计算机网络(谢希仁第七版)第四章课件
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计算机网络谢希仁课件第04章
信道复用
将不同的信号通过同一传输介质进行传输，提高传 输效率和带宽利用率。
计算机网络谢希仁课件第 04章
网络设备，包括网络基础设备、终端设备、网络接口卡、集线器、网桥、交 换机和路由器。此外，网络互联技术涉及传输介质、有线传输介质和无线传 输介质。
网络设备
网络基础设备
包括集线器、网桥、交换机和路由器，是构成计算 机网络的核心组件。
网络接口卡
用于将终端设备与网络连接或者互联网接入的卡片 或接口设备。
如双绞线、同轴电缆和光纤，提供可靠的有线网络传
无线传输介质
如Wi-Fi、蓝牙和红外线，提供无线网络传输。
数据链路层
1
功能和服务
负责将网络层传递下来的数据分成帧，并通
SLIP协议
2
过物理层进行传输。
通过电缆将数据封装为数据帧，适用于串行
连接的终端设备。
3
PPP协议
提供数据链路层的封装和传输功能，支持多
数据帧的格式
4
种物理介质和拓扑结构。
包括帧头、数据和帧尾，用于保证数据的可 靠传输。
物理层
功能和服务
负责对比特流进行传输和接收，保证数据在传输介 质上的可靠传输。
调制解调器
用于将数字信号与模拟信号互相转换，实现数字通 信和模拟通信之间的转换。
传输介质的编码和解码
将数字信号转换为模拟信号或其他物理形式，以适 合传输介质。
终端设备
包括计算机、手机、平板等设备，用于连接和访问 网络。
集线器
用于连接局域网中的多个设备，将数据从一台设备 广播到局域网的其他设备。
网络互联技术
传介质
传输网络中的数据的物理介质，可以是有线传输介质 或无线传输介质。
将不同的信号通过同一传输介质进行传输，提高传 输效率和带宽利用率。
计算机网络谢希仁课件第 04章
网络设备，包括网络基础设备、终端设备、网络接口卡、集线器、网桥、交 换机和路由器。此外，网络互联技术涉及传输介质、有线传输介质和无线传 输介质。
网络设备
网络基础设备
包括集线器、网桥、交换机和路由器，是构成计算 机网络的核心组件。
网络接口卡
用于将终端设备与网络连接或者互联网接入的卡片 或接口设备。
如双绞线、同轴电缆和光纤，提供可靠的有线网络传
无线传输介质
如Wi-Fi、蓝牙和红外线，提供无线网络传输。
数据链路层
1
功能和服务
负责将网络层传递下来的数据分成帧，并通
SLIP协议
2
过物理层进行传输。
通过电缆将数据封装为数据帧，适用于串行
连接的终端设备。
3
PPP协议
提供数据链路层的封装和传输功能，支持多
数据帧的格式
4
种物理介质和拓扑结构。
包括帧头、数据和帧尾，用于保证数据的可 靠传输。
物理层
功能和服务
负责对比特流进行传输和接收，保证数据在传输介 质上的可靠传输。
调制解调器
用于将数字信号与模拟信号互相转换，实现数字通 信和模拟通信之间的转换。
传输介质的编码和解码
将数字信号转换为模拟信号或其他物理形式，以适 合传输介质。
终端设备
包括计算机、手机、平板等设备，用于连接和访问 网络。
集线器
用于连接局域网中的多个设备，将数据从一台设备 广播到局域网的其他设备。
网络互联技术
传介质
传输网络中的数据的物理介质，可以是有线传输介质 或无线传输介质。
计算机网络谢希仁第七版全套++课件
第三阶段
标准化的计算机网络，20世纪70年 代末，形成了国际标准化的协议和标 准化的硬件和软件，出现了互联网。
第二阶段
计算机-计算机网络，20世纪60年代 中期，多个计算机互联的系统，实现 了计算机之间的数据通信。
第四阶段
互联网和移动互联网的快速发展，21 世纪初至今，互联网和移动互联网的 普及和发展，使得计算机网络的应用 更加广泛和深入。
。
HTTP协议支持请求/ 响应模型，客户端向 服务器发送请求，服
务器返回响应。
HTTP协议还支持无状 态、可缓存、代理和 负载均衡等特性。
电子邮件相关协议
电子邮件系统使用SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）协议来发送邮件。
电子邮件服务器使用POP3（Post Office Protocol version 3）或IMAP（Internet Mail Access Protocol）协议来接收邮件。
计算机网络谢希仁第 七版全套 课件
汇报人：
202X-01-04
目录
• 概述 • 物理层 • 数据链路层 • 网络层 • 传输层 • 应用层 • 安全
01
概述
计算机网络定义
计算机网络
是计算机技术和通信技术相结合的产物，它利用通信设备 和线路将地理位置分散的、功能独立的多个计算机系统连 接起来，以实现资源共享和信息交换。
THANKS
感谢观看
06
应用层
应用层定义
01
02
03
应用层是计算机网络体 系结构中的最高层，直 接为用户提供各种网络
服务。
应用层负责处理特定的 应用程序细节，例如文 件传输、电子邮件、万
维网等。
标准化的计算机网络，20世纪70年 代末，形成了国际标准化的协议和标 准化的硬件和软件，出现了互联网。
第二阶段
计算机-计算机网络，20世纪60年代 中期，多个计算机互联的系统，实现 了计算机之间的数据通信。
第四阶段
互联网和移动互联网的快速发展，21 世纪初至今，互联网和移动互联网的 普及和发展，使得计算机网络的应用 更加广泛和深入。
。
HTTP协议支持请求/ 响应模型，客户端向 服务器发送请求，服
务器返回响应。
HTTP协议还支持无状 态、可缓存、代理和 负载均衡等特性。
电子邮件相关协议
电子邮件系统使用SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）协议来发送邮件。
电子邮件服务器使用POP3（Post Office Protocol version 3）或IMAP（Internet Mail Access Protocol）协议来接收邮件。
