《《互聯(lián)網(wǎng)v》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《互聯(lián)網(wǎng)v》PPT課件.ppt（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第6章 互聯(lián)網(wǎng),內(nèi)容提要,網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。物聯(lián)網(wǎng)是下一代互聯(lián)網(wǎng)嗎？為了解決這個(gè)問題，首先需要認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)。 本章將介紹互聯(lián)網(wǎng)的基本概念及體系結(jié)構(gòu)。,第2-5章介紹了感知識(shí)別層多樣化的信息獲取方式 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與RFID 傳感器技術(shù) 定位系統(tǒng) 智能信息設(shè)備 本章重點(diǎn)介紹互聯(lián)網(wǎng)的組成元素，接入方式，網(wǎng)絡(luò)核心等基本概念，并著重介紹互聯(lián)網(wǎng)分層體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層，傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層。,內(nèi)容回顧,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述 6.2 應(yīng)用層 6.3 傳輸層 6.4 網(wǎng)絡(luò)層 6.5 從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)有哪些基本組件，通過(guò)什么方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的呢？,本章內(nèi)容,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述：“網(wǎng)絡(luò)”構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)
2、絡(luò)終端： 服務(wù)器 個(gè)人電腦 智能手機(jī) 多樣的終端設(shè)備通過(guò)不同的接入方式接入互聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)接入方式,撥號(hào)上網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)普及初期最常用的有線接入方式，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器（Modem）利用當(dāng)?shù)剡\(yùn)營(yíng)商提供的電話號(hào)碼撥號(hào)接入互聯(lián)網(wǎng)，是一種低速接入，最高數(shù)據(jù)傳輸速率56kbps。 DSL：(Digital Subcriber Line)目前運(yùn)用最廣泛的有線接入方式，基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)。上傳速率峰值：1Mbps （通常小于1Mbps），下載速率峰值：8Mbps （通常小于2Mbps），速率穩(wěn)定，帶寬獨(dú)享，與語(yǔ)音服務(wù)獨(dú)立。 電力線：利用電力線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦陀芯€接入方式，最高速率14Mbps，結(jié)構(gòu)靈活
3、，適用范圍廣，成本低。,以太網(wǎng)：應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)通信技術(shù)，包括10Mbps，100Mbps，10Gbps等速率范圍，具有速率高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于各類企事業(yè)團(tuán)體，可實(shí)現(xiàn)各類高速互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，但一次性布線成本較高。 Wi-Fi：最常見的無(wú)線接入方式，是一種短距離傳輸技術(shù)，適用于辦公室及家庭環(huán)境，有11Mbps，54Mbps，300Mbps等速率范圍。,網(wǎng)絡(luò)接入方式（續(xù)）,網(wǎng)絡(luò)核心：互聯(lián)網(wǎng)如何提供通信服務(wù)？,不可靠 TCP彌補(bǔ),長(zhǎng)途電話,IP電話,電路交換 數(shù)據(jù)電路：circuit 特點(diǎn)：即時(shí)通訊，服務(wù)質(zhì)量保障 可擴(kuò)展性差，準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng) 分組交換 通訊數(shù)據(jù)單元：分組 特點(diǎn)：資源利用率高，信息
