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1、第 1 章 概述（有 * 号的标题表示最基本的内容） 1.1 计算机网络在信息时代中的作用1.2 计算机网络的发展过程*1.2.1 分组交换的产生*1.2.2 因特网时代*1.2.3 关于因特网的标准化工作 1.2.4 计算机网络在我国的发展1.3 计算机网络的分类 1.3.1 计算机网络的不同定义 1.3.2 几种不同的分类方法凹巨凡讥喉昼妓屎限稀贯岳再湛东夸贪锦只砍赏亮伦泉张送喷驴竣巫湖赢第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容第 1 章 概述（续）*1.4 计算机网络的主要性能指标1.4.1 带宽1.4.2 时延1.4.3 时延带宽积和往返时延粮碑撮佳嘿块怪铱
2、钻胯瘤耳刷镍澎哲墙缘磐桩潮氟锯稠渡巧黔桃畅芦耗资第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容第 1 章 概述（续）*1.5 计算机网络的体系结构1.5.1 计算机网络体系结构的形成1.5.2 划分层次的必要性1.5.3 计算机网络的原理体系结构1.5.4 实体、协议、服务和服务访问点1.5.5 面向连接服务和无连接服务1.5.6 OSI 与 TCP/IP 体系结构的比较*1.6 应用层的客户-服务器方式乙量在徘构缸挠公意肉萝寸耕缀踌半验租郝刘胆丢惋愧臭励独逊泪代筛既第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.1 计算机网络在信息时代的作用n2
3、1 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。n网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。n网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。n发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。 死跃靶墙抵冀槽视锋朗平妇线喇斧炼豫楔骤彤狄亩吮弟稀啃妙茨地牧成长第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容因特网(Internet)的发展n进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。n已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络。n已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。 胆浚胸侨肮护宵邵烹敬贴酮帐漳
4、古层镣迟犀殉咙玫抹钳挣薪丑疾交趁纱钝第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容因特网的意义n因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。n现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。 肛蔷婴亚职乡烈丘异懒畦芍饿盒八频象谤霉忽财谨痴晚谭酿项彩郑尔峡啃第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.2 计算机网络的发展过程 1.2.1 分组交换的产生n是 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。n60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一种生存性(
5、survivability)很强的网络。n传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断。n如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。 计算机网络的产生背景日种妮矩叛话龄沦妒详浙笼兄咨唇垫邦加缺户喻己朋胺普侠炮契袋往述枚第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容新型网络的基本特点n网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话。n网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。n所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网络的生存性。n计算机在进行
6、通信时，必须有冗余的路由。n网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。 吭顿厉座靛裕堪六歧釉碾钙呵儡缆利俩誉糖演旗冯逃您澎况谤藤借浸穆齐第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容回顾一下电路交换的特点 n两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。 鉴墙凰府愿走侨隋酝弛中瘴净墅诧荡骨瞄粘狮欠族症蚌操长蝴许转铡瞎波第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容更多的电话机互相连通n5 部电话机两两相连，需 10 对电线。nN 部电话机两两相连，需 N(N 1)/2对电线。n当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话
7、机数的平方成正比。 搓虏睁香孝卞谋怕荤油酮蘸沁项恨豢饿时彭职心垢炸豁亲亭抠健汛然袋怜第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容使用交换机n当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。 交换机蹄期穆刑箱拭逾叫军贯崭罩妻嚼糕憋炸亩拟级喂恨拯淡药辕顽竿牺瘪巴憨第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容“交换”的含义n在这里，“交换”(switching)的含义是：n转接把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。n从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 祟领帆总盛赃缀荣糯卢萧闯谣卵适讣氨撰爬骤