计算机网络谢希仁第 七版全套 课件
汇报人：
202X-01-04
目录
• 概述 • 物理层 • 数据链路层 • 网络层 • 传输层 • 应用层 • 安全
01
概述
计算机网络定义
计算机网络
是计算机技术和通信技术相结合的产物，它利用通信设备 和线路将地理位置分散的、功能独立的多个计算机系统连 接起来，以实现资源共享和信息交换。
THANKS
感谢观看
06
应用层
应用层定义
01
02
03
应用层是计算机网络体 系结构中的最高层，直 接为用户提供各种网络
服务。
应用层负责处理特定的 应用程序细节，例如文 件传输、电子邮件、万
维网等。
计算机网络 谢希仁 第四章习题解答
计算机网络谢希仁第四章：网络层1、网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
（教材109）答：网络层向上提供了数据报和虚电路两种服务，其优缺点的比较如下：(1)虚电路是面向连接的，提供的服务可以保证数据传输的可靠性和投递顺序的正确性；数据报是无连接的，只提供尽最大努力的交付，不能保证传输的可靠性和投递顺序的正确性。
(2)网络采用数据报传输方式可大大简化网络层的结构；虚电路让电信网络负责保证可靠通信所采取的措施，使得电信网的结点交换机复杂而昂贵。
但是相对而言，采用数据报时，由主机负责端到端的可靠性，包括差错处理和流量控制，因此主机的处理负担较大。
（3）虚电路有连接建立和释放阶段，数据传输启动慢；数据报不用建立连接，数据传输启动快。
（4）为了在交换结点进行存储转发，在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地址信息。
而在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带完整的目的地址，只需要有一个简单的虚电路号码标识，这就使得虚电路分组中的控制信息部分的比特数减少，从而减少了系统开销。
（5）虚电路在连接建立的阶段确定数据传输的路由，属于同一条虚电路的分组均按照同一条路由进行转发；数据报对每个分组都独立的做路由选择。
显然，在数据传输阶段，数据报的路由处理负担较大。
但是在网络出现故障的情况下，所有通过故障结点的虚电路都不能工作，而数据报可以灵活的选择替代路由。
2、网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？（教材110）答：（1）单一的网络无法满足各种用户的多种需求，因此，把许多种不同类型的物理网络互相连接在一起，可以实现更大范围内的通信。
实际中使用的TCP/IP 协议，定义了一种抽象的网络，隐藏了互连的各种不同物理网络的细节，使得互连后的网络像一个单一的大网络。
（2）进行网络互连时，需要解决的共同的问题：不同的寻址方案、不同的最大分组的长度、不同的网络接入机制、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不同的状态报告方法、不同的路由选择技术、不同的用户接入控制、不同的服务（面向连接的服务和无连接的服务）、不同的网络管理和控制方式等。
计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版
计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版计算机网络是现代社会中不可或缺的重要组成部分，对于我们的生活和工作都有着深远的影响。
谢希仁教授的《计算机网络》是计算机网络领域的经典教材，第七版课后题目是巩固学习的重要方式之一。
下面是对《计算机网络谢希仁第七版》课后答案的整理和完整版分享。
第一章：计算机网络和因特网1.了解计算机网络和因特网的基本概念，掌握计算机网络的体系结构以及因特网的发展历史和组成部分。
2.计算机网络由多个网络节点和连接在节点之间的通信链路组成。
根据不同的尺寸和覆盖范围，可以划分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。
3.因特网是全球最大的计算机网络，是由众多计算机网络相互连接而成。
4.因特网的组成部分包括主机（Host）、路由器（Router）和通信链路。
主机用于用户进行网络通信，路由器用于转发数据包，通信链路分为有线链路和无线链路。
5.因特网的发展历史经历了ARPANET、Internet和Web三个阶段。
ARPANET是美国军方研究机构ARPA建立的第一个分组交换网络，Internet是全球性的计算机网络，Web是基于超文本的信息浏览和检索系统。
1.了解物理层的基本概念和作用，掌握物理层的传输媒介、信号调制和调制解调技术。
2.物理层的主要任务是在传输媒介上传输比特流。
传输媒介可以是双绞线、同轴电缆、光纤和无线信道。
3.信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，调制解调器（Modem）是实现信号调制和解调的设备。
4.常见的调制技术有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。
5.物理层还包括码式转换和时钟同步等技术，以及差错检测和纠正技术。
第三章：数据链路层1.了解数据链路层的基本概念和作用，掌握帧的结构和流量控制技术。
2.数据链路层的主要任务是将网络层传递的数据分组封装成帧，并在物理链路上可靠地传输。
3.帧由首部、数据区和尾部组成。
首部包括帧起始标志、地址字段、控制字段和校验序列。
计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版
计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版1. 概述计算机网络是当今社会发展不可或缺的一部分，它负责连接世界各地的计算机和设备，提供信息交流和资源共享的便利。
