計算機網(wǎng)絡技術.doc

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第一章 計算機網(wǎng)絡概述 1.1 計算機網(wǎng)絡的定義和發(fā)展歷史 1.1.1 計算機網(wǎng)絡的定義 計算機網(wǎng)絡是現(xiàn)代通信技術與計算機技術相結合的產(chǎn)物，是在地理上分散的通過通信線路連接起來的計算機集合，這些計算機遵守共同的協(xié)議，依據(jù)協(xié)議的規(guī)定進行相互通信，實現(xiàn)網(wǎng)絡各種資源的共享。 網(wǎng)絡資源：所謂的網(wǎng)絡資源包括硬件資源（如大容量磁盤、打印機等）、軟件資源（如工具軟件、應用軟件等）和數(shù)據(jù)資源（如數(shù)據(jù)庫文件和數(shù)據(jù)庫等）。 計算機網(wǎng)絡也可以簡單地定義為一個互連的、自主的計算機集合。所謂互連是指相互連接在一起，所謂自主是指網(wǎng)絡中的每臺計算機都是相對獨立的，可以獨立工作。 1.1.2 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史 課后小結： 1． 計算機網(wǎng)絡的定義． 2． 網(wǎng)絡資源的分類． 課后作業(yè)：預習P2－P8． 第二講 教學類型：理論課 教學課題：1．2～1．3 教學目標：1．了解計算機網(wǎng)絡的功能和應用；2. 了解計算機網(wǎng)絡的系統(tǒng)組成 教學重點、難點：計算機網(wǎng)絡的功能和應用；網(wǎng)絡的系統(tǒng)組成 教學方法：教師講解、演示、提問； 教學工具：多媒體幻燈片演示 1.2 計算機網(wǎng)絡的功能和應用 1. 計算機網(wǎng)絡的功能 （1）實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的資源共享 （2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速傳遞 （3）提高可靠性 （4）提供負載均衡與分布式處理能力 （5）集中管理 （6）綜合信息服務 2.計算機網(wǎng)絡的應用 計算機網(wǎng)絡由于其強大的功能，已成為現(xiàn)代信息業(yè)的重要支柱，被廣泛地應用于現(xiàn)代生活的各個領域，主要有： （1）辦公自動化 （2）管理信息系統(tǒng) （3）過程控制 （4）互聯(lián)網(wǎng)應用（如電子郵件、信息發(fā)布、電子商務、遠程音頻與視頻應用） 1.3計算機網(wǎng)絡的系統(tǒng)組成 1.3.1 網(wǎng)絡節(jié)點和通信鏈路 從拓撲結構看，計算機網(wǎng)絡就是由若干網(wǎng)絡節(jié)點和連接這些網(wǎng)絡節(jié)點的通信鏈路構成的。計算機網(wǎng)絡中的節(jié)點又稱網(wǎng)絡單元，一般可分為三類：訪問節(jié)點、轉接節(jié)點和混合節(jié)點。 通信鏈路是指兩個網(wǎng)絡節(jié)點之間承載信息和數(shù)據(jù)的線路。鏈路可用各種傳輸介質實現(xiàn)，如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛(wèi)星、微波等。 通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路。 1.3.2 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) 從邏輯功能上可把計算機網(wǎng)絡分為兩個子網(wǎng)：用戶資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。 資源子網(wǎng)包括各種計算機和相關的硬件、軟件； 通信子網(wǎng)是連接這些計算機資源并提供通信服務的連接線路。正是在通信子網(wǎng)的支持下，用戶才能利用網(wǎng)絡上的各種資源，進行相互間的通信，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡的功能。 通信子網(wǎng)有兩種類型： （1）公用型（如公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET） （2）專用型（如各類銀行網(wǎng)、證券網(wǎng)等） 1.3.3 網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡軟件系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)是由計算機網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡軟件系統(tǒng)組成的。 網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)是指構成計算機網(wǎng)絡的硬設備，包括各種計算機系統(tǒng)、終端及通信設備。 