4.3 因特网的组成 分组交换原理 网络分层结构与TCP/IP协议 IP协议与路由器

Presentation on theme: "4.3 因特网的组成 分组交换原理 网络分层结构与TCP/IP协议 IP协议与路由器"— Presentation transcript:

1 4.3 因特网的组成 4.3.0 分组交换原理 4.3.1 网络分层结构与TCP/IP协议 4.3.2 IP协议与路由器
4.3 因特网的组成 分组交换原理 网络分层结构与TCP/IP协议 IP协议与路由器 因特网的发展及结构 因特网的接入

2 Internet中数据是如何传输的？ 了解电路交换 分组交换 Packet Switching 公交换乘为例讲解分组交换的概念

3 什么是分组交换(Packet Switching)?
数据分组 存储转发 自主路由 接收组装 有效载荷(传输的数据) 校验 信息 发送计算机地址 目的计算机地址 编号 分组交换示意： 3 2 1 （c） （b） 不同的包在不同链路上进行传输 3 2 1 （a） 发送方将数据分成3个包 分组交换机 1 2 3 （d） 到接收方后，再将收到的包按顺序组合在一起 总结：数据分组，独立路由，存储转发，接收组装 路由表

4 4.3.1 网络分层结构与TCP/IP协议

5 （1）网络的分层结构

6 主机甲向主机乙传送文件的过程 应用进程把需要传送的文件交给应用层 主机 甲 主机乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1
文 件 数 据 4 4 3 3 2 2 1 1

7 主机甲 向主机 乙 发送文件 应用层把文件数据加上应用层首部，交给传输层 主机 甲 主机乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2
H5 文 件 数 据 4 4 3 3 2 2 1 1

8 主机甲 向主机 乙 发送文件 传输层加上首部，交给网络层 主机 甲 主机 乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1
H4 H5 文 件 数 据 3 2 2 1 1

9 主机甲 向主机 乙 发送文件 网络层加上首部，然后交给数据链路层 主机 甲 主机 乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1
H3 H4 H5 文 件 数 据 1 1

10 主机甲 向主机 乙 发送文件 主机 甲 主机乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2 链路层再加上链路层的首部，交给物理层进行传送
H3 H4 H5 文 件 数 据 H2

11 电信号(或光信号)在物理媒体中传播,从发送端物理层传送到接收端物理层
主机甲 向主机 乙 发送文件 主机 甲 主机 乙 AP1 AP2 传输层 网络层 链路层 物理层 应用层 5 4 3 2 1 5 传输层 网络层 链路层 物理层 应用层 4 3 2 1 物理传输媒体 电信号(或光信号)在物理媒体中传播,从发送端物理层传送到接收端物理层

12 主机甲 向主机 乙 发送文件 物理层接收到比特流，上交给数据链路层 主机甲 主机乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1
H3 H4 H5 文 件 数 据 H2

13 主机甲 向主机 乙 发送文件 数据链路层剥去帧的首部，取出数据部分，上交给网络层 主机 甲 主机 乙 AP2 AP1 5 5 4 4 3 3
H3 H4 H5 文 件 数 据 1 1

14 主机甲 向主机 乙 发送文件 网络层剥去首部，取出数据部分 上交给传输层 主机 甲 主机乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2
H4 H5 文 件 数 据 2 2 1 1

15 主机甲 向主机 乙 发送文件 传输层剥去首部，取出数据部分 上交给应用层 主机 甲 主机乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2
H5 文 件 数 据 3 3 2 2 1 1

16 主机甲 向主机 乙 发送文件 应用层剥去首部，取出文件数据 上交给应用进程 主机甲 主机 乙 AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2
文 件 数 据 4 4 3 3 2 2 1 1

17 主机甲 向主机 乙 发送文件 主机 甲 主机 乙 我收到了 AP1 发来的 文件！ AP1 AP2 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1

18 类比：信件寄送过程的实现

19 计算机网络分层的好处 优点： 各层之间是独立的 灵活性好 结构上可分割开 易于实现和维护 能促进标准化工作

20 IP协议和路由器

21 IP地址 IP地址 因特网的概念：Internet是将遍布世界各地的计算机网络互连而成的一个超级计算机网络。
为实现计算机间的相互通信，要解决的首要问题是什么? 1 2 3 4 6 5 7 8 Internet A B C D E F G H 如何标识计算机？ IP地址

22 认识IP地址

23 IP地址的表示方法 网络号 主机号 网络号：用来指明主机所从属的物理网络的编号 主机号：指明主机在物理网络中的编号
网络号 主机号 …… …… 网络号：用来指明主机所从属的物理网络的编号 主机号：指明主机在物理网络中的编号

24 IP地址的分类及格式 网络号 A类 B类 C类 D类 E类 (7位) 主机号 网络号 用于大规模网络 用于中等规模网络 用于小网络 1 (14位) 主机号 网络号 1 (21位) 主机号 1 组播地址 C类 110 1 备用

25 如何判别IP地址的类型? ×　×　× ×　×　× ×　×　× A B C A、B、C三类IP地址的首字节表示： IP地址 首字节取值 A类  126 B类  191 C类  223

26 域名及域名系统 HuaiHai Institute of Technology www.hhit.edu.cn 218.92.9.156
(1) 域名 IP地址 域名 符号化

