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1、网络基础知识课程内容网络概述网络概述网络概述网络概述OSIOSI模型模型模型模型网络概述vv网络定义vvLAN 和WANvv网络拓扑vv标准化组织网络定义v计算机网络就是将分布在不同地理位置,具有独立功能的多台计算机,通过通信线路和通信设备相互连接起来,进行数据通信,实现资源共享。网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。通信协议vv网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。5432154321T TC CP P/ /I IP P协协协协议议议议栈栈栈栈Source Host ASource Host ADestination Host BDestination Host B好啊!我刚好也好啊
2、!我刚好也好啊!我刚好也好啊!我刚好也懂懂懂懂TCP/IPTCP/IP。请问可以用请问可以用请问可以用请问可以用TCP/IPTCP/IP和你通和你通和你通和你通信吗信吗信吗信吗? ?T TC CP P/ /I IP P协协协协议议议议栈栈栈栈LAN定义vvLANLAN定义:常指几公里以内的,可以通过某种介质互定义:常指几公里以内的,可以通过某种介质互联的计算机、打印机、联的计算机、打印机、modemmodem或其他设备的集合。特或其他设备的集合。特点:距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。标准点:距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。标准(standard)(standard):描述了协议的规
3、定,设定了最简的性能:描述了协议的规定,设定了最简的性能集。集。vv特点:距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。特点:距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。vv标准标准(standard)(standard):描述了协议的规定,设定了最简的:描述了协议的规定,设定了最简的性能集。性能集。LAN常用设备vvLAN的设计目标:运行在有限的地理区域;运行在有限的地理区域;运行在有限的地理区域;运行在有限的地理区域;允许同时访问高带宽的介质;允许同时访问高带宽的介质;允许同时访问高带宽的介质;允许同时访问高带宽的介质;通过局部管理控制网络的私有权利;通过局部管理控制网络的私有权利;通过局部管理控制网络
4、的私有权利;通过局部管理控制网络的私有权利;提供全时的局部服务;提供全时的局部服务;提供全时的局部服务;提供全时的局部服务;联接物理相临的设备。联接物理相临的设备。联接物理相临的设备。联接物理相临的设备。HUB交换机交换机路由器路由器ATM 交换机交换机广域网定义及分类vvWAN定义:在大范围区域内提供数据通信服务,主要用于互连局域网。vvWAN分类:共用电话网:共用电话网:共用电话网:共用电话网:PSTNPSTN综合业务数字网:综合业务数字网:综合业务数字网:综合业务数字网:ISDNISDN数字数据网:数字数据网:数字数据网:数字数据网:DDNDDNX.25X.25共用分组交换网共用分组交换
5、网共用分组交换网共用分组交换网帧中继:帧中继:帧中继:帧中继:Frame RelayFrame Relay异步传输模式:异步传输模式:异步传输模式:异步传输模式:ATMATMWAN交换模式vv电路交换:基于电话网的电路交换优点:时延小、透明传输;优点:时延小、透明传输;优点:时延小、透明传输;优点:时延小、透明传输;缺点:带宽固定,网络资源利用率低。缺点:带宽固定,网络资源利用率低。缺点:带宽固定,网络资源利用率低。缺点:带宽固定,网络资源利用率低。vv分组交换:以分组为单位存储转发优点:多路复用,网络资源利用率高;优点:多路复用,网络资源利用率高;优点:多路复用,网络资源利用率高;优点:多路
6、复用,网络资源利用率高;缺点:实时性差。缺点:实时性差。缺点:实时性差。缺点:实时性差。vvWAN的设计目标:运行在广阔的地理区域;运行在广阔的地理区域;运行在广阔的地理区域;运行在广阔的地理区域;通过低速串行链路进行访问;通过低速串行链路进行访问;通过低速串行链路进行访问;通过低速串行链路进行访问;vv网络控制服从公共服务的规则;提供全时的或部分时间的联接性;提供全时的或部分时间的联接性;提供全时的或部分时间的联接性;提供全时的或部分时间的联接性;联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。联接物理上分离的、遥
7、远的、甚至全球的设备。WAN常用设备Modem/CSU/DSUModem/CSU/DSU路由器路由器路由器路由器广域网交换机广域网交换机广域网交换机广域网交换机接入服务器接入服务器接入服务器接入服务器带宽和延迟vv带宽定义:描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量。vv以太网带宽:10M、100M、1000M等。vv广域网各类服务带宽。vv延迟:节点间数据传送时间。常见网络拓朴结构vv拓扑结构:总线、星型、树型总线、星型、树型总线、星型、树型总线、星型、树型环型、网型环型、网型环型、网型环型、网型总线型拓扑结构图TerminatorSegmentSegmentTerminato
8、r总线型拓扑结构v计算机连接到公共的共享电缆上v在共享的电缆两端均有终结器,起到边界定义的作用v如果线路有一处断点,那么整个网络将停止通信v计算机数目越多,网络上的噪音越大,从而网络的效率越低星型拓扑结构图Hub or Switch星型拓扑结构v如果单个计算机发生故障,只有单个的计算机不能与网络通信v网络中的每台计算机上引出的电缆线段都连接到中央的交换机或集线器v因为每台计算机都连接到中央设备上,所以中央设备出现故障,那么整个网络瘫痪v星型拓扑结构的网络中也产生噪声环型拓扑结构环型拓扑结构v每台计算机的作用就像一台中继器,将信号重写一遍并发到下一台计算机。v计算机连接到缆线组成的单/双环上,这
9、里没有终结器,信号一个方向在环中运行通过每台计算机网型拓扑结构网型拓扑结构v网型提供了网络的冗余路径,因此,如果一条线路出现故障,另一条线路,继续发挥作用v因为冗余路径比在其他拓扑结构中所需的缆线更多,所以网状拓扑结构会更昂贵混合型拓扑结构图Star-BusBusStar-Ring混合型拓扑结构的特点 优点v(1)故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障,只要诊断出哪个集中器有故障,将该集中器和全网隔离即可。v(2)易于扩展。要扩展用户时,可以加入新的集中器,也可以在每个集中器留出一些备用的可插入的站点接口。v(3)安装方便。网络的主电缆只要连通这些集中器即可。这种安装和传统的电话系统电缆安装
10、很相似。 缺点v(1)需要选用智能型的集中器。这是为了实现网络故障自动诊断和故障节点的隔离所必需的。v(2)像星型拓扑结构一样,集中器到各个站点的电缆安装长度会增加。 OSI参考模型vv物理层vv数据链路层vv网络层vv传输层vv会话层、表示层和应用层OSI参考模型vvOSI RM:开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model)网络世界的法律网络世界的法律!OSI的定义vOSI是 Open System Interconnect的缩写,意为开放式系统互联。世界上第一个网络体系结构由IBM公司提出(74年,SNA),以后其他公司也相
