linux下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及管理

1、Linux下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及管理,何斌武 大工網(wǎng)絡(luò)中心Email: hbwork@dlut.edu.cnBBS: albin.bbs@bbs.dlut.edu.cn,版權(quán)聲明,本文內(nèi)容為大連理工大學(xué)LINUX選修課講義，歡迎大家轉(zhuǎn)載，但禁止使用本材料進(jìn)行任何商業(yè)性或贏利性活動(dòng)。轉(zhuǎn)載時(shí)請保留本版權(quán)聲明。 URL: ftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/PEOPLE/albin/ 何斌武，hbwork@

2、dlut.edu.cn,大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心May 1999.,課程內(nèi)容,Linux介紹Linux的安裝及配置網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)及TCP/IP簡要介紹UNIX操作系統(tǒng)介紹及常用命令用Linux做Internet服務(wù)器DNS服務(wù)器的配制FTP服務(wù)器的配置WWW(HTTP)服務(wù)器的配置LAN Router/Firewall配置SMTP(電子郵件服務(wù)器)/POP3服務(wù)器配置,內(nèi)容介紹（續(xù)）,Linux下中文環(huán)境的使

3、用機(jī)動(dòng)內(nèi)容：Linux下透明代理服務(wù)器配置Linux下PPP配置XFree86 及窗口管理器的配置Shell Script編程如下內(nèi)容不作介紹：主頁設(shè)計(jì)及CGI編程數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,課程目的,提高大家的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用水平提高大家對UNIX的應(yīng)用水平對Internet上常用服務(wù)器的配置有所了解在大工普及LINUX的使用,第一部分 LINUX安裝及入門,含如下兩章第一章 LINUX歷史及介紹第二章 LINUX安裝,第一章 LI

4、NUX歷史及介紹,1.1 什么是LINUX由編程高手、業(yè)余計(jì)算機(jī)玩家、黑客門在Internet上合作并開發(fā)的一個(gè)全新的、免費(fèi)的UNIX操作系統(tǒng)。其功能與商業(yè)版UNIX完全相同，甚至更強(qiáng)，與MS$ 相抗衡，在網(wǎng)絡(luò)、性能及安全方面要比其更好。適用對象：ISP，計(jì)算機(jī)愛好者、學(xué)生等。 遵循POSIX標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)界面的免費(fèi)操作系統(tǒng)，具有BSD和SYSV擴(kuò)展特性。版權(quán)所有者為芬蘭的Linus B. Torvalds(Linus.

5、Torvalds@Helsinki.Fi)及其他開發(fā)人員，遵循GPL聲明運(yùn)行平臺(tái)：Intell 80x86, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III, AMD,Sun Sparc, DEC, Power PC等應(yīng)用軟件：X Windows, GNU C/C++, Sybase, Oracle, Netscape, StarOffice, DOS EMU, 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(PPP/HTTP/FTP

6、/DNS SMTP/POP3/Firewall/BBS/samba/mars等).網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持：TCP/IP, Novell IPS/SPX, NetBEUI, AppleTalk, X.25,ArcNet1.2 Linux發(fā)展歷史1991.8 Linux 0.011991.10.5 Linux 0.02(第一個(gè)正式版)0.03 ->0.10 1992Linux 0.95(一年半后到0

7、.99p114)1994.3.14Linux 1.0 最新內(nèi)核： 2.2.3/2.0.36,1.3 Linux版本介紹,1.3.1 UNIX起源UNIX指的是一個(gè)通常用C寫成的操作系統(tǒng)，具有樹狀文件系統(tǒng)，集合了文件和設(shè)備I/O。其系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用(system call)界面包含了如fork()、pipe()等函數(shù)，其用戶界面包含cc,troff, grep,awk等工作及一個(gè)shell. 發(fā)展歷史：60年代中期

8、MULTICS(Multiplexed Information and Computing Services)1969 Ken Thompson, Dennis Ritchie 在PDP-11上開始1971 V1 PDP-11/20，用匯編寫成，含F(xiàn)S，fork,roff,ed等1973 V4 用C重寫1975 V6 向大學(xué)分發(fā)，UNIX分支的起點(diǎn)，1.X BSD由此衍生1778 BSD, Bill Joy.

