第1章 概述

本章内容 1.1 计算机网络在信息时代中的作用 （自学） 1.2 因特网概述 （自学） 1.3 因特网的组成 （重点） 1.2 因特网概述 （自学） 1.3 因特网的组成 （重点） 1.4 计算机网络在我国的发展 （自学） 1.5 计算机网络的类别 （自学） 1.6 计算机网络的性能 （重点） 1.7 计算机网络体系结构 （重难点）

思考 ？ 什么是计算机网络？ 计算机网络的组成？ 举例说明计算机网络提供哪些服务？

计算机网络介绍 Internet Server Intranet 移动 SOHO 宽带上网 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，实现资源共享的系统。

企业网络结构图 因特网 路由器 主交换机 防火墙 部门交换机 网管工作站 服务器

计算机网络的组成

计算机网络的组成 通信子网------由传输线和交换单元组成，负责计算机之间的数据通信。 资源子网------由通信子网互连在一起的计算机构成，负责运行对信息进行处理的应用程序，他们是网络中信息的源与宿，向用户提供可供共享的硬件、软件和信息资源。 协议

1.3 因特网的组成 因特网概述-------互联网 计算机网络：一些相互连接的计算机和通信系统的集合。 互连网（互联网）：一些相互连接的计算机网络的集合（网络的网络）。

1.3 因特网的组成 公共因特网（Internet、因特网）： 使用 TCP/IP 协议族 一个最大的世界范围的计算机网络。 互联遍及全世界的数以百万的计算设备。 全球性“网络的网络”。 使用 TCP/IP 协议族 前身是美国的阿帕网 ARPANet

1.3 因特网的组成 因特网概述-------internet 与 Internet

1.3 因特网的组成 因特网的组成： 边缘部分：资源子网 核心部分：通信子网

因特网的边缘部分 因特网的边缘部分 边缘部分被称为资源子网，主要的功能是提供资源共享和帮用户接入网络。 边缘部分中的主要设备被称为主机（host）、端系统（end system）。 主要功能 ： 进行数据处理、运行网络应用程序 。 传统设备： 桌面PC 、工作站、服务器等； 非传统设备： PDA(个人数字助手)、TV、移动计算机、汽车等。

因特网的边缘部分 端系统(end systems) = 主机(host)： 与因特网相连的计算机。 在“网络边缘” 运行应用程序，如Web、 电子邮件等。 端系统分类 （硬件）： 客户机 (client)：桌面和移动PC和PDA等等； 服务器(server)：功能更强的机器，如Web服务器和邮件服务器。 应用程序模式：客户机 /服务器、对等共享、混合等。

因特网的边缘部分 因特网的边缘部分 在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式 通常可划分为两大类： 客户服务器方式（C/S 方式） 即Client/Server方式 对等方式（P2P 方式） 即 Peer-to-Peer方式

客户机/服务器模式 因特网应用程序广泛采用。如电子邮件、Web服务等。 是分布式应用程序：客户机程序和服务器程序在端系统分别上运行。 描述服务和被服务的关系。 客户机程序(client program)：服务请求方。发出请求，并从服务器程序接收服务。 服务器程序(server program)：服务提供方。接收客户机请求，并提供服务。 通过因特网互相发送报文进行交互。

客户机/服务器模式 因特网的边缘部分 客户服务器方式（C/S 方式）

P2P模式（对等模式） 最小限度(或不)使用专用服务器。例如，P2P对等文件共享应用程序。 特点 ：端系统中运行的对等应用程序同时起客户机和服务器程序的双重作用。 向另一个对等机请求文件时，起客户机作用； 向另一个对等机发送文件时，起服务器作用。

P2P模式（对等模式） 因特网的边缘部分 对等方式（P2P 方式）

因特网的核心部分 网络“内部”。连接端系统的路由器和链路形成的网状网络。 基本问题: 数据如何通过 网络传送? 通信的服务类型： 面向连接 无连接 通信方式： 电路交换 分组交换