常見的網(wǎng)絡硬件有： （1）主機系統(tǒng)； （2）終端； （3）傳輸介質； （4）網(wǎng)卡；　（5）集線器； （6）交換機； （7）路由器 網(wǎng)絡軟件主要包括網(wǎng)絡通信協(xié)議、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和各類網(wǎng)絡應用系統(tǒng)。 （1）服務器操作系統(tǒng) 常見的有：Novell公司的NetWare、微軟公司的 Windows NT Server及 Unix系列。 （2）工作站操作系統(tǒng) 常見的有： Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。 （3）網(wǎng)絡通信協(xié)議 （4）設備驅動程序 （5）網(wǎng)絡管理系統(tǒng)軟件 （6）網(wǎng)絡安全軟件 （7）網(wǎng)絡應用軟件 課后小結： 1． 計算機網(wǎng)絡的功能和應用 2． 網(wǎng)絡的系統(tǒng)組成 課后作業(yè)：預習P8－P10 第三講 教學類型：理論課 教學課題：1．4　計算機網(wǎng)絡的分類 教學目標：1．掌握計算機網(wǎng)絡的分類；2. 了解計算機網(wǎng)絡的定義和發(fā)展；3． 了解計算機網(wǎng)絡的功能和應用；4. 了解計算機網(wǎng)絡的系統(tǒng)組成 教學重點、難點：掌握計算機網(wǎng)絡的分類 教學方法：教師講解、演示、提問； 教學工具：多媒體幻燈片演示 1.4 計算機網(wǎng)絡的分類 1.4.1 按計算機網(wǎng)絡覆蓋范圍分類 由于網(wǎng)絡覆蓋范圍和計算機之間互連距離不同，所采用的網(wǎng)絡結構和傳輸技術也不同，因而形成不同的計算機網(wǎng)絡。 一般可以分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）三類。 1.4.2按計算機網(wǎng)絡拓撲結構分類 網(wǎng)絡拓撲是指連接的形狀，或者是網(wǎng)絡在物理上的連通性。如果不考慮網(wǎng)絡的的地理位置，而把連接在網(wǎng)絡上的設備看作是一個節(jié)點，把連接計算機之間的通信線路看作一條鏈路，這樣就可以抽象出網(wǎng)絡的拓撲結構。 按計算機網(wǎng)絡的拓撲結構可將網(wǎng)絡分為：星型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、總線型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、網(wǎng)型網(wǎng)。 1.4.3 按網(wǎng)絡的所有權劃分 1.公用網(wǎng) 由電信部門組建，由政府和電信部門管理和控制的網(wǎng)絡。 2.專用網(wǎng) 也稱私用網(wǎng)，一般為某一單位或某一系統(tǒng)組建，該網(wǎng)一般不允許系統(tǒng)外的用戶使用。 1.4.4 按照網(wǎng)絡中計算機所處的地位劃分 （1）對等局域網(wǎng) （2）基于服務器的網(wǎng)絡（也稱為客戶機/服務器網(wǎng)絡）。 課后小結： 1. 計算機網(wǎng)絡的定義；2. 計算機網(wǎng)絡的功能和應用；3. 計算機網(wǎng)絡的分類 課后作業(yè)：(P10)1 、4、5、6 第四講 教學類型：理論課 教學課題：1．1　計算機網(wǎng)絡的定義和發(fā)展 教學目標：1. 了解數(shù)據(jù)通信的基本概念；2. 了解數(shù)據(jù)傳輸方式 教學重點、難點：數(shù)據(jù)傳輸方式 教學方法：教師講解、演示、提問； 教學工具：多媒體幻燈片演示 教學內容與過程 導入：由現(xiàn)在的網(wǎng)絡通訊中的一些普通關鍵詞引入新課 講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書） 第二章 數(shù)據(jù)通信基礎 2．1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 2.1.1 信息和數(shù)據(jù) 1．信息 信息是對客觀事物的反映,可以是對物質的形態(tài)、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物質與外部的聯(lián)系。信息有各種存在形式。 2．數(shù)據(jù) 信息可以用數(shù)字的形式來表示，數(shù)字化的信息稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以分成兩類：模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)。 2.1.2 信道和信道容量 1．信道 信道是傳送信號的一條通道，可以分為物理信道和邏輯信道。 物理信道是指用來傳送信號或數(shù)據(jù)的物理通路，由傳輸及其附屬設備組成。 邏輯信道也是指傳輸信息的一條通路，但在信號的收、發(fā)節(jié)點之間并不一定存在與之對應的物理傳輸介質，而是在物理信道基礎上，由節(jié)點設備內部的連接來實現(xiàn)。 2．信道的分類 信道按使用權限可分為專業(yè)信道和共用信道。 