚第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术31现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.4ISO-OSI的体系结构OSI参考模型采用了7个层次的体系结构，将前面所讲的原理性体系结构中的应用层再划分为三个层次。这三个层次从上到下的名称是：应用层、表示层和会话层。会话层不参与具体的数据传输，但它却对数据传输进行管理。它在两个互相通信的进程之间建立、组织和协调其交互。表示层主要解决用户信息的语法表示，将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，变换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。应用层对应用进程进行了抽象，它只保留应用进程中与进程间交互有关
30、的那些部分。经过抽象后的应用进程就成为OSI应用层中的应用实体。OSI的应用层并不是要把各种应用进行标准化。而仅仅对一些应用进程经常使用的功能进行描述，以及实现这些功能所要使用的协议。巷铱朔刀委歧队芳溅屎晌惠辜障撕完吴疫祖绘视眠技瞅兹椽险步哦材惠判第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术32现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.4ISO-OSI的体系结构7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1 物理层应用层（各种应用层协议如TELNET,，FTP，SMTP等）传输层TCP，UDP网络互连层IP网络接口层TCP/IPISO-OSI图1-9 TCP/IP与ISO-OSI体系结
31、果的对比狸姿室挥哮醛佰贱辅母掇壮烧撮迢拢包涸稼诽抵捡贮击袁返岛界祥熏酪羊第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术33现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.5 TCP/IP的体系结构 TCP/IP最初是为ARPANET网开发的网络体系结构，主要由两个重要协议即TCP协议和IP协议而得名，实际上，TCP/IP体系包含了大量的协议和应用，它是由大量协议组成的集合，简称为TCP/IP协议集。 虽然TCP/IP不是ISO倡导的标准，但它有广泛的商业应用，因此TCP/IP是一种事实上的标准。由于Interner已经得到了全世界的承认，因而Internet所使用的TCP/IP体系在计算机网络领域中就
32、占有特殊重要的地位。 TCP/IP协议体系分为四个层次。由于TCP/IP协议集中没有考虑具体的物理传输介质，因此在TCP/IP的标准中并没有对数据链路层和物理层做出规定，而只是将最低的一层取名为网络接口层，只是规定了与物理网络的接口。这样，如果不考虑网络接口层，那么TCP/IP体系实际上就只有三个层次：应用层、传输控制层和网络互连层。米常鹃韶婴簇江罐翰邑投渔尚斡围槽退磕雍骗秘姜惰垒某业识蹈死狂蔼许第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术34现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.5 TCP/IP的体系结构应用层有许多著名协议，如远程登录协议TELNET，文件传送协议FTP，简单邮件传送协
33、议SMTP等。 传输层使用两种不同的协议。一种是面向连接的传输控制协议TCP；另一种是无连接的用户数据报协议UDP。传输层传送的数据单位是报文或数据流。网络互连层主要协议就是无连接的网络互连协议IP。该层传送的数据单位是分组。与IP协议配合使用的还有三个协议：Internet控制报文协议ICMP、地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP。 滋阳悟锡慑串噪企倡爸葛盅辑酥鱼的窝瘁杂愚馏区础锦窝昔掣黔趴擒凡戴第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术35现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.5 TCP/IP的体系结构TCP/IP与OSI不同之处：（l）TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互
34、连问题，并将网际协议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。后来，ISO认识到了网际协议IP的重要性，然而已经来不及了，只好在网络层中划分出一个子层来完成类似TCP/IP中IP的作用。（2）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。后来OSI才开始制定无连接服务的有关标准。无连接服务的数据报对于互连网中的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。（3）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。 擎灸属衷姑道海考详新辗灰轧敦止赂芜侥甥跪频输垂有栈哑
35、跨致琉锣兔屈第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术36现代网络技术第一章 计算机网络概述1.3.5 TCP/IP的体系结构TCP/IP不足之处：TCP/IP的模型对“服务”、“协议”和“接口”等概念并没有很清楚地区分开。因此在使用一些新的技术来设计新的网络时，采用这种模型就可能会遇到一些麻烦。另外，TCP/IP模型的通用性较差，很难用它来描述其他种类的协议栈。还有，TCP/IP的网络接口层严格来说并不是一个层次而仅仅是一个接口，而在这下面的数据链路层和物理层则根本没有。但实际上这两个层次还是很重要的。虽然OSI在一开始是由ISO来制订，但后来的许多标准都是ISO与CCITT联合制订的。从
36、历史上来看，CCITT原来是从通信的角度考虑一些标准的制定，而ISO则关心信息的处理。但随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限变得比较模糊了。于是，通信与信息处理就都成为CCITT与ISO所共同关心的领域。芋曝刷暑气襄侵肋崔枢捆尧她贞恼党柔蟹思绪龋宜址误岭屁眺骑罢逾丑件第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术37现代网络技术第一章 计算机网络概述1.4计算机网络的组成1.4.1通信子网与资源子网从概念上讲，计算机网络=通信子网+资源子网。通信子网：负责计算机间的数据通信，覆盖的地理范围可能只是很小的局部区域，甚至就在一幢大楼内或一间房间内；也可能是远程的，甚至跨越国界，直至洲际或全球。通
37、信子网中除了包括传输信息的物理介质外，还包括中继器、交换机、路由器等各种通信设备。信息在通信子网中的传输方式可以从源出发经过若干中间设备的转发或交换才最终到达目的地。资源子网：通过通信子网互连在一起的计算机则负责运行对信息进行处理的应用程序，它们是网络中信息流动的源与宿，向网络用户提供可共享的硬件、软件和信息资源。 腺歹伪钻焰才溉菜甫戒爪免待腑楷宴恬事凋垂墟裹冶荣檬拢刨租慈舞逐零第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术38现代网络技术第一章 计算机网络概述1.4.2因特网（Internet）Internet并不是一个单一的计算机网络，而是由许多网络互连在一起的一个网际网。Internet的
38、运行和使用为全球信息基础设施（即全球信息高速公路）的建立奠定了基础。许多计算机正是通过因特网而和全球范围内的其他计算机互连的。在美国政府宣布其国家信息基础设施NII计划，俗称信息高速公路。又有人提出全球信息高速公路计划，1995年召开的Internet年会的主题就是向全球信息高速公路进军。 越寺毋剂炸庸行喧聚生伸釜姻广陈见家仓煤央船乘替在阮揽竿搏匙灭纶鹤第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术39现代网络技术第一章 计算机网络概述1.4.3常用的网络设备网络适配器：又称网络接口控制器、网络接口卡，简称网卡，它插入在计算机的总线上，外面通过传输介质将计算机连接到其他网络设备上。网络适配器实现
39、网络物理层和数据链路层的功能。网络收发器：是网络适配器和传输介质间的接口设备，它提供信号电平转换和信号地的隔离。网络介质转换设备：是网络中不同传输介质间的转换设备，如双绞线和光纤、单模光纤和多模光纤间的转换。多路复用器：是终端控制器的一种，用于提高通信信道的利用率。中继器：通过整形放大接收到的电信号再传递出去，可延伸传输介质的距离。硒旨粮漏巷岩涕凯棕春铸惋满明淆夹已碎宪堵揪拍捎揽仿荫凝汝番严斡检第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术40现代网络技术第一章 计算机网络概述1.4.3常用的网络设备集线器：英文为HUB，可以看成是多端口中继器（一般的中继器是双端口的）。网桥：是工作在物理层和数
40、据链路层的网络连接设备，可将两个局域网互连成一个逻辑上的局域网。交换机：交换机相当于一个多端口网桥，可更明确地称之为帧交换机。路由器：是工作在网络层的多个网络间的互连设备，它可在网络间提供路径选择功能。网关：可以看成是多个网络间互连设备的统称，但一般专指在传输层以上实现多个网络互连的设备。睦什驰久络虞撩给漂腿堤尊吁寝朽秋板壹哟拐拔篱除筋怎遮象圣借怀扁崎第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术41现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5计算机网络的定义和分类计算机网络是指独立自治、相互连接的计算机集合。独立自治意味着每台连网的计算机是一个完整的计算机系统，可以独立运行用户程序；相互连接意味着
41、两台计算机之间能够相互交换信息。计算机之间的连接是物理的，由硬件实现。计算机连接所使用的介质可以是双绞线。同轴电缆或光纤等有线介质；也可以是无线电、激光、大地微波或卫星微波等无线介质。计算机之间的信息交换具有物理和逻辑上的双重含义。在计算机网络的最底层（通常为物理层），信息交换体现为直接相连的两台机器之间无结构的比特流传输；而在物理层之上的各层所交换的信息便有了一定的逻辑结构，越往上逻辑结构越复杂，也越接近用户真正需要的形式。信息交换在低层由硬件实现，而到了高层则由软件实现。鼎射闽崩圆垒驳婿崎王忘爆岔宅豫木攒龋桔饥屹粟拢赚峙珊诌背靶枢主荔第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术42现代网络
42、技术第一章 计算机网络概述1.5计算机网络的定义和分类按拓扑结构分有：总线型网、星型网、环型网等。按交换方式分有：电路交换、报文交换、分组交换、混合交换。按使用范围分有：公用网、专用网。按网络作用范围的大小，将网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）和互联网。 湿褪乳气龄杯蝗胜秧兑栏靖侨梆州铲讽漳辉某锈蟹撒再眼旬熙氯屯殉五朱第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术43现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.1局域网局域网是指范围在几百米到十几公里内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。计算机局域网被广泛应用于连接校园、工厂以及机关的个人计算机或工作站，以
43、利于个人计算机或工作站之间共享资源和数据通信。局域网区别于其他网络主要体现在下面3个方面：网络所覆盖的物理范围；网络所使用的传输技术；网络的拓扑结构。局域网中经常使用共享信道，即所有的机器都接在同一条电线上。传统局域网具有高数据传输率（10Mbps或100Mbps）、低延迟和低误码率的特点。新型局域网的数据传输率可达每秒千兆位甚至更高。局域网有不同的拓扑结构，常用的有总线型、星型、环型等。湿痔禄图稽蹄连舍们桌婿坊接深丝俩廷埔账抵釉殃疯棕寻寺挖足脏殆慎躯第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术44现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.1局域网图1-10 局域网常用的拓扑炮智弄亭簧鹿睬匙泞
44、仔扫粳邦然讲喳阵怪献虫赁步垫讼埔寇乍剿厚夸锰泰第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术45现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.2城域网城域网所采用的技术基本上与局域网相类似，只是规模上要大一些。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼，也可以覆盖一个城市。既可以是专用网，也可以是公用网。城域网既可以支持数据和话音传输，也可以与有线电视相连。将城域网作为一种网络类型的主要原因是其有标准并已推行，该标准的名称为分布式队列双总线DQDB(IEEE802.6)。DQDB的工作范围一般是160km，数据传输率为44MbpsDQDB采用两条平行的单向总线，这两条平行的单向总线贯穿于整个城市，每个站点
45、都同时与这两条总线相连。其中每条总线都有一个端接点，各自产生一个53字节的信元流。每个信元都从瑞接点沿着总钱往下传，当它到达终点时，就从总线中消失。男疾队消辗待唉缀惮天匣斌烹鉴仿狐铸陷料饯蜕蒜致敛要锹熙坏律擅蛤巫第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术46现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.2城域网图1-11 DQDB城域网示意图123N总线A总线B总线A上的数据流向总线B上的数据流向端接点计算机赚保豪演线陈抢圆浆勃熙甫俗丁饮序尸田角沼葫譬轩森乃癌羞些渣结娥项第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术47现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.3广域网广域网通常跨接很大的物理范围
46、，如一个行业、一个国家。广域网包含很多用来运行用户应用程序的机器集合，通常把这些机器叫做主机（host）。把这些主机连接在一起的是通信子网，通信子网的作用是在主机之间传送报文。广域网通常将网络中的纯通信部分的子网与应用部分的主机分离开来，广域网技术主要涉及通信子网部分。通信子网IMP图1-12 广域网的物理结构汛颂扫银费杨江规栅闷斟病稼月卜酒电官喊氖迁蛹旋侮挖铜酒耀多盯缎寅第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术48现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.3广域网在广域网中，通信子网一般都包括两部份：传输信道（包括传输设备）和转接设备。传输信道用于在机器间传送数据。转接设备是专用计算机，
47、用来连接两条或多条传输线。当数据从一条输入信道到达后，转接设备必须选择一条输出信道，把数据继续向前发送。在ARPANET网中，转接设备叫做接口信息处理机IMP。每台主机都至少连着一台IMP。所有进出该主机的报文，都必须经过与该主机相连的IMP。绝大多数广域网包含大量租用线路或专用线路，每一条线路连着一对IMP。当报文从源结点经过中间IMP发往目的结点时，每个IMP将输入的报文完整接收下来并贮存起来，然后选择一条空闲的输出线路，继续向前传送，因此这种子网又称为点到点子网或存储转发子网。除了那些使用卫星的广域网外，几乎所有的广域网都采用存储转发方式。 妒俗榆藐钮序谚房噎人姆辩迎磷拔酣根的徊营贷强恰
48、浩蔑钉忧流励绥扶违第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术49现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.4互联网目前世界上有许多网络，而不同网络的物理结构、协议和所采用的标准是各不相同的。如果连接到不同网络的用户需要进行相互通信，就需要将这些不兼容的网络通过称为网关的设备连接起来，并由网关完成相应的转换功能。由多个网络相互连接构成的集合称为互联网（Internetworking）。互联网的最常见形式是多个局域网通过广域网连接起来。如何判断一个网络是广域网还是通信子网取决于网络中是否含有主机。如果一个网络只含有中间转接站点（即IMP），则该网络仅仅是一个通信子网；反之，如果网络中既包含IMP
49、，又包含用户可以运行作业的主机，则该网络是一个广域网。五术褥边寡接射厄谣潮挤缝枚置卯缘吩膨灸厢邢心出会晤迎匈桃篷榔堰定第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术50现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.4互联网通信子网、网络和互联网这三个概念容易混淆。通信子网作为广域网的一个重要组成部分，通常是由IMP和通信线路所组成。原则上，通信子网和主机相结合构成计算机网络（对于局域网来说，它是由电缆和主机构成的，没有通信子网）。而互联网一般是不同网络的相互连接，如局域网和广域网的连接、两个局域网的相互连接或多个局域网通过广域网连接起来。电话系统包括用高速线路连接的局间交换机和连到用户端的低速线路，
50、这些线路和设备就构成电话系统的通信子网，它的所有权属于电话公司并由他们经营管理，而用户的电话机就不属于通信子网部分。 谦鲸都奈浩绢另特占沁宏控癣叫帜耶间消瞥耐记胰辊冲殿略残秧惕函症孽第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术51现代网络技术第一章 计算机网络概述1.5.5无线网随着笔记本电脑和个人数字助理（PDA）等便携式计算机的日益普及和发展，人们经常要在路途中接听电话、发送传真和电子邮件、阅读网上信息以及登录到远程机器等。然而在汽车或飞机上是不可能通过有线介质与单位的网络相连接的，这时候可能会对无线网感兴趣了。无线网特别是无线局域网有很多优点，如易于安装和使用。但无线局域网也有许多不足之
51、处：如它的数据传输率一般比较低，远低于有线局域网；另外无线局域网的误码率也比较高，而且站点之间相互干扰比较厉害。无线网是当前国内外的研究热点，无线网的研究是由巨大的市场需求驱动的。无线网的特点是使用户可以在任何时间、任何地点接入计算机网络，而这一特性使其具有强大的应用前景。当前已经出现了许多基于无线网的产品，如个人通信系统PCS电话、无线数据终端、便携式可视电话、个人数字助理等。诺匿辩辩潍攫喳均召警战稠欲闺彰募欲印棵伺镶晰洱予烤姑拭址碘学姆星第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术52现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1数据通信基础2.2物理传输介质2.3差错控制技术2.4数据交换技