11、继提出自己的网络体系结构如:Digital公司的DNA,美国国防部的TCP/IP等,多种网络体系结构并存,其结果是若采用IBM的结构,只能选用IBM的产品,只能与同种结构的网络互联。为了促进计算机网络的发展,国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会,在现有网络的基础上,提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构,称为开放系统互联模型(OSI参考,open system interconnection)。OSI七层参考模型的各个层次的划分遵循下列原则:v1、同一层中的各网络节点都有相同的层次结构,具有同样的功能。v2、同一节点内相邻层之间通过接口(可以是逻辑接 口)进行通信。v3
12、、七层结构中的每一层使用下一层提供的服务,并且向其上层提供服务。v4、不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通 信。七层功能应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层1 12 23 34 45 56 67 7底层底层底层底层: :负责网络数据传输负责网络数据传输负责网络数据传输负责网络数据传输高层高层高层高层: :负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输七层功能应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表
13、示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层1 12 23 34 45 56 67 7提供应用程序间通信提供应用程序间通信提供应用程序间通信提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立、维护和管理会话建立、维护和管理会话建立、维护和管理会话建立主机端到端连接建立主机端到端连接建立主机端到端连接建立主机端到端连接寻址和路由选择寻址和路由选择寻址和路由选择寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等提供介质访问、链路
14、管理等提供介质访问、链路管理等提供介质访问、链路管理等比特流传输比特流传输比特流传输比特流传输OSI模型物理层模型物理层v物理层(PhysicalLayer):规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程 的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲,机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在 物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义,即定义了DTE和 DCE之间各个线路的功能;规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程,是指在物理连接的建立、维护、交换信息是
15、,DTE和DCE 双放在各电路上的动作系列。在这一层,数据的单位称为比特(bit)。属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。物理层是O S I模型的最低层或第一层,该层包括物理连网媒介,如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。尽管物理层不提供纠错服务,但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题,如电线断开,将影响物理层。OSI模型物理层模型物理层v数据链路层 (DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧
16、(Frame)在信道上无差错的 传输,并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数 据的检错、重发等。在这一层,数据的单位称为帧(frame)。数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继 等。链路层是O S I模型的第二层,它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包,它不仅包括原始(未加工)数据,或称“有效荷载”,还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处,而纠错和控制
17、信息则确保帧无差错到达。OSI模型物理层模型物理层v网络层:网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能还要 经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点,确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层 包头,其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。 谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问 题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址 解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功
18、能。在这一层,数据的单位称为数据包(packet)。网络层协议 的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。 网络层,即O S I模型的第三层,其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址,并决定如何将数据从发送方路由到接收方。例如,一个计算机有一个网络地址1 0 . 3 4 . 9 9 . 1 2(若它使用的是T C P / I P协议)和一个物理地址0 0 6 0 9 7 3 E 9 7 F 3。OSI模型物理层模型物理层v处理信息的传输层:第4层的数据单元也称作数据包 (packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为段(segments)而UDP
19、协议的数据单元称 为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危 险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所为透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系 统的具体细节。 v传输层协议的代表包括:TCP、UDP、SPX等。v传输层主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从点到传输到点(、点可能在也v可能不在相同的网络段上)。因为如果没有传输层,数据将不能被接受方验证或解释,所以,v传输层常被认为是O S I模型中最重要的一层。OSI模型物理层模型物理层v会话层:这
20、一层也可以称 为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不再另外命名,统称为报文。会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建 立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。 v会话层负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。术语“会话”指在两个实体之间建v立数据交换的连接;常用于表示终端与主机之间的通信。会话层的功能包括:建立通信链接,保持会话过程通信链接的畅通,同步两个节点之间的对话,决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。OSI模型物理层模型物理层v表示层:这一层主要解决拥 护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一