信道按傳輸介質可分為有線信道、無線信道和衛(wèi)星信道。 信道按傳輸信號的種類可分為模擬信道和數(shù)字信道。 3．信道容量 信道容量是指信道傳輸信息的最大能力，通常用數(shù)據(jù)傳輸率來表示。即單位時間內傳送的比特數(shù)越大，則信息的傳輸能力也就越大，表示信道容量大。 2.1.3 碼元和碼字 在數(shù)字傳輸中，有時把一個數(shù)字脈沖稱為一個碼元，是構成信息編碼的最小單位。 計算機網(wǎng)絡傳送中的每一位二進制數(shù)字稱為“碼元”或“碼位”，例如二進制數(shù)字10000001是由7個碼元組成的序列，通常稱為“碼字”。 2.1.4 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要技術指標 1．比特率：比特率是一種數(shù)字信號的傳輸速率，它表示單位時間內所傳送的二進制代碼的有效位（bit）數(shù)，單位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。 2．波特率：波特率是一種調制速率，也稱波形速率。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，線路上每秒鐘傳送的波形個數(shù)就是波特率，其單位為波特（baud）。 3．誤碼率：誤碼率指信息傳輸?shù)腻e誤率，也稱誤碼率，是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下，衡量傳輸可靠性的指標。 4．吞吐量：吞吐量是單位時間內整個網(wǎng)絡能夠處理的信息總量，單位是字節(jié)/秒或位/秒。在單信道總線型網(wǎng)絡中，吞吐量=信道容量傳輸效率。 5．通道的傳播延遲：信號在信道中傳播，從信源端到達信宿端需要一定的時間，這個時間叫做傳播延遲（或時延）。 2.1.5 帶寬與數(shù)據(jù)傳輸率 1.信道帶寬 信道帶寬是指信道所能傳送的信號頻率寬度，它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。 帶寬越大，所能達到的傳輸速率就越大，所以通道的帶寬是衡量傳輸系統(tǒng)的一個重要指標。 2.數(shù)據(jù)傳輸率 數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時間信道內傳輸?shù)男畔⒘浚幢忍芈?，單位為比?秒。 一般來說，數(shù)據(jù)傳輸率的高低由傳輸每一位數(shù)據(jù)所占時間決定，如果每一位所占時間越小，則速率越高。 2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式 2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型 2.2.2 數(shù)據(jù)線路的通信方式 根據(jù)數(shù)據(jù)信息在傳輸線上的傳送方向，數(shù)據(jù)通信方式有： 單工通信 半雙工通信 雙工通信 2.2.3 數(shù)據(jù)傳輸方式 數(shù)據(jù)傳輸方式依其數(shù)據(jù)在傳輸線原樣不變地傳輸還是調制變樣后再傳輸，可分為基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸?shù)确绞健? 1.基帶傳輸 2.頻帶傳輸 3.寬帶傳輸 課后小結： 1. 什么是信息、數(shù)據(jù)？ 2. 什么是信道？常用的信道分類有幾種？ 3. 什么是比特率？什么是波特率？ 4. 什么是帶寬、數(shù)據(jù)傳輸率與信道容量？ 課后作業(yè)：（P20）二1、2、3、4、5、6 第五講 教學類型：理論課 教學課題：2．2～2．4　 教學目標：1．理解數(shù)據(jù)交換技術；2. 理解差錯檢驗與校正技術 教學重點、難點：數(shù)據(jù)交換技術、差錯檢驗與校正技術 教學方法：教師講解、演示、提問； 教學工具：多媒體幻燈片演示 教學內容與過程： 導入：由現(xiàn)在的網(wǎng)絡通訊中的一些普通關鍵詞引入新課 講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書） 2.3 數(shù)據(jù)交換技術 通常使用四種交換技術： 電路交換 報文交換 分組交換 信元交換。 2.3.1 電路交換 電路交換（也稱線路交換） 在電路交換方式中，通過網(wǎng)絡節(jié)點（交換設備）在工作站之間建立專用的通信通道，即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立，這對端點就獨占該條物理通道，直至通信線路被取消。 電路交換的主要優(yōu)點是實時性好，由于信道專用，通信速率較高；缺點是線路利用率低，不能連接不同類型的線路組成鏈路，通信的雙方必須同時工作。 電路交換必定是面向連接的，電話系統(tǒng)就是這種方式。 電路交換的三個階段： 電路建立階段 數(shù)據(jù)傳輸階段 拆除電路階段 2.3.2 報文交換 報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數(shù)據(jù)包。