1.3 因特网的组成 因特网的核心部分 因特网的核心部分，即：通信子网，主要的任务是如何让数据通过网络到达目的地。 对用户来说，这个数据的搬运是因特网为用户提供的服务。 端系统之间通过使用因特网提供的服务传输数据，进行通信。 这种服务通常可以划分为两种类型： 面向连接服务（connection-oriented service) 无连接服务（connectionless service）

1、面向连接服务 面向连接的服务中，通信双方传输数据有三个阶段： 建立连接  传输数据  释放连接 这种类型的服务实例很多，比如： 建立连接  传输数据  释放连接 这种类型的服务实例很多，比如： 打电话 浏览网页 TCP协议

面向连接服务特性： 可靠的数据传输 流控制 拥塞控制 有些面向连接服务可能只具备其中一些特性

（1）可靠的数据传送 应用程序通过该连接可以无差错、按序地传递所有数据。 确认： 当接收端收到发送端发送的分组时，要回发一个“确认”，使发送端知道相应的分组已被接收。 重传： 如果发送端系统没有收到任何“确认”，认为发送的分组没有被接收方收到，重传该分组。

（2）流控制（flow control） 确保任何一方都不会过快地发送过量的分组而造成分组丢失。 控制发送速率： 当接收方来不及接收时，发送端降低发送速率。

（3）拥塞控制(congestion-control) 防止因特网进入迟滞状态。 主要问题： 路由器拥塞。其缓存出现溢出和分组丢失，若通信双方仍继续以快的速率向网络传送分组，迟滞就会持续，几乎不会有分组能传递到其目的地。 解决方法： 当网络拥塞时，降低向网络发送分组的速率。

2、无连接服务 两个端系统之间交换数据时，不需要“握手过程”，可直接发送分组，数据传递更快。 特点： 不可靠：源主机不能确定分组是否已经到达目的地。 无流控制或拥塞控制的功能。 用户数据报协议UDP：因特网的无连接服务。 应用程序：如因特网电话、视频会议等。

电路交换 电路交换(circuit switching) 典型的面向连接的实例； 通信双方必须先建立一个专用的连接（电路），一直维持，直到通信结束。 建立的连接可以看做是预留端到端资源：端系统之间通信路径上所需要的资源 (缓存，链路带宽)在建立连接后就只分配给通信双方使用。 发送方以恒定速率向接收方传送数据。 如，电话网络。

电路交换的工作原理 通话过程：拨号  接通  通信  挂机

通信子网中的面向连接的服务 H1 H2 H1 发送给 H2 的所有分组都沿着同一条路径传送

电路交换缺陷 线路的利用率较低： 无数据传输时，专用电路空闲，网络资源被白白浪费； 创建端到端电路及预留端到端资源的过程复杂。

分组交换 分组交换(packet switching) 典型的无连接服务的实例； 在传输数据之前，不需要建立连接，直接发出数据； 不需要资源预留 按需使用资源，可能要排队等待：同时有其它分组发送。 如，因特网。

通信子网中的无连接服务 IP 数据报 H1 H2 丢失 H1 发送给 H2 的分组可能沿着不同路径传送

2. 分组交换的主要特点 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。 假定这个报文较长 不便于传输 1101000110101010110101011100010011 假定这个报文较长 不便于传输

添加首部构成分组 每一个数据段前面添加上首部构成分组。 请注意：现在左边是“前面” 报文 数 据 数 据 数 据 分组 1 首部 分组 2 数 据 数 据 数 据 分组 1 首部 分组 2 首部 分组 3 首部 请注意：现在左边是“前面”

分组交换的传输单元 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。 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 数 据 首部 分组 1 数 据 首部 分组 2 数 据 首部 分组 3

分组首部的重要性 每一个分组的首部都含有地址等控制信息。 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。 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

收到分组后剥去首部 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。 分组 1 首部 数 据 分组 2 首部 数 据 分组 3 首部 数 据 收到的数据