21、用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数 据的压缩和解压缩, 加密和解密等工作都由表示层负责。v表示层如同应用程序和网络之间的翻译官,在表示层,数据将按照网络能理解的方案进v行格式化;这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。OSI模型物理层模型物理层v应用层:应用层为操作系统或网络应用程序提供 访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。通过 OSI 层,信息可以从一台计算机的软件应用程序传输到另一台的应用程序上。例如,计算机 A 上的应用程序要将信
22、息发送到计算机B的应用程序,则计算机 A中 的应用程序需要将信息先发送到其应用层(第七层),然后此层将信息发送到表示层(第六层),表示层将数据转送到会话层(第五层),如此继续,直至物理层 (第一层)。在物理层,数据被放置在物理网络媒介中并被发送至计算机 B 。计算机 B的物理层接收来自物理媒介的数据,然后将信息向上发送至数据链路层(第二层),数据链路层再转送给网络层,依次继续直到信息到达计算机 B的应用层。最后,计算机 B 的应用层再将信息传送给应用程序接收端,从而完成通信过程v应用层负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序,如Micros
23、oft Wo r d,应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。对等通信vv每一层利用下一层提供的服务与对等层通信;每一层使用自己的协议。Host AHost AHost BHost BAPDUAPDUPPDUPPDUSPDUSPDUSegmentSegmentPacketPacketFrameFrameBitBit应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层
24、传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层数据传输过程中的帧结构和包结构Data2.2.2.2 1.1.1.1 DataAA2.2.2.2Ethernet BB1.1.1.1From LANFrame Relayto WANDatato LAN2.2.2.2 1.1.1.1 Data2.2.2.2 1.1.1.1 Data2.2.2.2 1.1.1.1 Data2.2.2.2 1.1.1.1 DataFram relay 2.2.2.2 1.1.1.1 DataEthernet 2.2.2.2 1.1.1.1 Data数据传输过程
25、中,帧结构在改变,但是包结构不改变数据传输过程中,帧结构在改变,但是包结构不改变物理层vv物理层:定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。vv物理层线缆:同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆(coaxical cable)(coaxical cable):细缆和粗缆:细缆和粗缆:细缆和粗缆:细缆和粗缆双绞线双绞线双绞线双绞线(twisted pair)(twisted pair):UTPUTP、STPSTP光纤光纤光纤光纤(fibre)(fibre)无线电波无线电波无线电波无线电波(wireless radio)(wireless radio):无线局域网:无线局域网:无线局域网:无线局域网WLAN
26、WLAN网络线缆同轴电缆ThinNetThickNet10Base2, 10Base5光纤双绞线Unshielded (UTP)Shielded (STP)10BaseT双绞线是由八根直径为1mm的铜线组成,两两互相缠绕,形成四对缠绕线vUTP 非屏蔽双绞线vSTP 屏蔽双绞线(干扰大的场合)三类线,五类线cat-5超五类线最远传输距离:100米RJ-45线缆分类直连电缆(异种设备)直连电缆(异种设备)主机到交换机或集线器路由器到交换机或集线器交叉电缆(同种设备)交叉电缆(同种设备)交换机到交换机集线器到集线器主机到主机集线器到交换机反转电缆反转电缆从主机到路由器控制台串行通信端口的连接双绞线
27、橙白、橙绿白、绿蓝白、蓝棕白、棕橙白、橙绿白、蓝蓝白、绿棕白、棕标准化线序568A绿白,绿,橙白,蓝,蓝白,橙,棕白,棕568B橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕物理层vv局域网与物理层线缆标准:线缆标准:线缆标准:线缆标准:10Base-T10Base-T、100Base-T100Base-T、100Base-TX/FX100Base-TX/FX、1000Base-T1000Base-T、1000Base-SX/LX1000Base-SX/LX;网络设备:中继器、集线器等。网络设备:中继器、集线器等。网络设备:中继器、集线器等。网络设备:中继器、集线器等。vv广域网与物理层DTEDTE设
28、备:路由器、终端主机等;设备:路由器、终端主机等;设备:路由器、终端主机等;设备:路由器、终端主机等;DCEDCE设备:广域网交换机、设备:广域网交换机、设备:广域网交换机、设备:广域网交换机、ModemModem、CSU/DSUCSU/DSU等;等;等;等;常见接口:常见接口:常见接口:常见接口:RS-232RS-232、V.24V.24、V.35V.35等。等。等。等。数据链路层vv数据链路层分为2个子层:LLC子层和MAC子层。vv数据链路层的功能:物理地址定义物理地址定义物理地址定义物理地址定义网络拓扑结构网络拓扑结构网络拓扑结构网络拓扑结构链路参数链路参数链路参数链路参数差错验证差错
29、验证差错验证差错验证物理介质访问物理介质访问物理介质访问物理介质访问流控制流控制流控制流控制( (可选可选可选可选) )MAC/物理地址vvMAC地址有48位,华为产品前3个字节是0x00E0FC。00e0.fc01.234500e0.fc01.2345厂商编号厂商编号厂商编号厂商编号序列号序列号序列号序列号24 bits24 bits24 bits24 bits00e0.fc01.234500e0.fc01.2345RomRomRamRamLAN与数据链路层vvIEEE802标准:当今最为流行的LAN标准IEEE802.1 IEEE802.1 基本局域网问题基本局域网问题基本局域网问题基本局
30、域网问题IEEE802.2 IEEE802.2 定义定义定义定义LLCLLC子层子层子层子层IEEE802.3 IEEE802.3 以太网标准以太网标准以太网标准以太网标准IEEE802.4 IEEE802.4 令牌总线网令牌总线网令牌总线网令牌总线网IEEE802.5 IEEE802.5 令牌环网令牌环网令牌环网令牌环网vv以太网交换机WAN与数据链路层vvWAN数据链路层标准:HDLCHDLCPPPPPPISDNISDNX.25X.25Frame RelayFrame RelayvvWAN数据链路层设备:ModemModem、ISDNISDN终端适配器终端适配器终端适配器终端适配器CSU/
31、DSUCSU/DSU、广域网交换机、广域网交换机、广域网交换机、广域网交换机网络地址vv网络层地址由两部分地址组成:网络层地址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。IP IP 地址地址地址地址IPX IPX 地址地址地址地址网络地址网络地址网络地址网络地址主机地址主机地址主机地址主机地址10.10.8.2.488.2.48网络地址网络地址网络地址网络地址主机地址主机地址主机地址主机地址1aceb0b1.1aceb0b1.0000.0c00.6e250000.0c00.6e25路由协议与可路由协议vv可路由协议:IP、IPXvv路由协议: RIP、OSPF、BGP等N2N2N1N1N1.H1N1.