報文交換采取的是“存儲—轉發(fā)”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的兩個節(jié)點之間建立專用的物理線路。 報文交換的主要缺點是網(wǎng)絡的延時較長且變化比較大，因而不宜用于實時通信或交互式的應用場合。 在 20 世紀 40 年代，電報通信也采用了基于存儲轉發(fā)原理的報文交換(message switching)。 報文交換的時延較長，從幾分鐘到幾小時不等。現(xiàn)在，報文交換已經(jīng)很少有人使用了。 2.3.3 分組交換 分組交換也稱包交換，它是報文交換的一種改進，也屬于存儲-轉發(fā)交換方式，但它不是以報文為單位，而是以長度受到限制的報文分組（Packet）為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包，分組交換有時也稱為包交換。 分組在網(wǎng)絡中傳輸，還可以分為兩種不同的方式：數(shù)據(jù)報和虛電路。 分組交換的優(yōu)點 高效 動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。 靈活 以分組為傳送單位和查找路由。 迅速 必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬 可靠 完善的網(wǎng)絡協(xié)議；自適應的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡有很好的生存性 2.3.4 信元交換技術 （ATM，Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式） ATM是一種面向連接的交換技術，它采用小的固定長度的信息交換單元（一個53Byte的信元），話音、視頻和數(shù)據(jù)都可由信元的信息域傳輸。 它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優(yōu)點，針對分組交換速率低的弱點，利用電路交換完全與協(xié)議處理幾乎無關的特點，通過高性能的硬件設備來提高處理速度，以實現(xiàn)高速化。 ATM是一種廣域網(wǎng)主干線的較好選擇。 2.4 差錯檢驗與校正 數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)差錯有多種原因，一般分成內部因素和外部因素。 內部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等。 外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業(yè)噪音等。 為了確保無差錯地傳輸，必須具有檢錯和糾錯的功能。常用的校驗方式有奇偶校驗和循環(huán)冗余碼校驗。 2.4.1 奇偶校驗 采用奇偶校驗時，若其中兩位同時發(fā)生錯誤，則會發(fā)生沒有檢測出錯誤的情況。 2.4.2 循環(huán)冗余碼校驗。 這種編碼對隨機差錯和突發(fā)差錯均能以較低的冗余充進行嚴格的檢查。 課后小結： 1. 數(shù)據(jù)通信的的一些基本知識 2. 三種交換方式的基本工作原理 3. 兩種差錯校驗方法：奇偶校驗和循環(huán)冗余校驗 課后作業(yè)：（P20）二7、8、9 第六講 教學類型：復習課 教學課題：第一章與第二章 教學目標：通過復習掌握第一、二章的重點 教學重點、難點：第一、二章的重點 教學方法：教師講解、演示、提問； 教學工具：多媒體幻燈片演示 教學內容：第一、二章的內容 第七講 教學類型：測驗一 第八講 教學類型：理論課 教學課題：第三章 計算機網(wǎng)絡技術基礎 教學目標：1. 掌握幾種常見網(wǎng)絡拓撲結構的原理及其特點；2. 掌握ISO/OSI網(wǎng)絡參考模型及各層的主要功能 教學重點、難點：1. 掌握幾種常見網(wǎng)絡拓撲結構的原理及其特點；2. 掌握ISO/OSI網(wǎng)絡參考模型及各層的主要功能 教學方法：教師講解、演示、學生認真學習并思考、記憶；教師講授與學生理解協(xié)調并重的教學法 教學工具：多媒體幻燈片演示 教學內容與過程 導入：提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。 引導學生總結重要原理并認真加以研究。 教師總結歸納本章重要原理的應用，進入教學課題。 講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書） 第三章 計算機網(wǎng)絡技術基礎 3.1 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構 3.1.1 什么是計算機網(wǎng)絡的拓撲結構 網(wǎng)絡拓撲是指網(wǎng)絡連接的形狀，或者是網(wǎng)絡在物理上的連通性。 網(wǎng)絡拓撲結構能夠反映各類結構的基本特征，即不考慮網(wǎng)絡節(jié)點的具體組成，也不管它們之間通信線路的具體類型，把網(wǎng)絡節(jié)點畫作“點”，把它們之間的通信線路畫作“線”，這樣畫出的圖形就是網(wǎng)絡的拓撲結構圖。 