最后还原成原来的报文 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。 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。 1101000110101010110101011100010011 数 据 数 据 数 据

分组交换网的示意图 注意分组路径的变化！ H2 向 H6 发送分组 H1 向 H5 发送分组 H4 H2 D 路由器 B H6 主机 H1 E H2 向 H6 发送分组 A H1 向 H5 发送分组 H5 C H3 互联网

注意分组的存储转发过程 在路由器 A 暂存 查找转发表 找到转发的端口 在路由器 C 暂存 查找转发表 找到转发的端口 在路由器 E 暂存 H4 H2 在路由器 A 暂存 查找转发表 找到转发的端口 在路由器 C 暂存 查找转发表 找到转发的端口 在路由器 E 暂存 查找转发表 找到转发的端口 最后到达目的主机 H5 D 路由器 H1 向 H5 发送分组 B H6 主机 H1 E A H5 C H3 互联网

1.3 因特网的组成 因特网的核心部分 在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。 路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。 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。

报文交换 将要发送的整个信息作为一个报文发送。 采用存储转发技术： 整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来，再转发到下一个结点。

几种交换技术对比 电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。 报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后，再转发到下一个结点。 分组交换：单个分组（只是整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后，再转发到下一个结点。

1.5 计算机网络的分类 按技术分 广播式网络 点到点网络 按传输介质分 有线网络 无线网络 按拓扑结构分 总线 环形 星型 网状 按规模分 局域网 城域网 广域网 互联网 按使用范围分 专用网 公用网

1.6计算机网络的性能 计算机网络的性能指标 计算机网络的非性能特征 速率 带宽 吞吐量 时延 时延带宽积 往返时间 利用率 费用 质量 标准化 可靠性 可扩展性和可升级性 易于管理和维护

1. 速率 1.6计算机网络的性能 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。 1. 速率 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。 Bit 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。 速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等 速率往往是指额定速率或标称速率。

2. 带宽 “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）。 2. 带宽 “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）。 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)。

常用的带宽单位 更常用的带宽单位是 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。

数字信号流随时间的变化 在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。 带宽为 1 Mb/s 带宽为 4 Mb/s 1 s 时间 每秒 106 个比特 时间 1 0 1 0 1 1 1 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

对宽带传输的错误概念 有些人愿意用“汽车在公路上跑”来比喻“比特在网络上传输”，认为宽带传输的好处就是传输更快，好比汽车在高速公路上可以跑得更快一样。 对于这种比喻一定要谨慎对待。

常见的错误是混淆了两种速率 在网络中有两种不同的速率： 这两种速率的意义和单位完全不同。 宽带传输：计算机向网络发送比特的速率较高。 信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，或公里/秒） 计算机向网络发送比特的速率（比特/秒） 这两种速率的意义和单位完全不同。 宽带传输：计算机向网络发送比特的速率较高。

错误的概念  在宽带线路上比特传播得快 宽带线路  A B 在窄带线路上比特传播得慢 窄带线路 A B

正确的概念 宽带线路 A B 窄带线路 A B 宽带线路：每秒有更多比特从计算机 注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。

比喻：汽车运货 宽带线路 窄带线路 宽带和窄带线路：车速一样 宽带线路：车距缩短

另一种错误概念 ——“宽带”相当于“多车道” 多车道公路是并行传输 通信线路上通常都是串行传输 (但 ADSL 是例外的） ……100101110100100111010001011010

3. 吞吐量 吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。 吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

时延的类型 分组传输过程：从源主机出发，通过一系列路由器传输，最后到目的主机。 产生四种时延：节点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延等。 节点总时延：各时延累加。 传输时延 A 传播时延 B 节点处理时延 排队时延

处理时延(processing delay) 检查比特差错 决定输出链路 处理时延通常是微秒级或更低。 A B 处理时延

排队时延(queuing delay) 分组等待在链路上传输的排队时间。 相关因素：正在排队等待的分组的数量、到达的分组的数量及到达该队列流量的强度和性质。 若队列“空”、无其他分组传输，排队时延为0。 流量大，排队分组多，排队时延大。 排队时延在毫秒到微秒级。 A B 节点处理 排队时延