32、H1N1.H2N1.H2N2.H1N2.H1面向连接和无连接的服务vv面向连接的服务:适合延迟敏感性应用建立连接建立连接建立连接建立连接数据传输数据传输数据传输数据传输断开连接断开连接断开连接断开连接vv无连接的服务:适合延迟不敏感的应用无需建立连接无需建立连接无需建立连接无需建立连接资源动态分配资源动态分配资源动态分配资源动态分配传输层vv传输层功能:分段上层数据;分段上层数据;分段上层数据;分段上层数据;建立端到端连接;建立端到端连接;建立端到端连接;建立端到端连接;将数据从一端主机传送到另一端主机;将数据从一端主机传送到另一端主机;将数据从一端主机传送到另一端主机;将数据从一端主机传送到
33、另一端主机;保证数据按序、可靠、正确传输。保证数据按序、可靠、正确传输。保证数据按序、可靠、正确传输。保证数据按序、可靠、正确传输。vv传输层协议:主要有主要有主要有主要有TCP/IPTCP/IP协议栈的协议栈的协议栈的协议栈的TCPTCP协议和协议和协议和协议和UDPUDP协议,协议,协议,协议,IPX/SPXIPX/SPX协议栈的协议栈的协议栈的协议栈的SPXSPX协议等。协议等。协议等。协议等。TCP/IP协议和OSI参考模型vTCP/IP协议栈具有简单的分层设计,与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应 用 层传输层网络层7654321物理层数
34、据链路层OSI参考模型TCP/IPTCP/IP与OSI模型是一种相对应的关系。v应用层:大致对应于O S I模型的应用层和表示层,应用程序通过该层利用网络。v传输层:大致对应于O S I模型的会话层和传输层,包括T C P(传输控制协议)以及U D P(用户数据报协议),这些协议负责提供流控制、错误校验和排序服务。所有的服务请求都使用这些协议。v互连网层:对应于O S I模型的网络层,包括I P(网际协议)、I C M P(网际控制报文协议)、I G M P(网际组报文协议)以及A R P(地址解析协议)。这些协议处理信息的路由以及主机地址解析。v网络接口层:大致对应于O S I模型的数据链路
35、层和物理层。该层处理数据的格式化以及将数据传输到网络电缆。TCP/IP协议vTCP/IP协议概述vTCP/IP协议的结构vTCP/IP协议层级及包括那些协议TCP/IP协议基本工作原理 vTCP/IP协议源于1969年,是针对Internet开发的一种体系结构和协议标准,目的在于解决异种计算机网络的通信问题。使得网络在互联是能为用户提供异种通用一致的通信服务。是Internet采用的协议标准。TCP/IP协议概述vTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写,中文译名为传输控制协议/因特网互联协议,又叫网络通讯协议,这个协
36、议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。v简单地说,就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。vTCP/IP协议的基本单位是数据包vTCP协议负责把数据分成若干个数据包,并给每个数据包加上包头,包头上有相应的编号,以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式。vIP协议在每个包头上在家上接收端主机地址,这样数据找到自己要去的地方,如果传输过程中出现数据丢失失真等情况,TCP协议会自动要求数据重传。vTCP/IP是一个四层的分层体系结构。v高层为传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol),它负责聚集信息或把文件拆分成更小
37、的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层,接收端的TCP层把包还原为原始文件。v低层是网际协议(IP,Internet Protocol),它处理每个包的地址部分,使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同,但最后会在目的地汇合。v TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。 TCP/IP通信是点对点的,意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。 TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”,因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径,才是每个人都可以连续不断的使
38、用网络v主要特点主要特点v(1)开放的协议标准,可以免费使用,并且独立于特定的计算机硬件与操作系统; v(2)独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网,更适用于互联网中; v(3)统一的网络地址分配方案,使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址; v(4)标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务。 网络模型网络模型vOSI7层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。v而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。 v从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网络层、传输层、应用层。v