9、 Chuck Hally1979 V7 玩家中最后一個(gè)真正的UNIX，含K&C C編譯器，sh,UNIX兩大流派：System V(AT&T)和BSD， SVR4是兩個(gè)版本的融合,OSF/1常見UNIX版本：AIX: 基于SVR2及一部分BSD延伸而來，SMITFreeBSD: 運(yùn)行于Intel 80x86平臺(tái)，F(xiàn)ree1.X由386BSD而來，2.X由4.4BSD Lite改寫最新版：2.

10、2.8-RELEASE/3.1.0-RELEASEftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/FreeBSD/HP-UX(HP): S III(SVRX),新版由SVR2 4.2BSD OSF/1發(fā)展IRIX(SGI): V4(SVR 3.2,含許多BSD特性)，V5(SVR4)Linux(x86):POSIX; SYSV及BSD之?dāng)U展OSF/1：DEC DECUNIXSCO UNIX(x86): SV

11、R 3.2, 商業(yè)版UNIX,SunOS(680x0,Sparc,i386)：SunOS 4.x(BSD 4.1c)Solaris(SunOS 5.x, SVR4)NFS, Openlook標(biāo)準(zhǔn)ultirx(DEC):Xinux(x86): MicrosoftSVR系統(tǒng)與BSD系統(tǒng)特性之比較(下頁圖表)：1.3.2 Linux的特性多任務(wù)多用戶多平臺(tái)對應(yīng)用程序內(nèi)存進(jìn)行保護(hù)，可對付Buffer Overf

12、low從操作系統(tǒng)級實(shí)現(xiàn)了”按需取盤“，只讀取要執(zhí)行的代碼共享頁面內(nèi)存，多個(gè)進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存頁面，加快運(yùn)行,SVRX系列與BSD系統(tǒng)特性之比較,使用分頁技術(shù)的虛擬內(nèi)存：可使用單獨(dú)分區(qū)或文件作為swap, swap或臨時(shí)增加，最多可技術(shù)128Mx16=2GB虛擬空間優(yōu)秀的磁盤緩沖調(diào)度功能：盡可能使用空閑內(nèi)存作磁盤緩沖動(dòng)態(tài)鏈接共享庫：變量LD_PRELOAD定義自己的程序庫，多個(gè)程序同時(shí)調(diào)用的代碼只加載一次，由眾多程序共享core

13、 dump機(jī)制: 提供系統(tǒng)調(diào)試功能支持偽終端設(shè)備(pseudo terminal,pty)支持多個(gè)虛擬控制臺(tái)(Alt+F1~F6,Alt+Arrow)多種CPU支持：Intel已加入對Linux的支持支持硬件多：HD/FD/Mainboard/SCSI/Audio/CDROM/MO, NIC,ZIP/MO驅(qū)動(dòng)器，Vide等支持多種文件系統(tǒng)：ext2fs非常先進(jìn)，最多可支持2TB硬盤，文件名長度可過255個(gè)字符，umsdos可在

14、DOS下安裝Linux,支持POSIX任務(wù)控制豐富的軟件支持，應(yīng)用軟件最多的UNIX常用UNIX命令編程編輯器圖形用戶界面shell: 撥號軟件news/mail文字處理圖形處理游戲多媒體,中文支持：X中文終端：cxterm,crxvt字符中文終端：wgce,chdrv,yact中文輸入：xa+xcain中文內(nèi)碼即時(shí)轉(zhuǎn)換軟件：hztty中文打印軟件：cnprint模擬器：dosemu,win

15、e,WABI(SUN,較為穩(wěn)定)WWW Browser: Netscape,Mosaic,lynx,Arena軟件移植性好：已超過FreeBSD，開發(fā)者多與其他UNIX系統(tǒng)的兼容性：與大多數(shù)POSIX，System V,BSD等UNIX系統(tǒng)在源代碼級兼容，通過iBCS2兼容的模擬模塊可直接運(yùn)行SCO等UNIX的可執(zhí)行程序強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)(ftp,telnet,NFS等)Linux 內(nèi)核開發(fā)版支持：TCP,IPV

16、4,IPV6,AX25,X.25,IPX, DDP(AppleTalk),NetBEUI等,穩(wěn)定版：TCP,IPV4,IPV,DDP,AX25等提供Netware客戶機(jī)及服務(wù)器，samba提供Linux與Windows，Windows 9x/NT的資源共享提供全部源代碼1.3.3 Linux的版本分為兩部分：內(nèi)核(kernel)與發(fā)行套件(Distribution)版本內(nèi)核版本：在Linus領(lǐng)導(dǎo)下的開發(fā)小組開發(fā)出來的系統(tǒng)內(nèi)

