1、ARPANET的特点：采用多级网络结构，使网络设计和管理简化可靠性提高（每个IMP至少与两条通信线路相连）异机种联网较困难ARPANET的协议体系结构（见下图）：用户进程-用户协议-用户进程|操作系统-协议-操作系统HOST主机-协议-HOST主机物理源IMP-目的IMP通信（含中间IMP）网络协议网络协议的定义：为了进行网络中的数据交换而建立的通信规则、标准和有关的约定之集合，称为网络协议。网络协议三个要素：A）语义：确定通信双方讲什么，即确定双方需要发出何促信息、完成何种操作以及如何应答。B）语法：如何讲，即确定数据信息（包括控制信息）的结构和格式等。C）同步（变换规则）：通信过程中事件实
2、现的顺序的详细说明，即确定双方通信中的同步、速度匹配、排序等。网络体系结构：所谓网络体系结构：是指在计算机连网时，要求其硬件、软件应符合的标准、功能模式，以及网络的层次划分和各层使用的协议之总和。ARPANET网络协议各层的主要功能：IMP与IMP协议：提供IMP之间通信，处理传输过程中的差错控制、信息流量控制、路由选择和通信子网管理等。HOST与IMP之间的协议：它决定IMP与HOST之间的数据传输，它包括规定传输报文的格式和提供主机与IMP之间的流量控制等。依靠该协议与主机间建立了虚拟通信环境。操作系统与操作系统协议：此协议确定两台通信主机的操作系统间的有关通信规则，它为起动远程主机用户进
3、程和维护两主机的进程通信而提供服务。D）用户协议：用户进程协议，能促使用户有效地使用网络。DTP（数据通信协议）FTP（文件传输协议）RJEP（远程作业录入协议）远程通信协议（TELNET）邮箱协议（提供用户交换报文服务）（E-mail前身）图形协议IBM公司的网络体系结构（我国银行系统所用）-SNA（SystemNetworkArchitecture）有关IBM公司的网络连接规范SNA的逻辑结构：NAU（sm）FIFmDDFCTCPCDLC机器DEC公司的网络体系结构（我国海关系统所用）-DNA（DigitalDNA的逻辑结构：命名解释-TV型DECNET的DNA结构NDLPhARPANET
4、，SNA，DNA这三种网络体系结构：本公司（本系统）的机器（软、硬件）连网可以不同公司（异机种）要实现连网就很困难，因为没有统一的连网标准若要实现互连，则要（70年代）：国际标准化网络（80年代）（理论标准）-为实现异机种连网提供统一的标准，ISO在1984年公布OSI7层协议（P21）分层的主要原则：每层应有明确的功能，并且相互独立。当某一层的具体实现方法更新时，只要保持层面接口不变，就不影响相邻的层。层间接口清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。层数要适中。层次太少，会造成层间功能划分不明确，多种功能汇集在一层，使每一层的协议太复杂；层次太多，又使得整个体系结构太复杂，每层的组装任务很重，也很
5、困难。TCP/IP协议模型：（现实标准）是由ARPANET的NCP（网络控制程序）发展而来NCP-对应可靠性较好的通信子网ARPANETTCP/IP-在不太可靠的通信子网中，保持可靠的数据传输TCP/IP分层SMTPDNSFTPTELNETTCPUDPNVPICMPIPARPRARP网络接口层SMTP：简单邮件传输协议DNS：区域名字服务FTP：文件传输协议TELNET：远程通信协议TCP：传输控制协议（6）UDP：用户数据报协议（7）NVP：网络语音协议（8）ICMP：Internet控制报文协议（9）ARP：地址转换协议（将IP地址转换为32位的物理地址）（10）RARP：反向地址转换协议