而谢希仁的《计算机网络》第七版是一本经典的教材，旨在帮助读者深入了解计算机网络的原理、技术和应用。
本文将提供《计算机网络谢希仁第七版》全部课后答案的完整版本，以便帮助读者更好地掌握该教材的知识点。
2. 第一章：绪论本章主要介绍了计算机网络的基本概念和发展历程。
通过学习本章，读者将了解到计算机网络的定义、功能和分类，以及互联网的起源和发展。
3. 第二章：物理层物理层是计算机网络的基础，它负责传输原始比特流。
本章对物理层的相关内容进行了全面的介绍，包括数据通信基础、传输媒介、信道复用技术等。
4. 第三章：数据链路层数据链路层负责将原始比特流划分为以太网帧等数据包进行传输。
本章详细介绍了数据链路层的各种协议和技术，如以太网、局域网、无线局域网等。
5. 第四章：网络层网络层是计算机网络中最关键的一层，它负责将数据包从源主机传输到目标主机。
本章对网络层的相关内容进行了深入研究，包括互联网协议、路由算法、IP地址等。
6. 第五章：传输层传输层负责提供端到端的可靠数据传输服务。
本章对传输层的相关知识进行了细致的讲解，包括传输层协议的设计原则、TCP协议、UDP协议等。
7. 第六章：应用层应用层是计算机网络中最高层的一层，它负责向用户提供各种网络应用服务。
本章详细介绍了应用层的相关内容，包括HTTP协议、DNS协议、电子邮件等。
8. 第七章：网络安全与管理网络安全和管理是计算机网络中不可忽视的重要方面。
本章对网络安全和管理的相关内容进行了全面的阐述，包括网络安全威胁、防火墙、入侵检测系统等。
9. 第八章：多媒体网络多媒体网络是指能够传输音频、视频等多种媒体数据的计算机网络。
本章介绍了多媒体网络的相关技术和应用，包括流媒体、语音通信、视频会议等。
10. 第九章：计算机网络的高级话题本章涵盖了计算机网络中的一些高级话题，如网络性能评价、网络协议的形式化描述方法、无线和移动网络等。
计算机网络课件(最完整版)-谢希仁
只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
对等连接方式的特点
对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式，只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户， D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供 服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
网络与因特网
网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机 因特网
1.2.2 因特网发展的三个阶段
第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互 联网发展的过程。
1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上 的标准协议。
第 1 章 概述（续）
1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别
1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能 1.6.1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征
第 1 章 概述（续）
1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构
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பைடு நூலகம்端收到分组后剥去首部还原成报文。
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
对等连接方式的特点
对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式，只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户， D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供 服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
网络与因特网
网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机 因特网
1.2.2 因特网发展的三个阶段
第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互 联网发展的过程。
1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上 的标准协议。
第 1 章 概述（续）
1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别
1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能 1.6.1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征
第 1 章 概述（续）
1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构
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பைடு நூலகம்端收到分组后剥去首部还原成报文。
计算机网络谢希仁第七版全套 ppt课件
ppt课件
17
服务器软件的特点
