计算机网络基础 网络程序设计课件.ppt

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1、第一章计算网络基础内容提要1、网络基本概念2、计算网络参考模型3、网络程序寻址4、网络应用程序设计基础1、网络基本概念自主计算机（Autonomouscomputers）互联/互连（Interconnected）——通信物理：通信线路/网络；逻辑：交换信息。两台计算机通过网络进行通信AB网络192.168.0.118192.168.0.10协议协议端口号端口号2、计算机网络参考模型OSI模型与TCP/IP结构OSI/RM(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel，开放系统互连参

2、考模型)将计算机网络通信定义为一个七层框架模型，如图1.1所示。图1.1OSI模型与通信流程对等通信示例“你好”“Hello”传真中国教师翻译秘书“Hallo”“Hello”传真德国教师翻译秘书对交谈内容的共识用英语对话使用传真通信P3P2P1物理通信线路表1.1OSI模型中各个层的功能名称层次功能物理层1提供比特流传输数据链路层2进行数据打包与解包，形成信息帧网络层3提供数据通过的路由传输层4提供传输顺序与相应信息会话层5建立和中止连接表示层6数据转换，确认数据格式应用层7提供用户程序接口图1.2TCP/IP族的体

3、系结构图1.3通过TCP/IP和路由器连接的两台主机3、网络程序寻址IP地址MAC地址端口NATIP地址网络互联的目的是提供一个无缝的通信系统。为此，必须用互联网协议屏蔽物理网络的具体细节，并提供一个虚拟网络的功能。在TCP/IP栈中，编址由IP协议规定，IP标准分配给每台主机一个32位的二进制数作为该主机的IP地址。每个IP地址被分割成前缀和后缀两部分。前缀用于确定计算机从属的物理网络,互联网中每一个物理网络都有一个唯一的值作为网络号(NetworkNumber)。后缀则用于确定网络上一台单独的计算机。IP地址的层

4、次性保证以下两个重要性质：每台计算机分配一个唯一的地址。网络号的分配全球统一，但后缀可本地分配。IP地址共分五类：A类、B类、C类、D类和E类。其中A类、B类和C类为基本类；D类用于多播传送；E类属于保留类，现在不用。IP地址一般采用点分十进制的表示方法。图1.4IP地址格式和分类特殊的IP地址：网络地址：IP中主机地址为0的地址表示网络地址，如128.211.0.0。广播地址：网络号后跟一个所有位全是1的后缀，就是直接广播地址。环回地址：127.*.*.*,用于测试。MAC地址在媒体接入层上使用的地址，也叫物理地址

5、、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。MAC地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件（如网卡、集线器、路由器等）接入到网络的何处，都有相同的MAC地址，它由厂商写在网卡的BIOS里。MAC地址可采用6字节（48比特）或2字节（16比特）这两种中的任意一种。地址解析地址解析(AddressResolution)就是将计算机中的协议地址翻译成物理地址(或称MAC地址，即媒体映射地址)。地址解析只能在本地网内进行。地址解析技术可分为如下三种：(1)表查询(Table-Lookup)。该方法适用于广域

6、网(WAN)，通过建立映射数组(协议地址↔物理地址)的方法解决。用户可通过查询找到物理地址。(2)相近形式计算(CloseForm-Computation)。该方法适用于可以自行配置的网络，IP地址和物理地址相互对应，例如：220.123.5.1→XXXl220.123.5.2→XXX2可通过这种算法得到物理地址：物理地址＝协议地址&0xFF。(3)信息交换(Message-Exchange)。该方式适用于LAN，是基于分布式的处理方式，即主机发送一个解析请求，以广播的形式发出，并等待网络内各个主机的响应。端口网络中

7、可以被命名和寻址的通信端口是操作系统可分配的一种资源。按照OSI协议的描述，传输层与网络层在功能上的最大区别是传输层提供进程通信，从这个意义上讲，网络通信的最终地址不仅仅是主机地址，还包括可以描述进程的某种标识符。TCP/IP协议提出可协议端口(protocolport，简称端口)的概念，用于标识通信的进程。端口是一种抽象的软件结构(包括一些数据结构和I/O缓冲区)。应用程序(进程)通过系统调用与某端口建立连接(binding)后，传输层传给该端口的数据都被相应进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。在

8、TCP/IP协议的实现中，端口操作类似一般的I/O操作，进程获取一个端口，相当于获取本地唯一的I/O文件。类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫端口号(portnumber)的整数型标识符，用于区别不同的端口。端口号的两种基本分配方式全局分配全局分配是一种集中控制方式，由一个公认的中央机构根据用户需要进行统一分配，并将结果公布于众。本地分配本地