17、核的版本號，最新版為2.2.3和2.0.36發(fā)行套件版本：發(fā)行套件指一些廠家或組織將Linux系統(tǒng)內(nèi)核與應(yīng)用軟件和文檔包裝起來，并提供安裝界面、系統(tǒng)設(shè)定及管理工具，這樣就構(gòu)成了發(fā)行套件。常見的有slackware,RedHat, Debian等，實(shí)際上就是Linux的一個(gè)大軟件包而已。內(nèi)核版本：由 Linus控制，統(tǒng)一,發(fā)行套件：隨發(fā)布者不同而不同，與內(nèi)核版本相對獨(dú)立，但對新學(xué)者來說發(fā)行套件更重要一些。常見Linux發(fā)行套件：

18、(1)Walnut Creek Slackwareftp://ftp.cdrom.com, Walnut Creek CDROM是Slackware的正式發(fā)布者，最早出現(xiàn)的Linux發(fā)行套件之一。特點(diǎn)：安裝簡單，目錄結(jié)構(gòu)清楚，可通過軟件/硬盤安裝不足：軟件總類少，其安裝界面不如Redhat快速、簡單、直觀；其升級方式不如 Redhat和Debian, 僅提供一個(gè)pkgtool,其反安裝功能不完善，相關(guān)性檢查不夠好。 La

19、test Version: Slackware 3.6ftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/Linux/slackware/ 發(fā)布站點(diǎn)： ftp://ftp.cdrom.com/pub/LinuxMirror: ftp://sunsite.ust.hk/pub/ (Free IP),(2)RedHat Linux: (Latest is Redhat 5.2)Redhat Software公司發(fā)布，較sla

20、ckware/debian晚，但發(fā)展迅速，商業(yè)軟件支持也好于debian和slackware(informix, sybase,oracle等數(shù)據(jù)庫，Intel等大公司合作或支持).特點(diǎn)：支持硬件平臺(tái)多優(yōu)秀的安裝界面，并且可造反升級獨(dú)特的RPM升級方式：軟件及系統(tǒng)部件的升級/卸載豐富的軟件包：GNU及 shareware,安全性能好：提供PAM等，快速的系統(tǒng)安全補(bǔ)丁建議，RPM方便的系統(tǒng)管理界面詳細(xì)而完整的在線文檔：獨(dú)有

21、的用戶指南，初學(xué)者入門材料URL：ftp://ftp.redhat.com/ftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/Linux/redhat/redhat-5.2/初學(xué)者的最好選擇，安裝配置簡單,缺點(diǎn)：復(fù)雜的目錄結(jié)構(gòu)與凌亂的系統(tǒng)配置文件Redhat的其他變種：mandrake: ftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/Linux/mandrake Plinux:中文Linux,KDE(3

22、)Debian Linux:由GNU發(fā)行，完全由網(wǎng)絡(luò)上的Linux愛好者維護(hù)，目的是制作一個(gè)可與商業(yè)操作系統(tǒng)相比的免費(fèi)操作系統(tǒng)，其所有組成部分均為自由軟件。特點(diǎn)：軟件級其豐富，升級容易，軟件之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，一個(gè)開放式的開發(fā)環(huán)境；軟件更新快，F(xiàn)TP每天更新，動(dòng)態(tài)的LINUX安全性好：內(nèi)置shadow機(jī)制，較Redhat更安全軟件維護(hù)性好：deb方式進(jìn)行軟件升級，其相關(guān)性檢查較RPM更全面系統(tǒng)干凈簡潔,缺點(diǎn)：安裝麻煩(分兩次安裝

23、,先安裝最基本系統(tǒng)),dselect功能強(qiáng)大，但界面不如人意。(4)Craftworks Linux: 商業(yè)軟件(5)Linux Pro: WGS推出，系統(tǒng)極其穩(wěn)定前具有很好的安全性。(6)其他版本的Linux:TurboLinux, TurboLinux簡體中文版，Caldera OpenLinux等1.4 如何獲得Linux及其網(wǎng)絡(luò)資源ftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/Linux/CDROM:

24、 國內(nèi)已開始出現(xiàn)，可自己制作 電子圖書及FAQ: Redhat安裝后/usr/doc/* 其他網(wǎng)絡(luò)資源：參考Linux之FAQ國內(nèi)BBS：bbs.dlut.edu.cnbbs.tsinghua.edu.cn,1.5 中文參考書目,《即學(xué)即用LINUX》 電子工業(yè)出版社《Linux實(shí)用大全》陳向陽、方漢編著，科學(xué)出版社《Linux的Internet站點(diǎn)建立與維護(hù)》 清華大學(xué)出版社《Redhat

25、Linux大全》《Linux大全》《用GNU編程》電子工業(yè)出版社－－－第一章完－－－歡迎大家提出寶貴意見?。?第二章 Linux的安裝,課堂實(shí)際安裝并同時(shí)講解,第二部分 基礎(chǔ)知識(shí),主要內(nèi)容：第三章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第四間UNIX基礎(chǔ),第三章 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),主要內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)分層模型應(yīng)用層及上層協(xié)議物理層及數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層及路徑選擇TCP/IP基本知識(shí)IP地址基本概念,網(wǎng)際網(wǎng)(Internetworking)介紹,網(wǎng)

26、際網(wǎng)模型(The Internetworking model)應(yīng)用層及上層協(xié)議(Applications and Up Layers)物理層及數(shù)據(jù)鏈路層(Physical and data link layers)網(wǎng)絡(luò)層及路由選擇(Network layer and path determination),網(wǎng)際網(wǎng)模型(The Internetworking Model),使用網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)之原因ISO/OSI每一層模塊的功能數(shù)據(jù)

27、封裝的五個(gè)步驟,課程目的,主要內(nèi)容,網(wǎng)絡(luò)演變歷史網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史,60-70年代: 以主機(jī)通訊為主70-80年代: 網(wǎng)絡(luò)初期階段80-90年代: 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)90年代: 全球國際互聯(lián)網(wǎng),60-70年代:主機(jī)通訊為主,以主機(jī)(大型機(jī))為中心,非智能終端低速連接主機(jī).如IBM系統(tǒng)采用的SNA和X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)主機(jī)完成一切控制與協(xié)調(diào),包括資源訪問,程序運(yùn)行,用戶驗(yàn)證等,以主機(jī)為中心,易于管理和協(xié)調(diào).在真正的網(wǎng)絡(luò)中

28、即使只有兩臺(tái)計(jì)算機(jī),其資源的協(xié)調(diào)也將變得十分復(fù)雜,需要完成地址定位(addressing), 錯(cuò)誤檢測及恢復(fù),數(shù)據(jù)同步及傳輸協(xié)調(diào).,70-80年代:網(wǎng)絡(luò)初期,PC機(jī)開始出現(xiàn)并逐漸聯(lián)入LAN,LAN開始出現(xiàn),以共享打印機(jī)及硬盤等昂貴的外設(shè)各機(jī)構(gòu)開始建立自己的局域網(wǎng),相連的局域網(wǎng)提供了EMAIL及文件傳輸?shù)绕髽I(yè)網(wǎng)的基本應(yīng)用,LAN的出現(xiàn)刺激了網(wǎng)絡(luò)市場的發(fā)展小型機(jī),共享WAN開始出現(xiàn),小型機(jī)通常位于外圍(非中心點(diǎn))以方便緊急情況的處理,應(yīng)

29、用仍然相互獨(dú)立,彼此分離. 典型情況如DEC VAX及DECnet.,80-90年代:互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)開始出現(xiàn),新舊技術(shù)混合,各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并存,應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)移到分布式服務(wù),網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)一步發(fā)展,傳統(tǒng)的通訊方式開始改變各組織的計(jì)算機(jī)通訊隨著新技術(shù)的出現(xiàn)而迅速變化,對網(wǎng)際網(wǎng)要求其靈活性(flexible),可擴(kuò)展性(scalable),并能適應(yīng)不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(分部,地區(qū)總部)網(wǎng)際網(wǎng)將LAN/WAN/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來,開成國際互聯(lián)