一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处 理多个远地或本地客户的请求。
系统启动后即自动调用并一直不断地运行着， 被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。 因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。
一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
客户与服务器的通信关系建立后，通信可以是双 向的，客户和服务器都可发送和接收数据。
ppt课件
19
对等连接方式的特点
对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务 器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客 户又是服务器。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户，D 是 服务器。但如果 C 又同时向 F提供服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
对等连接工作方式可支持大量对等用户（如上 百万个）同时工作。
ppt课件
3
1.2.1 网络的网络
互联网 (Internet)
特指Internet，起源于美国，现已发展成为世界上最 大的、覆盖全球的计算机网络。
计算机网络 (简称为网络)
由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
互连网 (internetwork 或 internet)
A
E
H1
发送的
C
分组
H3
(b) 核心部分中的网络可用一条链路表示
分组交换的示意图 ppt课件
H6 H5
40
分组交换网的示意图
H2 路由器
B 主机
H1 A
H3
H4 D
注意分组路径的变化！
E
C
H5
互联网
ppt课件
H6
H2 向 H6 发送分组 H1 向 H5 发送分组
CH4计算机网络局域网 PPT资料共138页
课件制作人：谢希仁
强化碰撞
当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时， 除了立即停止发送数据外，还要再继续发 送若干比特的人为干扰信号(jamming signal)，以便让所有用户都知道现在已经 发生了碰撞。
课件制作人：谢希仁
人为干扰信号
A 发送数据
B 发送数据
A
开始冲突
B
TB A 检测 到冲突
TJ
所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检 测”也称为“冲突检测”。
课件制作人：谢希仁
检测到碰撞后
在发生碰撞时，总线上传输的信号产生 了严重的失真，无法从中恢复出有用的 信息来。
每一个正在发送数据的站，一旦发现总 线上出现了碰撞，就要立即停止发送， 免得继续浪费网络资源，然后等待一段 随机时间后再次发送。
载波监听多点接入/碰撞检测
CSMA/CD
CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方 式连接在一根总线上。
“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数 据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生 碰撞。
或碰撞窗口。 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，
才能肯定这次发送不会发生碰撞。
课件制作人：谢希仁
二进制指数类型退避算法
(truncated binary exponential type)
发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟 （退避）一个随机时间才能再发送数据。
确定基本退避时间，一般是取为争用期 2。
课件制作人：谢希仁
以太网提供的服务
强化碰撞
当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时， 除了立即停止发送数据外，还要再继续发 送若干比特的人为干扰信号(jamming signal)，以便让所有用户都知道现在已经 发生了碰撞。
课件制作人：谢希仁
人为干扰信号
A 发送数据
B 发送数据
A
开始冲突
B
TB A 检测 到冲突
TJ
所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检 测”也称为“冲突检测”。
课件制作人：谢希仁
检测到碰撞后
在发生碰撞时，总线上传输的信号产生 了严重的失真，无法从中恢复出有用的 信息来。
每一个正在发送数据的站，一旦发现总 线上出现了碰撞，就要立即停止发送， 免得继续浪费网络资源，然后等待一段 随机时间后再次发送。
载波监听多点接入/碰撞检测
CSMA/CD
CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方 式连接在一根总线上。
“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数 据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生 碰撞。
或碰撞窗口。 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，
才能肯定这次发送不会发生碰撞。
课件制作人：谢希仁
二进制指数类型退避算法
(truncated binary exponential type)