传输时延（transmission delay） 或存储转发时延。将分组的所有比特推（传）向链路所需要的时间。 传输时延= L / R R = 链路的传输速率 (bps) L = 分组长度 (比特) 传输时延在毫秒到微秒级。 传输时延 A B 节点处理 排队时延

传播时延(propagation delay) 一个比特从链路的起点到下一节点（路由器）传播所需要的时间。 以链路的传播速率传播。 传播速率s：信号在线路上单位时间内传送的距离。 速率范围 2×108m/s ～ 3×108m/s 传播时延= d / s d ：两个节点之间的距离 传播时延在毫秒级。 注意区分传输时延和传播时延 传输 A 传播时延 B 节点处理 排队

车队的类比一 L/R d/s 车队从第一个收费站出发，到达第二个收费站的时间？ “传输时延”和“传播时延”总和 比特 收费站 收费站 100 km 100 km 10辆车（分组） 车队从第一个收费站出发，到达第二个收费站的时间？ “传输时延”和“传播时延”总和 设行驶速度（传播速率）每小时100km/h，收费站12 sec服务一辆车(传输时间) 链路传输速率R：60/12=5辆车/分钟 传输时延：收费站将整个车队推向公路所需要的时间 (10辆车)/(5辆车/分钟)=2分钟 或 12×10 = 120 sec 传播时延：100km/(100km/h)=1小时 总时间：62分钟

车队的类比二（传输时延大于传播时延） 设行驶速度（传播速率）每小时1000m/h，收费站一分钟服务一辆车(传输时间) 比特 收费站 收费站 100 km 100 km 10辆车（分组） 设行驶速度（传播速率）每小时1000m/h，收费站一分钟服务一辆车(传输时间) 传播时延：100km/(1000km/h)=6分钟 传输时延：收费站将整个车队推向公路需要10分钟 即收费站服务车队的时间大于汽车行驶的时间。 7分钟后，第一辆车到达第二个收费站，后面几辆车仍在第一个收费站。 传输时延大于传播时延时，一个分组中的前几个比特已到达下一路由器，而余下的仍然在前面的路由器中等待传输。

1.7 计算机网络体系结构 计算机网络非常复杂。 包括许多“构件” 如何组成一个完整的体系？ 主机 路由器 各种媒体的链路 应用 协议 硬件，软件 如何组成一个完整的体系？

一、体系结构 网络的分层结构及其各层协议的集合，是对网络及其组成部分功能的精确定义。 包括计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口集合。

分层 结构 为了研究和设计方便，一般采用分层的方法，即按照功能划分为若干个层次。如图： 服务访问点SAP Service Access Point 分层特点： 每层功能独立； 每两个相邻层之间有一逻辑接口，可交换信息； 上一层建立在下一层基础上，上一层可调用下一层的服务，下一层为上一层提供服务。 第 N 层 第 N-1 层 …… 第 2 层 第 1 层 高 低

OSI七层网络模型 OSI七层参考模型概述

空中旅行的一系列动作 例——飞行航线系统： 乘客乘坐某个航班所进行的一系列动作，如下所示： 票务（购买） 行李（托运） 登机口（登机） 跑道起飞 飞机飞行 票务（投诉） 行李（认领） 登机口（离机） 跑道着陆 飞机飞行 空中飞行

航线功能的分层 每层分别实现一种服务； 每层自己执行一些动作，如登机口； 每层可以使用相邻下一层的服务：如起飞/着陆层 票务（购买） 行李（托运） 登机口（登机） 起飞 按路线飞行 票务（投诉） 行李（认领） 登机口（离机） 着陆 按路线飞行 票务 行李 门 起飞/着陆 airplane routing airplane routing 按路线飞行 离开机场 中间空中交通控制中心 到达机场 每层分别实现一种服务； 每层自己执行一些动作，如登机口； 每层可以使用相邻下一层的服务：如起飞/着陆层