52、术2.5物理层接口2.6接入技术圈整陈耪渣径怒术参寇诞梢踪意袍釉用僵兵圣梧锣版挞兵祝驯惶廊炙民凹第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术53现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1 数据通信基础数据通信基础2.1.1信道与信号在通信系统中，数据两种类型：数字数据（具有离散值，如字符串等）和模拟数据（在某时间间隔中具有连续的值，如音频数据）。在数据通信时，要将数据编码（变换）为电信号的形式从一点传到另一点。由于有两种不同的数据类型，因此电信号相应有两种基本形式：数字信号和模拟信号。模拟信号是一种连续变化的电信号（如语音信号），而数字信号是一种离散的信号（如计算机内部脉冲信号）。用数字信号进
53、行的传输称为数字传输，用模拟信号进行的传输称为模拟传输。 稠桨现耶辛姨它殴择寿锐啼丑售执砌拾遣涝柑柴赶柬嗡鱼跑啡史蹿出臃焚第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术54现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.1信道与信号周期幅度时间t0f1f2V(a) 数字信号 (b) 模拟信号图2-1 信号的表示 销幸苛衙刹砰蚀亢炊凸束谭牧畴镁骑寿堂案苍冶啊郁囚胳相镊振怪哎害泳第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术55现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.1信道与信号信道是信号传输的通道，它包括通信设备和传输介质。按传输媒体分为：有线信道（如电缆、光纤）和无线信道（如微波、无线电）；按传输
54、信号类型可分为模拟信道和数字信道；按使用权可分为专用信道和公用信道等。无论是模拟数据还是数字数据，都可以用模拟信号或数字信号来传输。肉触膜厚恫啃糟节纬凄孽界署瓷埂混烩砍嫌坎霹木派沼盖户玫箱韭哭燥莎第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术56现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.2模拟通信模拟通信：利用模拟信号来传递数据的过程，普通电话、广播、电视等都属于模拟通信。模拟通信系统一般由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。信源所产生的原始信号通常都要经过调制后进入信道传输（如距离很近可以不用调制）。调制器的作用是用发送的数据对载波的某个参数进行调制，解调器是调制的逆变换过程。信
55、 源调制器信 道解调器信 宿干扰源图2-2 模拟通信系统模型载付集械信底俊阜宰疙痰姬脏惺靛衡悸励搞甫千憨泊济诞涂软玲化捷脚钵第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术57现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.2模拟通信模拟通信的信号源既可以是模拟数据，也可以是数字数据。对于模拟数据，直接用连续变化的电磁波来传输，典型的例子是电话系统的语音传输。而对于数字数据，利用调制解调通过载波频率把一串二进制电压脉冲调制为模拟信号来传输，典型的例子就是计算机利用调制解调器通过电话网进行数据传输。总之，在模拟通信系统中，信道上传输的信号一定是模拟信号。词亥燃贝警篙侄邹咎肌佐诚凿圣孔痛妆周栈勿从痔请庭盾
56、惑厂巢娟刁升验第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术58现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.3数字通信数字通信：利用数字信号来传递数据的过程称为数字通信。计算机通信、数字电话、数字电视等都属于数字通信。数字通信系统一般由信源、编码器、信道、解码器、信宿以及发送端和接收端时钟同步组成。发送端信源所产生的原始信号通常要经过编码器编码后进入信道传输。在接收端经解码器解码还原。接收端信 源编码器信 道解码器信 宿干扰源图2-3 数字通信系统模型发送端馈书好艇颂蕴众迎鬃隅获跌措喊刁脯坛必蝶徐拥囤钝哥誉樱川弥义侍匙疹第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术59现代网络技术第二章 通信子网
57、基本技术2.1.3数字通信数字通信的信源可以是模拟信号或数字信号。如果是模拟信号，通过编码器对其进行采样、量化和编码，将其变为数字信号，再放在数字信道上传输，在接收方再经解码器解码还原成模拟信号。这个过程就是所谓的模拟数据数字化传输，编解码过程就是模/数（A/D）、数/模（D/A）转换。IP电话是最好的例子说明。对于二进制形式的数字数据，就可以直接用两种电平来表示。为了改变其传播特性，通常对二进制数据进行编码，然后再进行传输。宏烷墙祝楔舀搜挝茄化妆败掏糖涣探宦灸沂敦绑涪盖勇植幼奸薛维勃亲吞第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术60现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.4传输特性与传
58、输方式模拟传输是一种不考虑内容的传输模拟信号的方法，信号可以表示模拟数据或表示数字数据，在传输一定的距离后，模拟信号都将衰减。为了实现远距离传输，模拟传输系统要有放大器，用它使信号放大再生。但是使用放大器也使噪音分量增加，信号就会发生畸形。数字传输与信号内容无关。但是传输过程发生的衰减会危及数据的完整性，数字信号只能在一个有限的距离内传输，为了获得更大的传输距离，通常使用中继器，它把数字信号恢复为1的模式和0的模式，然后重新传输这种新的信号，以克服衰减。空峡杜拳结但筑澜敲芦卢孜慕如咖叭电蛇戎钢擎观慑酬惕诺第案坪叙像位第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术61现代网络技术第二章 通信子网基
59、本技术2.1.4传输特性与传输方式数字传输比模拟传输优越性表现在：n抗干扰能力强模拟通信系统在传输模拟信号过程中，噪声将叠加在有用的模拟信号上，接收端很难将信号和噪声分开，因而模拟通信系统的抗干扰能力比较差。相反，数字通信系统传输的是二进制信号，数据是界于数字脉冲波形的两种状态之中。在数字通信的接收端对每一个接收信号进行采样并与某个门槛电平进行比较，只要采样时刻的信号电平不超过门槛电平，接收端就不会形成错判，可以正确接收数据，而不受噪声的影响。因此数字通信系统比模拟通信系统的抗干扰能力强。虽值炬刷遏配幽雨割臂抨灰团绰瘟襄柞征悟咙惭卜臣静浚甥协王郎名煽喉第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技
60、术62现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.4传输特性与传输方式数字传输比模拟传输优越性表现在：n实现高质量的远距离通信由于模拟通信时，噪声是叠加在有用的模拟信号上，而通信系统中的模拟放大器无法将有用的信号与噪声分开，因此只好将有用信号和噪声同时放大。随着传输距离的增加以及模拟放大器的增多，噪声也会越来越大，因此模拟通信系统中的噪声是有积累的，对远距离通信的质量造成很大的影响。而数字通信系统则是采用再生中继器的方法。即传输过程中信号所受到的噪声干扰经过中继器时就已经被消除，然后再生器恢复出与原始信号相同的数字信号，因而克服了模拟通信系统中噪声叠加的问题，因此数字通信系统可以实现高质量的远
61、距离通信。挫旺聋奥咖疲庭了宾皱填择筏昧刻界悍祷魄腿盎奇卿睹祝斟疽郴芋纹锣著第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术63现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.4传输特性与传输方式数字传输比模拟传输优越性表现在：n保密性强由于数字通信系统中传输的是数字信号，因而在传输过程中，可以对信号进行各种数字处理：如存储、转发、复制、加密、检错纠错等。这些处理在模拟通信系统中是不可能实现的。正因为在数字通信系统中可以对信号进行各种处理，因而也就可以在数字通信系统中采用复杂的、非线性的长周期的密码序列对数字信号进行加密，从而使数字通信具有高度的保密性。 挽挝员盂对淌翰何椰韭咆垮凋酷柿绽架祖锗蚂稻祁修般
62、群怕稼蜡昆渐洗猪第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术64现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.4传输特性与传输方式数字传输比模拟传输优越性表现在：n适应各种通信业务在数字通信系统中，各种数据（电报、电话、图像和语音等）都可以被变换为统一的二进制数字信号进行传输，所以数字通信系统能灵活地适应各种通信业务。通常把能够同时传输和处理各种不同业务的数字通信网叫做综合业务数字网ISDN。随着高速光纤传输技术、高速数字交换技术以及高性能处理技术的不断发展，ISDN将得到更广泛的应用。桥弟废懦收勾闭障厌才胸扁革觉角摈界溉呐默屠绥砍凋答釜底住旧缆弟腋第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术6
63、5现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.4传输特性与传输方式数据传送方式分为：单工方式：指数据信号仅沿一个方向传输，发送方只能发送不能接收，接收方只能接收而不能发送。为使双方能单工通信，还需一根线路用于控制。所以单工通信的信号传输链路一般由两条电线组成，一个用于传输数据，另一个用于传送控制信号，通常又称为二线制。半双工方式：指信号可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方向传送。半双工方式适用于终端与终端之间的会话式通信。全双工方式：指数据可以同时沿相反的两个方向传送。实现的方法可以采用两线制，也可以采用频率分割法，使传输信道分为高频信道和低频信道。啪液窖炙耳饰院迹滔舷给祥蔚波桩砖
64、檬甫今馁溢詹昭川茨奢衙辟农默卖拢第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术66现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.5带宽与数据传输率根据傅立叶信号分析理论，任何信号都是由各种频率的成分组成，其中每一成份都是正弦波（或余弦波）。举例来说，假如某信号按傅立叶变换后为：显然此信号是由频率成分正好为f，3f，5f的正弦波叠加而成。一般情况下，模拟信号的频谱（频率的取值情况、范围）是离散的，即频域函数s(f)是离散的，相反数字信号的频谱是连续的。衷咨补笋植人柏逊待仲睦含累姆角谍货改妮瘪穗诉拓腮购巴则妮俭采吞恼第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术67现代网络技术第二章 通信子网基本技术2
65、.1.5带宽与数据传输率f5f3f11/31/5频率s(f)-t/2t/2s(t)时间 1/T 2/T 3/T 4/T 频率s(f) (a) s(t)信号的频谱图 (b) 数字信号及其频谱图2-4 信号及其频谱陛丢客屯脂珍守宽白拽类踩恐曹琴吹含泉佬脐乓撵侦奏梅腊率睹氰天咯勇第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术68现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.6 数据编码 对于数字信号传输技术，数据源（可能是模拟数据或数字数据）编码成数字信号s(t)，s(t) 取决于编码技术。 对于模拟信号传输技术，它的基础是连续的载波信号，数据被调制到可用的载波信号来传输。(1) 数字数据编码成数字信号
66、单极性不归0编码 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 般劣只姥暗朋豆米锹德氟晤指霓翔克拾隙舅偷氧陡曰妇画袱盅鼎舟其午谈第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术69现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.6 数据编码位值 0 0 1 1 0 1(a) 单极性不归0制编码（NRZ）(b) 曼彻斯特编码(c) 差分曼彻斯特编码图2-6 数字信号编码高H低L高H低L高H低L穴羹赂府洒偶舷葬贝巨爬铆租虹樱篓鄂里驳遥渊坤罪禾挑试咖滔签版资贺第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术70现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.6 数据编码（2） 数字数据编码成模拟信号 f1 f2 f1 f2 f1
67、 0 1 0 0 0 1 1 0(a) ASK(b) FSK(c) PSK相对相位调制绝对相位调制图2-7 三种调制技术了呆厂身玖吞蕴氮蚂炳诀霜拂蝴斧彼酗怯文寇厚福礁乾挣罕凉褂巍睡羞欠第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术71现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.6 数据编码（3）模拟数据编码为数字信号 011 001 110 001 011 110 1003.01.46.21.32.85.943161364011001110001011110100(a) 原始信号(b) PAM脉冲(c) PCM脉冲(d) PCM输出图2-8 PCM编码(a) 原信号及阶梯函数(b) DM编码图2
68、-9 DM编码蓟扫屹僵榔拖踢矽江翱羊霸去翔硕胸蝴庭认沽撇危逆楔圭嗅珊渴憨妙兄啦第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术72现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.7 数据通信方式1 数据同步传输 所谓同步，就是接收方要按照发送方发送每个码元的起止时刻和速率来接收数据，否则，收发之间会产生误差，即使是很小的误差，随着时间增加的逐步累积，也会造成传输的数据出错。 同步技术有：同步方式和异步方式。 1）异步方式 每传送一个字符（5位或8位）都在每个字符码前加一个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验码后面加一个停止位，表示字符结束。由于这种方式的字符发送是独立的，所以称为面向字符的异
69、步传输方式。 2）同步方式 在发送字符之前先发送一组同步字符，通常为8位或16位，使收发双方进入同步。同步字符之后，可以连续发送任意多个字符，直到控制字符指出这一组字符传送结束。 异步传输通常是面向字符的，同步传输可能是面向字符的也可能是面向比特的。 钳圭斟金余无待彬广镊拉政萍涎叭毗献聊魔笛利宵逆交糙谦参嗡阜份诊烟第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术73现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.7 数据通信方式2数据差错控制 数据传输并不是无差错过程，因而需要解决这些差错的方法。常见的差错控制技术有：奇偶校验、循环冗余校验、海明码等。 由发送方选择差错控制技术，形成含差错控制信息的数
70、字数据，传送到接收方后，接收方按此技术，分析收到数据是否正确。有的差错控制技术在确认收到的数据有误后，还能自动纠错，对于不能纠错的，可以采用要求重发技术等等。 佃右呸景啤奶近嘛窒燎讶战玄豆酉谱悼戌异颓谷钮纸炊瘟颂咳慑炎逃锚骇第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术74现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.8 多路复用技术 在通信系统中，为了高效合理地利用资源，通常采用多路复用技术，使多路数据信号共同使用一条线路进行传输，即利用一个物理信道同时传输多个信号。 多路复用技术通常分为两类：频分多路复用 FDM、时分多路复用 TDM。 MUXDEMUXn个输入n个输出1条链路，n个信道图2-
71、10 多路复用技术柳舰朵庄亭肚郁窖峪迷蝎枫拴曰炒援短趣蜘播疽塘憾养钩收儒豪哇姬镶灿第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术75现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.8 多路复用技术 在通信系统中，为了高效合理地利用资源，通常采用多路复用技术，使多路数据信号共同使用一条线路进行传输，即利用一个物理信道同时传输多个信号。 多路复用技术通常分为两类：频分多路复用 FDM、时分多路复用 TDM。 耽呵患烹沂泛狂镣哈濒坡派泛涣息灌卤父稚生神吮毗阵佛许什族蔑涪壮梆第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术76现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.8 多路复用技术 在通信系统中，为了高效合
72、理地利用资源，通常采用多路复用技术，使多路数据信号共同使用一条线路进行传输，即利用一个物理信道同时传输多个信号。 多路复用技术通常分为两类：频分多路复用 FDM、时分多路复用 TDM。 MUXDEMUXn个输入n个输出 1条链路，n个信道图2-10 多路复用技术费械沙捻建光事哟饺而肥昂匪苇杠质佯驻峰哈健伦只串铡俗暴疏脑俺撩倾第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术77现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.8 2.1.8 多路复用技术多路复用技术1.频分多路复用（FDM）频分复用是把线路或空间的频带资源分成多个频段（带），将其分别分配给多个用户，每个用户终端的数据通过分配给它的子通路（
73、频段）传输，主要用于电话和电缆电视（CATV）系统。在FDM频分复用中，各个频段（带）都有一定的带宽，称之为逻辑信道。2.时分复用(TDM)分为同步时分复用（SynchronousTimeDivisionmultiplexing）和异步时分复用（ATDM）。惦翼筐百钒遣稚槛桔反漳跨返跑踏讫黎炉阑为专矿奶惜釜翼放午楷莎寂赢第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术78现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.1.8 多路复用技术(1)同步时分复用(STDM)同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定时间段，再将每一时间段划分成等长度的多个时隙（时间片），每个
74、时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。 (2)异步时分复用（ATDM）又被称为统计时分复用或智能时分复用（ITDM），它能动态地按需分配时隙，避免每个时间段中出现空闲时隙。ATDM就是只有某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它。当用户暂停发送数据时不给它分配线路资源（时隙）。线路的空闲时隙可用于其他用户的数据传输。所以每个用户的传输速率可以高于平均速率（即通过多占时隙），最高可达到线路总的传输能力。荣系庄忙舀格孜瑰撂蕾锋孝走渭授腺犯忽酥肠入蜘饿昔吁恬谆烛翔购来扛第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术79现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.