30、網(wǎng)的雛形.,90年代:全球國際互聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)帶寬要求更高,此外網(wǎng)絡(luò)還要滿足低延時(shí),bandwidth on demand以及其他新服務(wù), 網(wǎng)絡(luò)將提供更多的分布式功能并且必須提供語音,數(shù)據(jù)以及視頻的同時(shí)傳送,網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用如: 圖象及圖片的使用越來越多,大文件及程序,C/S計(jì)算及及突發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量等.全求互聯(lián)網(wǎng)對以上應(yīng)用的提供了可能,隨著多媒體應(yīng)用的日益增長,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來越高.,局域網(wǎng)及局域網(wǎng)設(shè)備,LAN設(shè)計(jì)目的:在有限空間

31、或地理范圍內(nèi)工作可對高帶寬介質(zhì)進(jìn)行同時(shí)訪問本地管理員可控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)(control the network privately under local administration) 提供對本地服務(wù)的全天候24小時(shí)連接物理連接在相臨的設(shè)備上(connect physically adjacent devices),局域網(wǎng)的主要特點(diǎn):用于一層樓或一個(gè)建筑物內(nèi),網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提提供的功能越強(qiáng),其傳輸距離越近向所連接的多個(gè)桌面設(shè)備(通常

32、是PC)提供到高速介質(zhì)的同時(shí)訪問企業(yè)可以決定并購買局域網(wǎng)的設(shè)備,并可根據(jù)自己的選擇可控制其局域網(wǎng),局域網(wǎng)所屬權(quán)屬購買者所有,管理責(zé)任也完全由用戶承擔(dān).本地服務(wù)總是處于可用狀態(tài),局域網(wǎng)很少有DOWN掉的時(shí)候或?qū)Ρ镜毓ぷ髡具M(jìn)行訪問控制與介質(zhì)相臨的設(shè)備相連接,局域網(wǎng)設(shè)備包括如下: (To be continued),局域網(wǎng)及局域網(wǎng)設(shè)備(續(xù)):,局域網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)橋:數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,可控制數(shù)據(jù)流量,處理傳輸錯(cuò)誤,提供物理編址以及管理物理介質(zhì)的

33、訪問.早期的網(wǎng)橋只能連接同類網(wǎng)絡(luò). 現(xiàn)在異種網(wǎng)絡(luò)間的橋接已經(jīng)定義和標(biāo)準(zhǔn)化.透明網(wǎng)橋主要用于以太網(wǎng)環(huán)境;源路由橋接主要用于Token-Ring環(huán)境;轉(zhuǎn)換橋接則提供不同不同介質(zhì)類型格式和傳輸規(guī)則之間的轉(zhuǎn)換.集線器(HUB): 局域網(wǎng)連接集中器,使用雙絞線連接,用于連接多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的物理層設(shè)備.其內(nèi)部采用電氣互聯(lián),當(dāng)維護(hù)LAN的邏輯總線或環(huán)形總線時(shí),用集線器可以建立一個(gè)物理的星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),此時(shí)HUB起到了多端口總繼器的功能.以太網(wǎng)交換機(jī):

34、對每個(gè)網(wǎng)段或桌面提供提供全雙工的專用帶寬,根據(jù)其性能可分為幾個(gè)級別,如工作組交換機(jī)和企業(yè)級交換機(jī),一些交換機(jī)可以提供VLAN功能.,局域網(wǎng)及局域網(wǎng)設(shè)備(續(xù)):,路由器:提供網(wǎng)際互聯(lián),廣播控制等多種功能, 互聯(lián)網(wǎng)中的核心設(shè)備,能提供類型的物理端口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互連.ATM(Asynchronous Transfer Mode)交換機(jī): 提供高速的信元交換(high-speed cell switching).中繼器(r

35、epeater):物理層設(shè)備,用于連接擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)部分.實(shí)際上中繼器可以將若干段電纜作為一段獨(dú)立的電纜對待.中繼器從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段上接收到信號后,將其放大,重新定時(shí)后傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段上,這樣便防止了由于電纜過長和連接設(shè)備過多而引起的信號丟失或衰減.但中繼器不能執(zhí)行復(fù)雜的篩選和其他傳輸過程,且所有的電信號(包括電干擾和其他錯(cuò)誤信息)都被重復(fù)和放大,再加上傳輸時(shí)間及其他因素的影響,用以連接網(wǎng)段的中繼器數(shù)量是有限的.工作組集中器: 通過光纜