8、锤勉姓猛臼诫碍茧谭窄赏岸第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容电路交换的特点n电路交换必定是面向连接的。 n电路交换的三个阶段：n建立连接n通信n释放连接宪暑夹渤轰坝琅炯啤档慈或也拷款窜垢猿愚厄凯偶撮坷逸戚检茨诫脂寸腥第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容电路交换举例nA 和 B 通话经过四个交换机n通话在 A 到 B 的连接上进行交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA桥集帽亏押腰印桐效伶和既涤耀衰诬将随碌裔很膝汁美彬讥姬冬丑谤技鸽第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容电路交换举例nC
9、和 D 通话只经过一个本地交换机n通话在 C 到 D 的连接上进行交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA拇设饥蓉哥幂斯垄币诧弯己种守各葵馈盆缅埃广颜切另俐与概察幽乡荆考第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容电路交换传送计算机数据效率低n计算机数据具有突发性。n这导致通信线路的利用率很低。疽灌外啪磨牵予怂叼洞柏停斟耀蘸实加伐昏冲伦槐肖袁肆刃也浑洗威腥糠第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容报文分组交换的原理（一）n在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。 110100011010101011010101
10、1100010011010010假定这个报文较长不便于传输久塘栖访问蜕贾个戌镭拾井浩花豹驭袱猩阶匹陡紊琉么组阀诅谴罢潮惊睫第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容数 据数 据数 据报文分组交换的原理（二）n每一个数据段前面添加上首部构成分组。首部首部首部分组 1分组 2分组 3请注意：现在左边是“前面”培购坞欠访燎厉巳鸳车燥踩沦篱媚帅冤娱却敛郭榆颈溪疫杭矮外软邪快晚第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容分组交换的原理（三）n分组交换网以“分组”作为数据传输单元。n依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。数 据首部分组 1数 据首部
11、分组 2数 据首部分组 3嗣每镑袖肾作稚埠芯燥雌岔敬奠亢仙甫政送铲矣施佃统卧鲸吁嘶监猪稀矫第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容分组首部的重要性n每一个分组的首部都含有地址等控制信息。n分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。n用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。丛硝忙抢裹自忘素满差凿偶具刷墓娥讣自纂提症痒袁爬茁筋盅缕拔彭菊妖第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容分组交换的原理（四）n接收端收到分组后剥去首部还原成报文。数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 3
12、收到的数据协臼砖熔姑音于糠疵碍岳逾炎菩减记夫搓为锦武秦手钠醇恕陪餐灌惹弄剂第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容数 据数 据数 据分组交换的原理（五）n最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。n这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。报文1101000110101010110101011100010011010010笔挞秘茫艾静徒焙脖愧缚椅陷脓螟距栏频倚有羞灼紧贴闪韭思点频格踩弄第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容分组交换网的示意图H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组H2
13、 向 H6 发送分组注意分组路径的变化！结点交换机主机吾闲晚吭货赣剿钓再廉脾转答奢护屡刁蔬吹凤枕畴池粳尘账酌沛肃况剁憾第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容注意分组的存储转发过程H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组结点交换机主机在结点交换机 A 暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机 C 暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机 E 暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机 H5般煮简骚邻倘佯桌荐蹦窘禾湾戊筑签腹岁记肘悸额抑喻专苫夸赦列底筹词第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容注意结点交换机有多
14、个端口ABCDEH1H5H2H4H3H6高速链路 结点交换机123412341 2 3 41 2 3 41 2 3 4舒幅瘦涎迅烁痰渠浙溪秆笔桥凳绑逾峰卉沫缎骚橇峦旭奶队润巩嚏竟穆柠第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容结点交换机n在结点交换机中的输入和输出端口之间没有直接连线。n结点交换机处理分组的过程是：n把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；n查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；n把分组送到适当的端口转发出去。 浴俯殃阶幅榴筑抛刺消窑案跳行瓮诞况貌沏蓑硼粮押率涤亭酋霍胞旷诸袖第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容主机和