不同的拓撲結構其信道訪問技術、網(wǎng)絡性能、設備開銷等各不相同，分別適應于不同場合。它影響著整個網(wǎng)絡的設計、功能、可靠性和通信費用等方面，是研究計算機網(wǎng)絡的主要環(huán)節(jié)之一。 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構主要是指通信子網(wǎng)的拓撲結構，常見的一般分為以下幾種： 1.總線型；2.星型；3.環(huán)型；4.樹型；5.網(wǎng)狀型 3.1.2 總線型拓撲結構 總線結構中，各節(jié)點通過一個或多個通信線路與公共總線連接。總線型結構簡單、擴展容易。網(wǎng)絡中任何節(jié)點的故障都不會造成全網(wǎng)的故障，可靠性較高。 總線型結構是從多機系統(tǒng)的總線互聯(lián)結構演變而來的，又可分為單總線結構和多總線結構，常用CSMA/CD和令牌總線訪問控制方式。 總線型結構的缺點： （1）故障診斷困難；（2）故障隔離困難；（3）中繼器等配置；（4）實時性不強 3.1.3 星型拓撲結構 星型的中心節(jié)點是主節(jié)點，它接收各分散節(jié)點的信息再轉發(fā)給相應節(jié)點，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。星型網(wǎng)的結構簡單，建網(wǎng)容易，但可靠性差，中心節(jié)點是網(wǎng)絡的瓶頸，一旦出現(xiàn)故障則全網(wǎng)癱瘓。 星型拓撲結構的訪問采用集中式控制策略，采用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換。 星型拓撲結構的優(yōu)點： （1）方便服務；（2）每個連接只接一個設備；（3）集中控制和便于故障診斷；（4）簡單的訪問協(xié)議 星型拓撲結構的缺點： （1）電纜長度和安裝；（2）擴展困難；（3）依賴于中央節(jié)點 3.1.4 環(huán)型拓撲結構 網(wǎng)絡中節(jié)點計算機連成環(huán)型就成為環(huán)型網(wǎng)絡。環(huán)路上，信息單向從一個節(jié)點傳送到另一個節(jié)點，傳送路徑固定，沒有路徑選擇問題。環(huán)型網(wǎng)絡實現(xiàn)簡單，適應傳輸信息量不大的場合。任何節(jié)點的故障均導致環(huán)路不能正常工作，可靠性較差。 環(huán)型網(wǎng)絡常使用令牌環(huán)來決定哪個節(jié)點可以訪問通信系統(tǒng)。 環(huán)型拓撲結構的優(yōu)點： （1）電纜長度短；（2）適用于光纖；（3）網(wǎng)絡的實時性好 環(huán)型拓撲結構的缺點： （1）網(wǎng)絡擴展配置困難；（2）節(jié)點故障引起全網(wǎng)故障；（3）故障診斷困難；（4）拓撲結構影響訪問協(xié)議 3.1.5 其他類型拓撲結構 1.樹型拓撲結構 樹型網(wǎng)絡是分層結構，適用于分級管理和控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡中，除葉節(jié)點及其聯(lián)機外，任一節(jié)點或聯(lián)機的故障均只影響其所在支路網(wǎng)絡的正常工作。 2.星型環(huán)型拓撲結構 3.1.6 拓撲結構的選擇原則 拓撲結構的選擇往往和傳輸介質的選擇和介質訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結構時，應該考慮的主要因素有以下幾點： （1）服務可靠性； （2）網(wǎng)絡可擴充性； （3）組網(wǎng)費用高低（或性能價格比）。 3.2 ISO/OSI網(wǎng)絡參考模型 建立分層結構的原因和意義： 建立計算機網(wǎng)絡的根本目的是實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享，而通信則是實現(xiàn)所有網(wǎng)絡功能的基礎和關鍵。對于網(wǎng)絡的廣泛實施，國際標準化組織ISO（International Standard Organization），經(jīng)過多年研究，在1983年提出了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM（Reference Model of Open System Interconnection），這是一個定義連接異種計算機的標準主體結構，給網(wǎng)絡設計者提供了一個參考規(guī)范。 OSI參考模型的層次 OSI參考模型共有七層，由低到高分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。 1．