75、1.8 多路复用技术信 道1 （f1）信 道2 （f2）信 道3 （f3）信 道4 （f4）信 道5 （f5）信 道6 （f6）多路复用器多路复用器信号源1信号源2信号源3信号源4信号源5信号源6多路复用器多路复用器信号源1信号源2信号源3信号源4信号源5信号源6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6(a) 频分多路复用(b) 时分多路复用图2-11 多路复用技术123456123456慧舒估彬韭啄香舀煮黎峪弱黄戴筋势夸嫌耿稍荫蜜辉畅援家宪久伴琉宫庞第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术80现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.2物理传输介质传输介质是通信网络中发送方和接收方
76、之间的物理通路。传输介质的特性对网络数据通信质量有很大影响，这些特性包括：（1）物理描述：说明传输介质的特征。（2）传输特性：使用模拟信号发送还是数字信号发送，调制技术、传输容量及传输的频率范围。（3）连通性：点到点或者多点连接。（4）地理范围：网上各结点间和整个网络覆盖的最大距离。（5）抗干扰性：防止噪音对传输数据影响的能力。（6）相对价格：以元件、安装和维护的价格为基础。素唉跃样贵裕窿擎饥俺默辱旧磐齐煎禁浙扭坟寄祸屠铡躲糯纯敝指涛厦臼第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术81现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.2物理传输介质2.2.1双绞线双绞线是最古老但又是最常用的传输介质。把
77、两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。采用绞合起来的结构是为了减少对相邻的导线的电磁干扰。模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距离一般为几到十几公里。距离太长时就要加放火器以便将衰减了的信号放大到合适的数值（对于模拟传输），或者加上中继器以便将失真了的数字信号进行整形（对于数字传输）。传输率与电缆长度有关，距离短时，数据传输率可以高一些，在几公里范围内，双绞线的数据传输率可达10Mbps，甚至100Mbps。因此一般利用双绞线构造计算机局域网是很好的选择。 瓢掏掺泛讶蝇雁埃囊获邯伞章徒解续榜局伤栈暮酷刘凸贯追惭匪赔陪鄂债第一部分计算机网络概述第5章 多
78、媒体应用技术82现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.2.2同轴电缆同轴电缆由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层所组成。由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，因此被广泛用于较高速率的数据传输。 内导体铜芯线外导体屏蔽层绝缘层塑料保护外层图2-12 同轴电缆的结构塞袋舅骏洽君往疲韧草淘蚁琐傍远蹿蕉餐翔蚤圾圣冻藤笛翅鸭璃驰皇撂德第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术83现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.2.2同轴电缆通常按特性阻抗数值的不同，将同轴电缆分为两类：150同轴电缆称为基带电缆，用作数字
79、通信传送基带数字信号。理论上，用这种同轴电缆以10Mb/s的速率将数字信号传送1km是完全可行的。一般说来，传输速率越高，所能传送的距离就越短。在局域网中广泛使用这种同轴电缆作为物理介质。275同轴电缆主要用作模拟传输系统，它是有线电视系统CATV中标准的传输电缆。在这种电缆上传送的信号采用了频分复用的宽带信号，又称为宽带同轴电缆。这里的“宽带”是指采用了频分复用和模拟传输技术的同轴电缆网络。宽带同轴电缆用于传送模拟信号时，其频率可达300-450MHz或更高，而传输距离可达100km。 渔氏萤柜萍娟禹轿啡吓瞪希玄警峦筋峡度哦踏憾狄蛰坊豁骸疏柑周唆泰咯第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技
80、术84现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.2.3光缆光缆就是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信。有光脉冲相当于1，而没有光脉冲相当于0。由于可见光的频率非常高，约为108MHz的量级，因此一个光纤通信系统的传输带宽远远大于目前其他各种传输介质的带宽。光缆是光纤通信的传输介质，在发送端有光源，可以采用发光二极管或半导体激光器，它们在电脉冲的作用下能产生出光脉冲，在接收端利用光电二极管做成光检测器，在检测到光脉冲后还原出电脉冲。 纤芯入射角入射角包层(a) 入射角与折射角(a) 光波在纤芯中传播图2-14 光纤的传播原理外护套远供电源线光纤及包层填充物加强芯包带层图2-15 四芯光缆剖面图忠滓树
81、蛀髓傣桓朝烯肄咐叮瘁迈棚急靴侨瘦擅壹荐山躲庞耻瑰盂钧咙娄榴第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术85现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.2.3光缆光纤非常细，连包层一起，其直径也不到0.2mm。因此必须将光纤做成很结实的光缆。一根光缆少则只有一根光纤，多则可包括数十至数百根光纤，再加上加强芯和填充物就可以大大提高其机械强度。光纤不仅具有通信容量非常大的优点，而且还具有其他的一些特点：n传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济；n抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要；n无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据；n体积小，重量轻。这在现有电缆管道已拥塞不堪
82、的情况下特别有利。 六哺枢茂孪削案宽蔫峻歪肢尔扁份造宜勉滚彬兵跺怔乾栖骡松寸做充入猪第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术86现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3差错检测与校正控制技术2.3.1差错的检测与校正概括地说，传输中的差错都是由于噪声所引起的。噪声有两大类，一类是信道所固有的、持续存在的随机热噪声；另一类是由于外界特定的、短暂原因所造成的冲击噪声。热噪声引起的差错称为随机错，造成某码元的差错是孤立的，和前后码元没有关系。衡量一个信道质量的重要参数是误码率：在数据通信中，若不加差错控制措施，直接用这样的信道来传输数据，一般来说是不能允许的。 渠仓梧琴臀猪牡兜绝嫡返瓷藉毯丫狗
83、致儿预爵柴执陆硅向锯是陕盂攻志吻第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术87现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.1差错的检测与校正差错控制最常用的方法是差错控制编码。要发送的数据(信息位)。在向信道发送之前，先按照某种关系加上一定的冗余位（这个过程称为差错控制编码过程），构成一个码字再发送。接收端收到码字后查看信息位和冗余位，并检查它们之间的关系（校验过程），以发现传输过程中是否有差错发生。差错控制编码又可分为查错码和纠错码，前者是指能自动发现差错的编码，后者是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R，它是码字中信息位所占的比例。若码字中
84、信息位为k位，编码时外加冗余位为r位，则编码后得到的码字长为n=k+r位。 逛询卜伎欠每辊证名名衷普碗被薪甄痴昼篓嗽疲瓷越逮什掐秧玲痘粱筏暮第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术88现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.1差错的检测与校正1.定比码定比码是指每个码字中均含有相同数目的“1”（码字长一定，“1”的数目一定后，所含“0”的数目也就必然相同），它是一种检错码。正由于每个码字中“1”的个数与“0”的个数比保持恒定，故得此名，有时也称为恒比码。若n位码字中“1”的个数恒定为m，还可称为“n中取m”码。这种码在检测时，只要计算接收码字中“1”的数目，就能知道是否差错。定比码（n
85、中取m）的编码效率为：荤贯源乔壶砾镰扇甩融矽院椿缺汕疽鸟蛋踩菜犬挑佬孩伞拳丽穆邀栖绕悟第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术89现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.1差错的检测与校正2.正反码正反码是一种简单的纠错码，其中冗余位的个数与信息个数相同，而且两者或者完全相同或者完全相反，由信息为中“1”的个数来决定。当信息位中有奇数个“1”时，冗余位就是信息位的简单重复；当信息位中有偶数个“1”，冗余位是信息位的反码。具体说来，若信息位为01011，则码字为0101101011；若信息位为10010，则码字为1001001101。接收端的校验方法为：先将接收码字中信息位和冗余位按位半
86、加，得到一个k位的合成码组（对上述具体的码长为10的正反码来说，就是得到一个5位的合成码组）。若接收码字中的信息位中有奇数个“1”，则就取合成码组为校验码组；若接收码字中信息位中有偶数个“1”，则取合成码组的反码作为校验码组。最后，根据校验码组查看表2-5，就能判断是否有差错及纠正部分差错。企磷姿竟庄摆福屹必泡卸簇疥将焉掖狂加册爱柿倒增惦雏娶熏擦勿沟捣勒第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术90现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.1差错的检测与校正2.正反码表2-5 正反码的差错检测校 验 码 组差 错 情 况全“0”无差错4个“1”，1个“0”信息位中有一位差错，其位置对应于校
87、验码组中“0”的位置4个“0”，1个“1”冗余位中有一位差错，其位置对应于校验码组中“1”的位置其他情况差错在两位或两位以上茧该炭帕破咨绸巳稍绑酗竟宵隙岭扒兆肢碎酬梁滤蒂忽额秦挂屯聋擎沤蚤第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术91现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.2奇偶校验码奇偶校验码是通过增加冗余位使得码字中“1”的个数保持奇或偶的编码方法，是一种检错码。在使用时又可分为垂直奇偶校验、水平奇偶校验和水平垂直奇偶校验等几种。垂直奇偶校验是将整个发送的信息块分为定长p位的若干段（比如说q段），每段后面按“1”的个数为奇或偶数的规律加上一位奇偶位。如图中，pq位信息位（I11，I2
88、1，Ip1，I12，Ipq）中，p位构成一段，共q段。每段加上一位奇偶校验冗余位，即图中的ri（i=1，2,，q）。若用偶校验，则若用奇校验，则孔男灾万露猎亏挡舔糙盖非淹隋妨弓距苍崇柏炽怠巢逞雅班辜讫阔噬印尸第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术92现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.2奇偶校验码I11 I12 I1qI21 I22 I2q Ip1 Ip2 Ipqr1 r2 rq 信息位冗余位发送顺序图2-18 垂直奇偶校验这种方法的编码效率为：捉封邑袋椅男槐睫勘造颊缨胆迭匙拴薄拌啄史互戌违硕微蹭瞅猩阔脐镰雍第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术93现代网络技术第二章 通信
89、子网基本技术2.3.2奇偶校验码这种奇偶校验方法能检测出每列中的所有奇数位的错，但检测不出偶数位的错。对于突发错误来说，奇数位错与偶数位错的概率接近于相等，因而对差错的漏检率接近于1/2。为了降低对突发错误的漏检率，人们又引进了水平奇偶校验，它是对各个信息段的相应位横向进行编码，产生一个奇数校验冗余位，如图2-19所示，即ri=Ii1 Ii2 Iiq （i=1，2，p）或ri=Ii1 Ii2 Iiq 1 （i=1，2，p）水平奇偶校验的编码效率位先禄吨庶倪暮童花况甫琵装缸襟羊携对致迫渤晶肥接斯形酪燥挽澜沧归遁第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术94现代网络技术第二章 通信子网基本技术2
90、.3.2奇偶校验码 I11 I12 I1q r1 I21 I22 I2q r2 Ip1 Ip2 Ipq rq 信息位冗余位发送顺序图2-19 水平奇偶校验颐闯幅柠选怂险堰莹怖潞咕携展轿仲栽屈佬豺质琐导膀们坍添坟奠浚案嚷第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术95现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.2奇偶校验码同时进行水平奇偶校验和垂直奇偶校验就构成水平垂直奇偶校验，如图2-20所示。若都采用偶校验，则ri,q+1=Ii1Ii2Iiq（i=1，2，p）rp+1,j=I1jI2jIpj（j=1，2，p）rp+1,q+1=rp+1,1 rp+1,2 rp+1,q水平垂直奇偶校验的编码效率
91、为：垂直奇偶校验有时又称为纵向奇偶校验；水平奇偶校验有时又称为横向奇偶校验；而水平垂直奇偶校验则称为纵横奇偶校验。暴欧醉鼓俺荆蔷堆郸哮项荧君眼搐忆欣姚伍盂独笛廉邦审愈箩频啡隐臂蝴第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术96现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.2奇偶校验码I11 I12 I1q r1,q+1I21 I22 I2q r2,q+1 Ip1 Ip2 Ipq rp,q+1rp+1,1 rp+1,2 rp+1,q rp+1,q+1发送顺序图2-20 水平垂直奇偶校验睫父莲文钒嗡四实住锥鄂弓无依贼窃脖峨甄恳囱辖袁彭无埃桑兴括秒股录第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术97现
92、代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.3海明码海明码是由RHamming在1950年首次提出的，它也是一种可以纠正一位差错的编码，但它的编码效率要比正反码高得多。一般说来，信息位为k位，增加r位冗余位，构成n=k+r位码字。若希望用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中n个不同位置的一位错，则要求表2-6 S2S1S0值与错码位置的对应S2S1S0000001010100011101110111错码位置无错a0a1a2a3a4a5a6贫啃阁环忍摧殆篙触歉诱豫句狂贺烩蔽歪停润鹃腊园剿茵蚀训愧伎迪蒙祝第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术98现代网络技术第二章 通信子网基本
93、技术2.3.3海明码表2-7 由信息位算得的海明码冗余位信 息 位冗 余 位信 息 位冗 余 位a6a5a4a3a2a1a0a6a5a4a3a2a1a00000000100011100010111001100001010110100100011110101100101001101100001010110111010100110011111010001110001111111啡溶敢冤菱营剁党盔灼鸳杨蹭咳荧盔吓姿漆估兆委骄艺幅吃琳传顷窍滴咐第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术99现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.3海明码海明码只能纠正一位错，若用在纠正传输中出现突发性差错时可以采
94、用上述方法；将连续P个码字排成一个矩阵，每行一个码字。如图2-21中例子，发送顺序为：0001011101001011111110110011如果发生突发长度P的突发错误，那么在P个码字中最多每个码字有一位有差错，正好由海明码纠正。 信息位 冗余位 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1p个码字组成矩阵每行一个码字图2-21 海明码用于突发错误的情况畸艰芜摄宿昧坚面翌锅梆枚或躁寸匪旧颐癌涎计译宠恤伙删夯妓猫闽务蛆第一部分计算机网络概述第5章
95、 多媒体应用技术100现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.4循环冗余码 虽然海明码的编码效率比正反码高，但比起奇偶校验码却要低得多。一般说来纠错码的编码效率总不及检错码的编码效率，因而在通信网络中用得更多的还是检错码。奇偶校验码作为一种检错码虽然简单，但是漏检率太高。在计算机网络和数据通信中用的最广泛的检错码是一种漏检率低得多也便于实现的循环冗余码CRC。CRC码又称为多项式码。这是因为任何一个由二进制数位串组成的代码都可以和一个只含有0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系。并且，CRC码在发送端编码和接收端校验时都可以利用一事先约定的生成多项式G(x)来进行。K位要发送的信息位可对
96、应于一个（k-1）次多项式K(x)，r位冗余位对应于一个(r-1)次多项式R(x)。由k位信息位后面加上r位冗余位组成的n=k+r位码字，则对应于一个(n-1)次多项式： 拢罪循丸变邵纵狄并暮呆珐雌喻润嗡绪涧削伯瞅河赦码怔宴骄兄絮紊喉当第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术101现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.4循环冗余码 信息位:1010001K(x)=x6+x4+1冗余位:1101R(x)=x3+x2+1码字:10100011101T(x)=x4K(x)+R(x)=x10+x8+x4+x3+x2+1由信息位产生冗余位的编码过程，就是已知K(x)求R(x)的过程，在CRC码
97、中可以通过找到一个特定的r次多项式G(x)来实现。用G(x)去除xrK(x)得到的余式就是R(x)。不过要注意，这里指的加法都是半加，或者说是模2加法（严格说来，前述多项式中的“+”都应写成“，只是在不会引起混淆的场合下，我们就简记为“+”了）。因而，除法也是模2除法，除法过程中用到的减法也是模2减法，它和模2加法是完全一样的，都是异或运算。 直笑建苇置犯绒寥炸总薄次搓贵钝踊酞峭忧买枫淆抵职吕陌盐蝶怖终羊掷第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术102现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.4循环冗余码 在进行多项式除法时，只要对其相应的系数相除就可以了。仍以上例中的K(x)=x6+x
98、4+1为例（即信息位为1010001），若取r=4，G(x)=x4+x2+x+1(对应的代码为10111)，则 x4K(x)=x10+x8+x4(对应的代码为10100010000)，那么由除法来求余式R(x)可这样做:迈叛滁乓涩戮脯揭楔令翠路舟吭刘笨退姆笔澄宵配邦旺浊顽廉哥良铺掐冲第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术103现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.4循环冗余码 最后的余数1101就是冗余位，而R(x)=x3+x2x1由于R(x)是G(x)除xrK(x)的余式，那么必然有: 在信道上发送的码字多项式为: 如传输无错，则接收方收到的码字也对应于此多项式。将接收的码字多项
99、式除以G(x)，因为钞氰全媚佐碑舵弓沂脾逗迂硅乡盂噪皂闰哈襟章涡川倾踩黔力祈湖鸟兼妹第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术104现代网络技术第二章 通信子网基本技术2.3.4循环冗余码按上述方法产生的循环码有下述性质:【性质1】若G(x)含有(x+1)的因子，则能检测出所有奇数位错。【性质2】若G(x)中不含有x的因子，或者换句话说，G(x)中含有常数项1，那么能检测出所有突发长度r的突发错。【性质3】若G(x)中不含有x的因子，而且对任何0可用资源若网络中有许多资源同时产生拥塞，网络的性能就要明显变差，整个网络的吞吐量将随输入负载的增大而下降。对网络拥塞不能用简单的任意增加一些资源（如
100、扩大结点缓冲区空间，或更换高速链路，或提高结点处理机速度等）的方法来解决拥塞的问题。这是因为网络拥塞是一个非常复杂的问题，简单地采用一些做法，在许多情况下，不但不能解决拥塞问题，而且还可能使网络的性能更坏。网络拥塞往往是由许多因素引起的。例如，当某个结点缓冲区的容量太小时到达该结点的分组因无空间暂存而不得不被丢弃。舞不桶皇抛撵疮闷力帛滦残驻褐倚埋尊伺芬规狙逐届涤刑临讥垢酥烩鱼皮第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术332现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.4拥塞控制7.4.1拥塞控制的意义拥塞常常使网络趋于恶化。如果一个路由器没有足够的缓冲区，它就会丢弃一些新到的分组。但当分组被丢弃
101、时，发送这一分组的相邻路由器就会重发这一分组，可能还要重发多次。发送端在未收到确认之前必须保留所发分组的副本以便重发。可见在接收端产生的拥塞反过来会引起发送端缓冲区的拥塞。拥塞控制与流量控制是相互相承的，拥塞控制要解决网络所能够承受的网络负载，它是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、路由器以及与降低网络传输性能有关的所有因素。而流量控制要解决网络发送端和接收端之间的点对点通信量，它要保证发送端发送数据的速率能使接收端及时接收，并且在发送端到接收端之间存在直接反馈，使发送端知道接收端当前的状况。 催械漏棍芽嚣诺恫渔吻柴迄噬粟挂逸争袜佐插挂锡杭臀咯携职追大疲口私第一部分计算机网络概述第5章 多媒体