4、傳輸效率高，服務(wù)質(zhì)量無(wú)保障 多數(shù)情況下物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)不必苛求具有延時(shí)保障的即時(shí)通信能力，因此，高效且低成本的分組交換將成為物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換的首選方式。,電路交換VS分組交換,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其分層結(jié)構(gòu),為何需要分層結(jié)構(gòu)？ 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模 網(wǎng)絡(luò)功能 互聯(lián)網(wǎng)一般可劃分為5層 應(yīng)用層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其分層結(jié)構(gòu),應(yīng)用層 HTTP，F(xiàn)TP，SMTP，DNS協(xié)議；數(shù)據(jù)單元：報(bào)文 傳輸層 TCP，UDP協(xié)議；數(shù)據(jù)單元：數(shù)據(jù)段 網(wǎng)絡(luò)層 IP，ICMP，GMP協(xié)議；數(shù)據(jù)單元：數(shù)據(jù)包 鏈路層 MAC協(xié)議；數(shù)據(jù)單元：幀 物理層 數(shù)據(jù)單元：比特,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述
5、 6.2 應(yīng)用層 6.3 傳輸層 6.4 網(wǎng)絡(luò)層 6.5 從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用層是用戶接觸最多的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分層，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層有哪些關(guān)鍵應(yīng)用？,本章內(nèi)容,應(yīng)用程序構(gòu)架 客戶端服務(wù)器模式 服務(wù)器直接向所有用戶提供服務(wù) 成本高，可擴(kuò)展性差 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)模式 每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端既是資源的使用者也是資源的提供者 擴(kuò)展性強(qiáng)，資源利用率高 管理困難，服務(wù)不穩(wěn)定,6.2 應(yīng)用層：應(yīng)用程序構(gòu)架,應(yīng)用層描述業(yè)務(wù)邏輯，包括應(yīng)用流程、程序狀態(tài)、數(shù)據(jù)內(nèi)容和形式,Web包含的三個(gè)重要概念 超文本 超媒體 超文本傳輸協(xié)議（HTTP） Web的特點(diǎn) 圖形化界面 終端的獨(dú)立性 交互性和動(dòng)態(tài)性,6.2 應(yīng)用層：Web和HTTP協(xié)議,HT
6、TP協(xié)議是Web的核心，負(fù)責(zé)Web服務(wù)器和客戶端應(yīng)用層之間的通信。定義了服務(wù)器和用戶之間通信的次序以及數(shù)據(jù)格式。 服務(wù)器端：網(wǎng)頁(yè) 客戶端：瀏覽器 URL 例如，用戶可通過(guò)HTTP協(xié)議訪問主機(jī)上的web資源,6.2 應(yīng)用層：Web和HTTP協(xié)議,域名： Web服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)上的唯一標(biāo)識(shí)（標(biāo)識(shí)作用） 用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)中定位一臺(tái)Web服務(wù)器的標(biāo)識(shí)（定位作用） 域名一般具有可以直接理解的語(yǔ)義信息，如 cn：服務(wù)器位于中國(guó) edu：服務(wù)器用于教育機(jī)構(gòu) tsinghua：該web服務(wù)器為清華大學(xué)所有 域名與IP地址： IP是互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部使用的標(biāo)識(shí)，有固定的長(zhǎng)度，域名沒有長(zhǎng)度限制。 域名到IP地址的轉(zhuǎn)換：域名系統(tǒng),6
7、.2 應(yīng)用層：域名系統(tǒng),,分層組織的DNS（域名系統(tǒng)）服務(wù)結(jié)構(gòu) 根域名系統(tǒng)服務(wù)器 13臺(tái)根域名服務(wù)器 一級(jí)域名服務(wù)器 負(fù)責(zé)如.com、.edu、.net的一級(jí)域名 負(fù)責(zé)代表國(guó)家地區(qū)的.cn、ca的一級(jí)域名 權(quán)威域名服務(wù)器 服務(wù)每一個(gè)擁有Web的機(jī)構(gòu) 兩種服務(wù)方式 自維護(hù)權(quán)威域名服務(wù)器 第三方權(quán)威域名服務(wù)器 域名服務(wù)器共同協(xié)作完成域名解析,6.2 應(yīng)用層：域名系統(tǒng)（續(xù)）,6.2 應(yīng)用層：域名解析,交互式域名解析：逐級(jí)詢問 當(dāng)用戶向本地DNS服務(wù)器請(qǐng)求解析時(shí)，若本地DNS服務(wù)器已持有所需域名對(duì)應(yīng)IP，則將信息返回給用戶，否則從根服務(wù)器開始一層一層向下詢問，直到獲取域名對(duì)應(yīng)IP并返回給用戶。,6.2
8、 應(yīng)用層：域名解析（續(xù)）,遞歸式域名解析：本地DNS服務(wù)器代理 每當(dāng)一個(gè)DNS服務(wù)器被查詢一個(gè)域名的IP地址時(shí)，如果該服務(wù)器沒有記錄，則該服務(wù)器親自代表詢問者去獲取該域名的IP地址，直到得到該信息。,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述 6.2 應(yīng)用層 6.3 傳輸層 6.4 網(wǎng)絡(luò)層 6.5 從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 傳輸層是網(wǎng)絡(luò)終端經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)的第一個(gè)端到端的層次。傳輸層為應(yīng)用層程序或協(xié)議建立起虛擬的端到端傳輸通路。,本章內(nèi)容,6.3 傳輸層：套接字,套接字：應(yīng)用程序與傳輸層之間進(jìn)行通信的一道門，使得當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端運(yùn)行多個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序是，不同應(yīng)用程序的收發(fā)信息不會(huì)產(chǎn)生混亂。,套接字需要IP地址和端口號(hào)區(qū)別同一終