6、（将物理地址转换为IP地址）因特网和ATM（asynchronoustransfermode）（异步传输模式）的发展（80年代后期）Internet的体系结构采用分层网络结构主干网-地区网-企业，校园网R：Router（运行TCP/IP协议，选择路由，转发分组（IP）从逻辑上看，Internet可看成一个由TCP/IP协议提供的单一（IP信包）的无缝的通信系统。为了实现一个单一的统一的系统，每台连接上Internet上的主机必须有一个全网唯一的地址。这个地址是由IP（互联网协议）来编址的。IP地址的是一个32位的地址：前缀：标识该主机从属于哪个子网。（NetworkNumber）主机标识后缀：
7、标识该主机在所属子网中的主机号。（HostIP地址：A类：07831前缀后缀网络地址：1-127网络主机数：16387064台主机总数：2064770064台B类：11516128-19165416台524386048台网络数：6382C类：22425192-223254台20645122.ATM技术ATM是新一代的数据传输与分组交换技术，是当前网络技术的研究与应用的热点问题。ATM技术的主要特点：A面向连接的技术，采用小的固定长度的数据单元（称为信元，总长度53个字节，包头5个字节，数据48个字节）B各类信息（数据，语音，图像，视频）均可用信元为单位进行传送。即ATM支持多媒体通信。CATM
8、采用统计时分多路复用方式的动态分配带宽，网络的延迟时间短，能适应实时通信的要求。DATM没有链路对链路的纠错和流量控制，协议简单，数据传输速率高。EATM目前的数据传输速率有：25mbps，50mbps，100mbps等几种，最高传输速率可达155mbps-2.4Gbps。特殊的IP地址：后缀地址类型用途全0本机地址启动时使用网络号网络地址标识一个网络全1直接广播在指定网络中广播局域网广播在本地网上广播127任意回送测试我国计算机网络的发展：70年代中至80年代：分行业组建计算机网络：海关（DEC），铁路，银行（IBM），军事部门1988年中国学术网络CANET建立：使用X.25（分组交换），
9、通过法国Kartnune大学的一个网络接口与Internet连接，交换E-mail1990年5月，中国教育科研网CERNET1992年组建中科院网络CASNETCHINANET网络CHINANET网络基本结构：网络管理中心，核心层，接入层，用户层I.核心层：作为CHINANET网络的骨干网，提供接入层接口，中继端口和各种网络资源，为国内的Internet服务提供者（ISP）提供高速接入端口。II.接入层：为用户提供接入端口，并对用户实施管理。III.网管中心：负责对全网的设备和中继电路实行实时的监控和管理。统计分析全网的业务量，设备和电路的利用率，以保证全网的正常运行，它也可以负责用户的接入。
10、网络拓扑结构网络的拓扑结构分类星形网络StarNetwork（集中型网络）以一台计算机为中心主机，各种类型的网络设备均与该中心主机有物理链路直接连接。网上任意两台设备要进行通信，都通过中心主机转接。T：终端C：集中器（集线器）特点：便于信息集中；网络结构简单，扩充容易；通信功能简单，可由中心主机根据优先级进行处理；IV.中心主机负荷重；V.可靠性比较低；VI.线路的利用率较低；总线型网络：所有入网设备都连接在一条公共的传输线路（BUS）上，任何时刻只允许两台设备间进行通信。NOVELL网的总线型网络结构：FS:FileServer对文件系统进行管理等WSWorkStation终端匹配器：50、
11、75电阻，防止信号反射造成干扰。BUS信号反射信号FS1WS150国际标准：IEEE802.3协议CSMA/CD来进行传输控制：载波S：侦听M：多路A：访问冲突D：检测以FS1与WS1进行通信为例，例如FS1要发送信息给WS1：I）FS1侦听是否有其它设备在使用总线有：FS1按规定的退避算法，等待，再侦听无：立即使用总线广播方式传输信息帧CSMA/CD帧格式：前导码SFDDASALLLCPADFCS前导码：用于实现同步的一种编码（8字节）lSFD：起始帧界符（1字节）DA：目的地址（接收方地址）SA：源地址（发送方地址）（2-6字节）L：标明帧的数据长度LLC：要传输的DATA（0-1500字