102、应用技术333现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.4.1拥塞控制的意义解决拥塞问题也有利于流量问题的解决。因为某些拥塞控制算法是向发送端发送控制报文，并告诉发送端网络已出现拥塞，必须放慢发送速率，这点又和流量控制是很相似的。解决拥塞控制需要付出一定代价。首先需要获得网络内部流量分布的信息，在实施拥塞控制时，还需要在结点之间交换信息和各种命令以便选择控制策略和实施控制。这样就产生了额外开销。拥塞控制有时需要将一些资源（如缓冲器、带宽等）分配给个别用户（或一类用户）单独使用，这样就使得网络资源不能更好地实现共享。显然，在设计拥塞控制策略时，必须全面衡量得失。 吞吐量理想的拥塞控制实际的拥塞控制
103、无拥塞控制死锁网络负载拥塞轻度拥塞图7-13 拥塞控制所起的作用炉柏孟跟剩队持寺檀腐题碎滞偏兢节彝莫画尊玉螟兹队烦疾酪情路散诈芹第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术334现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.4.1拥塞控制的意义当网络负载达到某一数值时，网络的吞吐量反而随网络负载的增大而下降，这时网络就进入了拥塞状态。当网络负载继续增大到某一数值时，网络的吞吐量就下降到零，这时网络已无法工作，出现所谓的死锁。死锁中有一种是直接死锁，即由互相占用了对方需要的资源而造成的死锁。例如两个结点A和B都有大量的分组要发往对方，但两个结点中的缓冲区在发送之前就已经全部被待发分组占满了。这样，当每
104、个分组到达对方时，由于没有地方存放，只好被丢弃。发送分组的一方因收不到对方发来的确认信息，只能将发送过的分组依然保存在自己结点的缓冲区中。这两个结点就这样一直互相僵持着，谁也无法成功地发送出一个分组。 图7-14 重装死锁的例子 C3 C2 B4 A3 B3 B2 C1 B1 A4 A2 A1路由器P路由器Q路由器R主机H苏僳藏仓妇候歌窝迹毡摊咐隅丧凝朱获故卧觅电专轰柒芦条镀杂铰途郑驳第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术335现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.4.2拥塞控制的基本原理拥塞控制是很难设计的，因为它是一个动态的问题。当前网络正朝着高速化的方向发展，这很容易出现缓冲区不
105、够大而造成分组的丢失。但分组的丢失是网络发生拥塞的征兆，而不是原因。在许多情况下，甚至正是拥塞控制本身成为引起网络性能恶化，甚至发生死锁的原因。由于计算机网络是一个很复杂的系统，因此可以从控制理论的角度来看拥塞控制问题。这样，从大的方面看，可以分为开环控制和闭环控制两种方法。开环控制方法就是在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不产生拥塞。一旦整个系统运行起来，就不再中途进行改正了。闭环控制是基于反馈环路的概念。属于闭环控制的有以下几种措施：n监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生；n将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方；n调整网络系统的运行以解决出现的问题。剿锹
106、睦舞瓶丙董舶幅瞧户审帚城邪瑟绥挽党翻靳绢均敬徽础吝栈秀理沽帜第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术336现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.4.2拥塞控制的基本原理有很多的方法可用来监测网络的拥塞。监测内容主要有：n缺少缓冲空间而被丢弃的分组的百分率；n平均队列长度；n超时重传的分组数；n平均分组时延；n分组时延的标准差等等。一般在监测到拥塞发生时，要将拥塞发生的信息传送到产生分组的源站。当然，通知拥塞发生的分组同样会使网络更加拥塞。另一种方法是在路由器转发的分组中保留一个比特或字段，用该比特或字段的值表示网络没有拥塞或产生了拥塞。也可以由一些主机或路由器周期性地发出分组，以询问拥塞
107、是否发生。此外，过于频繁地采取行动以缓和网络的拥塞会使系统产生不稳定的振荡。但过于迟缓地采取行动又不具有任何实用价值。因此，要采用某种折衷的方法，但选择正确的时间常数是相当困难的。所蝗抗薄嗡崩填摹紧蹈曹盛兴浊厦誉作登戍校奴哈荣讫菲铝光渐还腮嘿概第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术337现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.5X.25分组交换网 7.5.1X.25网概述X.25是一个对公用分组交换网接口的规格说明。它不涉及网络内部的结构，这应由网络自己决定。因此，X.25标准只定义了在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE与数据通信设备之间的接口。实际上，DTE与DCE的接口也
108、是DTE和公用分组交换网的接口，因为DCE属于通信网环境一部分，所以也可将DCE划归为网络部分。但由于DCE通常被安置在用户端，因此图中将DCE画在网络外面。公用分组交换网公用分组交换网DCEDTEDCEDTEDCEDTEX.25接口X.25接口X.25接口VC2VC1图7-15 X.25定义DTE-DCE之间接口匹界诗狡勃贴窟看英号栽渭瑟辞津硒择林喉姬钵含酌售移哺筋摸沪粗左泊第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术338现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.5.1X.25网概述X.25接口标准划分三个层次。最下面是物理层，其协议标准是X.21，用于定义主机与物理网络之间物理、电气、功能
109、以及过程特性。它是基于数字信道传输，但目前大多数用户线都是使用模拟信道，因此X.21标准用得很少，通常使用大家熟知的RS-232接口标准。中间一层是数据链路层，采用的接口标准是平衡型链路接入规程LAPB，它定义主机于分组交换机之间可靠数据传输，包括帧格式定义、差错控制等。它是高级数据链路控制规程HDLC的子集。顶层是分组层，它描述主机于网络之间的相互作用。处理分组定义、寻址、流量控制、拥塞控制等问题。它允许DTE与DCE之间建立多达4096条逻辑信道，这样可使一个DTE同时和网上其它多个DTE建立虚电路并进行通信。诫币割吱顺硷晦几料霹醒迁臼怀替箔哀喜粳骏笼飘霓疼婉聪楷款符蛾溺菌第一部分计算机网
110、络概述第5章 多媒体应用技术339现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.5.2X.25的虚连接X.25提供面向连接的服务，它支持交换虚电路SVC和永久虚电路PVC。交换虚电路是在发送方向网络发送请求建立连接报文要求与远程主机通信时建立的，一旦虚电路建立起来，就可以在建立的连接上发送数据，而且可以保证数据可靠到达接收方。它同时提供流量控制机制，以防止快速的发送方淹没慢速的接收方。永久虚电路的用法与SVC相同，但它是由用户和电信公司交换局之间预先建立的一条专用信道，因而它时刻存在，用户不需要建立链路就可以直接使用它。它很类型于租用的专用线路。 分组层数据链路层物理层分组层数据链路层物理层X.21
111、协议（比特流）LAPB协议（帧）逻辑信道（分组）图7-16 X.25分层关系闯写噎钥聪蔑质其锑埋茸汪竖酌众尼荣本研乌侦眶烧溢可柴恍皆柳碰笛疚第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术340现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.5.2X.25的虚连接使用虚电路工作时，整个的通信过程可分为三个阶段：呼叫建立、数据传送和虚电路释放。（l）主叫DTE向其DCE发送一个“呼叫请求分组”。这个分组携带的信息有：虚电路号、主叫DTE地址和被叫DTE地址等。在连接建立后，数据分组就只写上虚电路号而不需要写上主叫或被叫DTE的地址。（2）网络选择合适的路由将“呼叫请求分组”传送到被叫DCE。（3）被叫DCE
112、在收到“呼叫请求分组”后，就向被叫DTE发送一个“呼入分组”。呼入分组格式与呼叫请求分组的一样，只是换了一个虚电路号。按规定，被叫DCE应在本地空闲逻辑信道号中按“先小后大”的顺序选择一个号码。（4）被叫DTE若接受呼叫，则发出“呼叫接受分组”，其逻辑信道号与呼入分组的相同。（5）网络按呼叫建立时的路由将“呼叫接受分组”传到主叫DCE。（6）主叫DCE向主叫DTE发送“呼叫接通分组”，宣告呼叫建立阶段结束。此时所用的逻辑信道号与呼叫请求分组所用的一样。朱该拦哟责灶佛韩撤仔七开何阴竹律瘤灶较江硼账茄举噬婿捻战垃厨傀功第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术341现代网络技术第七章 广域网与路
113、由技术7.5.2X.25的虚连接呼叫建立之后就是数据传送阶段。这时可全双工地传送数据分组。当数据传送结束后，主叫和被叫中的任一方都可以发起释放虚电路的请求。这里需要指出两点：（l）主叫（或被叫）DTE发出“释放请求分组”，然后就收到本地DCE发回的“释放证实分组”。释放动作相当于打电话的挂机。（2）被叫（或主叫）DTE收到“释放指示分组”后，就发给本地DCE一个释放证实分组。X.25分组可分为两大类:即控制分组与数据分组。虚电路的建立、数据传送时的流量控制、中断、数据传送完毕后的虚电路释放等等，都属于控制分组。X.25分组由分组首部和分组的数据部分组成。分组首部包含各种控制字段，包括虚电路号、
114、地址信息以及分组序号等。在分组的后面没有尾部。客净帐县则走往溺倒乖闭攒众赖榔驮润铂胆识傻宗卸翘攘协吴绊奇季闭沸第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术342现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.5.3X.25网络结构X.25网络要求进入网络的数据或控制信息都必须是按照X.25规定的格式分组。这些分组以同步的方式进入X.25网络，然后又以同样方式离开网络传到另一个主机。但由于许多用户所使用的终端是按字符方式工作的，这些终端每次向网络发送一个字符而不是发送连续的分组流。显然，这种字符方式终端是不能直接与X.25网络直接相连的。为了解决这一问题，CCITT制定了另一组标准，通过一个称为分组装拆
115、器PAD（俗称“黑盒子”）接入X.25网。公用分组网公用分组网PADX.3字符终端分组流分组流X.25接口X.25接口字符流X.28X.29图7-17 X.25网络的结构主机邓仇夷去恰禹坪墟冰圈琴霄腋破瘟珐毕拿靛欠顽盆写夯灾花汁杂瞬棕写桓第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术343现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.5.3X.25网络结构PAD作用主要是为了适应以下的两种情况：（1）许多字符方式终端是非智能的，不能像主机那样实现X.25协议，但通过PAD提供了智能，使这些终端能够用X.25协议同网上的其他主机通信。（2）终端的种类繁多，性能各异，通过PAD提供的许多参数可供各种不同的
116、字符方式终端来选择，使它们都可以很方便地接入到X.25网。用于描述PAD的标准有3个：（l）X.3描述PAD的功能以及控制它工作的一些参数。（2）X.28描述PAD到字符方式终端的协议。（3）X.29描述PAD到主机（同步终端）的协议。徐惜问染久斤并崔缀贸搏掉汽塌忘裂录政啦奈贮拓楔眠忱妊通枫缩撵无颇第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术344现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6帧中继7.6.1帧中继概述在X.25网络发展初期，网络传输设施基本是借用模拟电话线路，这种线路非常容易受到噪声的干扰而产生误码。为了确保传输无差错，X.25在每个结点都需要作大量的处理，保证数据帧在结点间无差
117、错传输。这样数据帧经过多个结点处理后，导致较长的时延才能到达目的站。当今，数字光纤网比早期的电话网具有极低的误码率，因此，完全可以省去X.25中差错控制和流量控制功能，减少结点对每个分组的处理时间，这样各分组通过网络的时延就可以减少，同时结点对分组的处理能力也就增大了。实质上，帧中继就是一种减少结点处理时间的技术。它的基本策略是认为帧的传送基本上不会出错，只要知道帧的目的地址就立即转发该帧，结点基本不做什么处理，某些工作留给用户端去处理。这显然减少了帧在结点的时延。实验结果表明，采用帧中继时一个帧的处理时间可以减少一个数量级。这种传输数据的帧中继方式也称为X.25的流水线方式，但帧中继网络的吞
118、吐量要比X.25网络至少提高一个数量级。枕捐搏鬼晓躬坑澄茫忧仅吓锤家算途懒漱体屈错湾穴籍孝间习保包身香掸第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术345现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.1帧中继概述从协议层次上来比较帧中继和一般分组交换网，前者网络中的各结点没有网络层，其数据链路层只具有有限的差错控制功能，只有在通信两端的主机中的数据链路层才具有完全的差错控制功能。而后者网络中的每个结点，其数据链路层具有完全的差错控制。这意味着帧中继只有物理和数据链路两层。 3 2 1 3 2 1完全的差错控制 3 2 1 3 2 1完全的差错控制图7-18 一般分组交换网与帧中继在层次上的差别壶
119、耍萤午瘤加鼎钮圆踢俊欧价宙酬菲肃瞒考轰怪或蚁尹临淤资斯刻坦矗宿第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术346现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.1帧中继概述中间结点中间结点源站目的站中间结点中间结点源站目的站图7-19 一般分组交换网存储转发方式与帧中继对比迢椅芹受政另踢宽巍纪幼看壮坯渠鹊榆耳赡款展省彬佩初默统苇霓门崇缠第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术347现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.1帧中继概述帧中继的数据链路层没有流量控制能力。其流量控制也由高层来完成。帧中继的呼叫控制信令是在与用户数据分开的另一个逻辑连接上传送的。因此，在传送用户数据时，中间的一些
120、结点不需要维持有关呼叫控制的状态表。这点和X.25有很大不同。X.25使用的是带内信令，即呼叫控制分组与用户数据分组都在同一条虚电路上传送。综上所述，帧中继具有如下特点：（l）减少网络互连的费用。当使用专用帧中继网络时，将不同的源站产生的通信量复用到专用的主干网上，可以减少在广域网中使用的电路数。多条逻辑连接复用到一条物理连接上可以减少接入费用。（2）网络的复杂性减少了，性能提高了。与X.25相比，由于减少了网络结点的处理量，更加有效地利用高速数据传输线路，帧中继明显改善了网络的性能和响应时间。（3）由于使用了国际标准，增加了互操作性。帧中继的简化的链路协议实现起来不难（4）协议的独立性。帧中
121、继可以很容易地配置成容纳多种不同的网络协议（如IP、IPX和SNA等）。可以用帧中继作为公共的主干网，这样可统一所使用的硬件，也更加便于进行网络管理。看冤纳纺晌袍耘董熟燕梦免尧笼育筒告阮帐篙态酶十宫寐袒阅瘤潭瓜撞幂第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术348现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.1帧中继概述 根据帧中继的特点，帧中继适用于以下的一些应用：n块交互数据。这类应用主要是高分辨率图形数据传输，如高分辨率可视图文和一些CAD/CAM。这种应用的特点是短时延和大流量。n文件传送。一般用于传送长文件，对于长文件，要获得比较满意的传输时延，必须有较大的流量。n支持多个低速率复用。
122、利用帧中继服务的复用能力，可为较多的低速率应用提供更经济的服务。n字符交互。如文字编辑，其特点是短帧、短时延和低流量。n互连局域网：通过网桥和路由器互连局域网时采用帧中继是比较有效的。吐腊狭范浅帜锥变峡囊核活笺翠镐室神眉挺江废虽力酝沸踢他窘池咬固膀第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术349现代网络技术有效帧信息帧丢弃收到有效ACK转动窗口所以帧已确认非信息帧处理差错恢复在窗口内超时的帧重发重新设置定时器停止定时器是下一个期望的序号发送链路层ACK剥去首部和尾部上脚网络层丢弃差错恢复非数据分组处理数据分组活跃的连接差错恢复收到有效的ACK差错恢复是下一个期望的序号差错恢复发送分组层ACK
123、剥去分组首部上脚传输层有效帧收到有效ACK丢弃丢弃X. .25帧中继帧中继第第2层层第第3层层是否否否否否否否否否否否否是是是是是是是是是是是湃铜顽揍茁鹃驼扛宪陪剥燕贸腑负鱼蔑贰茧蜕宁私荣叛岗悔战以僻试篷匿第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术350现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.2帧中继的组成（1）用户网络接口UNI。也称为用户接入电路，用户要通过UNI才能连接到帧中继网络。常用的用户接入电路的速率是64Kb/s和2.048Mb/s（或T1速率1.544Mb/s）。理论上也可使用T3或E3的速率。（2）一个UNI中可以有一条或多条虚电路（永久的或交换的）PVC。从用户的角度
124、来看，一条永久虚电路PVC就是跨接在两个用户接入端口之间。每一条虚电路都是双向的，并且每一个方向都有一个指派的许诺信息速率CIR。为了区分开不同的PVC，每一条PVC的两个端点都各有一个数据链路连接标识符DLCI。 幂击颗政元发荚搀殊召缀媳周粮当赞蔓宣架淀思填答梗伴语征痛耀昼轴忆第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术351现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.2帧中继的组成帧中继网络帧中继网络DLCI=101DLCI=100DLCI=17DLCI=16PVC1PVC2PVC1PVC2UNIUNI用户A用户B用户接入接口网络接入接口图7-21 帧中继的组成敢帕酮脾片葬曲铂狼姑户驼岗闯
125、伺隐笼荣剪祸敷喉爪肾诧接廖镰淆船茁讲第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术352现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.3帧中继的呼叫控制帧中继用户在进行呼叫时不是直接和被叫用户连接，而是连接到一个帧处理模块，有两种接入方法：n交换接入：这是指用户所连接的是交换网络（如ISDN），其本地的交换机并没有处理帧中继的能力。在这种情况下，交换接入必须使用户能够连接到在网络中某个帧处理模块。这可以是一种按需的连接（在呼叫时建立），也可以是半永久的连接。无论是哪种情况，帧中继服务都是通过B通道或H通道来提供的。n综合接入：这是指用户所连接的网络是一个帧中继网络，或者是一个交换网络，其本地交换机
126、具有处理帧中继的功能，在这种情况下，用户可以与帧处理模块直接建立逻辑连接。壶关剿醒纯肚绪瓢撞叼笨批畔芯伪皂农痞校勤帮垃迹襟龙奠瓜跌考诧氏往第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术353现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.3帧中继的呼叫控制帧中继网终端设备网络端接设备交换机交换机帧处理模块交换接入半永久接入(a) 交换接入帧中继网终端设备网络端接设备交换机帧处理模块本地交换机(b) 综合接入图7-22 帧中继的接入方法缆愉鞠菌纫汛尤裳而禹鲍皮折室租盅惩帖囤镍炔蜂束秉视叔萨越巷捂杨煮第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术354现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.3帧中继的
127、呼叫控制与X.25分组交换的虚电路很相似，帧中继连接是在两个用户交换数据帧之前必须建立的一种逻辑连接。帧中继支持将多条逻辑连接（叫做数据链路连接）复用在一条链路上，并为每一个连接赋给唯一的数据链路连接标识符DLCI。用户之间的数据传输包括以下三个阶段：n两端用户之间建立一条逻辑连接，并对这个连接赋给一个唯一的DLCI。n以数据帧为单位交换数据。每一个帧包括一个DLCI字段以标识这个连接。n数据交换完毕后，释放逻辑连接。凭慈锑驹历格择尽氢沂驳辕破肪验撮妇德雄狐冬嫁挺盔妈冬忠新傈揖磨梯第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术355现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.3帧中继的呼叫控制帧
128、中继的控制信令交换可分为四个阶段：（l）建立接入连接。这就是在网络端接设备和帧中继网络之间（即在用户和帧处理模块之间）建立电路交换连接。（2）建立帧中继连接。这是在两个网络端接设备之间（即在两个用户之间）帧中继连接。帧中继连接建立后就可以传送帧中继的数据了。（3）释放帧中继连接。这是在两个网络端接设备之间（即在两个用户之间）释放已建立的帧中继连接。（4）释放接入连接。这就是在网络端接设备和帧中继网络之间（即在用户和帧处理模块之间），释放已建立的接入连接。疑少挞符刘葫愿佬案穴赛朽碾诊矽卢肋屑狸杆瞥帅厚怜屏还杠斌塞橱猜沸第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术356现代网络技术第七章 广域网与