36、或銅線提供100Mbps連接.,廣域網(wǎng)及廣域網(wǎng)設(shè)備,WAN設(shè)計(jì)目的:通過電信載波在不同的地理區(qū)域上操作通過串行較口低速操作網(wǎng)絡(luò)受公用服務(wù)商的控制提供全天候24小時(shí)或部分時(shí)間的連接連接不同范圍乃至全球的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)備,廣域網(wǎng)的主要特點(diǎn):運(yùn)行范圍超出局域網(wǎng)的地理區(qū)域,使用電信所提供的載波服務(wù)WAN使用不同類型的串行接口在廣域范圍獲得帶寬企業(yè)需要為WAN中所使用的載波連接向載波服務(wù)提供者付費(fèi)WAN很少DOWN掉,但因需要付費(fèi),

37、企業(yè)可能會(huì)限制會(huì)對所連接主機(jī)進(jìn)行訪問控制,并非所有的地方都可得到所有的廣域網(wǎng)服務(wù)(To be continued),廣域網(wǎng)及廣域網(wǎng)設(shè)備(續(xù)),廣域網(wǎng)連接分布在不同地點(diǎn)的設(shè)備,廣域網(wǎng)設(shè)備包括:路由器(router):提供包括網(wǎng)際互聯(lián)及廣域網(wǎng)接口控制能功能交換機(jī):連接X.25, Frame Relay, 語音, 數(shù)據(jù)以及視頻通訊.這些廣域網(wǎng)設(shè)備可能根據(jù)不同的服務(wù)優(yōu)先級在其所提供的服務(wù)中共享帶寬,錯(cuò)誤恢復(fù),并提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及管理系統(tǒng).

38、Modem提供語音級的服務(wù), CSU/DSU(channel service units/digital service units)能提供T1/E1接口,TA/NT1(Terminal Adapters/Network Termination 1)則能提供ISDN(Integrated Services Digital Network)服務(wù)通訊(撥號)服務(wù)器: 提供用戶撥入/撥出服務(wù)多路復(fù)用器(Multiplexes):多個(gè)按需接

39、入通道共享一個(gè)WAN設(shè)備(share a WAN facility among several demand channels)ATM交換機(jī): 提供高速信元交換,網(wǎng)絡(luò)管理員的任務(wù)及目標(biāo),任務(wù):網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)(design)正常運(yùn)行(operations)故障處理(troubleshooting),圍繞如下四項(xiàng)工作:可連接性(connectivity): 不管什么連接介質(zhì),傳輸速度快慢,網(wǎng)絡(luò)的可連接性是其他工作的前提可靠的性能(re

40、liable performance):使用相應(yīng)的實(shí)用程序或工具記錄并監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能.可管理的控制(management control): 不斷地提高網(wǎng)絡(luò)的管理,控制以及網(wǎng)絡(luò)安全性.在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)完成并且投入運(yùn)行之后,下來的任務(wù)就是邦聯(lián)處理.靈活性(flexibility): 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展要求管理的靈活性,能夠克服物理和地理位置的限制對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展.,網(wǎng)絡(luò)分層模式(The Layered Model),Why a Layered Netwo

41、rk Model?Layer FunctionsPeer-to-Peer CommunicationsData Encapsulation(數(shù)據(jù)封裝)Data Encapsulation Example,Why a Layered Network Model?,降低復(fù)雜性,將相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作分為多個(gè)更為簡單的部分提供標(biāo)準(zhǔn)化接口,實(shí)現(xiàn)plug-and-play及多廠家的集成方便模塊化設(shè)計(jì),對指定模塊化功能進(jìn)行專一設(shè)計(jì)及開

42、了互操作性,提高了不同網(wǎng)際模塊功能之的對稱性以實(shí)現(xiàn)其互操作性.便于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展(accelerates evolution), 確保一個(gè)模塊的變化對其他模塊的影響,每個(gè)模塊都可以更快速的發(fā)展簡化教學(xué)和學(xué)習(xí)(Simplifies teaching and learning),將復(fù)雜的網(wǎng)際網(wǎng)分為多個(gè)分離的模塊,對每個(gè)模塊的學(xué)習(xí)更容易.,OSI模型,Layer Functions,Network processes to app