分层结构主要优点 使复杂系统简化： 将一个大而复杂系统划分为若干个明确、特定的部分，分别讨论研究。 易于维护、系统的更新 某层功能变化，不会影响系统其余部分： 只要保持对其上层提供的服务，及其使用下层的服务不变。 如，改变登机过程不影响系统的其他部分。

协议与划分层次 计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。 这些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）。 网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

人类和网络工作对比 人类协议 网络协议 握手报文 Hi Hi 2:00 数据报文 <文件> 时间 TCP 连接请求 人类协议 网络协议 握手报文 Hi TCP 连接请求 Hi TCP 连接响应 请问几点了? Get http://www.awl.com/kurose-ross 2:00 数据报文 <文件> 时间

人类活动类比 协议过程： …发送“特定”报文 人类任何时候都在执行协议。 例：问时间。 …根据收到的“应答”报文或其他事件采取动作 协议的核心：报文的传输、接收及所采取的动作。 双方执行不同的协议，就不能互动，不能完成工作 人类任何时候都在执行协议。 例：问时间。 正常情况：得到时间的应答。 不正常情况： “你好” “不要烦我” “I can not speak Chinese” 得不到任何回答

网络协议 类似人类协议：由某些设备的硬件或软件执行。 因特网中的所有活动，都受协议制约。例如，网卡中的协议、端系统中的拥塞控制协议等等。 因特网的运行离不开协议。 例，用户通过因特网访问某一个网页。 协议：控制网络中信息的发送和接收。 定义了通信实体之间发送、接收报文的格式和传输顺序，以及收到报文所采取的动作。 不同的协议完成不同的通信任务。

网络协议的组成要素 语法 数据与控制信息的结构或格式 。 语义 需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 语法 数据与控制信息的结构或格式 。 语义 需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 同步 事件实现顺序的详细说明。

二、协议分层 协议分层： 采用分层(layer)的方式组织协议及实现协议的网络硬件和软件。

协议分层说明 每层都有相应的一系列协议，如TCP、HTTP； 每层协议通过软件、硬件或两者结合实现。 每层协议可分布在网络的不同组件中：如端系统、分组交换机。 如应用层协议在端系统中用软件实现。 协议栈 (protocol stack)：各层所有协议的集合。

协议分层服务模型 上层调用下层的服务，下层为上层提供服务。 如图，低层（第n层）向相邻高层（第n+1层）提供服务。 通过第n层本身执行某些动作，或再使用其相邻下层（第n-1层）的服务，来完成向其上层（第n+1层）提供的服务。 例： 第n+1层 第n层 第n-1层 通过使用第n-1层的不可靠报文传输服务，以及本层的检测和重传丢失报文的功能实现。 第n层提供报文的可靠传输

分层缺点 有些功能可能在不同层重复出现： 如，基于链路和基于端到端传输的差错恢复； 某层的功能可能需要仅存在其他某层的信息。

开放系统互连参考模型OSI/RM 只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。 OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力； OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低； OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场； OSI 的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。

两种国际标准 法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。 是非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。 TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。

两种国际标准 TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。 但最下面的网络接口层并没有具体内容。

五层协议的体系结构 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) 5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 数据链路层 1 物理层

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型概述

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型概述 1、OSI模型每层都有自己的功能集 2、层与层之间相互独立又相互依靠 3、上层依赖于下层，下层为上层提供服务

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------应用层 应用层的作用主要是为应用软件提供接口，从而使得应用程序能够使用网络服务。 http, ftp,telnet,dns,dhcp,smtp,pop3……

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------表示层 数据的解码和编码 数据的加密和解密 数据的压缩和解压 表示层是各节点应用程序、文件传输的翻译官。