129、路由技术7.6.4帧中继的帧格式 87654321高位DLCIC/REA0低位DLCIFECNBECNDEEA1（b） 2字节地址字段（默认）87654321高位DLCIC/REA0DLCIFECNBECNDEEA0低位DLCI或DL核心控制D/CEA1（c） 3字节地址字段87654321高位DLCIC/REA0低位DLCIFECNBECNDEEA0DLCIEA0低位DLCI或DL核心控制D/CEA1（d） 4字节地址字段怜欧镰撤逼那荤擂诫簧蚀躁萨仕私看装瑟酱倘攻鬼窜乞攀苹抽训圭刃螺棋第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术357现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.5帧中继的拥塞
130、控制帧中继的拥塞控制实现目标是：n使帧的丢弃最少；n以高的概率和小的方差维持一个商定的服务质量；n使一个用户在牺牲其他用户利益的前提下垄断网络资源的概率最小；n实现起来简单，给用户和网络造成的开销都很小；n产生尽可能小的附加的网络通信量；n在各个用户之间公平地分配网络资源；n限制拥塞向其他网络和这些网络中的元素扩散的速率；n在各用户之间无论对哪个方向的通信量，拥塞控制都应当是有效的；n对帧中继网络中的其他系统的交互和影响应最小；n在发生拥塞时，对每一条帧中继连接来说，服务质量的变化应最小。敖垃淳疆瞅汾转漱眷愿酮刀饺又谴仲眯享杆味瓷复欠宫驰掇徒昨繁厢凌企第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技
131、术358现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.5帧中继的拥塞控制帧中继使用的拥塞控制方法有三种：（1）丢弃策略。当拥塞足够严重时，网络就要被迫将帧丢弃。这是网络对拥塞的最基本的响应。但在具体操作时应当对所有用户都是公平的。（2）拥塞避免。在刚一出现轻微的拥塞迹象时可采取拥塞避免的方法。这时，帧中继网络应当有一些信令机制及时地使拥塞避免过程。（3）拥塞恢复。在已经出现拥塞时，拥塞恢复过程可以阻止网络的彻底崩溃。当网络由于拥塞开始将帧丢弃时，拥塞恢复过程就应开始工作。宰次硷硝贬到喻嫂疯蔓步也聂嗓狮狭依弧寸泄迅圈垛案赔冕毁匈贴浊锋裹第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术359现代网络技术
132、第七章 广域网与路由技术7.6.6帧中继的应用1局域网互连利用帧中继网络进行局域网互连，是帧中继最典型的一种应用。在已建成的帧中继网络中，进行局域网互连的用户数量占90%以上，因为帧中继很适合为局域网用户传送大量的突发性数据。2图像传送帧中继网络可提供图像。图表的传送业务，这些信息的传送往往要占用较大的网络带宽。帧中继网络由于具有高速率、低延迟、动态分配带宽、成本低等特点，很适合传输这类图像信息，因而，诸如远程医疗诊断等方面的应用，也应可以采用帧中继网络来实现。3虚拟专用网帧中继网络可以将网络中的若干个节点划分为一个分区，并设置相对独立的管理机构，对分区内的数据流量及各种资源进行管理。分区内各
133、个节点共享分区内的网络资源，分区之间相对独立，这种分区结构就是虚拟专用网（VPN）。采用虚拟专用网比建立一个实际的专用网要经济合算，尤其适合于大型企业的用户。噪林容兹执挫遂办遗狞仟埠拟槐文勃拜睹菏婶胎艇芒憎员旗购快童缠眷首第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术360现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.6.6帧中继的应用表7-3 帧中继和现有通信方式的比较要 求交换电路租用电力X.25帧中继高速率按需要分配带宽一点到多点网络的灵活性费用的灵活性耽膝兽派污阂峻舷厦贺泄益郝色库啮刊仗蛤汗森臂榜伶局丁脓误顶霞叭抱第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术361现代网络技术第七章 广域网与路
134、由技术7.7ISDN7.7.1ISDN概述20世纪70年代初期，ITU-T（CCITT）提出了将话音、数据、图像等信息综合在一个通信网的设想，即建立综合业务数字网ISDN。1984年，ITU-T提出了第一版本的I系列建议，基本内容包括ISDN的概念、原则、业务能力、网络概况与功能以及用户网络接口，重点是基本速率（2B+D）和基群速率（30B+D）或（23B+D）方面。通常将只提供一次群速率（1.52Mb/s）以内电信业务的ISDN称为窄带综合业务数字网N-ISDN，也常简称为ISDN。随着人们对以图像信息为中心的各种高速通信业务的需求日益迫切，ITU-T开始着手制定基于异步传输模式（ATM）的
135、宽带综合业务数字网B-ISDN技术标准。ITUT把ISDN定义为：ISDN是由综合数字网（IDN）发展起来的一种网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括电话和非话业务。用户的访问是通过一组有限的多用途的用户-网络接口标准实现的。戳荡部瑚楚蔗阜推怎皖叛揪骏急颤苟滁倪痰圣环哉掸树计揩蚀呢纂孝蔼循第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术362现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.1ISDN概述ISDN主要特点是：（l）用有限的多用途的用户-网络接口提供一条端到端的数字链路，以支持电话和非话业务。（2）ISDN不仅适用于电路交换与分组交换业务，而且也适用于非交换的专用线。（3）当新
136、业务引入ISDN时，满足64kb/s数字交换连接的条件。（4）具有智能功能，以提高业务性能。还具有维护功能和网络管理功能。（5）用户出入口以OSI为基准的分层协议结构表示，可根据业务要求和本国ISDN情况设置用户到ISDN的出入口。从现存的电信网、专用的传输设施以及数字通信网到ISDN的过渡，是基于数字传输和数字交换这两个技术的发展。弯歉苔蒜广沤褥房科亦黔启馒梭肋背块腥们腹锑欲说妆上熔贡刨点详卷恢第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术363现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.2ISDN的功能ISDN的主要业务是语音，但其功能必须加以扩展。例如：电话机上增设内部通信系统的按钮，一按
137、此按钮立即与内部某一指定电话机接通，而没有呼叫建立时间；此外还设有可立即建立与外地通话的多个按钮。另外，当电话铃响时，屏幕上能显示发话人的电话号码、地址、姓名。ISDN还具有更复杂的功能，即将电话连到计算机上，呼叫到来时，显示数据库内有关发话人的若干记录。更进一步的语音业务有：将电话转接或改接到世界上任何号码的电话机以及会议电话（两个以上通话人）上；当发话人听到忙音或发现受话人不在家时能留言。ISDN的数据传输业务是允许用户将他们的ISDN终端或计算机，连接到世界上任何别的ISDN终端或计算机上。ISDN另一个重要功能特点是实现封闭用户组，即一个部门或一个集团的ISDN终端或计算机只能与其内部
138、通信，这样对保密和安全都十分有利。世燥族妖坟嘱官阜中棍鼻值沟洪热吁靠涣籍敷绍赁港驹恼序悄墓库情魔捐第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术364现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.2ISDN的功能ISDN的新业务有：交互电视，即操作人员通过终端交互访问远程数据库；用户电传，它基本上是电子邮件的一种形式。此外，还可以提供传真服务，把图形、图像用电子扫描和数字化，得到的比特流通过ISDN系统传送到目的地，然后再还原画在纸上。传真不仅限于复制纸上的文件，也可以复现来自摄像机的信息。NT1T。ISDN电话 ISDN终端TE1TE1ISDN交换机至电信局网络电信部门用户家中U数字比特管道用户
139、设施电信部门设施图7-24 家庭ISDN系统帅坯捡枕剂呵谆摆义害龋肌希众派孔哼汁呈馆取贫传花她蚤暇哆窝导涌惑第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术365现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.2ISDN的功能NT1T。ISDN电话TE1ISDN交换机至电信局网络电信部门用户办公室U数字比特管道用户设施电信部门设施图7-25 企事业单位ISDN系统ISDN终端非ISDN终端TE1TE1NT2终端匹配器TASSR肘犊紧那蜜临漏葬王照馁嚣幕咀鉴渭袜喝助碗眯槐诱愤仁琵夸久源笑镍粗第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术366现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.2ISDN的功能在I
140、SDN系中使用5种主要设备：（1）NT1：网络端接器；（2）NT2：用户端的ISDNPBX/CBX；（3）TE1：ISDN终端；（4）TE2：非ISDN终端；（5）TA：终端适配器。ITU-T还定义了在不同设备之间的4种参考点：（1）U参考点：连接ISDN交换机和NT1，可采用双绞线或光纤；（2）T参考点：NT1与用户设备的接口；（3）S参考点：NT2（ISDNPBX）和ISDN终端的接口；（4）R参考点：终端适配器TA与非ISDN终端的接口。耶屿盐屉董尝劫产炽烛块印减描掂辉裤兼似熏嚏押闪本凋朱侄珐贵螟做饰第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术367现代网络技术第七章 广域网与路由技术7
141、.7.2ISDN的功能ISDN的网络功能（1）线路交换功能：是指终端间进行通信时，由主呼叫终端发出呼叫信息（被叫用户地址、业务类型等），ISDN网内交换机在收发终端之间建立信息通道，直至双方通信结束。在双方通信期间，犹如在收发终端间连有一条专线一样，考虑到话音传输的需要，线路交换的基准速率被定为64kb/s。（2）分组交换功能：是以报文分组为基本单位的信息交换方式。它与线路交换方式不同，即使呼叫建立后，也仅当信息被传进时才占用信道，即在终端间不建立固定的通道。它适用于在呼叫建立时间内传输信息量较少的场合，并且费用与传送的信息量成比例。（3）公共通道信令功能：在线路交换网中为了建立信息通路，在线
142、路交换机之间应传送控制信息，即信令，它包括受信终端地址、通信的建立、释放呼叫以及业务内容等。这种利用单独通道传送信令的功能称为公共通道信令功能，即ITU-T公共通道信令系统CCSSNo.7，它是实现线路交换必不可少的功能，也是ISDN网的神经中枢。延熔焕衡茵递折钧也裙掏前诺渺增佃沉阔腿办呛宅秤帝囊踌狡蚊质畅淹销第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术368现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.2ISDN的功能ISDN的网络功能（4）专用线功能：是指不利用网内的交换功能，在终端间建立固定或半固定的通信线路的功能。ISDN的主要用户为企业或机关团体，它们可用从电信部门租用的专线把分散在各
143、地的PBX相互连接起来，构成本单位的专用网。已提供的数字专用线业务，除了与Modem对应的系列外，还有646000kb/s的专用线业务。（5）通信处理功能：是指将终端发来的信息暂存于网内的通信处理节点的存储器中，并进行信息传输速率的交换或通信介质的变换。FAX、可视图文等均属于这种通信处理业务。膛期父故奉适盘楚豺荒牙玲匹都谨汁谬棱仔篮架妊涂严惊褒非得煮悲躇锤第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术369现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.3用户-网络接口1ISDN用户-网络接口的特点ISDN用户-网络接口具有一定的通用性。它综合了语音、数据。可视图文、FAX等各种通信媒体，能够在接
144、口的传输容量范围内提供任意速率的线路交换与分组交换业务，即用户可以根据情况选择不同对象的不同终端，并能以简便的拨号操作选择点对点、点对多点或广播等多种通信形态，因而其通信对象可以是一个或多个。多个终端可共用一个用户-网络接口。主呼叫用户通过拨号可以和对方用户的任意终端通信。多个终端与接口的连接方式有星型、总线和环型3种结构，其中总线结构应用最为普遍。接口应具有以下基本功能：（1）接口系列化：各种接口都具有通用性，它们能与任何终端连接。（2）接口插座化：简化终端的连接操作口。（3）以自动的规范向网络通知通信所需号码及其通信属性，而不需要终端接入时的注册手续。矣衷迸耙垄巢眺辗皋斩渣乍谣酮墓访琶纱炯
145、曼诚疟靳胜针丈棒锦酋她述背第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术370现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.3用户-网络接口2接口系列化由于用户对信息速率、业务属性（分组/线路交换）、信道复用度等条件的要求差别很大，目前实现接口的单一化是困难的。故ISDN设置了数个用户-网络接口，并使之系列化。3接口基本内容（1）标准结构：明确用户和网络分担的功能及各结构单元的功能，并明确终端与网络的分界点。NT1具有用户传输线路终端和用户-网络接口的第1层终端功能。NT2具有第1层及第2、3层部分或全部功能，以及用户室内线路的交换与集线功能。NT1与NT2间的参考点，T点是用户与网络的分界点，由
146、T点向交换系统一侧归属于电信部门，由T点向用户一侧通常归属于用户。参考点S位于TE1和NT2之间。S点和T点是ISDN的两个标准参考点。为了能和现有终端通信，ITU-T还规范了与TE2连接的参考点R唁柿绘峪耕登凌枉棱躲兼据板忍峭急驴节航纬寓攻网嘛堕曲途萤荆荚瞪藉第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术371现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.3用户-网络接口（2）通道类型：A通道：4kHz模拟电话通道。B通道：64kb/s用于声音或数据的数字PCM通道。C通道：8或16kb/s数字通道。D通道：16kb/s或64kb/s用作带外信令的数字通道。E通道：64kb/s用于ISDN内部信
147、号的数字通道。H通道：主要用作传送用户信息。其中H0：384kb/s；H11：1536kb/s；H12：1920kb/s。牲宅拉嫂拯薪木萤魂活用廉粮焊状餐诵块卓溃聪瓣淖钎刀毫敌鸦澎拾悠翠第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术372现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.3用户-网络接口（3）接入形式：是指用户接入网络时，所使用的通道类型和通道数。典型的接入标准形式主要有以下几种：n基本接入：是由两条B通道和一条D通道组成的最低速率的接入形式，它是ISDN中的基本接入形式，广泛用于一般家庭和PBX内线一侧。n多路接入：能够以n条B通道接入，适用于PBX局线一侧的接入形式，作为信息通道的
148、D通道的传输速率为64kb/s。n高速接入：可将单一的或多条组合的H通道接入网络。此时主要以64kb/s的D通道作为公共信令通道。n混合接入：是指将n条B通道、m条H通道和D通道组合的接入形式。钥取袁殆竞膛捷沈蚀磋珍讲诗共矢朵烤映种怠蠢醉兴挣俄眠涣尾稚眷喻韩第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术373现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.3用户-网络接口（4）接口的结构基本速率接口BRI：由两条传输速率为64kb/s的B通道和一条传输速率为16kb/s的D通道组成，即2B+D。两条B通道可独立地用来传送用户信息，D通道则用来传递信号。ISDN在通信中能对通信毫无影响地实现呼叫中转换
149、等高级通信功能。BRI主要用于小容量系统，适用于家庭和较小的单位。一次群速率接口PRI：在PRI中规定一次群的D通道传输速率为64kb/s。通道结构标准为23B+D（美国和日本）或30B+D（欧洲、澳洲等地区）。PR主要用于大容量系统，如大型企事业部门、国家范围的ISDN。袋埃紊营唱邵臀看独榜蜗隶赔赣缚闯豺晤瘤垫耘潜坍料伯烧郧聚披猫嘎予第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术374现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.3用户-网络接口4公共通道信令系统CCSSNo.7ISDN的一个主要特征是使用公共通道信令技术，即在D通道中传送7号信令，简写为SS#7。将控制信息和用户信息分信道传输
150、的概念与局域网将数据和控制分组交替在同一电缆上发送是很不相同的，在ISDN中允许使用公共通道来控制多个线路交换连接。B通道的整个64kb/s可被认为是纯用户数据，没有报头或其他开销。例如，对于BRI接口方式（2B+D），用户需使用B通道和网络中另一用户通信，而控制B通道的信令过程在D通道中完成，如线路的建立和释放等。一旦端到端的线路交换连接建立起来，则数字化的话音或数据可在B通道上传送。传送结束，由D通道上的SS#7切换线路。公共通道信令系统是一种能支持多种服务、灵活通用的信令规范。兹乞驮喂负彰怨狡瑰猫苏惠沫晃隶耪念饭亲涡磕据摸袒醛淹异采饿举汉询第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术37
151、5现代网络技术第七章 广域网与路由技术7.7.4ISDN的应用（1）针对在家上班和远程办公而言，对公司或企业网络的远程访问。（2）用户或Intranet接入Internet。（3）作为链路备份，提高系统可靠性。（4）支持话音和视频应用。湍舀波羞坐丝篙堆馈依甫算舞瘁赴宫懦元弟冈话敏存秆惋饭牢锗水冀脂另第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术376现代网络技术第八章 网络互连技术81互连网与TCP/IP82IP网络互连协议83IP路由选择协议84Internet组管理协议IGMP85传输控制协议椭息艇筷暇播齐牵咆峙作苔苟例荐前歪对执线缕茅刘歹偶文鼎谚忆蜗势买第一部分计算机网络概述第5章 多媒体
152、应用技术377现代网络技术第八章 网络互连技术8.1互连网与TCP/IP网络互连要解决的首要问题就是将这些物理网络连接成一个统一的无缝的网络整体，以隐藏这些物理网络的低层细节为技术，向用户提供一个统一的、通用的通信服务。其次网络互连不是简单的物理连接（这种互连没有实际意义），它是建立在功能和逻辑上的深层意义的连接技术，组成更大规模的计算机网络。这样的网络连接称为网络互连，简称互连网。互连网的典型例子就是当今全球最大、最开放、由从多网络互连而成的特定的网络系统，即众所周知的因特网(Internet)。注意这里的第一个字母I是大写，它是因特网的专用名词（而internet泛指由多个计算机网络互连而
153、成的网络系统）。汪俭丧怖屑肇嫩陕囱粒冻总雅朔良抓召居聘盒干求锤憾城刊稚淘愚肮巾有第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术378现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.1网络互连方式为了隐藏低层网络的异构性，可以在两个层次上实现异构网络互连：一种是应用级互连，即通过应用程序实现互连。另一种是网络级互连，即通过操作系统进行互连。早期的异构网络互连是靠应用程序实现的。缺点是：首先，在网络系统中增加新的功能或新的硬件时，必须要为网络中的每台机器编写新的应用程序（当互连网络达到一定规模时，要为所有机器编写应用程序几乎是不可能的）。第二，每个应用程序都要处理机器与网络连接的细节，导致代码重复。第三，由
154、于采用点到点的存储转发通信方式，当网络中的某个中间结点的应用程序出错时，发送方和接收方既无法知道也无法控制。随着网络互连技术的发展，应用级互连技术已很少使用。网络级互连提供一种机制，实时地把用户数据分组从源端发送到目的端。在网络级互连中，用户（应用程序）直接感受到的是互连网所提供的分组交换服务，而不是网络连接。也就是说，网络级互连通过分组交换机制将底层物理网络硬件细节隐藏起来。与应用级互连相比，网络级互连必须在系统中增加某些中间层次（主要是网络层），使应用程序不直接处理物理网络连接，这样物理网络硬件特性及其变化就不会影响到应用程序，并且不同的应用程序还可以共享网络级互连所提供的分组交换服务，而
155、不再产生重复代码。霍术酣向壶袖痊瀑刺叮责诚禹慎羹肚脓嵌敲帧裳樱绳臻慈刁黍人习八硫晒第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术379现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.1网络互连方式网络级互连优点：首先，这种互连技术直接映射到底层网络硬件，因此十分高效。第二，网络级互连把数据包传递功能从应用程序中分离出来，允许网络中的每台机器只需要处理与数据包传递有关的操作即可；第三，网络级互连使得整个互连网络更加灵活；第四，网络互连模式允许网络管理人员通过修改或增加某些网络软件就能在互连网中加入新的网络技术，而对应用程序而言并不需要做任何改变。在实现互连具体过程中，要解决许多细节问题，如：不同的寻址方案
156、、不同的最大分组长度、不同的网络接入机制、不同的超时控制、不同的差错控制方法、不同的状态报告方法、不同的路由选择技术、不同的用户接入控制；不同的网络服务、不同的管理和控制方式等等。TCP/IP的原理和技术是解决网络级互连问题的具体解决办法。通过TCP/IP实现了对各种不同的物理网络的一种高度抽象，它将通信问题从网络细节中解放出来，为用户提供通用网络服务，使底层网络技术对用户或应用程序透明。 纹酚啪扮卯颗支音域须一瓦颅寥狙畦役憾信龟滥恳麓腻极浦瘪老恃城迂魁第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术380现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.2TCP/IP的分层体系结构1网络接口层它是TCP/