发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟 （退避）一个随机时间才能再发送数据。
确定基本退避时间，一般是取为争用期 2。
课件制作人：谢希仁
以太网提供的服务
计算机网络(第7版)
3.4.1 在物 理层扩展以 太网
3.4.3 虚拟 局域网
3.4 扩展的以太网
3 数据链路层
3.5.1 100BASET以太网
01
3.5.3 10吉比特以太 网（10GE）和更快的
以太网
03
02
04
3.5.2 吉比特以 太网
3.5.4 使用以太 网进行宽带接入
3.5 高速以太网
04
4 网络层
4 网络层
01
4.1 网络层提 供的两种服务
02
4.2 网际协议 IP
03
4.3 划分子网 和构造超网
04
4.4 网际控制 报文协议ICMP
05
4.5 互联网的 路由选择协议
06
4.6 IPv6
4.7 IP多播
4.9 多协议标记交换MPLS
习题
4 网络层
4.8 虚拟专用网VPN和网 络地址转换NAT
本章的重要概念
计算机网络(第 7版)
演讲人
2 0 2 0 - 11 - 2 1
01
1 概述
1.1 计算机网络在信息时 代中的作用
1.3 互联网的组成
1.5 计算机网络的类别
1 概述
1.2 互联网概述
1.4 计算机网络在我国的 发展
1.6 计算机网络的性能
1 概述
本章的重要 概念
习题
1.7 计算机 网络体系结 构
4.3.3 无 分类编址 CIDR（构 造超网）
4.4.1 ICMP报文的种类
4 网络层
4.4 网际控制报文协议ICMP
4.4.2 ICMP的应用举例
4.5.1 有关路由选择协 议的几个基本概念
4.5.3 内部网关协议 OSPF
4 网络层 计算机网络 教案
谢希仁几种互连方式的对比互连设互连层次应用场合功能优点缺点中继器物理层互连相同lan的几个网段信号放大延长信号传输距离互连容易价格低基本无延迟互连规模有限不能隔离不需要的流量无法控制信息的传网桥数据链路层各种lan的互连连接局域网改善网络性能互连容易协议透明隔离不必要的流量交换效率高会产生广播风暴不能完全隔离不必要的流量管理控制能力有限有延迟路由器网络层lanlanlanwanwanwanlanwanlan路由选择过滤信息网络管理适合于大规模复杂网络互连管理控制能力强充分隔离不必要的流量安全性好网络设置复杂价格高延迟大网关传输层应用层互连高层协议不同的网络连接网络与大型主机在高层转换协议可以互连差异很大的网络安全性好通用性差间接交付间接交付间接交付间接交付分组在互联网中的传送课件制作人
网络层主要解决的问题
1 路由选择
2 网络互连
3 拥塞控制(流量问题) 4 向上层提供服务
路由选择: 存储-转发交换机制
存储-转发分组交换机制： 如果有一台主机要发送一个分组，那么它将分组 传送给最近的路由器，该路由器或在它自己的 LAN上，或在一条通向承运商的点到点链路上。 该分组被存储在路由器上，直到它完全到达路由 器为止，所以路由器可以验证它的校验和。 然后它被沿路转发到下一台路由器，直到到达目 标主机为止，最后在目标主机上它被递交给相应 的进程。
互连网络与虚拟互连网络
路由器 网络
网络
网络
网络 网络
虚拟互连网络 （IP 网）
(a) 互连网络
(b) 虚拟互连网络
虚拟互连网络的意义
虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思 就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是 客观存在的，但是我们利用 IP 协议就可以使 这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个 统一的网络。 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主 机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样 ，而看不见互连的各具体的网络异构细节。
网络层主要解决的问题
1 路由选择
2 网络互连
3 拥塞控制(流量问题) 4 向上层提供服务
路由选择: 存储-转发交换机制
存储-转发分组交换机制： 如果有一台主机要发送一个分组，那么它将分组 传送给最近的路由器，该路由器或在它自己的 LAN上，或在一条通向承运商的点到点链路上。 该分组被存储在路由器上，直到它完全到达路由 器为止，所以路由器可以验证它的校验和。 然后它被沿路转发到下一台路由器，直到到达目 标主机为止，最后在目标主机上它被递交给相应 的进程。
互连网络与虚拟互连网络
路由器 网络
网络
网络
网络 网络
虚拟互连网络 （IP 网）
(a) 互连网络
(b) 虚拟互连网络
虚拟互连网络的意义
虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思 就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是 客观存在的，但是我们利用 IP 协议就可以使 这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个 统一的网络。 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主 机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样 ，而看不见互连的各具体的网络异构细节。
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谢希仁 编著
一种观点：让网络负责可靠交付
这种观点认为，应借助于电信网的成功经验，让网络负责可靠交付， 计算机网络应模仿电信网络，使用面向连接的通信方式。
通信之前先建立虚电路 (Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一 切网络资源。