12、节）PAD：填充料。要求整个帧的最小长度不少于64个字节，其中LLC不少于46个字节。否则就要加入PAD。（限制帧的最小长度是为了方便侦听）FCS：循环校验码（2字节）II）WS1：接收该帧（通过检查DA地址判断本机是否为目的地址），对帧进行校验（传输正确：接收、应答传输错误：不接收，要求对它重发）冲突检测过程：冲突：有两个或两个以上的设备往总线上发送信号原因：由于信号在线路上传输有延迟，另外是由于有多个设备要求总线传输信息（即网络负荷重时），会造成冲突。III）冲突检测：利用信号能级进行检测边发送边侦听检测方式总线A接收=1，有冲突延迟F=AB=0，无冲突B产生冲突后，信号会在总路线上叠加现
13、改变IV）冲突的处理：a.首先舍弃该信息帧b.发强化冲突的帧c.按规定退避算法等待，再侦听CSMA/CD退避算法：非坚持CSMA先侦听，待线路（媒体）空闲则立即发送帧若线路忙，则等待一个重发延迟时间再侦听1-坚持CSMA先侦听，线路空闲则立即发送帧线路忙，则继续坚持侦听，直至线路空闲、发送若有冲突，则等待一个重发延迟时间，再侦听P-坚持CSMA先侦听，线路空闲则以概率P发送数据，以（1-P）的概率延迟一个单位时间。线路忙，则继续侦听，直至线路空闲时重复a。总线型网络的主要特点：i）线路利用率高；ii）任何时候只能在两个设备之间通信；iii）在网络负荷重时，容易产生冲突，降低网络的效率；iv）网
14、络范围有限；v）在每段中可接入网的设备数目有限；环型网络：所有入网设备都连接在一条闭合的环型信道（线路）上，编纂沿环路单方向传送。传输控制方式：寄存器插入法开槽环标记环（令牌环）寄存器插入法：在每个RI（转发器）中增加一个移位寄存器，该寄存器可以插入或脱离环路。脱离环路出口D1D2Dn移位脉冲环路入口插入作用：暂存流过RI的信息帧；缓存本站待发送的信息帧；寄存器的长度等于环路中信息帧最大长度工作原理：RI判断所接收信息帧的DA，若为本身主机，则COPY下来发给主机；若为其它主机地址，则转发。开槽环：把闭合环路的传输容量划分为若干个时间法（又环槽），每个信息帧占用其中一个槽来传送）信道传输容量时
15、间片1槽1槽n开始位：1-表示满槽（有信息帧）0-表示空槽（无信息帧）标记环：（令牌环）：IEEE802.5协议设置一个小分组（称为令牌）在环上绕行传送没有站使用该令牌时，称为空令牌；要发送信息帧的站（结点）检测到空令牌经过时，就把空令牌改为忙令牌，并把自己的信息帧装入、发送。当忙令牌经过RI，RI判断本身是否目的地址。若不是，则转发该；若是，则根据本站的情况对该信息帧作出处理：拒绝接收接收、校验：正确接收，传输无误传输出错，请求重发不接收（本机忙），说明原因对接收了的帧的处理方法：由目的结点撤消该帧，然后若本站无信息帧发送，则把其改为，转发。若本站有信息帧发送，则装入、转发忙令牌。由源结点撤
16、消该信息帧，若源结点再无信息帧要发送时，把改，转发。c.802.5帧格式：（令牌格式）SDACED1byte1byteSD：开始定界符AC：访问控制ED：结点定界符信息帧格式：FCFCSEDFSFC：帧控制字段DATA字段（不定长）循环检验码（4字节）FS：帧状态00：站不存在，目的结点地址错或未启动。10：站存在，未接收该帧11：站存在，已接收该帧PMRR8个优先级预约优先级1=0，令牌m：监控位=1，非令牌7此位：数据帧（含有LLC内容，即DATA）控制帧（无LLC内容）剩下7位（控制帧类型标识）：环型网络的特点：信息单方向传输，不存在竞争问题；网络的实时性能较好，网络的最大延迟时间可以估