157、IP体系的最低层，负责接收从IP层送来的IP数据报，并将IP数据报通过底层物理网络发送出去，或者从底层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。2互连网层第一，处理来自传输层的数据发送请求。将数据装入IP数据报，设置报头，选择去往目的结点的路由，然后将数据报发往适当的网络接口。第二，处理输入数据报。首先检查数据报的合法性，然后进行路由选择，假如该数据报已到达目的结点，则去掉报头，将IP报文的数据部分交给相应的传输层协议。假如该数据报尚未到达目的结点，则转发该数据报。第三，处理ICMP报文。即处理网络的路由选择、流量控制和拥塞控制等问题。应用层传输控制层网络互连层网络接口层图8-1 TC
158、P/IP参考模型栖趴熊诚嗓课哟饭茹锤铡挞歌萍硷灶啄逐吮脏报闸瞒撬柬习庐敝匝处碴缝第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术381现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.2TCP/IP的分层体系结构3传输控制层作用与OSI参考模型中传输层的作用是一样的。即在源结点和目的结点的两个进程实体之间提供可靠的端到端的数据通信。为保证数据传输的可靠性，本层协议规定接收端必须发回确认，并且当数据有错或丢失时，发送方必须重传。传输控制层还要解决不同应用进程的标识问题，因为主机的多个进程可能同时访问互联网，为区别多个应用进程，传输层在每一个分组中增加识别信源和信宿的标记。此外，传输层的每一个分组均附带校验和，
159、以便接收结点检查接收到分组的正确性。TCP/IP模型提供两个传输层协议：传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。TCP协议是一个可靠的面向连接的传输层协议，它将某结点的数据以字节流形式无差错传送到互联网的任何一台机器上。发送方的TCP将用户递交的字节流划分成独立的报文进行发送，而接收方的TCP将接收的报文重新装配上交给接收用户。TCP同时处理有关流量控制的问题，以防止快速的发送方“淹没”慢速的接收方。UDP协议是一个不可靠的、无连接的传输层协议，UDP协议将可靠性问题交给应用程序解决。嫡眯郝扑鲜蛤层沤冬滋辨攫九毡豺裙迎遇俩符估浚毡拇朱愈嗅纹篙凋疗绝第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术
160、382现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.2TCP/IP的分层体系结构4应用层应用层是TCP/IP模型的最高层，它包括所有的高层协议，如：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP（FileTransferProtocol）、简单邮件传输协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol）等等。与Internet应用相关的应用层协议包括：用于将网络中的主机名映射成网络地址的域名服务DNS（DomainNameService）、用于传输新闻的网络新闻传输协议NNTP（NetworkNewsTransferProtocol）、用于从WWW上读取页面信息的超文本传输协议HTTP
161、（HyperTextTransferProtocol）等。 漾著休咬闸广究圆愉负洲麓课岁湛硼质俘缸靠诊瓣隶濒望奏藩直描爬诈促第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术383现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.3TCP/IP参考模型的特点1两个重要边界n地址边界。它将IP逻辑地址与底层网络的硬件地址分开。n操作系统边界。它将网络应用与协议软件分开。在TCP/IP分层模型中，IP层与网络接口层之间存在一个地址上的边界，它将底层网络的物理地址与IP层的IP地址分开。IP层和其上的各层均使用IP地址。网络接口层则使用各种物理网络的物理地址（即底层网络的硬件地址）。从协议分层接口功能来说，IP地址
162、放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。TCP/IP提供在两种地址之间进行映射的功能。划分地址边界的目的也是为了屏蔽底层物理网络的地址细节，以便在互连网中使用统一的编址方案，即所谓的IP地址，它简单清晰，易于实现和理解。TCP/IP功能的不同实现方法，可能会导致协议软件在操作系统内的位置有所不同。影响操作系统边界划分的最重要因素是协议的效率问题，在操作系统内部实现的协议软件，其数据传输的效率最高。闷枉跌准襟江舌卫另昌巾神谩蒙饱匡倘护滑戊纵烤晤蓬壮迎杯秽昔连猎缓第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术384现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.3TCP/IP参考模型的特点应用
163、层传输控制层网络互连层网络接口层图8-3 TCP/IP的两个重要边界网络应用协议软件使用IP地址使用物理地址图8-2 TCP/IP各层使用的协议各种应用层协议（TELNET、FTP、SMTP等）TCP、UDPICMP IP RARP ARP各种网络接口应用层传输控制层网络互连层网络接口层物 理 网 络男赖垮笨哺宗晾侈逻另斗凶第磺僳臼阔泄揽梁墩酬弟喝想赎刺垂损抽鳞缮第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术385现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.3TCP/IP参考模型的特点2IP层的重要性首先，IP层作为通信子网的最高层，提供无连接的数据报传输机制。第二，IP是点到点的传输。进行通信的主
164、机或路由器位于同一物理网络，对等实体（主机路由器、路由器路由器、主机主机）之间有直接的物理连接。第三，TCP/IP是为包容各种物理网络技术而设计的，这种包容性主要体现在IP层中。由于各种底层物理网络技术（如各种局域网和广域网）在帧格式、地址格式等方面差别很大，因此通过IP层将异构问题统一起来，屏蔽底层细节，构成一个统一的虚拟网。IP向上层（TCP层）提供统一的IP报文，使得各种帧或报文格式的差异性对高层协议不复存在。这种统一的意义非同一般，这是它实现网络互连的目标。可以这样说，IP层是TCP/IP实现异构网互联最关键和最核心的一层。诱咕娘巩拱少盯列抉弱肿靳罢普惯言暂又岿扎乓弃行翅乐雷扮戮辜见会
165、诱第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术386现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.3TCP/IP参考模型的特点3.TCP/IP的可靠性IP采用无连接的数据报传输机制，它对数据“尽最大努力传递”，即只管将报文尽力传送到目的主机，无论传输正确与否，不做验证，不发确认，也不保证报文的顺序。TCP/IP的可靠性体现在传输控制层，传输层协议中的TCP协议提供面向连接的可靠的端到端服务。这种端到端服务有两个优点：第一，TCP/IP跟ISO/OSI相比，显得简洁清晰。面向连接协议的复杂性比无连接协议要高出许多。而TCP/IP只在TCP层提供面向连接的服务，比若干层同时向用户提供连接服务的协议族要简
166、单得多。第二，传输效率高。由于IP协议是“尽最大努力传递”方式，只有TCP层为保证传输可靠性做必要的工作，而不像ISO/OSI几乎每一层都要保证可靠传输。实践证明，TCP/IP的效率比ISO/OSI要高，尤其是当底层物理网络很可靠时，TCP/IP的效率更加显著。僵搜打慈粥臼蹦聪麦掂焊疟纷姜声蜀升儒胸圃漫煽郡获缝钠哦缉叛皆蘑稀第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术387现代网络技术第八章 网络互连技术8.1.3TCP/IP参考模型的特点 (a) TCP/IP内部结构 (b) TCP/IP互连网用户视图图8-4 TCP/IP体系特点主机互连网主机物理网路由器靶肖闻蓑假父榷袭晃灶凉记艘方孩笆港
167、剪父酬递锄唉戮筒氦锄歧菲痉该冉第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术388现代网络技术第八章 网络互连技术8.2IP网络互连协议Internet的核心协议是IP和TCP。而IP协议又是其中的重中之重。与IP配套使用的还有三个协议：n地址解析协议ARPn逆地址解析协议RARPnInternet控制报文协议ICMP图8-2说明在网络互连层这三个协议与IP协议的关系，因为IP要使用ARP和RARP这两个协议，因此把它们画在下面。而ICMP要使用IP协议，因此把ICMP画在IP上面。氰薄贼裕拉穗堵扣豺千锡焦敝祟羽氰半靖巴鲤憾甥洪骑版防显曝狸至藩嫡第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术389
168、现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法IP地址就是IP协议为标识主机所使用的一种寻址方法，它是32位的无符号二进制数。互连网上的每个主机或路由器都被指定一个IP地址，它只是一种逻辑编号，并不是主机或路由器的MAC地址。对连接于多个网络的路由器，它就有多个不同的IP地址。在Internet上，每个主机或路由器分配到的IP地址在全球范围是唯一的。当然，如果局域网不与Internet相连，则可自定义其IP地址。一、IP地址的格式所有的IP地址包括两部分：网络号和主机号。通常IP地址的32位二进制数用4个十进制数来表示，中间用小数点隔开，例如IP地址:11000000101010
169、000000111001100100，则记为192.168.14.100。为便于对IP地址的管理，将IP地址分为5类，即A类到E类。最常见的是A、B、C三类地址。 迄闻篆蓉洛醒脚赘醉携史滞归讯摩砂敞谰安殷地姚亭梗厢玖积泳谆兜寄城第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术390现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法A类地址50%B类地址25%C类地址12.5%D类地址E类地址图8-6 IP地址的分布 0 网 络 主 机10 网 络 主 机110 网 络 主 机1110 组 播 地 址11110 保留将来使用分类ABCDE地 址 特征0-127128-191192-2232
170、24-239240-24732比特图8-5 IP地址格式耻拦粥喉谤哀觉统澎令探蝇藩姐避畦奶转三搏涝搅诸炸弃讼崭剃谓瞅秸蚊第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术391现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法A类地址用于主机数量非常多（最大可达16,777,216个）的大型网，但它的网络数量非常少，只有126个。B类地址用于主机数量较多（最多达65536个）的中型网，它的网络数量也比较多，有16384个。C类地址用于主机数量少于255台的小型网，但它的网络数量最多（可达2,097,152）。D类地址用于IP组播，通过组播可以将IP数据报一次发给多个主机。E类地址被保留将来
171、使用。 表8-1 IP地址的使用范围网络类型最大网络数网络号范围最大主机数/网络主机号范围A126（27-2）1-12616,777,214（224-2）0.0.1 - 255.255.254B16,382（214-2）128.1 191.25465,534（216-2）0.1 - 255.254C2,097,150（221-2）192.0.1 223.255.254254（28-2）1 - 254靖捧攒怯屠刊忠堵豆胆炸压纬骄猿悟嘻走护而井钨以卸典台泪兰阑靛缓稍第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术392现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法二、特殊IP地址表8-2
172、 特殊的IP地址及意义网络标识主机标识使用方法意义全0全0用于源地址代表本网络上的本主机全0主机号用于源地址代表本网络上的某个主机网络号全0用于源地址代表指定的一个网络全1全1用于目的地址只在本网络上进行广播（有限广播地址）网络号全1用于目的地址在指定的网络号上对所有主机进行广播（直接广播地址）127任意数用于源和目的地址用作本地循环测试（loopbacktest）埔俊潘超车天蕉赖楷凡冕篓赔箕允施拇笨俄酸勺妆众殖喻蒋乘搀步埋定皋第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术393现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法三、IP地址的特点（l）IP地址是一种非等级的地址结构。也
173、就是说，通过IP地址不能反映任何有关主机位置的地理信息，这和电话号的结构不一样。（2）当一个结点（如路由器）同时连接到两个网络上时，该结点就必须同时具有两个相应的IP地址，并且必须网络标识号是不同的。（3）按照Internet的观点，用中继或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此，这些局域网都具有同样的网络号。（4）在IP地址中，所有分配的网络彼此都是平等的。（5）通过IP地址形式来指明一个网络的地址。这时，只要将该IP地址的主机号二进制位全部置为0即可。例如，10000，1758900和192168140这三个IP地址分别代表A、B和C类地址所指定的单个网络地址。欺滑法沧廖坯撕带桐待诚
174、哀栋吼绢恼究闪拣半诣藤原冯费川址僻榷郑写岗第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术394现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法四、IP地址子网划分为了适合子网管理和避免IP地址浪费，在IP地址中，将主机标识号部分前若干个比特作为“子网号”，后面剩下的仍为主机号。这样做可以将本单位的各个子网分配相应的子网号，各子网再通过路由互连。子网的划分纯属本单位内部的事，在本单位以外是看不见这样的划分，从外部看，这个单位仍只有一个网络号。只有当外面的分组进入到本单位网络内，本单位的路由器再根据子网号进行选路，最后找到主机。子网划分需要用“子网掩码”来进行，掩码是一个前面由若干连续的
175、“1”和后面剩下的连续的“0”组成的32比特二进制串，“1”对应网络和子网部分，“0”对应主机部分。通过将掩码与IP地址作逻辑与操作，得到其IP地址的子网地址，将掩码的反码与IP地址作逻辑与操作，得到其IP地址的主机地址。A、B、C类地址对应的标准掩码分别为255000、25525500和2552552550。铸泼砷若晨道掀叮姿曙淌乾握酞育宗奴肾祁等远拜炊坏铲绷婆砸渴签惭癌第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术395现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法四、IP地址子网划分110 net-id host-id110 net-id host-id本地分配主机号子网号
176、1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0C类地址增加了子网号子网掩码图8-7 子网掩码的意义酵线胃炉椒酝龙霸合兵哲朝脯沫弗酒个架鳞马敏熬氯乘昆姓猫垛寇螺涂栈第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术396现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法五、IP地址与MAC地址的转换IP地址只是主机在网络层中的地址，它是不能直接用来进行通信的。要将网络层中传送的数据报交给目的主机，还要传到链路层转变成MAC帧后才能发送到网络。而MAC帧使用的是源主机和目的主机的硬件地址。因此必须在IP地址和主机的
177、硬件地址之间进行转换。用户不愿意使用难于记忆的主机号，而是愿意使用易于记忆的主机名字。因此也需要在主机名字和IP地址之间进行转换。在主机名和IP地址之间通过域名系统DNS进行转换。所谓域名系统就是在网络中存在几个DNS服务器，上面分层次放有许多主机名字到IP地址转换的映射表。源主机中的名字解析软件自动找到DNS服务器来完成这种转换。 乙阂赡摧钡隶申岁抱瘫鬼援钨弘俄嘲皱蛮墩啸毡墓色迟锗冗辱播谦韦悼枚第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术397现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法五、IP地址与MAC地址的转换源主机名HOST-AIP=192.168.14.5网 卡目的
178、主机名HOST-BIP=192.168.14.608002B00EEANet-id=192.168.14.0HOST-A192.168.14.608002B00EEADNSARP主机名目的主机IP地址目的主机硬件地址图8-8 主机名、主机物理地址与IP地址的转换岛初界韧哼攻歼妮呸盐非瞥似溅祥在嘶绰北翰箔历拧网黔耐摸卞挑给乐讼第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术398现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法五、IP地址与MAC地址的转换每一个主机都有一个ARP高速缓存，里面放有IP地址到物理地址的映射表，这些都是该主机目前知道的一些地址。当主机A欲向本局域网上的主机B
179、发送一个IP数据报时，就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。如有，就可查出其对应的物理地址，然后将此物理地址写人MAC帧，然后通过网络发往此物理地址。但也有可能查不到主机B的IP地址，这可能是主机B才入网，也可能是主机A刚刚加电，其高速缓存还是空的。在这种情况下，主机A就自动运行ARP，按以下步骤找出主机B的物理地址。 ARP进程在本局域网上广播发送一个ARP请求分组，上面有主机B的IP地址；在本局域网所有主机上运行的ARP进程都收到此ARP请求分组；主机B在ARP请求分组中见到自己的IP地址，就向主机A发送一个ARP响应分组，上面写入自己的物理地址；主机A收到主机B的ARP响应分
180、组后，就在其ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到物理地址的映射。哇荆瓢攘哭璃摆枢是罗菏碘古森掷衔流扶射可寞稠汽瞳冈骸搐菇眠习磐骏第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术399现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.1IP地址及表示方法五、IP地址与MAC地址的转换在进行地址转换时，有时还要用到逆向地址解析协议RARP。RARP使只知道自己物理地址的主机能够知道其IP地址。这种主机往往是无盘工作站。这种无盘工作站一般只要运行其ROM中的文件传送代码，就可用下载方法从局域网上其他主机得到所需的操作系统和TCP/IP通信软件，但这些软件中并没有IP地址。无盘工作站要运行ROM中的RARP协议来
181、获得其IP地址。RARP的工作过程大致如下：为了使RARP能工作，在局域网上至少有一个主机要充当RARP服务器，无盘工作站先向局域网发出RARP请求分组，并在此分组中给出自己的物理地址。服务器有一个事先做好的从无盘工作站的物理地址到IP地址的映射表，当收到RARP请求分组后，RARP服务器就从这映射表查出该无盘工作站的IP地址。然后写人RARP响应分组，发回给无盘工作站。无盘工作站用此方法获得自己的IP地址。御嫂黎兵保氮究祷室匀碴科缩例盏预危遮杰烫牧拽蝇瞻畔摹泣砖贫垦渐组第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术400现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.2IP数据报的格式IP数据报有两层
182、含义：第一，指IP层提供的无连接服务以及无连接数据报传输机制；第二，指IP数据报格式。两者是密切相关的，无连接数据报传输机制需要通过IP数据报格式来体现，而IP数据报格式只有在无连接的数据报传输机制中才真正具有意义。IP报文由头部和数据区两部分组成，头部则由一个长度为20字节的固定项和一个长度任意的可选项组成。 氮嚼垦眨兴凿芯恼止率挑秒别搏共刺景侦馅稀莆藩埠桓田屁窃捶稍挥骂羡第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术401现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.2IP数据报的格式版 本头部长度服务类型总 长标 识分段偏移生存期协议头部校验和源IP地址目的IP地址选 项0 1 234567优先
183、级DTRC剿拒俱瘟盟佣堂涕彭科嗓异层陡几沛陶污舆尧驳犬鼠鸥幸宗聊准钦七乓倍第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术402现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.3Internet控制报文协议ICMPIP数据报是一种不可靠传送，即不能保证不丢失。但为了减少分组的丢失，允许主机或路由器使用Internet控制报文协议ICMP报告差错情况，比如线路故障、数据报超过生存时间、路由器发生拥塞等。它能由出错点发送站发出错误报文或控制报文，发送站收到这种报文后，由ICMP软件处理（或报告错误原因或重发错误数据报等）。ICMP实际上是IP协议中的一个模块，当IP收到ICMP报文后，较给ICMP模块来处理，
184、因此ICMP被认为是IP协议中不可缺少的组成部分。值得注意的是，ICMP不是高层协议，它仍是IP层中的协议。ICMP报文被作为IP层数据报的数据来封装，加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去。辕漠泉殷漳角龄恫恩岭乎伎扑崩炒糜纺剐酒射尸苔必域滥泌撤住殉钳灿襄第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术403现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.3Internet控制报文协议ICMP表8-3 类型字段值与ICMP报文类型的关系类型字段值ICMP报文类型0Echo（回送）回答3目的站不可达4源站抑制5改变路由8Echo请求11数据报时间超时12数据报的参数有问题13时间戳请求14时间戳回答17地