39、 网络接口层网络接口层:它定义了将资料组成正确帧的规程和在网络中传输帧的规程,帧是指一串资料,它是资料在网络中传输的单位。v 互联网层互联网层:本层定义了互联网中传输的“信息包”格式,以及从一个用户通过一个或多个路由器到最终目标的“信息包”转发机制。v 传输层传输层:为两个用户进程之间建立、管理和拆除可靠而又有效的端到端连接。 v应用层应用层:它定义了应用程序使用互联网的规程。 v主要协议主要协议v之所以说TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。以下是
40、协议族中一些常用协议英文名称和用途: vTCP(Transport Control Protocol)传输控制协议 vIP(Internet Protocol)因特网协议 vUDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议 vICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议 vSMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议 vSNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议 vFTP(File Transfer Protocol)文件传输协议 vA
41、RP(Address Resolution Protocol)地址解析协议 v网络层网络层 负责相邻计算机之间的通信。v其功能包括三方面。其功能包括三方面。 v 一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。 三、处理路径、流控、拥塞等问题填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。 二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径-假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该。 网络层包括:网络层包括:vIP(Internet Protocol)协议、vICMP(Internet C
42、ontrol Message Protocol) 控制报文协议、vARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、vRARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。 v IP是网络层的核心,通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。 vICMP是网络层的补充,可以回送报文。用来检测网络是否通畅。 vARP是正向地址解析协议,通过已知的IP,寻找对应主机的MAC地址。 vRARP是反向地址解析协议,通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。 v传输层传输层 提供应用程序间的通信。v其功能包括:其功能包括:v一、格式化信息流
43、;v二、提供可靠传输。v为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。 传输层协议主要是:v传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)v用户数据报协议UDP(User Datagram rotocol)。 v TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯时完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。 vTCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。 vU
44、DP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。 vUDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出丢包现象,实际应用中要求在程序员编程验证。 v应用层应用层v向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。 v应用层一般是面向用户的服务。v协议包括如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。 v FTP(File Transmision Protocol)是文件传输协议,一般上传下载用FTP服务,数据端口是20H,控制端口是21H。 vTelnet服务是用户远程登录服务,使用23H端口,使用明
45、码传送,保密性差、简单方便。 vDNS(Domain Name Service)是域名解析服务,提供域名到IP地址之间的转换。 vSMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议,用来控制信件的发送、中转。 vPOP3(Post Office Protocol 3)是邮局协议第3版本,用于接收邮件。 v网络接口层网络接口层 实际上并不是因特网协议组中的一部分,实际上并不是因特网协议组中的一部分,但是它是数据包从一个设备的网络层传输到但是它是数据包从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层的方法。另外一个设备的网络层的方法。 这个过程能够在网卡的软件驱动