17、算得到；网络的可靠性较差（单环结构），采用双环结构可以提高可靠性；网络的传输控制较简单，但要扩充网络比较困难。分布式网络：基本结构类似ARPANET网络。PSE（PacketSwitchingEquipment）类ARPANET中的IMP任一PSE至少有两条物理线路与之连接网络扩充和主机入网比较简单；传输线路（介质）继网方式及用户入网较灵活；网络的完整性、可靠性都比前几个网络拓朴结构好；网络的管理和控制较复杂（流量控制，路由选择）网络的交换技术电路交换（CircuitSwitching）两台计算机在相互通信时，要使用一条实际的物理链路进行通信，而且不允许其它计算机在同一时刻使用该链路。通信线路
18、：甲乙物理链路（信道）：一条线路进行复用，从而转化为多条链路。逻辑链路媒体（质）电路建立：CircuitEstablishment在两台计算机间建立物理链路连接。由发送方发出呼叫请求，接收方应答（接收请示），则建立起连接。进行数据传输：DataTransfer传输过程中独占链路，即使数据的传输有间歇，链路有空闲。电路释放：Disconnection通信结束，让出链路。a）实时性好（由于独占信道）b）无缓冲且传输延迟少（在通信过程中，无须路由选择，无须存贮转发）c）链路（信道）独占性（因此网上经常产生捆塞）d）信道容量浪费（也由于独占信道）e）每个网络用户到交换机都需要一条线路，故网络的线路布线
19、复杂报文交换（Message所谓报文是一个信息的逻辑单位。报头正文报尾报头包括：标题、目的地址、源地址、辅助信息报尾包括：结束信息（校验，应答信息）报文交换以存贮-转发方式进行，有路由选择，流量控制。提高了线路利用率，原因是通信双方不用独占链路可以多点发送（广播方式）不同通信速率的用户，可以进行通信（其缓冲能力）d.传输信息中增加了报头，报尾信息，即增加了数据传输中的开销，降低了网络的效率e.实时性较差，有较大的传输延迟，且延迟时间不确定f.交换台（PSE）必须有较大的存贮空间g.能建立以报文为基础的流量控制，差错控制和优先级控制h.出错时要重发整个报文，降低了网络效率报文分组交换（Packe
20、t以报文分组（packet）作为交换信息的逻辑单元，出错时，重传的是出错分组。报文分割（源结点）分组交换分组传输报文分组重装（目的结点）报文报文分组分组头分组尾2n数据报报文分组传送方式动态虚电路虚电路永久（固定）虚电路数据报传送把独立处理的每个分组称为数据报（Datagram），它按路由选择的方式转发分组。（与报文交换相似）动态虚电路（类似电路交换过程）建立虚电路连接（逻辑链路），链路不是独占的。动态选择一条链路（abcde或abcde或）来传输，一但选定，所有的数据均一定要在选定的链路上传输。若某时刻选定链路没有报文分组要传输，则该链路可以用来传输其它数据。报文分组传输：分组就在已建立的逻
21、辑链路上传输，中间结点不再进行路由选择。链路释放永久虚电路：已永久选定一条逻辑链路，其它同ii）（多数用来传输控制报文分组如路由表更新信息）面向连接电路交换报文分组交换中的虚电路传送报文分组交换中的数据报传送面向无连接报文交换网络交换技术比较：电路交换报文交换数据报交换虚电路交换专用的传输信道，要为整个通信建立连接非专用传输信道，通过路由选择为每个报文选择路径非专用传输信道，通过路由选择为每个报文选择路径非专用传输信道，为一个报文的所有分组建立一条逻辑信道连续传输报文传输分组（数据报）传输对交互式对话足够快对交互式对话太慢足够快足够快不存贮报文存贮-转发报文存贮-转发数据报存贮-转发分组呼叫延迟时间为主，传输延迟可以忽略无呼叫建立延迟，报文传输延迟为生有建立延迟，传输分组延迟为生有建立延迟，也有传输延迟（无选路延迟）传输过程无额外开销报关，报尾造成的开销分组头、尾开销分组头、尾开销无速率变化和代码转换有速率变化和代码转换有速率变化和代码转换固定带宽动态地使用带宽动态地使用带宽机电式的计算机交换结点有报文存贮能力的计算机交换结点有报文存贮能力的计算机交换结点有报文存贮能力的计算机交换结点Chapter1作业：从计算机网络的应用角度如何定义计算机网络？其要点是什么？什么叫计算机网络体系结构？目前常用的网络体系结构