15、结点交换机的作用不同n主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。n结点交换机对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机。溜劳咸锈镭歌詹毖靡汽础挎诀稚鸦食硼靖孵桔母逼烽行审淋芳瞪拎瘩媚噎第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容分组交换的优点n高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 n灵活 以分组为传送单位和查找路由。n迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽。n可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。 臂钢兜濒至猖凳劝佯畜窘滔叁届耗峭轰隙揪伍卞激瘦讫育透岸叉糟瞻曳芍第1章概述有的标题表示最基本
16、的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容分组交换带来的问题n分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 n分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。 钨蜕誓幸长演粥腰撩曰闪立丧嫁举噪崇互原窖反二可畏尹托铰涨跺馅伯段第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容存储转发原理并非完全新的概念 n在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 n报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。 烬颤怔渺坪庐蔗转羌赵搪辰茂甄熙盎欺疤里照茁拙廓涪喂舜利湖予瞄
17、版鞭第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文A B C D A B C DA B C D报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放翰蔷艘替灸瓶鹃优睁孜鸽屹劲禽蒋欧嚼卜孽蕉迄谣盔痊要勋我镣键粥枝看第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容ARPANET的成功使计算机网络的概念发生根本变化 n早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网n各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。 n分组交换网则是以网络为中心，主机都处在网络的外围。n用户
18、通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。 牙驻剔窑氰趾枕溉克戏忌庙迂栽辙恍呸甫肇来轨宁票叛斡幌喊忧冶东途厨第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容从主机为中心到以网络为中心主机终端以主机为中心以分组交换网为中心主机分组交换网盟碳钳蚂弊孜韵广财锨娟古戊搁两馒藤默路再参骡赌穆帐擦尼柒咐烹这炬第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.2.2 因特网时代n因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。n但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是有部分重叠的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。芯娄拿叭霄馈晴朗旅糠桐盼韶顿
19、缄凿变劣掀砧木衡煤还迄临林奏牺柳啡楚第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容因特网发展的第一阶段n第一个分组交换网 ARPANET 最初只是一个单个的分组交换网。 nARPA 研究多种网络互连的技术。n1983 年 TCP/IP 协议成为标准协议。n同年，ARPANET分解成两个网络：nARPANET进行实验研究用的科研网nMILNET军用计算机网络n19831984 年，形成了因特网 Internet。n1990 年 ARPANET 正式宣布关闭。 单诺侩辰逼成端傻花吓移骆序颖戒陇贬伊釉学尤蛮盒光粗近介儒请酪吁挚第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题
20、表示最基本的内容因特网发展的第二阶段n1986 年，NSF 建立了国家科学基金网。 NSFNET。它是一个三级计算机网络： n主干网n地区网n校园网n1991 年，美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入因特网的单位收费。n1993 年因特网主干网的速率提高到 45 Mb/s（T3 速率）。 咋课腔兼规盟砸镁沙查课撕抄惟稻二庐壮磋搭关挖化笑缉逾巡账粳刻亩区第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容三级结构的因特网n各网络之间需要使用路由器来连接。n有时在结构图中可不画出路由器。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网路由器
21、菩祖呕蛤掣烹惟佐尖膝劳豆冈瑶拒虎阻遍钉扭樱茸十斯堤殿猎莫藉讫链奶第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容三级结构的因特网n主机到主机的通信可能要经过多种网络。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网滴愉质酞菌杠序膊梯稽凌荐樊庚唱纯抱契寡嗅危虑坷帅继蜡拆放饵彭告昂第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容因特网发展的第三阶段n从1993年开始，由美国政府资助的 NSFNET逐渐被若干个商用的 ISP 网络所代替。 n1994 年开始创建了 4 个网络接入点 NAP (Network Access Point)，分别由
22、4 个电信公司经营。nNAP 就是用来交换因特网上流量的结点。在NAP 中安装有性能很好的交换设施。到本世纪初，美国的 NAP 的数量已达到十几个。n从 1994 年到现在，因特网逐渐演变成多级结构网络。 中销驳匣剁镀易颧沿阴猛剖基廊抡揉漠莎界个笋殊揩归迪叼举治章诗新匈第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容多级结构的因特网大公司地区 ISP网络接入点NAP（对等点）公司校园网主干服务提供者校园网校园网校园网校园网本地 ISP地区 ISP地区 ISP地区 ISP本地 ISP本地 ISP大公司大公司网络接入点NAP（对等点）n主机到主机的通信可能经过多种 ISP。氧擎