46、程序中控制,这个过程能够在网卡的软件驱动程序中控制,也可以在韧体或者专用芯片中控制。这将完也可以在韧体或者专用芯片中控制。这将完成如成如添加报头准备发送、通过物理媒介实际添加报头准备发送、通过物理媒介实际发送这样一些数据链路功能发送这样一些数据链路功能。另一端,链路。另一端,链路层将完成数据帧接收、去除报头并且将接收层将完成数据帧接收、去除报头并且将接收到的包传到网络层。到的包传到网络层。v网络接口层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。网络接口层是TCP/IP与各种LAN或WAN的接口。 v链路层:链路层:它也可能是一个虚拟专有网络(VPN)或者隧道,在这里从网络层来的包使用隧道协议
47、和其他(或者同样的)协议组发送而不是发送到物理的接口上。 v物理层物理层:对应于网络的基本硬件,这也是Internet物理构成,即我们可以看得见的硬设备,如PC机、互连网服务器、网络设备等,必须对这些硬设备的电气特性作一个规范,使这些设备都能。够互相连接并兼容使用v网络接口层在发送端将上层的IP数据报封装成帧后发送到网络上;数据帧通过网络到达接收端时,该结点的网络接口层对数据帧拆封,并检查帧中包含的MAC地址。如果该地址就是本机的MAC地址或者是广播地址,则上传到网络层,否则丢弃该帧 v当使用串行线路连接主机与网络,或连接网络与网络时,例如,主机通过Modem和电话线接入Internet,则需
48、要在网络接口层运行SLIP或PPP协议。 主要协议v SLIP(Serial Line Internet Protocol)协议提供了一种在串行通信线路上封装IP数据报的简单方法,使用户通过电话线和Modem能方便地接入TCP/IP网络。 v PPP(Point to Point Protocol)协议是一种有效的点到点通信协议,解决了SLIP存在的上述问题,即可以支持多种网络层协议(如IP、IPX等),支持动态分配的IP地址;并且PPP帧中设置了校验字段,因而PPP在网络接口层上具有差错检验能力。 几种说法几种说法第一种vTCP/IP协议的开发研制人员将Internet分为五个层次,以便于理
49、解,它也称为互联网分层模型或互联网分层参考模型,如下表:v 应用层(第五层) 传输层(第四层) 互联网层(第三层) 数据链路层(第二层) 物理层(第一层)第二种vCP/IP 是四层的体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。 最下面的网络接口层并没有具体内容。 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 。 应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer) 第三种v市面上的书有
50、的写 TCP有4层有的写有5层 其实在我看来4层5层没有区别 4层结构中只是把5层里的物理层和数据链路层 合在一起组成了物理层v总结:TCP/IP是一个四层的体系结构,但从实质上讲,TCP/IP只有最上面的三层,因为最下面的网络接口层是没有什么具体内容的。互联网技术vHTML语言语言v互联网接入技术互联网接入技术v浏览器软件简介浏览器软件简介1105399774为什么要学习HTMLv作为一个作为一个WEB程序开发人员,不可避免都程序开发人员,不可避免都要接触要接触HTML程序程序v经常要在经常要在HTML中嵌入中嵌入ASP,或者动态输出,或者动态输出HTML文档。文档。v以后可以将以后可以将H
51、TML和和XML作个很好的比较作个很好的比较WWW简介vvWWW,是是World Wide Web(万万维维网网)的的缩缩写写,万万维维网网通通常常也也简简称称为为Web,它它是是由由无无数数的的商商业业、教教育育、娱娱乐乐等等资资源源组组成成的的一一个个庞庞大大的的信信息息空空间间。我我们们可可以以在在这这个个信信息息空空间间中中浏浏览览、搜搜寻寻各各种种资资料料,最最终终呈呈现现在在浏浏览览器器中中的的信息,就是信息,就是Web页面。页面。vvWeb页面绝大多数都是由页面绝大多数都是由HTML所编写的。所编写的。HTMLHTML(Hypertext Markup Language)是超文本
52、标记语言,)是超文本标记语言,目前的版本是目前的版本是4.01Web页面(网页)也是一种文档,页面(网页)也是一种文档,HTML就是用于编写这种文档的一就是用于编写这种文档的一种标记语言。种标记语言。HTML元素与标签 网网页页文文档档的的结结构构和和格格式式的的定定义义是是由由HTML元元素素来来完完成成的的,HTML元元素素是是由由单单个个或或一一对对标标签签定定义义的的包包含含范范围围。一一个个标标签签就就是是左左右右分分别别有有一一个个小小于于号号()的的字字符符串串。开开始始标标签签是是指指不不以以斜斜杠杠(/)开开头头的的标标签签,其其内内是是一一串串允允许许的的属属性性-值值对对
53、。结结束束标标签签则则是是以以一个斜杠一个斜杠(/)开头的标签。开头的标签。HTML元素与标签vv aaa vHTML元素的四种形式v空元素空元素v带有属性的元素带有属性的元素 v带有内容的元素带有内容的元素 aaav带有属性和内容的元素带有属性和内容的元素 aaaHTML的第一个页面提示v在我们编写在我们编写HTML文档时,即使不按照文档时,即使不按照HTML的框架的框架格式,目前我们所用的浏览器(格式,目前我们所用的浏览器(IE)也能很好的解)也能很好的解析文档。析文档。v在在HTML文档中,一个标签的属性是可选的,你在文档中,一个标签的属性是可选的,你在写一个标签时,根据需要,可以写上他
54、的属性,也写一个标签时,根据需要,可以写上他的属性,也可以不写。可以不写。v在在HTML文档中,给一个标签的属性赋值的时候,文档中,给一个标签的属性赋值的时候,可以加双引号,也可以不加。可以加双引号,也可以不加。vHTML中,标签和属性的名字都是大小写无关的。中,标签和属性的名字都是大小写无关的。与段落控制相关的标签表示表示paragraph,作用:创建一个段。,作用:创建一个段。表示表示line break,作用:换行。,作用:换行。(3)表示表示horizontal rule,作用:插入一条水平,作用:插入一条水平线。线。与文本显示相关的标签与文本显示相关的标签 使得文本居中显示使得文本居