9、端上正在運(yùn)行的不同應(yīng)用程序。 IP地址用于區(qū)別不同終端，端口號(hào)用于區(qū)別同一終端上的不同應(yīng)用程序。,如何在傳輸層上建立端到端的邏輯連接？,傳輸層上端到端的連接是進(jìn)程與進(jìn)程之間的連接（不是終端之間的連接） 所需信息 發(fā)送端的IP地址：標(biāo)識(shí)發(fā)起者主機(jī)終端 發(fā)送端的端口號(hào)：標(biāo)識(shí)發(fā)起者主機(jī)具體進(jìn)程 接收端的IP地址：標(biāo)識(shí)接收者主機(jī)終端 接收端的端口號(hào)：標(biāo)識(shí)接收者主機(jī)具體進(jìn)程 傳輸層協(xié)議 UDP協(xié)議：提供沒有可靠性保證的數(shù)據(jù)傳遞 TCP協(xié)議：提供有可到性保障的數(shù)據(jù)傳遞,6.3 傳輸層：UDP協(xié)議,UDP協(xié)議：用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議（User Datagram Protocol），為傳輸層提供簡(jiǎn)單的不可靠的信息傳輸
10、服務(wù)。 協(xié)議特點(diǎn) 數(shù)據(jù)通訊不需要建立連接較小的啟動(dòng)延遲 數(shù)據(jù)通訊不需要維護(hù)連接狀態(tài)少量的資源消耗 輕量級(jí)的通訊開銷較短的數(shù)據(jù)包格式 應(yīng)用場(chǎng)合 網(wǎng)絡(luò)電話，網(wǎng)絡(luò)視頻等數(shù)據(jù)包延遲造成的危害通常大于數(shù)據(jù)包丟失的危害的應(yīng)用,6.3 傳輸層：TCP協(xié)議,TCP協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（Transmission Control Protocol），為上層應(yīng)用提供可靠的、基于字節(jié)流的傳輸服務(wù)。,由于TCP協(xié)議所基于的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（IP協(xié)議）不提供可靠傳輸保障，傳輸?shù)目煽啃酝耆怯蒚CP所包含的各種機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。 可靠性傳輸實(shí)現(xiàn)機(jī)制 數(shù)據(jù)分割 數(shù)據(jù)編號(hào) 接收反饋,可靠性傳輸機(jī)制 數(shù)據(jù)分割 數(shù)據(jù)編號(hào) 接收反饋,TCP協(xié)議：
11、可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn),TCP協(xié)議的可靠性保障機(jī)制示意 數(shù)據(jù)分割 三次握手 數(shù)據(jù)傳輸,可靠性傳輸機(jī)制 數(shù)據(jù)分割 數(shù)據(jù)編號(hào) 接收反饋,TCP協(xié)議的建立：三次握手,第一次握手： 由請(qǐng)求者發(fā)起，客戶端發(fā)起的第一次握手報(bào)文稱為SYN報(bào)文，其中包含發(fā)起者第一個(gè)真正數(shù)據(jù)報(bào)文的起始編號(hào)。 第二次握手： 服務(wù)器收到SYN報(bào)文后發(fā)送給客戶端的確認(rèn)信息，稱為SYNACK報(bào)文，完成第二次握手后，服務(wù)器分配網(wǎng)絡(luò)資源和帶寬。 第三次握手： 由客戶端發(fā)送，包含客戶端想從服務(wù)器獲取的數(shù)據(jù)資源，服務(wù)器收請(qǐng)求后，TCP連接成功建立。,可靠性傳輸機(jī)制 數(shù)據(jù)分割 數(shù)據(jù)編號(hào) 接收反饋,TCP協(xié)議的特點(diǎn),面向連接的傳輸：需通信雙方維護(hù)連接的狀
12、態(tài)。 可靠性傳輸：確保傳輸不出現(xiàn)丟失和亂序。 流控制：匹配發(fā)送端和接收端的速率。 擁塞控制：避免網(wǎng)絡(luò)過(guò)于擁擠，考慮了不同通信方之間的公平性。,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述 6.2 應(yīng)用層 6.3 傳輸層 6.4 網(wǎng)絡(luò)層 6.5 從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的互聯(lián)互通是通過(guò)什么方式實(shí)現(xiàn)的呢？,本章內(nèi)容,6.4 網(wǎng)絡(luò)層：路由器,路由器 是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的橋梁 路由器通過(guò)路由算法選擇數(shù)據(jù)傳輸路徑 路由表：IP地址，端口號(hào) 當(dāng)路由器收到一個(gè)數(shù)據(jù)包后會(huì)查看該數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)層包頭中接收終端的IP地址，根據(jù)路由表中的信息將該數(shù)據(jù)包通過(guò)對(duì)應(yīng)的端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。,6.4 網(wǎng)絡(luò)層：IP協(xié)議,IPv4協(xié)議 32比特 地
