南京大學計算機網(wǎng)絡.ppt

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計算機通信與網(wǎng)絡技術,,本課程主要教學內容：,計算機網(wǎng)絡的分類、協(xié)議與體系結構物理層數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)廣域網(wǎng)網(wǎng)絡互連技術運輸層應用層,對該課程的學習要求,掌握計算機網(wǎng)絡的基本概念，熟悉計算機網(wǎng)絡的基本技術，理解計算機網(wǎng)絡的工作原理。面對高速發(fā)展的網(wǎng)絡技術，具有積極動手、主動跟蹤、繼續(xù)學習的基礎和能力。,課程進度安排,10周——16周，28個講授課時，4個實驗課時教材：《計算機網(wǎng)絡教程》，謝希仁考核方式：閉卷考試70%，實驗20%，作業(yè)10%,第1講計算機網(wǎng)絡基礎知識,1.1計算機網(wǎng)絡的分類,1.1.1計算機網(wǎng)絡的定義,計算機網(wǎng)絡的精確定義并未統(tǒng)一。關于計算機網(wǎng)絡的最簡單的定義是：一些互相連接的、自治的計算機的集合。更準確的定義：凡是將地址位置不同，并具有獨立功能的計算機系統(tǒng)通過通信設備和線路連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)在網(wǎng)絡中資源共享和信息交換的系統(tǒng)，稱為計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。,1.1.2計算機網(wǎng)絡的幾種分類方法,,電路交換：用模擬信道的連接在線路上傳輸信息,電路交換要求在通信的雙方之間建立一條實際的物理通路，并且在整個通信過程中，這條通路被獨占。這種聯(lián)網(wǎng)方式稱為面向連接的（connection-oriented），過程為“建立連接、通信、釋放連接”。,存儲交換：數(shù)字化網(wǎng)絡；存儲-轉發(fā)方式,標志：表示幀的開始和結束地址：包括源地址和目的地址控制：報文類型和功能信息：傳送的數(shù)據(jù)FCS：幀校驗碼,報文（幀）,,報文交換每次是無需通過物理連接而建立通信信道的。這種聯(lián)網(wǎng)方式稱為無連接的（connectionless）。,報文交換：不定長報文為單位,分組交換（包交換）：定常報文為單位分組傳輸,集中式（星型結構）,分布式（網(wǎng)狀結構）,1.1.2計算機網(wǎng)絡的幾種分類方法,1.2計算機網(wǎng)絡的主要性能指標,,1.2.1帶寬（bandwidth）,“帶寬”本來的意思是指某個信號具有的頻帶寬度。帶寬的單位是赫茲(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)等。對于數(shù)字信道，“帶寬”是指在信道上(或一段鏈路上)能夠傳送的數(shù)字信號的速率，即數(shù)據(jù)率或比特率。比特(bit)是計算機中的數(shù)據(jù)的最小單元，它也是信息量的度量單位。帶寬的單位就是比特每秒(bit/s)。帶寬有時也稱為吞吐量。,1.2.2時延（delay）,時延(delay或latency)是指一個報文或分組從一個網(wǎng)絡(或一條鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間。總時延=傳播時延+發(fā)送時延+排隊時延,三類時延的計算方法,傳播時延=信道長度/信道上電磁波的傳播速率發(fā)送時延=數(shù)據(jù)塊長度/信道帶寬排隊時延：取決于網(wǎng)絡通信量,數(shù)據(jù)流量的強度=La/R,R=鏈路帶寬(b/s)L=分組長度(bits)a=平均分組到達速率,三種時延在實際中的產(chǎn)生示意,1.2.3時延帶寬積和往返時延,時延帶寬積=(傳播時延)*(帶寬),。鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。,1.2.3時延帶寬積和往返時延,往返時延RTT(Round-TripTime)也是一個重要的性能指標，它表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認，總共經(jīng)歷的時延。往返時延帶寬積的意義,1.3計算機網(wǎng)絡的協(xié)議,,1.3.1網(wǎng)絡協(xié)議的概念,計算機系統(tǒng)互相通信是需要規(guī)則的規(guī)則的制定：從SNA到OSI/RM規(guī)則的推廣：TCP/IP協(xié)議簇成為事實上的國際標準,重要的規(guī)則制定者,美國國家標準協(xié)會（ANSI）國際電工委員會（IEC）國際電信聯(lián)盟（ITU）電子工業(yè)協(xié)會（EIA）電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）國際標準化組織（ISO）國家標準和技術協(xié)會（NIST）國際商用機器公司（IBM）,什么是協(xié)議?,人際交往的協(xié)議和計算機網(wǎng)絡協(xié)議:,,Hi,,Hi,,,TCPconnectionreq.,,,,,,一.