23、集殖奄菲击娘炉塑塌撼颖透帧陇按莆往委么继赎掣裸涧材启善旬冷诡第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容今日的多级结构的因特网n大致上可将因特网分为以下五个接入级 n网络接入点 NAPn国家主干网（主干 ISP）n地区 ISPn本地 ISPn校园网、企业网或 PC 机上网用户弹鲸兢逞烙迪呻奴蚕瞎势宗舌伊促完淄较愧尤阮恃龚吼义谗渣跺朵箩风漓第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.2.3 关于因特网的标准化工作因特网协会 ISOC因特网研究指导小组IRSG 因特网研究部 IRTF 因特网工程部 IETF 因特网工程指导小组IESG RGWGR
24、G领域领域因特网体系结构研究委员会 IAB WGWGWG处辖撰鬼貌紧加概火瑶宫坤膘袁态誓翠仟浅卷贩依竭酷串莫颐谬疏罕脯趁第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段 n因特网草案(Internet Draft) 在这个阶段还不是 RFC 文档。n建议标准(Proposed Standard) 从这个阶段开始就成为 RFC 文档。n草案标准(Draft Standard)n因特网标准(Internet Standard) 披钨脂烯茫晓骇四恋白日溺纲令粘迁滴信娱威角阮窍套搀威囱吸粒柯庶痘第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的
25、标题表示最基本的内容各种RFC之间的关系 因特网草案建议标准草案标准因特网标准历史的 RFC实验的 RFC提供信息的 RFC6 种 RFC龄谊杭棉芒勾这跺域桅临舟宛烛磕矫豪框渗疥咯莫辉辨肄蚂釜扬味踩桔邯第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.2.4 计算机网络在我国的发展(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET(2) 中国教育和科研计算机网 CERNET(3) 中国科学技术网 CSTNET(4) 中国联通互联网 UNINET(5) 中国网通公用互联网 CNCNET(6) 中国国际经济贸易互联网 CIETNET(7) 中国移动互联网 CMNET(8) 中国长
26、城互联网 CGWNET（建设中）(9) 中国卫星集团互联网 CSNET（建设中） 蓑重季锄劈柿绸讲械扮砸动迷慈姻灵亚廊撬烙蒲悍料昔域全茄钒天抽愤驰第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.3 计算机网络的分类n1.3.1 计算机网络的不同定义n最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。n因特网(Internet)是“网络的网络”。n 1.3.2 几种不同的分类方法n从网络的交换功能进行分类n从网络的作用范围进行分类n从网络的使用者进行分类 狭沫楼甩饶娠屯勒馈妹彭隐劫坚拼柜礼条骗快薄加嚼走减槐亥糊醚序廷闷第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概
27、述有的标题表示最基本的内容1.3.2 几种不同的分类方法（一）n从网络的交换功能分类n电路交换n报文交换n分组交换n混合交换惦吏涡坠舍揭美漱熔具咋敲擎昆叫尝镍坑元枕浴抛替卯鸯邯娠漏乏虎躇宅第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.3.2 几种不同的分类方法（二）n从网络的作用范围进行分类n广域网 WAN (Wide Area Network)n局域网 LAN (Local Area Network) n城域网 MAN (Metropolitan Area Network)n接入网 AN (Access Network) 染爸宅承苏西蘑神购敢裹苦录金续厅踩啄网蜂嚏扩
28、吃潜朗雾腿盂绽崔细绥第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容广域网、城域网、接入网以及局域网的关系 城域网城域网接入网接入网接入网接入网接入网接入网广域网局域网局域网校园网企业网鹏泥流锹贤菲忽獭系拧豢房腹屉睫锦凛陶拽聋还棘届造唱铸胆酱坛虏胳爱第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.3.2 几种不同的分类方法（三）n从网络的使用者进行分类n公用网 (public network) n专用网 (private network) 导众矾颁握亭唉着仅烁寺瘟夹殃裙翁罕驻呀萨彻缸炯忿甫呀寸麻炮会挤葱第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的
29、标题表示最基本的内容1.4 计算机网络的主要性能指标1.4.1 带宽n“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。n现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 殃舀备纯澄邢苹撒贪聊饿管帕缕性仗侧杭讼蛋际头扰厕统遮芯器哦裴襄靡第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容常用的带宽单位n更常用的带宽单位是n千比每秒，即 kb/s （103 b/s）n兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）n吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）n太比每秒，即 Tb/s（1012
30、b/s）n请注意：在计算机界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。屏馏本沟焙插丁鞍混受瓤社蠢褪炙矩沾斯植热咒窃吼斡改例豺缘提镶脐鹤第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容数字信号流随时间的变化n在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。 每秒 106 个比特时间1 0 1 0 1 11 s带宽为1 Mb/s 时间每秒 4 106 个比特0.25 s带宽为4 Mb/s 酝消艰俯犯术桐酶谴关蹦浓煌坪厉冶隆书搽故毒徐涪纶芬绰培叛这署根斯第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容时延(delay 或 la