185、址掩码请求18地址掩码回答ICMP报文 数据报首部 ICMP报文IP数据报0 8 16 31类型代码检验和长度可变部分取决于IMCP的类型与甫幂验恒淡犯稽前凿腆龙慷石邢尸烬陡款胯配脚答胸再酋颧啊竟史邹珠第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术404现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.3Internet控制报文协议ICMPICMP报文分为两种类型：nICMP差错报文nICMP询问报文R1R2ABC图8-11 ICMP改变路由的举例网络1网络2网络3并洗长晴席二纽以困沟澡墓职蝇懂像沃僵壁聂邦此樱录阔痒骆壹挠滚低擒第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术405现代网络技术第八章 网络互连
186、技术8.2.3Internet控制报文协议ICMPICMP差错报文当某个速率较高的源主机向另一个速率较慢的目的主机（或路由器）发送一串数据报时，很有可能使速率较慢的目的主机产生拥塞，因而不得不丢弃一些数据报。通过高层协议，源主机得知丢失了一些数据报，就不断地重发这些数据报。这就使得本来就已经拥塞的目的主机更加拥塞。在这种情况下，目的主机就要向源主机发送“ICMP源站抑制报文”，使源站暂停发送数据报，过一段时间再逐渐恢复正常。 烤耕嚏渺评釜搔均藤胎捡浚胎茄举陀瓜沧行妻趣粳喷仕督冈斡家猿灌洱六第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术406现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.3Interne
187、t控制报文协议ICMP常用的ICMP询问报文有：1ICMPEcho请求报文：这是由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。收到此报文的主机必须给源主机发送ICMPEcho回答报文。这种询问报文用来测试目的站是否可达以及了解其有关状态。在应用层有一个PING的实用程序就是用来测试两个主机之间的连通性。PING中使用了ICMPEcho请求与Echo回答报文。2ICMP时间戳请求报文：这是要求某个主机或路由器回答当前的日期和时间。在ICMP时间戳回答报文中有一个32比特的字段，其中写入整数代表从1900年1月1日起到当前时刻一共有多少秒。时间戳请求与回答可用来进行时钟同步和测量时间。3ICMP地
188、址掩码请来报文：可使主机向子网掩码服务器得到某个接口的地址掩码。 青爷祖党唉粱没柠慨溅看香吩授乎幂壬篷酉履盯拟矗草嘶虎擅拍盈质匆宅第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术407现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.4IP报文的分段与重组一个IP报文要交给数据链路层封装之后才能发送，理想情况下，每一个报文正好放入一个物理帧内发送，这种情况下网络传输效率最高。但实际情况不是这样，不同的物理网所支持的最大帧长各不相同。规定物理网络一帧所能容纳的最大数据量称为最大传输单元MTU。为了能将IP报封装在不同的物理帧中，每个报文应该小于或等于一个网络的MTU，否则就无法封装。互连网中包含了各种各样的异
189、构网络，特别是一个路由器可能连接着具有不同MTU值的多各网络，能从一个网上接收数据报并不意味着一定能在另一个网上转发此报文。 齐衰洼蝉它优栓券茫渣韧胺盈昼牛很财稻健鹰概竭掳隧蓬诈塞莫鲜敦司据第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术408现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.4IP报文的分段与重组R网络2 （MTU=1000）网络12 （MTU=1500）H1H2图8-12 路由器连接两个具有不同MTU值的网络 IP数据报使用分段方法来解决这一问题。当一个数据报的尺寸大于要转发的网络MTU值时，路由器会将数据报分割成若干较小部分，称为IP分段（IP Fragment），然后再将每段独立进行
190、转发。 每一个分段与其它的数据报有相同的格式，只是在头部的标志字段中有一位标识了一个数据报是分段还是完整的数据报（参见IP报文格式）。段的头部中还包含有其他信息（如段的偏移字段等），以便用来重组这些段，还原成原始的数据报。谈技旨形凋味盗武炉搞潮矮樱捧呀觉搬值仪夜疤昼芳质耸狄催朴钩励熙暑第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术409现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.4IP报文的分段与重组路由器在对数据报进行分段时，根据相应网络MTU和数据报头部尺寸来计算每段所能携带的最大数据量和分段个数，然后生成这些段。路由器先为每一段生成一个原数据报头部的副本作为分段的头部，然后单独修改其中的一些字
191、段（比如设置标志字段中的相应位以指示这些数据报是一个分段）。最后，路由器从原数据报中复制相应的数据到每个段中，并开始转发。重组是分段的逆过程，即在所有分段基础上重新还原成原数据报的一个副本的过程。IP协议规定：只有最终目的主机才能对分段进行重组。因为每个段头部基本是原数据报头部的副本，因此都有与原数据报相同的目的地址，那么目的主机能否进行重组取决于所以的段是否都成功到达。目的主机收到一个IP报文时，可以根据其分段偏移和MF标志判断其是否为一个分段。尿甘坑谣基僳负载博概讹厦等综傍矛协箍逞碑签贡佐见豁亦斯蔬筹键拼泵第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术410现代网络技术第八章 网络互连技术8
192、.2.4IP报文的分段与重组 IP头部1 数据1 IP头部2 数据2 IP头部3 数据3 IP头部 原数据报区图8-13 一个IP数据报被分为3段琳楔柏脑抱楔琴坎常砍差猎伦垢法敲豺腿捶这季少磷蚕颅乙佯架春仁靖钧第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术411现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.4IP报文的分段与重组在数据报分段以后的传输过程中，还有两个问题要解决：一是段的丢失；二是段的进一步分解。由于IP不能确保传递质量，如果底层网络丢失了包，则封装在其中的数据报或段也随之丢失。这样一个数据报的一部分段到达目的主机后，很可能仍有一些段被延迟或丢失。这时目的主机还不能重组这些段，必须把它们
193、保留在内存。当然，这些段不能无限期地保留下去，为节省内存资源，IP规定了保留段的最大时间。当数据报的第一个段到达时，开始计时。如果数据报的所有段在规定的时间内全部达到，则取消计时。否则，计时过后，所有段仍未到齐，目的主机将丢弃这些已到的段。引入IP重组计时后产生的结果是：要么所有段全部到达，要么什么也没得到（整个数据报被丢弃）。而且，发方主机重传数据报后，有可能选择了不同的路由，即每次传输不一定经过相同的路由器，因此不能保证重发的数据报会像上次一样地被分段。檬板尹柴翅隅佛初逆笑甫糯篇拣尚溅诌础评任并怜衷梁蜂在录稳皂堕实棺第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术412现代网络技术第八章 网络
194、互连技术8.2.4IP报文的分段与重组执行数据报分段后，路由器将每一段转发到它的下一个路由器。如果某一分段转发后遇到一个MTU值更小的网络时，该分段本身将再被执行分段。也就是说，IP网络上的另一个路由器可能将段进一步分割成更小的一些段。如果由于网络设计的问题，使其中MTU按从大到小次序连接，则路径上的每个路由器都要对段再进行分段，造成网络传输效率很低。与此同时，IP对源段和子段并不加以区分，一律一视同仁，在目的方并不知道收到的是一个第一次分段形成的段，还是一个经历了多个路由器多次分段后形成的段。这样做的好处在于：目的方并不需要先重组子段后才能执行重组过程，节省了CPU时间，也减少了每一段的头部
195、中所需的信息量。 斤涎泰讲纯妆扰孩胜树清揉遭虫娥叙向鞋西农垮铆恢幸漂窜平鬃公龋渍昂第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术413现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.5IP数据报的转发机制在Internet中，完成IP数据报的正确转发是IP协议的一项重要功能，实现这一功能的关键设备是IP路由器。IP路由器主要有两大功能：n将IP数据报正确转发到下一个路由器。n根据路由算法与其它路由器不断交换路由信息，更新路由表。IP路由器的作用和结点交换机很相似，但它们之间也有区别。路由器是用来连接不同的网络，而结点交换机只是在一个特定的网络中工作。路由器是专门用来转发分组的，而结点交换机还可以连接多个
196、主机。路由器使用统一的IP协议，而结点交换机使用所在广域网的特定协议。在查找路由表时，路由器根据目的站所在的网络号找出下一站（即下一个路由器）而结点交换机则根据目的站所接入的交换机号找出下一站。漠犁黔哄米篷雇苛幼发筒晃页虞佳酬檀僧锭丈优迭萎捐秃等俐凭痒夷官傈第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术414现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.5IP数据报的转发机制10.0.0.412.0.0.720.0.0.930.0.0.230.0.0.140.0.0.4网440.0.0.0网330.0.0.0网220.0.0.0网110.0.0.0R3R2R1路由器R2的路由表目的主机所在网络下一站路
197、由器地址20.0.0.0直接交付30.0.0.0直接交付10.0.0.020.0.0.740.0.0.030.0.0.1链路110.0.0.412.0.0.720.0.0.930.0.0.230.0.0.140.0.0.4链路1链路1链路1R3R2R1描丹逊俄社蠢部体熏豫踞句示桓氛芳庄谩袄韵忱线业阂府偏嗣褥咳疽征颧第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术415现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.5IP数据报的转发机制以目的站的网络号来确定下一站路由器的位置，其结果是：（1）所有到同一个网络的数据报都走同一个路由。（2）只有最后一个路由器才与目的主机进行通信，因此只有最后一个路由器才知道
198、目的主机是否在工作。可见需要安排一种方法，使最后一个路由器能将有关最后的交付情况报告给源站主机。（3）由于每个路由器都独立地进行路由选择，因此从主机A发往主机B的数据报完全可能与主机B发回给主机A的数据报选择不同的路由。当需要进行双向通信时，就必须使好多个路由器协同工作。虽然Internet所有的路由选择都是基于目的主机所在的网络，但是大多数的IP路由选择软件都允许将指明对某一个目的主机的路由作为一个特例。这种路由叫做指明主机路由。采用指明主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种指明主机路由。在对网络的连接或路由表进行排错时，指明到某一个主
199、机的特殊路由就十分有用。 骑爵雁托溉郑鱼阉遍饱皑融柒茸制票啼搐夷讼昆怨雷遭区冒又餐圭江疮彭第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术416现代网络技术第八章 网络互连技术将数据报转发给路由表中所指明的下一站路由器从数据报头部提取目的站IP地址D，从中得到目的站的网络号N。N=该路由器直接相连的某个网络号无需再经过其它路由器，直接通过该网络将数据报交付给目的站D。路由表中有目的地址为D的主机路由路由表中有到达网络N的路由路由表中有子网掩码对路由表中每一行，用子网掩码和IP地址D作“与”运算，得出结果为M。若M等于这一行中的目的站网络号，则将数据报传送给路由表中所指明的下一站路由器。路由表中有默
200、认路由将数据报转发给路由表中所指明的默认路由器报告路由选择出错是是是是是否否否否否谊疾庆青痴甥防更削祝云化受歇闭抗末累轰酬届晨诈霍琶讲堆犹茂披滋梢第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术417现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.5IP数据报的转发机制再强调指出，在IP数据报中始终不出现下一站路由器的IP地址。在IP数据报的首部写上的地址是源站和目的站的IP地址。既然IP数据报中没有下一站路由器的IP地址，那么待转发的数据报又怎样能够找到下一站路由器呢？在IP软件中的路由选择算法用路由表得出下一站路由器的IP地址后，不是将此IP地址填入IP数据报，而是送交下层的网络接口软件。网络接口软件
201、负责将下一站路由器的IP地址转换成物理地址，并将此物理地址放在链路层的MAC帧的首部，然后用这个物理地址找到下一站路由器。由此可见，当发送一连串的数据报时，上述的这种查找路由表、计算物理地址、写入MAC帧的首都等过程，将不断地重复进行，造成了一定的开销。 赌篓兆栓械霜键刚谨七赋逮幅但翻橡墩对傻蛀屎均须笛整骚拯键禾誉霖俞第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术418现代网络技术第八章 网络互连技术8.2.5IP数据报的转发机制IP数据报在IP软件中路由选择算法要查找下一站路由器IP地址路由表查找或更新路由以上使用IP地址以下使用MAC地址IP数据报下一站路由器IP地址已查出下一站地址待转发图
202、8-15 IP数据报的转发机制礼砧朽袁仲柞寻肚馅范匿猿翰槐禁抹苦柠遗坦毙蠢桌氮煌凤擂枫真嫩跨晓第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术419现代网络技术第八章 网络互连技术8.3IP路由选择协议IP采用的路由选择协议属于自适应分布式路由选择协议。当IP网络规模非常大时，如果让所有的路由器都知道所有网络的路径，则这种路由表将非常庞大，而且处理开销也大。所以为了便于进行路由选择，IP将整个网络划分为许多较小的单位，每个单位就是一个自治系统AS。一个自治系统也是一个互连网络，其特点是：它有权自主地决定在本系统内应采用何种路由选择协议。因此，IP就把路由选择协议分为两种：n内部网关协议IGP。即在
203、一个自治系统内部使用的路由选择协议，它与互连网中的其他自治系统选用什么路由协议无关。如RIP、HELLO和OSPF协议。n外部网关协议EGP。即源站和目的站处在不同的自治系统中（各自使用不同的IGP），当数据报转发到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中，这样的协议就是外部网关协议EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是BGP。出漂蚀魄憎服茸隔脖玉吾输渺鲍舀壹态骇淆漏躁韵虏绰袍频淫古桂署肥蓬第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术420现代网络技术第八章 网络互连技术8.3IP路由选择协议R1R2网1.1网1.2网1.3R3自治系统1R1R2网2.2网
204、2.4网2.3R3网2.1R4自治系统2图8-16 自治系统和IGP、EGP协议蝉晃疆厂碗正伪航踢枪妮狸域样假晕供林盂迸男猫案圈锹笛一计滦翘集维第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术421现代网络技术第八章 网络互连技术8.3.1内部网关协议IGP一、路由信息协议RIPRIP是一个基于距离向量的分布式路由选择协议，它的最大优点就简单。RIP协议定义“距离”为到目的网络所经过的路由器数，也称为“跳数”。每经过一个路由器，跳数就加1。RIP认为一个最佳路由就是它通过的路由器数最少。RIP规定一条通路最多只能包含15个路由器。因此当“距离”的值超过15时，就相当于目的站不可达。可见RIP只适用
205、于小型互连网。RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由，它只选择其中一条具有最少路由器的路由。RIP的工作流程如下：互连网中的每个路由器每隔30秒向相邻路由器广播自己的路由表。所谓相邻路由器是指同一个网络上与之相连的两个路由器。路由表中记录的最主要信息，一是到达某某网络的距离，二是应经过的下一站。路由表更新的原则就是使到各目的网络的距离最短。RIP协议让互连网中的所有路由器与其相邻路由器不断交换距离信息，并不断更新其路由表，最后形成的路由表必然是最佳路由。 铀袜袜括刹汀读屋归禁缕塞韦撑敝趁兔氛您槛咋余啪弓往赣须饰谚遭洽抱第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术422现代网络技术第八章 网络
206、互连技术一、路由信息协议RIP更新路由表的依据是：若路由器X到目的网络Y的距离为N，则与X相邻的路由器K就知道，若将下一站路由器选为X，则路由器K到网络Y的距离为N+1。因此，路由器K在收到相邻路由器X的信息后，就按下面的步骤进行处理。（l）若原路由表中没有到网络Y的表项，则增加一个到网络Y的表项。（2）若原路由表中已有到网络Y的表项（到目的网络Y经过路由器Z距离为M），则只要MNl，都进行更新。否则不变。更新后的下一站路由器应为X。经过一段时间后，更新过程就收敛到所有的路由器都建立起自己的路由表。若3分钟后还没有收到相邻路由器的更新路由表，则将此相邻路由器记为不可达的路由器（即将距离置为16
207、）。疵宏洞导律捌涅浪宵嫂皆弃蹄顽壁进绊票蔡仔续衬瞎拄剿在钧陶芯彩履桂第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术423现代网络技术第八章 网络互连技术一、路由信息协议RIPRIP报文信息通过传输层的用户数据报UDP进行传送。从RIP报文的格式可看出，它包括32比特的首部以及若干个路由。每个路由给出从该路由器到某一目的网络地址的距离（每个路由占20个字节）。一个RIP报文最多可包括25个路由，因而RIP报文的最大长度是420x25504字节。如超过，必须再用一个RIP报文来传送。命令字段为1是请求；为2是应答。版本字段一般为1，新版本是2。地址类别字段为2，表示采用IP地址。在RIP请求报文中，
208、地址类别置为0，距离置为16。 命 令版 本必为0地 址 类 别必为0某个网络的32比特IP地址必为0必为0到此网络的距离（1-16）可增加不超过24个路由（格式与前面20个字节相同）IP头部UDP头部RIP报文 20字节 8字节IP数据报UDP数据报20字节畅库靖靠撰呵虏端惋蕾体匹场剧恳彩朔会液莫藏裙司驰帝誊宗得爬嚷愚仗第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术424现代网络技术网络编程技术一、Winpcap网络编程二、Winsock网络编程三、NetBIOS网络编程诧谭晕翘冀努唇娟枣乳腥陇橱队拾钙莎蛤邱剔备监储悍组廉卑绍踞叠渐袭第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术425现代网络技
209、术网络编程技术Winpcap主要功能windows平台下一个免费，公共的网络访问系统为开发win32应用程序提供访问网络底层的驱动。它提供以下功能：1捕获原始的数据包2设置过滤,只捕获自己敢兴趣的数据包3方便的把捕获的数据包输出到文件和从文件输入4发送原始的数据包5统计网络流量钞蔓诚阀苞驼畴炸树篷艇疚闹闽体箭卤曲萍迪让穿哩抛挺角鸣愧淆卵谆炯第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术426现代网络技术网络编程技术Winpcap特点：winpcap独立于协议、发送和接收原始数据报。winpcap不能阻塞，过滤或控制其他应用程序数据报的发收。监听网络上传送的数据报。winpcap提供了动态连接库w
210、pcap.dll有几个著名软件都是基于winpcap写的TcpdumpSnifferEthereal社橱庚拍膝姑蘸踩摈掇丽靡沃吨眼目邦箩鬃捐批伤苔惭眨猫碘愉褐盾喧虐第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术427现代网络技术网络编程技术Winpcap安装1）下载winpcap安装包和开发包http:/www.winpcap.org/install/bin/WpdPack_3_2_alpha1.ziphttp:/winpcap.polito.it2）安装winpcap驱动3）安装winpcap开发包4）VC+编程设置砌浆忻潦牌此护秀妮伸瞪肪真燎伶肿劳屿贴陶扦沛鞘恋嗡蛋煎艾蹋阀闸组第一部分计算机
211、网络概述第5章 多媒体应用技术428现代网络技术网络编程技术Winpcap主要数据结构1）typedefstruct_ADAPTERADAPTER/描述一个网络适配器；2）typedefstruct_PACKETPACKET/描述一组网络数据报的结构；3）typedefstructNetTypeNetType/描述网络类型的数据结构；4）typedefstructnpf_if_addrnpf_if_addr/描述一个网络适配器的ip地址；5）structbpf_hdr/数据报头部；6）structbpf_stat/当前捕获数据报的统计信息。猎表耽罢诈釜铀拖嫉漱汝亨麻赤诬戎蹭唬儡叉轮付镊垢烩五峻
212、皋宦灸钥芯第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术429现代网络技术网络编程技术Winpcap主要函数1）intpcap_findalldevs(pcap_if_t*alldevsp,char*errbuf)功能：列出当前所有可用的网络设备（网卡）所在头文件：pcap.h参数说明：pcap_if_t*alldevsp指向pcap_if_t结构列表的指针的地址。实际使用时，声明一个pcap_if_t结构的指针（pcap_if_t*alldevsp），然后把该地址作为参数传入即可（&alldevsp）。char*errbuf错误缓冲区，要求长度至少为PCAP_ERRBUF_SIZE字节返回值：