55、中显示 指出文档的标题,指出文档的标题,n是从是从1到到6,属性,属性align用于设置标题对齐的方式。用于设置标题对齐的方式。 用于设置字体,属性用于设置字体,属性size表示字体的大小,可表示字体的大小,可以从以从1到到7,数字越大,字体越大,数字越大,字体越大,color属性表属性表示字体的颜色,示字体的颜色, 表示使得文本成为粗体。表示使得文本成为粗体。 表示使得文本成为斜体。表示使得文本成为斜体。如何输入特殊字符如何输入特殊字符常用的字符实体常用的字符实体HTML注释注释带数字编号的列表带数字编号的列表 使用和标签创建带数字编号的列表。在标签中使用start属性,设置起始的序号。在标
56、签中使用value属性,改变列表内的编号顺序。列表列表指定编号的格式指定编号的格式v 在网上进行贸易已经成为现实,而且发展得如火如荼,例如可以开展网上购物、网上商品销售、网上拍卖、网上货币支付等。它已经在海关、外贸、金融、税收、销售、运输等方面得到了应用。电子商务现在正向一个更加纵深的方向发展,随着社会金融基础设施及网络安全设施的进一步键全,电子商务将在世界上引起一轮新的革命。在不久的将来,您将可以坐在电脑前进行各种各样的商业活动。列表列表带有项目编号带有项目编号列表列表建立无符号列表建立无符号列表表格定义表格定义表格HTML表单表单的创建Input元素Input元素列表框多行输入文本超链接超
57、链接的例子嵌入图像互联网接入技术互联网接入技术互联网接入技术概述互联网接入技术概述1、为什么要接入互联网v人们已经不满足于在单一的物理网络范围内进行相互通信和共享资源vInternet网上资源和服务越来越丰富 进行更大范围的信息传递和获取更广泛的资源2、存在的问题v信息高速公路的最后一公里问题 直接连接到Internet的主干网或区域网上是不太现实的3、接入方式v通过接入网v接入形式:4、接入网接入网的形式v计算机网:传输数字信号v公共电话网:传输语音/传真信号v广播电视网:传输视频信号。接入网区域网区域网接入网主干网接入网与Internet主干网、区域网的关系5、目前可提供的宽带接入技术:v
58、局域网接入技术v借助于公共电话网的xDSL接入技术v基于广播电视网的光纤-同轴电缆混合HFC接入技术v光纤接入技术v无线网接入技术v移动网接入技术v微波接入技术v电力载波接入技术等接 入方式电缆类型接入技术数据传输特性有线接入铜缆Modem上行34.6kps,下行56 KbpsISDN对称,单通道:64Kbps,双通道:128 Kbps,4.65ADSL上行:640Kbps1Mbps,下行:68 Mbps,2.73HDSL对称,双对线,1.544Mbps,2.73SDSL对称,单对线,160Kbps2 Mbps(1.544Mbps)RADSL上行:128Kbps1Mbps,下行:640Kbps
59、12MbpsVDSL上行:1.32.3Mbps,下行:1355Mbps,0.31双绞线802.3对称,10/100/1000 Mbps,10Gbps光纤APON对称:155Mbps,非对称:622MbpsEPON对称,1Gbps光纤-同轴CableModem上行:1Mbps,下行:256 Kbps8 Mbps电力线PLC2100 Mbps无线接入固定802.11a5GHz,54Mbps802.11b2.4GHz,11 Mbps802.11g2.4GHz,54 Mbps802.11n高速无线局域网:5GHz,600Mbps,2006.5颁布802.16d高速无线城域网:266GHz,75Mbps
60、,2004.5颁布移动802.16e高速无线城域网:26GHz,30Mbps,移动+漫游,2006.2GPRS171.2 Kbps3G高速无线广域网:144kbs10Mbps。 数字用户线数字用户线xDSL接入技术接入技术1、ADSL即非对称数字用户线在现有的普通电话线上提供:v68Mbit/s的高速下行速率,v640Kbit/s1Mbit/s的上行速率;v传输距离可达2.7km-3.6km。形式:PSTN网络ISP网络DSL接入复用器 AAA服务器ADSL ModemADSL Modem基于ADSL拨号接入的网络连接形式Internet实现原理:vADSL调制解调器使用频分多路复用技术,将用
61、户电话线带宽划分为3个频段:v04kHz用于传送电话信号,v2050kHz用于传送上行数字信息,v150500kHz用于速率为1.5Mbps的下行数字信息的传输.v1401100kHz用于速率为8Mbps的下行数字信息的传输。1.5Mbps传统电话 上行1Mbps0 4 20 50 140 150 500 1100 (kHz)ADSL技术的频谱分布图下行8Mbps 将数字用户线路改造成为具有3条独立信道的通信管道,彼此可以互不干扰的传输各自的数据。ADSL管道下行数据信道上行数据信道语音信道接入方式:ISP对家庭用户接入一般提供虚拟拨号(PPPoE)接入方式,对于局域网用户接入可提供专线(静态
62、IP)接入方式。HDSL(High-bit-rate DSL)通过使用2对双绞线以全双工方式进行传输,支持N64kbps的各种速率,最高可达E1速率,传输距离可达3.6km。2、其它DSL接入技术vSDSL(Single-line DSL)即为HDSL的单线对版本,性能与HDSL基本相同。vRADSL(Rate Adaptive DSL)即速率自适应技术,它允许服务提供者调整xDSL连接的带宽,以解决线长和传输质量问题,适应实际需要。下行速率的范围为640kbps到12Mbps,上行速率范围为128kbps到1Mbps。它利用一对双绞线同时支持语音和数据传输,而且支持同步和非同步两种传输方式。