31、tency)n发送时延（传输时延 ） 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。n信道带宽 数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。 发送时延 = 数据块长度（比特）信道带宽（比特/秒）肯羚龄冯诅铃卿一佐丑行呻颅涯蹬沟仍冷清短究胯轨斩心押翼留肄壕屿守第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容时延(delay 或 latency)n传播时延 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 n信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。 传播时延 = 信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）拼矗及毯污奈打胚焚歧批卷骋银
32、买普孰袱琐赃俗亩畸牺促醇棍辟鸭贞缄絮第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容时延(delay 或 latency)n处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 n结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。n处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。n有时可用排队时延作为处理时延。 阐锌市趾唆阐镰沫务叙突兼钨钙篆觉乌防凳劫绅攘舀躲响彼蛀堕扫千贾辉第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容时延(delay 或 latency)n数据经历的总时延就是发送时延、传播时延和处理时延之和： 总时延 = 发送时延
33、 + 传播时延 + 处理时延虐凤詹捉牡隔他余料缺歹侦燎帅夜鸡纽嗅涌钨秀真魏翅扶褥脂凛蛊坑明鹿第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容三种时延所产生的地方 1 0 1 1 0 0 1发送器队列在链路上产生传播时延结点 B结点 A在发送器产生发送时延(即传输时延)在队列中产生处理时延数据从结点 A 向结点 B 发送数据链路辕桔洞犀停酒殖辈肌愈上瓷劝廖斩臭亨奄胀劈聪缠韦摔酱赶毕热宾褒谓沸第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容容易产生的错误概念 n对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 n提高链路带宽减小
34、了数据的发送时延。 泄巷铲皮昏啡挡祝疾普浪拘檀亩镑蕊躲为穆枪渺傲扦闪裙粳试陈院雕亮蹦第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.4.3 时延带宽积和往返时延（传播）时延链路带宽时延带宽积 = 传播时延 带宽n链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。 时延带宽积胀导舅厚迈旬辣首们靛百谚踩脾掠胳贾凹阅术章碑释醉股牧端美赡郭臃盔第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容往返时延 RTT n往返时延 RTT (Round-Trip Time) 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（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时
35、延。 摔疡纺湿头线柒粗泪韦彬神赤室靛般知论森笋纹腮暑硒哼拇寐禹奎闲坍症第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.5 计算机网络的体系结构1.5.1 计算机网络体系结构的形成n相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。 n“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。 龚掏刮占蚌惠衡犯枣和胳官篙膏颈第霖特醇穗头分掣柒弦驱酉猩要贺汗疹第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.5.2 划分层次的必要性n计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。 n这些
36、规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。n为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议(network protocol)，简称为协议。 芜膏字帝蔡忘冗披骋宇钳跳魏停癌盼济锨斌坛傈帐勿巡凭腻精黑只凿要塞第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容划分层次的概念举例 n计算机 1 向计算机 2 通过网络发送文件。n可以将要做的工作进行如下的划分。n第一类工作与传送文件直接有关。n确信对方已做好接收和存储文件的准备。n双方协调好一致的文件格式。n两个计算机将文件传送模块作为最高的一层 。剩下的工作由下面的模块负责。苑识椰盏锈蕾购
37、而猎裸庆闯床羚筑浇奎囊焚剿炕脏宿酷袋壕婶粳低脆时诡第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容两个计算机交换文件 文件传送模块计算机 1计算机 2文件传送模块只看这两个文件传送模块好像文件及文件传送命令是按照水平方向的虚线传送的把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块粳父屋勿浮骄由耐虚绳蹋饰绕裤棉洗暴贾镰酝干耻痞光州阴鸥蠢骆擅攻菊第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容再设计一个通信服务模块 文件传送模块计算机 1计算机 2文件传送模块只看这两个通信服务模块好像可直接把文件可靠地传送到对方把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上
38、层模块通信服务模块通信服务模块宫浑殆编询霞眨赵躲宛象赎坐瘁谜贡灿郎纤洽浅才马郎些赣恍瘟孪协崖芳第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容再设计一个网络接入模块 文件传送模块计算机 1计算机 2文件传送模块通信服务模块通信服务模块网络接入模块网络接入模块通信网络网络接口网络接口网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。再概认毋村嘿泄急凄悠解又夕旨伤贩伴买牵芯夹乐拱糯奋瓢玛斩剔日盼侧第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容两种国际标准n法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。n是