27 www.lyg.gov.cn www.hhit.edu.cn (2) 域名的结构 域名由一系列的 “子域”组成，子域间用“．”分隔。
子域名从左到右级别逐级升高。 cn edu hhit 因特网域名空间 mil gov com net uk ac nju tsinghua www jsjx mail …… 顶级域名 二级域名 三级域名 四级域名 cctv enet cn gov lyg www

28 域名系统 域名适合人们记忆、使用，但计算机间进行通讯使用IP地址。当要与www.edu.cn计算机进行信息传递时，如何确定其IP地址？
域名系统(Domain Name System，DNS) ：把域名翻译成IP地址的软件。 域名服务器(Domain Name Server，DNS)：运行域名系统的计算机。

29 从www.hhit.edu.cn访问paradisc.ulcc.uk时,取得对方主机IP地址的过程 国际互联网信息中心 域名服务器 域名解析

30 路由器 在两个物理网络之间转发IP数据报（主机A→主机B）： 若B与A在同一个网络中，IP数据报就直接经网络1交给B而不需要经过路由器
若B与A不在同一个网络中，则主机A应将IP数据报发送给所在网络中的路由器，由该路由器按转发表将IP数据报进行转发 网络接口层 主机A 主机B 路由器 网络2 网络1 4 3 2 1 传输层 应用层 网络互连层

31 路由器的作用与连接 路由器是一种能够连接异构网络的分组交换机，其作用是： 路由器的IP地址设置： 例：
屏蔽不同类型网络 的技术差异 路由器是一种能够连接异构网络的分组交换机，其作用是： 按照路由表在网络之间转发数据包 路由器的IP地址设置： 当路由器某端口连接一个物理网络时，该端口应分配IP地址 该端口的IP地址，其网络号必须与所连接物理网络的网络号相同 例： 网络地址 A类网络 网络地址 B类网络 FDDI 广域网 网络地址 C类网络 R1 R2 主机A 主机B 1 2

32 因特网的接入

33 所谓“接入”技术 无线局域网接入 GPRS移动电话网接入 3G移动电话网接入 解决联网的“最后一公里” 技术

34 单位用户：用户计算机接入局域网，局域网通过路由器并租用ISP的远程数据通信线路接入因特网.
家庭用户：通过电话拨号、ADSL、光纤等方式接入ISP的路由器，ISP的路由器接入因特网。

35 接入技术1：电话拨号接入 本地 计算机网络 电话网 计算机 通过本地公用电话网接入计算机网络 设备：电话MODEM（调制解调器）
最高传输速率： 56Kbps 缺点： 传输速率低 每次都要拨号 上网时不能通电话 费用不便宜 MODEM 本地 电话网 计算机网络 音频模拟信号 计算机 数字信号 因特网服务提供商(ISP) 计算机用户

36 接入技术2：ADSL 不对称数字用户线(ADSL):也通过本地公用电话网接入计算机网络 配置： 原理：频分多路复用 + 数字调制
(1)上网和通话互不影响 (2) 不需要缴付额外的电话费 (3) 传输速率可根据线路情况调整 接入技术2：ADSL 不对称数字用户线(ADSL):也通过本地公用电话网接入计算机网络 配置： ADSL Modem 以太网网卡 原理：频分多路复用 + 数字调制 传输速率： 上传: 64kbps～256kbps 下行速度: 1～8Mbps 频率 25.875kHz 1.104MHz 上行通道 下行通道 语音频道 4.3125kHz的子通道 4kHz 224个下行子通道 26个上行子通道 138kHz 电话机 PC机 以太网卡 （住户） ADSL MODEM 电话交换机 计算机网 (ISP) （电话局） 滤 波 器

37 接入技术3：有线电视网接入 有线电视已经广泛采用光纤同轴电缆混合网（Hybrid Fiber Coaxial，简称HFC）进行信息传输。HFC主干线部分采用光纤连接到小区，然后在 “最后1公里”时使用同轴电缆以树枝型总线方式接入用户居所。 HFC网络接入因特网时大部分采用传统的高速局域网技术，但同轴电缆到用户电脑这一段使用的是电缆调制解调器（Cable MODEM）技术 有线电视网络 （HFC） 分频器

38 接入技术4：光纤接入 使用光纤作为计算机接入网络的主要传输介质,分为： （FTTx+ETTH）的原理：
光纤到小区（FTTZ）：将光网络单元放置在小区某处，为整个小区服务 光纤到大楼（FTTB）：将光网络单元放置在大楼内，以每栋楼为单位，提供高速数据通信、远程教育等宽带业务，主要为单位服务 光纤到家庭（FTTH）：将光网络单元放置在楼层或用户家中，由几户或1户家庭专用，为家庭提供宽带业务 （FTTx+ETTH）的原理： 小区 核心交换机 城域网 骨干交换机 ONU 光网络单元 光纤 双绞线 楼道 交换机

39

40 CERNET 各地区网络中心 地区网络中心是CERNET的重要组成部分。它是广大校园网与CERNET联系的纽带与桥梁。
华北地区:清华大学（北京）北京大学（北京，天津，河北）北京邮电大学（北京，山西，内蒙古） 西北地区：西安交通大学（陕西，甘肃，宁夏，青海，新疆） 西南地区：电子科技大学（四川，重庆，贵州，云南，西藏） 华南地区：华南理工大学（广东，广西，海南） 华中地区：华中理工大学（湖北，湖南，河南） 华东（北）地区：东南大学（江苏，安徽，山东） 华东（南）地区：上海交通大学（上海，浙江，江西，福建） 东北地区：东北大学（辽宁，吉林，黑龙江）

41