63、vVDSL(Very-high-data-rate DSL)为超高速数字用户线技术,目前尚处于研究和开发阶段。虽然已有产品推出并有所应用,但正式规范还未发布。该技术可以支持在相对较短的距离内(如300m)达到最高5255 Mbps的下行传输速率和6.4Mbps的上行速率。当用户线路长度在10001500m时,下行速率可以达到13 Mbps或更高;上行速率可以达到1.3 Mbps,甚至更高。 光纤同轴混合HFC接入技术v主干网为光缆,将光信号从局端传输到居民小区v光信号转换为电信号后,再通过同轴电缆传输到用户家中v用户则使用电缆调制解调器Cable Modem(机顶盒)接入到网络。分路器头端控制
64、中心分路器放大器分路器同轴电缆HFC网络结构头端ODN光纤居民住宅放大器CMTS头端ODN:光分配结点v目前,HFC网络的频带划分情况:1.542MHz为上行通道,用于传输VOD信令、IP电话和状态信息等。2.54550 MHz为下行通道,用于传输模拟电视节目,按照每路带宽为68 MHz,可以传送各种不同制式的电视信号达6080路。3.550750 MHz:用于传送数字视频信号以及各种双向交互通信业务。4.7501000 MHz:用于未来可能出现的各种双向通信业务。 5 42 54 550 750 1000 MHzHFC网络频谱划分上行信道 模拟电视数字信号保留下行信道v性能指标:1.Cabl
65、e Modem的下行速率:310Mbps,2.最高可达36Mbps;而上行速率一般为0.22 Mbps,最高可达10Mbps。vHFC网络存在的主要问题:HFC属于模拟技术,不符合数字化的发展方向。尽管可以实现模拟信号与数字信号共存,但在较长时间内仍要以模拟信号为主。需要对现有的CATV网络进行双向传输改造,这需要大量的资金和时间;由于上行信道采用共享方式,因此存在传输冲突问题;而且下行信道的带宽也略显不足。FTTx接入技术v光接入网(OAN):从本地交换机到用户之间全部或部分采用光纤通信的系统。v同xDSL的表示方式相似,FTTx是光纤接入技术的总称。1.光纤到路边(Fiber To The
66、 Curb,FTTC)2.光纤到小区(Fiber To The Zone,FTTZ)3.光纤到楼(Fiber To The Building,FTTB)4.光纤到户(Fiber To The Home,FTTH)vFTTC、FTTZ、FTTB接入技术的共同特点: 光纤到达相应的位置后就通过光电转换器转换成电信号,然后再通过双绞线(或同轴电缆等)分配给每个用户。vFTTH是家庭接入的最终解决方案,速率可以达到155Mbps宽带无线接入(BWA)技术v宽带无线接入服务:带宽超过2Mbps的无线接入技术。v802.11无线局域网(WLAN)重点解决小范围内的移动结点通信问题。但由于用户数和覆盖范围的
67、限制,无法用于大范围的无线接入。v802.16无线城域网(WMAN)的重点是解决更大范围的固定结点数据通信问题。标准的颁布和WiMAX技术的成熟,城域宽带无线接入技术快速进入实际应用。802.16d网络拓扑结构 802.16f网络拓扑结构v无线广域网(MWAN) 覆盖全国或全球范围内的无线网络,可以使笔记本电脑、智能手机、PDA或其它设备在网络覆盖的任何位置接入到互联网。与无线局域网和无线城域网相比,除了可以提供更大范围的无线接入外,还主要体现在快速移动性上。从目前的应用来看,其信息传输速率并不高,一般无法满足多媒体应用的需要,只能适用于手机、PDA等处理能力较低的弱终端,而对于具有高强处理能
68、力的笔记本电脑来说,是不太适宜的。典型的无线广域网包括卫星通信系统、GSM和CDMA移动通信系统,以及未来的3G、超3G和4G技术。无线广域网的标准为IEEE802.20。浏览器软件浏览器软件v1、 Trident Trident(又称为MSHTML),是微软在Mosaic代码的基础之上修改而来的,IE的排版引擎的名称。浏览器主要有:IEv2、GeckoGecko是套开放源代码的、以C+编写的网页排版引擎。是一个跨平台内核。浏览器主要有:FireFoxv3、Presto引擎的特点就是渲染速度的优化达到了极致,也是目前公认网页浏览速度最快的浏览器内核,然而代价是牺牲了网页的兼容性。 是一个动态内
69、核,与前面几个内核的最大的区别就在脚本处理上,有着天生的优势,页面的全部或者部分都能够在回应脚本事件时等情况下被重新解析。 是商业引擎。浏览器主要有:Operav4、Webkit(基于(基于KHTML)苹果公司自己的内核,Webkit引擎包含WebCore排版引擎及JavaScriptCore解析引擎,均是从KDE的KHTML及KJS引擎衍生而来,它们都是自由软件,所以Webkit也是自由软件,同时开放源代码。浏览器主要有:Safari、chrome浏览器的工作模式浏览器的工作模式v每种浏览器都有两或三种工作模式,总结如下:浏览器的工作模式常被称为“渲染模式”,不仅对渲染有影响,对代码的解析以
70、及脚本的行为也同样有影响。操作系统使用情况浏览器使用情况浏览器的发展多进程架构v1、谷歌Chrome/Chromium包含以下4中主要的进程类型:(1) 浏览器进程:用于处理用户界面和管理所有其他的进程,其运行在浏览器的最顶级; (2) 渲染进程:用于处理独立浏览器标签中的渲染,值得注意的是,一个渲染进程能够处理多个标签; (3) 插件进程:每个浏览器插件如Adobe Flash或Java都运行在它们自己的独立进程中,这些插件进程能够与各自的渲染进程互通; (4) 扩展进程:浏览器中的扩展也拥有各自的独立进程,以避免互相干扰。v2、微软IE8 Loosely-Coupled IE(LCIE)主要的浏览进程与渲染进程相隔离。 主要的进程处理浏览器、用户界面和框架(窗口),用于存储选项卡。v3、Mozilla Electrolysis和Out-of-process插件添加多进程架构的目的就是隔离浏览器插件和浏览器的 主要进程,项目代号为“Electrolysis”。v4、WebKit 2中的多进程的采用多进程浏览模型之后,网页的内容(JavaScript,HTML,以 及布局等)将各自拥有独立的进程,这一机制是通过两个主要的子系统(CoreIPC和DrawingArea)来支持的。