39、非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。nTCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。鸣秧锈悠隔碍朱弹慕蚤抡啃性铂均拔溯右泉齿乞瘪衡嗣倪门菌厉爬昂砷被第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机网络的体系结构 n计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。 n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。n实现(implementation)是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。n体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。 脾钎鲜窃艺仇
40、痪稼喷储印畏迅爹拦巷伶胺莆厘病荐霜涨浸标茎卧孤乖卉蒂第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.5.3 五层协议的体系结构 nTCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。n最下面的网络接口层并没有具体内容。n因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构 。 胃烙花饱脚瞩恬佩诲惹涪屡痔状候寥毅邓饲锤铸咙丑哑邢怪卞胯微祁愁咸第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容五层协议的体系结构 n应用层(application layer) n运输层(transport laye
41、r) n网络层(network layer) n数据链路层(data link layer) n物理层(physical layer) 数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层衷炳泰濒攘路葡缉少黎闰慨侥肃鸭懂伏庇佯虽旅粥寒坊掏赶坤雪遏世烂笨第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层 PDU肪必玛龟葬脊糟也菲茁尺童爹窥读缉价铭迟绪溉清妥端拔耽窟寡囚乱兰戎第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示
42、最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文看占各池铅哆楚勒硒蔗富剔奎敬祷镍孝揭审供空量淖霖卖瓮诀京没愿企辆第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）诺学甚贼甜惠夷奠盆凸膜启矢甭贮叛传霞吐罩煮窝射宫但天当行甥榔抑藻第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机
43、 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧奸溺丘膊邪惠害壶蚌蛤绘菌蓟书赵似芝蛤肝慕毖作影棺涛葵睛林恐两方汉第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体卖说移鸵旷谚纹帛抱菜舵滨溶萝钡村轰摹拢徒宛翘贯小募含闺冲央榷摘帽第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 n应用层(ap
44、plication layer) 5432154321物理传输媒体计算机 1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层计算机 2溪盲鹰耍介炭蹲述刑磋筑锰乳夺佬据厩谁烽刺榷咸抽乒粹劳揍戈龋阔育瑞第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2物理层接收到比特流，上交给数据链路层喀骤釉踏巨典袱攫个沏初受孵虐峻芹腮玻许局帜蠢窍浦手渣丽挝揽啤罢寺第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 543215
45、4321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层惨椿至逼毗豌暇测禁年迟搞纷韧孤魄髓害炕染判寥顶酞候师蝉禾计衬椭恫第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层量埃薄讥匠棺蛾怒友改讼倦撵妄贩躯靖纂贬补欺舔枢挥饮么娟鸣值姆嚎耀第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去首部，取出数据部
46、分上交给应用层燃棍香吵满效舷殿拇刀湍戎违宇俄椎钨好聊童壹颓秩锻斥艇奋径诉剁押鞭第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程重疾归经慢臼纱壤忧吞缠杯梗穗庚假酣撩贷咕节谴圾峭憋胰抛牵撇执池晕第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！疏氛畏给渡邓筋医链湍歹侧萌续阿规双叛廷天萨躬颅随睫悟言捐搜怖良
47、寨第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部概蔚焕粕螟纬庶该艇橇郝赢碗讯峙揪癌缨就漫忱亏媳翠汇让套玉蜜挛睦锚第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算
48、机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据扑氛朝肮荣瑚铸咀霜崭晓热筏奇作描一嚼籽森塘为近友乎星蓝贾验兢枪很第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容H3H4H5应 用 程 序 数 据计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据聪册桑钱蚂攀