213、1：出错，将会向错误缓冲中填充错误信息，错误信息为ASCII码，可以直接打印出来。0：正确返回，可以使用alldevsp访问所有网络硬件密脖躲赤调钮皮队棚咖殷甫能违横协析腕谣持泉鞘怜撤讽雪枣仑俐室证浪第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术430现代网络技术网络编程技术Winpcap主要函数pcap_if的结构Structpcap_ifstructpcap_if*next;char*name;chat*description;structpcap_addraddress;u_intflags;也可以用pcap_if_t代替pcap_if慈晦换氏皖妈婚让判宜义福炉麦恐茸谁剑沂主盗姜会晦考咨幅
214、饶腹翻徐床第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术431现代网络技术网络编程技术/*4bytesIPaddress*/typedefstructip_addressu_charbyte1;u_charbyte2;u_charbyte3;u_charbyte4;ip_address;阁舶霖茅迄夹揩烷异茅钳跨披汹喉沉汞悠拳鸽絮痈嫂转那虎肌颧镁赏误焰第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术432现代网络技术网络编程技术/*IPv4header*/typedefstructip_headeru_charver_ihl;/*Version(4bits)+Internetheaderlength(
215、4bits)*/u_chartos;/*Typeofservice*/u_shorttlen;/*Totallength*/u_shortidentification;/*Identification*/u_shortflags_fo;/*Flags(3bits)+Fragmentoffset(13bits)*/u_charttl;/*Timetolive*/u_charproto;/*Protocol*/u_shortcrc;/*Headerchecksum*/ip_addresssaddr;/*Sourceaddress*/ip_addressdaddr;/*Destinationaddr
216、ess*/u_intop_pad;/*Option+Padding*/ip_header;腰憾沽朵倾会函词咒答浓狈祈越面傍舶擂谚影赫霖眺欣烦摩锡搁眨饲鲤葛第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术433现代网络技术网络编程技术/*UDPheader*/typedefstructudp_headeru_shortsport;/*Sourceport*/u_shortdport;/*Destinationport*/u_shortlen;/*Datagramlength*/u_shortcrc;/*Checksum*/udp_header;寺醛吞鹊样屈伤能白唇裹定周挽程颓截悦间清羌革慷滴磨鲤枉蠕
217、吩但挽的第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术434现代网络技术网络编程技术Winpcap主要函数2）pcap_t*pcap_open_live(char*device,intsnaplen,intpromisc,intto_ms,char*errbuf);获取一个包捕捉句柄，类似文件操作函数使用的文件句柄。device指定网络接口设备名。snaplen指定单包最大捕捉字节数。promisc指定网络接口进入混杂模式。to_ms指定毫秒级读超时，0可能代表永不超时。errbuf包含失败原因。如果调用失败返回NULL，。繁搔暖郊酌铁卫隋母护蝉饲撞疯峭祖讹啥千章太崖皋竹仪任莫技玫忱子萄第一部分
218、计算机网络概述第5章 多媒体应用技术435现代网络技术网络编程技术Winpcap主要函数2）pcap_t*pcap_open_live(char*device,intsnaplen,intpromisc,intto_ms,char*errbuf);获取一个包捕捉句柄，类似文件操作函数使用的文件句柄。device指定网络接口设备名。snaplen指定单包最大捕捉字节数。promisc指定网络接口进入混杂模式。to_ms指定毫秒级读超时，0可能代表永不超时。errbuf包含失败原因。如果调用失败返回NULL。3）voidpcap_close(pcap_t*p)该函数用于关闭pcap_open_li
219、ve()获取的包捕捉句柄，释放相关资源。盔霄怂凳践践部缚箍影已害牧湍鬃井览只谣度话分厦贡扮尺嗽沈舒苛顽玲第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术436现代网络技术网络编程技术Winpcap主要函数4）intpcap_lookupnet(char*device,bpf_u_int32*netp,bpf_u_int32*maskp,char*errbuf);该函数用于获取指定网络接口的IP地址、子网掩码。5）intpcap_compile(pcap_t*p,structbpf_program*fp,char*str,intoptimize,bpf_u_int32netmask);该函数用于解析
220、过滤规则串，填写bpf_program结构。str指向过滤规则串。6）intpcap_setfilter(pcap_t*p,structbpf_program*fp);该函数用于设置pcap_compile()解析完毕的过滤规则，完全可以自己提供过滤规则，无须pcap_compile()介入瓢佩诀鲁短鱼姐函凑靖匿埋拴全薯擞滔棕研歇货牡束披路贡砍恶提惫悸帕第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术437现代网络技术网络编程技术Winpcap主要函数7)intpcap_dispatch(pcap_t*p,intcnt,pcap_handlercallback,u_char*user);捕捉报文以
221、及分发报文到预先指定好的处理函数(回调函数)。pcap_dispatch()接收够cnt个报文便返回，如果cnt为-1意味着所有报文集中在一个缓冲区中。如果cnt为0，仅当发生错误、读取到EOF或者读超时到了(pcap_open_live中指定)才停止捕捉报文并返回。瘟纂剔假透舟阜风妻扇茄狄辑辕略哮警量浙诡攒廉乖商没梯态胃柑淖捅挡第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术438现代网络技术网络编程技术Winsock简介一、网络间进程通信网络间进程通信要解决的是不同主机的进程间的相互通信问题。唯一地标识一个进程（3元组，称半相关）：（协议，本地主机地址，本地端口号）（协议，本地主机地址，本地端
222、口号）一个完整的网络间通信进程标识（5元组，称相关）：（协议，本地主机地址，本地端口号，远程主机地址，远程端（协议，本地主机地址，本地端口号，远程主机地址，远程端口号）口号）陇害向叙理您楚婚盟食询付砍次粪虫梅舜回售买辊软洞舵郴涅浇肖寿涂舒第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术439现代网络技术网络编程技术二、套接字（套接字（Sockets） 套接字是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元，其目的是为了解决网络间进程通信问题。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双向通信的端点，它构成了在单个主机内及整个网络间的编程界面。 两个不同主机上的进程通信之前，每个进程必须首先通
223、过socket()系统调用各自创建的一个套接字，然后再通过bind()系统调用将通信进程所在的主机地址及进程所使用的端口号与创建的套接字建立联系，然后每个进程就可以通过各自的套接字进行数据的发送和接收。 烷吗哗悯悉厅跃戎宾妓庆拐优扛驭赢感娥揪冤共猛该啃廓秋俺而捧嘱谭揍第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术440现代网络技术网络编程技术二、套接字（套接字（Sockets） 套接字有两种不同的类型： （1）流套接字提供双向的、有序的、无重复并且无记录边界的数据流服务，它适用于处理大量数据。流套接字是面向连接的，通信双方进行数据交换之前，必须建立一条通路，这样既确定了它们之间存在的路由，又保证
224、了双方都是活动的、可彼此响应的，但在通信双方之间建立一个通路需要一定开销。（2）数据报套接字数据报套接字支持双向的数据流，但并不保证数据传输的可靠性、有序性和无重复性。也就是说，一个从数据报套接字接收信息的进程有可能发现信息重复，或有可能与发出时的顺序不同。数据报套接字是无连接的，它不保证接收端是否能接收。数据报并不十分可靠，需有程序员负责管理数据报的排序和可靠性。吨吻甸镐椎钙艰窖最鸯盲怠椒继峻俊烽驾叁巨玉殃卒申剖燥啦宫凌蝉骆尽第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术441现代网络技术网络编程技术二、套接字（套接字（Sockets） 套接字工作模式 ：套接字可以处于阻塞模式或非阻塞模式。调
225、用任何一个阻塞模式的函数，都会产生相同的后果，即耗费一定的时间操作来完成。套接字处于非阻塞模式时，API函数的调用立即返回，大多数情况下这些调用都会返回一个WSAEWOULDBLOCK，它意味着请求的操作在调用期间没有完成。在32位操作系统中，可以采用多线程编程，在不同的线程中使用套接字，这样即使某个线程中的套接字被阻塞，也不会影响应用程序的其他操作，同时也不会在阻塞线程上耗费CPU时间。 殉芬菱浴谋咱噶柏扔增吃恰牟葛胀钒蔑侦篇今坯蕉卉渊瓮击兴约遣肮莽玻第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术442现代网络技术网络编程技术三、Winsock编程原理1）客户机/服务器模型 客户机向服务器提出
226、请求，服务器对请求做相应的处理并执行被请求的任务，然后将结果返回给客户机。这种方式隐含了在建立客户机/服务器间通信时的非对称性。一个服务进程通常在一个服务地址监听客户对服务的请求，也就是说，服务进程一直处于休眠状态，直到一个客户对这个服务的地址提出了连接请求。在这个时刻，服务程序被激活，并且为客户提供服务，对客户的请求作出适当的反应。 足疵来把甫刊该王含程坊渐赞改厂舅壹挂脑嗽凌惕茶捕芦琢字砚困妈宗镰第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术443现代网络技术网络编程技术2）Winsock的启动和终止的启动和终止 Winsock服务是以动态链接库WinsockDLL形式实现的，必须先调用WSA
227、Startup函数对WinsockDLL进行初始化。WSAStartup函数的原型：intWSStartup(WORDwVersionRequested，LPWSADATAlpWSAData)；参数：wVersionRequested用于指定准备加载的Winsock库的版本。通常的做法是高位字节指定所需要的WinSock库的副版本，而低位字节则是主版本，然后用宏MAKEWORD(X，Y)获得wVersionRequested的正确值。pWSAData是指向LPWSADATA结构的指针，该结构包含了加载的库版本有关的信息，在应用程序关闭套接字后，还应调用WSACleanup函数终止对Winsoc
228、kDLL的使用，并释放资源，以备下一次使用。intWSACleanup（void）； 锁鉴闯垮猎吧谱桩驱札场赂略瓷橱齐截箔庐垂凸允瞧碉尘丁褪扁娄轮锄梢第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术444现代网络技术网络编程技术typedefstructWSADataWORDwVersion；WORDwHighVersion；charszDescriptionWSADESCRIPTION_LENl；charszSystemStatusWSASYS_STATUS_LENl；unsignedshortiMaxSockets；unsignedshortiMaxUdpDg；charFAR*lpVendor
229、Info；WSADATA，*LPWSADATA；wVersion为要使用的Winsock版本。wHighVersion返回现有Winsock库的最高版本。szDescription和szSystemStatus由特定的Winsock实施方案设定。iMaxsockets和iMaxUdpDg分别为可同时打开的套接字数和数据报的最大长度，一般不使用它们。若想知道数据报的最大长度则应该通过WSAEnumProtocols函数来查询协议信息，而可同时打开套接字的最大数目不是固定的，它很大程度上和可用物理内存的多少有关。lpVendorInfo是为Winsock实施方案有关的指定厂商信息预留的。状袋鸟耸舆
230、侯长失兰介驮掺琶势室烽扰旅话挤儒掸范壬榔峨闰鲜洞廉坊瘟第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术445现代网络技术网络编程技术3）Winsock编程模型1流套接字编程模型流套接字编程模型流套接字的服务进程和客户进程在通信前必须创建各自的套接字并建立连接，然后才能对相应的套接字进行读写操作，实现数据的传输。具体编程步骤如下：（1）服务器进程创建套接字。服务进程总是先于客户进程启动，服务进程首先调用socket函数创建一个流套接字。SOCKETsocket（intaf，inttype，intprotocol）；其中：af用于指定网络地址类型。一般取AF_NET，表示该套接字在Internet域中
231、进行通信。type用于指定套接字类型。若取SOCK_STREAM表示要创建的套接字是流套接字，取SOCK_DGRAM表示创建的是数据报套接字。Protocol用于指定网络协议，一般取0，表示默认为TCP/IP协议。若套接字创建成功则该函数返回所创建的套接字句柄SOCKET，否则产生INVALID_SOCKET错误。梦糕腔畏肢盯俐司畏昂九舵娶俯瘫怖珠倾蚌勋慎邢惕鞍沫岿幌砖继持侧碾第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术446现代网络技术网络编程技术3）Winsock编程模型（2）绑定创建的套接字）绑定创建的套接字将本地地址绑定到所创建的套接字上，以使在网络上标识该套接字。这个过程是通过调用b
232、ind函数来完成。intbind（SOCKTs，conststructsockaddr*name，intnamelen）；其中：s标识一未捆绑套接字的句柄，它用来等待客户机的连接。name为赋予套接字的地址，它由structsockaddr结构表示，该结构的格式如下：structsockaddru_shortsa_family；charsa_data14；该地址结构随选择的协议不同而变化，因此一般情况下另一个与该地址结构大小相同的sockaddr_in结构更为常用，sockaddr_in结构用来标识TCP/IP协议下的地址，在TCP/IP协议的情况下，可以方便地通过强制类型转换把sockadd
233、r_in结构转换为sockaddr结构。namelen字段表示套接字要传递的由协议决定的地址长度。 岔草例获眶墒七榜唉曝鞋蔡舷吭谢柄坤瘤嗣我蜒排以泡炼脾戴佐乌姻晴鲍第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术447现代网络技术网络编程技术3）Winsock编程模型（2）绑定创建的套接字）绑定创建的套接字sockaddr_in结构的格式如下：structsockaddr_inshortsin_family；unsignedshortsin_port；structin_addrsin_addr；charsin_zero8；sin_family字段必须设为AF_INET，表示该socket处于Int
234、ernet域。sin_port字段用于指定服务端口，sin_addr字段用于把一个IP地址保存为一个4字节的数，它是无符号长整数类型。根据这个字段的不同用法，它还可表示一个本地或远程IP地址。sin_zero，是填充字段，以使sockaddr_in结构和sockaddr结构的长度一样。函数inet_addr可以把一个点式IP地址转换成一个32位的无符号长整数，它取IP地址为INADDR_ANY，以允许服务器应用监听主机计算机上面每个网络接口上的客户机活动。 厌币斧盾互渭七欠昼醋踏盐惭定酿诈律票蘑晾缠苔垛京摆逐商漓言裸吱此第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术448现代网络技术网络编程技术
235、（3）监听并准备接受连接请求）监听并准备接受连接请求将套接字置为监听模式，并准备接受连接请求。让一个套接字进入监听模式的API函数则是listen。intlisten（SOCKETs，intbacklog）；s参数标识一个已捆绑未连接套接字的描述字。backlog参数用于指定正在等待连接的最大队列长度如果listen函数无错误发生，则返回0。若失败，则返回SOCKET_ERROR错误。进入监听状态之后，通过调用accept函数使套接字作好接受客户连接的准备。accept函数原型为：SOCKETaccept（SOCKETs，structsockaddr*addr，intaddrlen）s是处于监
236、听模式的套接字描述字。adde是一个有效的sockaddr_in结构的地址。addrlen是sockaddr_in结构的长度。这样，服务器便可为等待连接队列中的连接请求提供服务了。accept函数返回后，addr参数变量中会包含发出连接请求的那个客户机的IP地址信息，而addrlen参数则指出该结构的长度，并返回一个新的套接字描述字，它对应于已经接受的那个客户机连接。对于该客户机后续的所有操作，都应使用这个新套接字，至于原来那个监听套接字，它仍然用于接受其他客户机连接，而且仍处于监听模式。催挟慈往奸年茧悸锭初萤立辩禁配傀泄招哟渍英捏遮氓宫启岸疲胳疵宠蕾第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技
237、术449现代网络技术网络编程技术（4）客户进程调用socket函数创建客户端套接字。（5）客户向服务进程发出连接请求。通过调用connect函数可以建立一个端连接。intconnect（SOCKETs，conststructsockaddrFAR*name，intnamelen）；s标识一个本连接的数据报或流类套接字的描述字。name是针向TCP的套接字地址结构namelen则用于标识name参数的长度。如果要连接的计算机没有侦听指定端口这一进程，。connect调用就会失败，并发生错误WSAECONNREFUSED。另一个常见的错误是WSAETIMEDOUT，表示连接超时。（6）当连接请求到
238、来后，服务进程的accpet函数如第3步中所述生成一个新的套接字与客户套接字建立连接；并向客户返回接收信号。（7）一旦客户机的套接字收到来自服务器的接收信号，则表示客户机与服务器已实现连接，则可以进行数据传输了。垦爪鸯鸣澄膀浦睬杭倘断自索户弛默洒蒙扇甘哨涎糕螺豌挫饼留钠绝那椅第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术450现代网络技术网络编程技术send函数的原型为：intsend（SOCKETs，constchar*buf，intlen，intflags）；s是已建立连接的套接字描述字，表示发送数据操作将在这个套接字上进行。Buf是字符缓冲区，包含即将发送的数据。len用于指定即将发送的缓
239、冲区内的字符数。flags可取的位有：0、MSG_DONTROUTE或MSG_OOB或这些标志的按位“或”运算，MSG_DONTROUTE标志要求传送层不要将它发出的包路由出去，MSG_OOB标志数据应该被带外发送。recv函数的原型为：intrecv（SOCKETs，char*buf，intlen，intflags）；s是准备接收数据的套接字。buf是接收数据的字符缓冲区。len是准备接收的字节数或buf缓冲的长度。flags可以是0、MSG_PEEK或MSG_OOB或这些标志的按位“或”运算，0表示无特殊行为；MSG_PEEK使有用的数据复制到所提供的接收端缓冲内，但是没有从系统缓冲区中将
240、它删除。recv函数返回发送字节数。尊狠耻勿郴险涛峻罗侥拟驰觅苑不斩尉木另偏展嚏阁筏泵吗惩只休段陀响第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术451现代网络技术网络编程技术（8）关闭套接字。一旦任务完成，就必须关掉连接，以释放套接字占用的所有资源。通常调用closesocket函数，但closesocket可能会导致数据的丢失，因此应该在调用closesocket函数之前，应调用shutdown函数从容地中断连接，即发送端通知接收端“不再发送数据”或接收端通知发送端“不再接收数据”。shutdown函数的原型为：intshutdown（SOCKETs，inthow）；how参数用于描述禁止哪
241、些操作如果没有错误发生，shutdown返回0，否则返回SOCKET_ERROR错误。closesocket函数的原型为：intclosesocket（SOCKETs）；s是要关闭的套接字描述字，以后再利用套接字执行调用就会失败，并出现WSAE_OTSOCK错误。菊吓芝戚吹粮捉磊莉膏楔祷椒秒失壳脉哭察除蓄婉变枷褂绸将坠姥变脐祝第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术452现代网络技术网络编程技术socket ( )bind ( )listen ( )accept ( )recv ( )send ( )close ( )socket ( )connect ( )阻塞、等待客户数据send (
242、 )处理服务亲请求recv ( )close ( )服务器客户机建立连接数据发送数据发送图12-2 流套接字编程时序图眩惜蚤刨系引交痕政片紫陈袁拐蚊粒唁啊斩翘姿倡耿宅荷险格本稚峨凝讶第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术453现代网络技术网络编程技术socket ( )bind ( )recvfrom ( )close ( )socket ( )sendto ( )阻塞、等待客户数据处理服务请求recvfrom ( )close ( )服务器客户机服务请求服务应答图12-3 无连接套接字编程时序图bind ( )sendto ( )橡第焊算廓囱聋傣番伎球旋算残酬闸赊计铱摇通惮鸵引几绕艘痒悲照凡绍第一部分计算机网络概述第5章 多媒体应用技术454