OSI參考模型的特性 （1）是一種將異構系統(tǒng)互聯(lián)的分層結構； （2）提供了控制互聯(lián)系統(tǒng)交互規(guī)則的標準骨架； （3）定義了一種抽象結構，而并非具體實現(xiàn)的描述； （4）不同系統(tǒng)上的相同層的實體稱為同等層實體； （5）同等層實體之間的通信由該層的協(xié)議管理； （6）相鄰層間的接口定義了原語操作和低層向上層提供的服務； （7）所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數(shù)據(jù)服務； （8）直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實現(xiàn)； （9）每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其它層。 2．有關OSI參考模型的技術術語 在OSI參考模型中，每一層的真正功能是為其上一層提供服務。在對這些功能或服務過程以及協(xié)議的描述中，經(jīng)常使用如下一些技術術語： （1）數(shù)據(jù)單元 服務數(shù)據(jù)單元SDU（Service Data Unit） 協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol Data Unit） 接口數(shù)據(jù)單元IDU（Interface Data Unit） 服務訪問點SAP（Service Access Point） 服務原語（Primitive） （2）面向連接和無連接的服務 下層能夠向上層提供的服務有兩種基本形式：面向連接和無連接的服務。 面向連接的服務是在數(shù)據(jù)傳輸之前先建立連接，主要過程是：建立連接、進行數(shù)據(jù)傳送，拆除鏈路。面向連接的服務，又稱為虛電路服務。 無連接服務沒有建立和拆除鏈路的過程，一般也不采用可靠方式傳送。不可靠（無確認）的無連接服務又稱為數(shù)據(jù)報服務。 3.2.1 物理層 物理層是OSI模型的最低層，其任務是實現(xiàn)物理上互連系統(tǒng)間的信息傳輸。 1.物理層必須具備以下功能 （1）物理連接的建立、維持與釋放；2）物理層服務數(shù)據(jù)單元傳輸；（3）物理層管理。 2.媒體和互聯(lián)設備 物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等； 通信用的互聯(lián)設備如各種插頭、插座等；局域網(wǎng)中的各種粗、細同軸電纜，T型接/插頭，接收器，發(fā)送器，中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。 3.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)信道。數(shù)據(jù)鏈路層的任務是以物理層為基礎，為網(wǎng)絡層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路，通過數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，實施對二進制數(shù)據(jù)正確、可靠的傳輸。 數(shù)據(jù)鏈路的建立、拆除、對數(shù)據(jù)的檢錯、糾錯是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務。 1.鏈路層的主要功能 （1）鏈路管理；（2）幀的裝配與分解；（3）幀的同步；（4）流量控制與順序控制；（5）差錯控制；（6）使接收端能區(qū)分數(shù)據(jù)和控制信息；（7）透明傳輸；（8）尋址 2.數(shù)據(jù)鏈路層的主要協(xié)議 （1）ISO1745-1975；（2）ISO3309-1984；（3）ISO7776 3.鏈路層產(chǎn)品 獨立的鏈路產(chǎn)品中最常見的是網(wǎng)卡，網(wǎng)橋也是鏈路產(chǎn)品。 數(shù)據(jù)鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒介變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡層。在IEEE802．3情況下，數(shù)據(jù)鏈路層分成兩個子層：一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制。 3.2.3 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡層是通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)之間的接口，也是高、低層協(xié)議之間的接口層。網(wǎng)絡層的主要功能是路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障的恢復等。當本地端與目的端不處于同一網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡層將處理這些差異。 1.網(wǎng)絡層的主要功能 （1）建立和拆除網(wǎng)絡連接； （2）分段和組塊； （3）有序傳輸和流量控制； （4）網(wǎng)絡連接多路復用； （5）路由選擇和中繼； （6）差錯的檢測和恢復； （7）服務選擇 2.網(wǎng)絡層提供的服務 OSI/RM中規(guī)定，網(wǎng)絡層中提供無連接和面向連接兩種類型的服務，也稱為數(shù)據(jù)報服務和虛電路服務。 