13、址分配： 由ICANN總體分配，共5類IPv4地址 A類：政府機(jī)構(gòu) B類：中等規(guī)模的公司和企業(yè) C類：小型的組織和個(gè)人 D類和E類：特殊用途 面臨的問題 數(shù)量枯竭問題IPv6,IPv6協(xié)議 128比特 協(xié)議優(yōu)點(diǎn): 巨大的數(shù)量：可以給每一粒沙子分配一個(gè)IP地址 包頭格式做了進(jìn)一步改進(jìn)，更簡(jiǎn)潔，更小的通訊延遲 安全性的提高 面臨的問題 與IPv4的兼容問題,IPv4如何過(guò)渡到IPv6？,雙棧技術(shù) 在IPv6設(shè)備中加入IPv4協(xié)議棧使得設(shè)備同時(shí)支持兩種協(xié)議。 存在的問題：若通信過(guò)程中將IPv6數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成IPv4數(shù)據(jù)包，則無(wú)法還原最初的IPv6數(shù)據(jù)包。,IPv4如何過(guò)渡到IPv6？,隧道技術(shù) 將IP
14、v6數(shù)據(jù)包打包為IPv4數(shù)據(jù)包 構(gòu)建傳輸隧道 IPv6數(shù)據(jù)包可以還原,6.1 互聯(lián)網(wǎng)概述 6.2 應(yīng)用層 6.3 傳輸層 6.4 網(wǎng)絡(luò)層 6.5 從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)是下一代互聯(lián)網(wǎng)嗎？,本章內(nèi)容,下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備的特點(diǎn)： 規(guī)模更大：IPv6逐步取代IPv4，連接更多的終端和用戶。 速度更快：目標(biāo)至少100Mbps。 安全性更高：網(wǎng)絡(luò)安全可控性，可管理性增強(qiáng)。 使用更方便：與移動(dòng)通信技術(shù)無(wú)縫配合，用戶不再受地理位置限制。,6.5 下一代互聯(lián)網(wǎng)探索,CNGI項(xiàng)目 項(xiàng)目全稱：Chinas Next Generation Internet，2003年在中國(guó)開展 四大突破： 世界上第一個(gè)純IPv6
15、局域網(wǎng) IPv6源地址認(rèn)證互聯(lián)新體系 自主研發(fā)的IPv4與IPv6的過(guò)渡技術(shù) 國(guó)產(chǎn)IPv6路由器 北京建成國(guó)內(nèi)/國(guó)際互聯(lián)中心CNGI6IX 實(shí)現(xiàn)了6個(gè)CNGI主干網(wǎng)絡(luò)的高速互聯(lián) 實(shí)現(xiàn)了與北美，歐洲，大洋洲等地區(qū)的下一代互聯(lián)網(wǎng)高速互聯(lián),6.5 下一代互聯(lián)網(wǎng)探索,互聯(lián)網(wǎng)的延伸 終端多元化 擺脫“人在上網(wǎng)”的束縛 網(wǎng)絡(luò)世界和物理世界更加緊密的聯(lián)系 信息獲取方式的多樣化 主動(dòng)獲取，被動(dòng)告知 感知行為的智能化 人類對(duì)物理世界的控制能力得到前所未有的加強(qiáng) 互聯(lián)網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸和拓展，互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物（人）與物（人）之間更加全面的互聯(lián)互通的最重要和最主要的途徑。,6.5 從互聯(lián)網(wǎng)
16、到物聯(lián)網(wǎng),本章小結(jié),內(nèi)容回顧 本章介紹了互聯(lián)網(wǎng)的基本組件和體系結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)討論了應(yīng)用層，傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的功能，簡(jiǎn)單介紹了各層典型的協(xié)議和應(yīng)用。 重點(diǎn)掌握 熟悉互聯(lián)網(wǎng)中常用的接入方式。 重點(diǎn)理解電路交換與分組交換的原理和特點(diǎn)。 牢記互聯(lián)網(wǎng)的5層結(jié)構(gòu)，包括每層中涉及的關(guān)鍵協(xié)議。 了解應(yīng)用程序構(gòu)架：客戶端服務(wù)器和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)模式。,本章小結(jié),重點(diǎn)掌握（續(xù)） 理解Web和HTTP協(xié)議，重點(diǎn)學(xué)習(xí)域名系統(tǒng)，DNS的分層組織結(jié)構(gòu)和域名解析方法。 掌握套接字的概念和功能原理并理解UDP協(xié)議的特點(diǎn)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)TCP協(xié)議的原理和特點(diǎn)，以及與UDP的區(qū)別。 理解路由器的作用和工作原理，掌握IPv4協(xié)議的結(jié)構(gòu)和分類，重點(diǎn)學(xué)習(xí)IPv6協(xié)議，包括結(jié)構(gòu)以及與IPv4的兼容技術(shù)。 掌握物聯(lián)網(wǎng)中互聯(lián)網(wǎng)的角色以及作用。,Thank you!,
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