如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到 达终点，不丢失、不重复。
计算机网络(第7版)
谢希仁 编著
各类 IP 地址的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0
net-id 8位
ห้องสมุดไป่ตู้host-id 24 位
B 类地址 1 0
net-id 16 位
host-id 16 位
C 类地址 1 1 0
net-id 24 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
多播地址
B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节
10.不同的管理与控制方式等
计算机网络(第7版)
谢希仁 编著
使用一些中间设备进行互连 将网络互相连接起来要使用一些中间设备。 中间设备又称为中间系统或中继 (relay)系统。 有以下五种不同的中间设备：
1. 物理层中继系统：转发器 (repeater)。 2. 数据链路层中继系统：网桥 或 桥接器 (bridge)。 3. 网络层中继系统：路由器 (router)。 4. 网桥和路由器的混合物：桥路器 (brouter)。 5. 网络层以上的中继系统：网关 (gateway)。
计算机网络(第7版)
谢希仁 编著
计算机网络（第7版）
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第4章
网络层
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4.1
网络层提供的两种服务
4.2
网际协议 IP
4.3
划分子网和构造超网
4.4
网际控制报文协议 ICMP
4.5
互联网的路由选择协议
4.6
IPv6
4.7
IP 多播
4.8 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT
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网络互连使用路由器
当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅 仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。
网关由于比较复杂，目前使用得较少。 网络互连都是指用路由器进行网络互连和路由选择。 由于历史的原因，许多有关 TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称
将网络互连并能够互相通信，会遇到许多问题需要解决，如：
1. 不同的寻址方案
2. 不同的最大分组长度
3. 不同的网络接入机制
4. 不同的超时控制 5. 不同的差错恢复方法 6. 不同的状态报告方法
如何将异构的网络 互相连接起来？
7. 不同的路由选择技术
8. 不同的用户接入控制
9. 不同的服务（面向连接服务和无连接服务）
A 类地址 0
net-id 8位
B 类地址 1 0
C 类地址 1 1 0
D 类地址 1 1 1 0
host-id 24 位
net-id 16 位
host-id 16 位
net-id 24 位
多播地址
host-id 8位
E 类地址 1 1 1 1
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各类 IP 地址的网络号字段和主机号字段
如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等） 。
采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适 应多种应用。
互连网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
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1. IP 地址及其表示方法 2. 常用的三种类别的 IP 地址
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1. IP 地址及其表示方法
我们把整个互联网看成为一个单一的、抽象的网络。 IP 地址就是给每个连接在互联网上的主机（或路由器）分配一个在全
世界范围是唯一的 32 位的标识符。 IP 地址现在由互联网名字和数字分配机构ICANN (Internet
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数据报服务
应用层 运输层
H1 IP 数据报
网络层
数据链路层
物理层
丢失
H2
应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层
H1 发送给 H2 的分组可能沿着不同路径传送
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虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面 思路 连接的建立 终点地址
分组的转发
当结点出故障时 分组的顺序 端到端的差错处理和流 量控制
Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配。
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IP 地址的编址方法
分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应 的标准协议。