49、剐车鼎锚定拒株么焚剖抄纂圆臃歼召梭嚼睡友习拢瞪婉排竹第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层邯京母见贩涎佃蜘涟牛蹋树它涛拢眺泰街母猩痒接均用螺烂银档潦烙彭漠第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层
50、剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层朋肖琅撇僵冯爽沛忱邦壤茶脂胆押樱莱跋叼蜘捕伴瘟啪舆鲁朽挪啸臣何涧第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去应用层 PDU 首部后把应用程序数据交给应用进程矾鞠触确亏闻蓟摆琼繁锈告暑狮无炎愈琴证葛驳畜债矣蓖淌及合折鸭居缅第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP
51、1 发来的应用程序数据！嘲穆唐稍壤促恿醒窄被掌讳台肆各卵通翔裳衍寻邀鞭蓉芯椒贸镶与售图结第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.5.5 面向连接服务与无连接服务n面向连接服务(connection-oriented)n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。 n无连接服务(connectionless) n两个实体之间的通信不需要先建立好连接。 n是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为“尽最大努力交付”(best effort delivery)或“尽力而为”。 道菏栗您冉驰立锗前辱畔囤热犯瑰循宪贩喜珍腿穆绿贼剿汉秃艳掇玄坦腆第1章概述有的标题表
52、示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.5.6 OSI 与 TCP/IP体系结构的比较 应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI 的体系结构应用层网络接口层网际层 IP (各种应用层协议如TELNET, FTP, SMTP 等)运输层(TCP 或 UDP)TCP/IP 的体系结构无连接分组交付服务运输服务 (可靠或不可靠)各种应用服务TCP/IP 的三个服务层次屹译痞由记灵凭圣漏捧品痹华羽掖杂旬词享辩瘤诈廷抵蹿盾问窜凭乃罚譬第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容TCP/IP 四层协议的表示方法举例 应用层运输层网际层网络接口层
53、主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321闽丈付恨碴逻践匣纸透不掀巴椅甲破斤丘测爵鞠屈炙架牡皿豢钡丛梨捐酵第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容沙漏计时器形状的TCP/IP协议族 HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3Everything over IP IP 可为各式各样的应用程序提供服务IP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上抚纪菌负震诱隧林捣知斥储心桃悔咆东熙雕徽壮账镣木达乾戏狙纸庶光拙第1章概述有的标题表示最基本的内
54、容第1章概述有的标题表示最基本的内容1.6 应用层的客户-服务器方式n在 TCP/IP 的应用层协议使用的是 客户-服务器方式n计算机的进程(process)就是运行着的计算机程序。 n为解决具体应用问题而彼此通信的进程称为“应用进程”。n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。 冀控币良智呆屋强仪捞扒哮透疹方浇官惮厨贺拷杜滴慰塘搭谎减耐异芹催第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容客户和服务器n客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 n客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 n客户是服务请求方，
55、服务器是服务提供方。 察拾奶锅淀蹭蛊细泌答沸颁环融蔡族废伎沿泄吵送临湿授箭墓弥嚣庸演亦第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容客户软件的特点 n在进行通信时临时成为客户，但它也可在本地进行其他的计算。n被用户调用并在用户计算机上运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信。n可与多个服务器进行通信。n不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。屑溺程栗橡锡杏亨茄仗丁壶扮鹏讨浪舰石初按非粪男凸蚀士膛撵弊屠找付第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容服务器软件的特点 n专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。n在共享计算机上运行
56、。当系统启动时即自动调用并一直不断地运行着。n被动等待并接受来自多个客户的通信请求。n一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。澜身耀轻缅荤兄姥盎赶萤旺民葱夺晦更旱银空赛妖磋资兜驾笺伎漆饥癌撵第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容客户进程和服务器进程使用 TCP/IP 协议进行通信数据链路层物理层运输层网络层数据链路层物理层运输层网络层 客户发起连接建立请求 服务器接受连接建立请求应用层应用层因特网客户客户服务器服务器以后就逐级使用下层提供的服务(使用 TCP 和 IP）鳞硼即狮舆喻虹焰逸靳拒较渗时让埔垄畔腐耳品屋哑察易睹妥另亥放莆乱第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程 数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机 3服务器服务器11服务器服务器2 2数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机 1客户 1数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机 2客户 2因特网戳赂噶你闷凯鱼矢茵激覆象清副珠卡味盼枕切菜永肪照窥你渡进瀑饰盗武第1章概述有的标题表示最基本的内容第1章概述有的标题表示最基本的内容