3.路由選擇 3.2.4 傳輸層 傳輸層是資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的接口和橋梁。傳輸層下面三層（屬于通信子網(wǎng)）面向數(shù)據(jù)通信，上面三層（屬于資源子網(wǎng)）面向數(shù)據(jù)處理。因此，傳輸層位于高層和低層中間，起承上啟下的作用。它屏蔽了通信子網(wǎng)中的細節(jié)，實現(xiàn)通信子網(wǎng)中端到端的透明傳輸，完成資源子網(wǎng)中兩節(jié)點間的邏輯通信。它是負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罡咭粚?，也是整個七層協(xié)議中最重要和最復雜的一層。 1.傳輸層的特性 （1）連接與傳輸；（2）傳輸層服務 2.傳輸層的主要功能 3.傳輸層協(xié)議 3.2.5 會話層 會話層、表示層和應用層一起構成OSI/RM的高層，會話層位于OSI模型面向信息處理的高三層中的最下層，它利用傳輸層提供的端到端數(shù)據(jù)傳輸服務，具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信，屬于進程間通信的范疇。 會話層還對會話活動提供組織和同步所必須的手段，對數(shù)據(jù)傳輸提供控制和管理。 1.會話層的主要功能； （1）提供遠程會話地址； （2）會話建立后的管理； （3）提供把報文分組重新組成報文的功能 2.會話層提供的服務 （1）會話連接的建立和拆除； （2）與會話管理有關的服務； （3）隔離； （4）出錯和恢復控制 3.2.6 表示層 表示層為應用層服務，該服務層處理的是通信雙方之間的數(shù)據(jù)表示問題。為使通信的雙方能互相理解所傳送信息的含義，表示層就需要把發(fā)送方具有的內部格式編碼為適于傳輸?shù)谋忍亓鳎邮辗皆賹⑵渥g碼為所需要的表示形式。 數(shù)據(jù)傳送包括語義和語法兩個方面的問題。OSI模型中，有關語義的處理由應用層負責，表示層僅完成語法的處理。 1.表示層的主要功能 （1）語法轉換；（2）傳送語法的選擇；（3）常規(guī)功能 2.表示層提供的服務 （1）數(shù)據(jù)轉換和格式轉換； （2）語法選擇； （3）數(shù)據(jù)加密與解密； （4）文本壓縮 3.2.7 應用層 OSI的7層協(xié)議從功能劃分來看，下面6層主要解決支持網(wǎng)絡服務功能所需要的通信和表示問題，應用層則提供完成特定網(wǎng)絡功能服務所需要的各種應用協(xié)議。 應用層是OSI的最高層，直接面向用戶，是計算機網(wǎng)絡與最終用戶的接口。負責兩個應用進程（應用程序或操作員）之間的通信，為網(wǎng)絡用戶之間的通信提供專用程序。 課后小結： 1．計算機網(wǎng)絡的拓撲結構的分類 2．OSI參考模型的層次 課后作業(yè)：預習P37~P39 第九講 教學類型：理論課 教學課題：3．3～3．4 教學目標： 1. 掌握共享介質方式的CSMA/CD和令牌傳遞兩種數(shù)據(jù)傳輸控制方式的基本原理 2. 了解幾種常見的網(wǎng)絡類型 教學重點、難點：理解數(shù)據(jù)傳輸控制方式 教學方法：教師講解、演示、提問； 教學工具：多媒體幻燈片演示 教學內容與過程 導入：提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。 引導學生總結重要原理并認真加以研究。 教師總結歸納本章重要原理的應用，進入教學課題。 講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書 3.3 數(shù)據(jù)傳輸控制方式 數(shù)據(jù)和信息在網(wǎng)絡中是通過信道進行傳輸?shù)模捎诟饔嬎銠C共享網(wǎng)絡公共信道，因此如何進行信道分配，避免或解決通道爭用就成為重要的問題，就要求網(wǎng)絡必須具備網(wǎng)絡的訪問控制功能。介質訪問控制（MAC）方法是在局域網(wǎng)中對數(shù)據(jù)傳輸介質進行訪問管理的方法。 3.3.1 具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問 沖突檢測/載波偵聽（CSMA/CD法） CSMA/CD是基于IEEE802．3標準的以太網(wǎng)中采用的MAC方法，也稱為“先聽后發(fā)、邊發(fā)邊聽”。它的工作方式是要傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點先對通道進行偵聽，以確定通道中是否有別的站在傳輸數(shù)據(jù)，若信道空閑，該節(jié)點就可以占用通道進行傳輸，反之，該節(jié)點將按一定算法等待一段時間后再試，并且在發(fā)送過程中進行沖突檢測，一旦有沖突立即停止發(fā)送。通常采用的算法有三種：非堅持CSMA、1-堅持CSMA、P-堅持CSMA。 目前，常見的局域網(wǎng)，一般都是采用CSMA/CD訪問控制方法的邏輯總線型網(wǎng)絡。用戶只要使用Ethernet網(wǎng)卡，就具備此種功能。