子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950] 在1985年通过。
E 类地址 1 1 1 1
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各类 IP 地址的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0
net-id 8位
host-id 24 位
B 类地址 1 0
net-id 16 位
host-id 16 位
C 类地址 1 1 0
net-id 24 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
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4.2 网际协议 IP
网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。 与 IP 协议配套使用的还有三个协议：
1. 地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol) 2. 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 3. 网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management
为网关。
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互连网络与虚拟互连网络
路由器
网络
网络
网络
网络
网络
虚拟互连网络 （互联网）
(a) 互连网络
IP 网的概念
(b) 虚拟互连网络
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虚拟互连网络的意义 所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各
种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用 IP 协议就可 以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像 在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。 如果在这种覆盖全球的 IP 网的上层使用 TCP 协议，那么就是现在的 互联网 (Internet)。
每个分组独立选择路由进行转发 出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可 能会发生变化 到达终点时不一定按发送顺序
由用户主机负责
4.2 网际协议 IP
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4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6
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虚拟互连网络 分类的 IP 地址 IP 地址与硬件地址 地址解析协议 ARP IP 数据报的格式 IP 层转发分组的流程
A 类地址 0
net-id 8位
host-id 24 位
B 类地址 1 0
net-id 16 位
host-id 16 位
C 类地址 1 1 0
net-id 24 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
多播地址
A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节
E 类地址 1 1 1 1
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从网络层看 IP 数据报的传送
如果我们只从网络层考虑问题，那么 IP 数据报就可以想象是在网络层中传送。
IP 数据报
网络层 H1
网络层 R1
网络层 R2
网络层 R3
网络层 R4
网络层 R5
网络层 H2
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4.2.2 分类的 IP 地址
在 TCP/IP 体系中，IP 地址是一个最基本的概念。 本部分重点学习：
虚电路服务
可靠通信应当由网络来保证
必须有
仅在连接建立阶段使用，每个分组使用 短的虚电路号 属于同一条虚电路的分组均按照同一路 由进行转发 所有通过出故障的结点的虚电路均不能 工作
总是按发送顺序到达终点
可以由网络负责，也可以由用户主机负 责
数据报服务
可靠通信应当由用户主机来保证 不需要 每个分组都有终点的完整地址
net-id 24 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
多播地址
A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1
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各类 IP 地址的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0
net-id 8位
host-id 24 位
B 类地址 1 0
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虚电路服务
应用层 运输层
H1
网络层
数据链路层
物理层
虚电路
H2
应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层