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型-----会话层 会话层的作用主要是在网络中不同用户、节点之间 建立和维护通信通道，同步两个节点之间的会话 ，决定通信是否被中断以及中断时决定从何处重新 发送。会话层的责任主要有：对话控制和同步

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------传输层 传输层负责建立端到端的连接，负责数据在端到端之间的传输 传输层通过端口号区分上层服务

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------传输层 传输层的主要功能 服务点编址 分段与重组 连接控制 流量控制 差错控制

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------网络层 为网络设备提供逻辑地址 负责数据从源端发送到目的端 负责数据传输的寻径和转发

网络层的主要任务 逻辑地址 路由选择

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------数据链路层 数据链路层决定数据通讯的机制，差错检测 提供对网络层的服务

1.7 计算机网络体系结构 OSI七层参考模型------物理层 物理层的主要作用是产生并检测电压发送和接收带有数据的电气信号。物理层是不提供数据的纠错服务的，但是在物理层上能对数据的传输速度作一定的控制，并能监测数据的出错率。在物理层传输电气信号的载体我们称之为位流或比特流。

1.7 计算机网络体系结构 物理层关心的是以下的一些内容： 接口和媒体的物理特性位的表示 传输数率 位的同步 线路配置：设备与媒体的连接。 物理拓扑：星状拓扑、环状拓扑、总线拓扑，等等。 传输模式：单工、半双工或全双工。

各层间的联系 允许接入网络资源 应用层 对数据进行转换、 加密和压缩 表示层 建立、管理和终止会话 会话层 提供可靠的进程到进程的 报文传输和差错恢复 传输层 将分组从源端传送到目的端； 提供网络互联 网络层 将比特组装成帧； 提供节点到节点方式的传输 数据链路层 在媒体上传输比特； 提供机械的和电气的规约 物理层

数据通信过程 L7数据 L7数据 L6数据 L5数据 L4数据 L3数据 010101000011110000101010 L7数据 设备A 设备B L7数据 L7数据 H6 L6数据 H5 L5数据 H4 L4数据 H3 L3数据 H2 010101000011110000101010 T2 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 L7数据 H6 L6数据 H5 L5数据 H4 L4数据 H3 T2 L3数据 H2 010101000011110000101010 传输媒体

数据通信过程 发送端：数据由上层向下传递要进行封装，封装实际上就是 发送端给需要被发送的数据打上标记的过程，打上标记是为 了让接收端正确地理解和处理收到的数据。 接收端：数据由下层向上层传递要进行解封装。过程是收到 数据后查看标记，判断是否需要处理收到的数据，判断完后 去掉标记，向上一层发送去掉该封装的信息。 从发送方的角度看，上层为下层提供有待加工的原始数据； 从接收方的角度看，下层为上层提供去掉下层标记之后的数 据；下层为上层提供服务和支持。

将数据帧转换成高低电平，即“0”或“1”代码 数据封装 发送数据的过程，就是一个数据封装的过程 应用层 表示层 端口号 会话层 数据 源IP+目的IP＋上层协议 数据段 Segment 传输层 传输层报头 数据 数据包 Packet 网络层 网络层报头 数据 源MAC+目的MAC 数据链路层报头 数据 数据帧 Frame 数据链路层 将数据帧转换成高低电平，即“0”或“1”代码 比特 Bit 物理层 0101110101001000010 协议数据单元

数据拆封 接收数据的过程，就是一个数据拆封的过程 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 数据 数据 传输层报头 传输层报头+ 数据 网络层报头 网络层报头 + 传输层报头 + 数据 数据链路层 数据链路层报头 物理层 0101110101001000010

内容回顾 计算机网络的定义以及相关概念 因特网的组成 通信的两种服务：面向连接和无连接 资源子网的工作方式：C/S和P2P 通信子网的工作方式：分组交换、电路交换、报文交换 计算机网络的性能指标 OSI七层参考模型概述 数据封装和拆封过程 TCP/IP协议栈

课后作业 思考题 要保证网络上主机之间能正常通信，网络通信系 统设计中要考虑哪些问题？