計算機協(xié)議的概念,為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網(wǎng)絡協(xié)議。一個網(wǎng)絡協(xié)議主要由以下三個要素組成：（1）語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式；（2）語義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應；（3）同步，即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。,二.協(xié)議的特點,1.分層網(wǎng)絡系統(tǒng)體系結構是有層次的，通信協(xié)議也被分為多個層次，在每個層次內又可分成若干子層次，協(xié)議各層次有高低之分。,二.協(xié)議的特點,2.協(xié)調配合每一層和相鄰層有接口，較低層通過接口向它的上一層提供服務，但這一服務的實現(xiàn)細節(jié)對上層是屏蔽的。較高層又是在較低層提供的低級服務的基礎上實現(xiàn)更高級的服務。,1.4計算機網(wǎng)絡的原理體系結構,,學習計算機網(wǎng)絡后的收獲,大三的上半年開了一門網(wǎng)絡課，講了一堆的東西，現(xiàn)在只記得有網(wǎng)絡的7層結構和一些晦澀的名詞。以至于工作以后經(jīng)常分不清某某協(xié)議是那個層的，互相之間是些什么關系。特別是TCP/IP被叫的越來越響亮以后，一直想把它和7層結構做個比較，可是越弄越糊涂?！?,1.4.1原理體系結構（因特網(wǎng)協(xié)議棧）,應用層:支持網(wǎng)絡應用ftp,smtp,http傳輸層:主機進程間的數(shù)據(jù)傳遞tcp,udp網(wǎng)絡層:將數(shù)據(jù)報從信源傳遞到信宿ip,路由選擇協(xié)議鏈路層:數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上的相鄰結點間的傳輸ppp,ethernet物理層:信道上傳送的位流,數(shù)據(jù)傳遞過程,1.4.2實體、協(xié)議、服務和服務訪問點,實體：任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。協(xié)議：控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則集合。服務：“垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。服務訪問點SAP：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互(即交換信息)的地方。,分層:邏輯通信,,,,,,,,,,每個層次:分布的運行“實體”在每個節(jié)點上實現(xiàn)該層的功能實體實現(xiàn)動作,與對等實體交換信息,分層:邏輯通訊，如傳輸層,從應用層取得數(shù)據(jù)加上地址,校驗信息形成“數(shù)據(jù)報”向對等實體(peer)發(fā)送數(shù)據(jù)報等待對等體在接收后的應答比喻:郵局服務,分層:物理通信,協(xié)議分層和數(shù)據(jù)的封裝,每個層次都從上層取得數(shù)據(jù)加上首部信息形成新的數(shù)據(jù)單元將新的數(shù)據(jù)單元傳遞給下一層次,1.4.3面向連接服務與無連接服務,面向連接服務具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個階段。不需要通信的兩個實體同時是活躍的(即處于激活態(tài))。數(shù)據(jù)報(datagram)。證實交付(confirmeddelivery)。請求回答(request-reply)。,1.5OSI與TCP/IP體系結構的比較,OSI參考模型中采用了七個層次的體系結構，將原理體系結構中的應用層再劃分為應用層、表示層和會話層。,OSI網(wǎng)絡體系介紹,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡層,運輸層,會話層,表示層,應用層,,,,,,,,OSI與TCP/IP體系結構對比,在一些問題的處理上，TCP/IP與OSI是很不相同的,TCP/IP一開始就考慮到多種異構網(wǎng)的互連問題。TCP/IP一開始就對面向連接服務和無連接服務并重。TCP/IP有較好的網(wǎng)絡管理功能。,按層次高低的一些協(xié)議來表示TCP/IP協(xié)議族,2.6客戶-服務器方式,在TCP/IP的進程之間的通信常用客戶–服務器方式。為了解決具體的應用問題而彼此通信的進程就稱為“應用進程”。而應用層的具體內容就是規(guī)定應用進程在通信時所遵循的協(xié)議?？蛻?client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。,作業(yè)：,P19：7，8，10P33：6,