43、lications, 向用戶提供服務(wù),如電子郵件,telnet及FTPData representation, 確認(rèn)到達(dá)的數(shù)據(jù)可被應(yīng)用程序使用,發(fā)送的數(shù)據(jù)可正確傳輸Interhost communication, 提供應(yīng)用程序間的控制結(jié)構(gòu),建立,保持和中斷合作應(yīng)用間的連接(對話)End-to-end connections,提供端點(diǎn)之間的可靠的透明的數(shù)據(jù)傳送;提供端到端的差錯(cuò)恢復(fù)及流控制Address and best path

44、, 確定兩個(gè)主機(jī)之間的最佳路徑,路由器工作在這一層,負(fù)責(zé)建立保持和結(jié)束網(wǎng)絡(luò)的連接Access to media,提供基于物理鏈路的可靠數(shù)據(jù)傳送,發(fā)送帶有必要的同步,錯(cuò)誤控制和流控制信息的幀Binary transmission, 物理線路上的比特流傳輸及控制,,,,,,,,PDU: protocol data units, 每個(gè)協(xié)議的PDU格式不同,如TCP層使用segment上層協(xié)議通訊需要通過下層協(xié)議所提供的功能來完成,當(dāng)前層

45、之下的所有層均為本層提供服務(wù);每一個(gè)低層協(xié)議將上層協(xié)議的數(shù)據(jù)作為PDU的一部分,如TCP segment將成為網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包的一部分.,信息格式,幀(frame):起始點(diǎn)和目的地都是數(shù)據(jù)鏈路層.由數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)頭(可能還有數(shù)據(jù)尾)和上層數(shù)據(jù)組成,數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾含有目的系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路層的控制信息.上層數(shù)據(jù)被封裝在數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾之間.數(shù)據(jù)包(packet): 起始點(diǎn)和目的地是網(wǎng)絡(luò)層.數(shù)據(jù)包由網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)頭(也許還有數(shù)據(jù)尾)和上層

46、數(shù)據(jù)組成,頭和尾含目的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的控制信息.上層數(shù)據(jù)被封裝在網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾中間.數(shù)據(jù)報(bào)(datagram):通常指起始點(diǎn)和目的地都使用無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)層的信息單元.段(segment):起始點(diǎn)和目的地都是在傳輸層的信息單元.消息(message):指起始點(diǎn)和目的地都在網(wǎng)絡(luò)層以上(通常在應(yīng)用層)的信息單元.信元(cell):一種具有固定長度的信息,它的起始點(diǎn)和目的地都是數(shù)據(jù)鏈路層.通常用于ATM和SMDS網(wǎng)絡(luò)等交換環(huán)境

47、中.,上層依賴下層所提供的服務(wù);下層模塊通過將上層數(shù)據(jù)作為自己PDU的一部分向上層提供服務(wù),不需知道上一層數(shù)據(jù)的含義(如同郵寄);下層模塊在封裝時(shí)可能加入頭或尾.,1.用戶發(fā)送的電子郵件信息首先轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)可用的“數(shù)據(jù)”2.數(shù)據(jù)被包裝到段中,以用于網(wǎng)際網(wǎng)傳輸子系統(tǒng),傳輸層通過段(segment)的使用確認(rèn)Email系統(tǒng)兩端的主機(jī)即與此信息相關(guān)的兩端主機(jī)能進(jìn)行可靠的通訊.3.segment被包裝到packet中,packet帶有含源和

48、目標(biāo)邏輯地址的包頭,這些地址可以幫助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沿其所選的路徑發(fā)送出去.,4.每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須將此數(shù)據(jù)包壓入幀中以便通過其網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行通訊,幀允許建立到其相臨網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接,所選擇路徑中的每一個(gè)設(shè)備均需要根據(jù)其下一個(gè)相臨設(shè)備的接口類型確定相應(yīng)的幀類型.5.幀轉(zhuǎn)化為可在介質(zhì)(通常為電纜)上傳輸?shù)囊唤M二進(jìn)制流(a pattern of ones and zeros), 當(dāng)這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)在介質(zhì)上傳送時(shí)可設(shè)備可通過某種定時(shí)機(jī)制區(qū)分這些數(shù)據(jù).*根

49、據(jù)所選擇的路徑不同,途中所使用的介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化.,Applications and Upper Layers,Sections:Application, Presentation, and Session LayersTransport Layer,Objectives: Upon completion of this chapter, you will be able to :Name and describe comput

50、er,network,and internetwork applicationsDescribe the OSI presentation-layer functions and identify common standardsDescribe the OSI session-layer functions and identity common standardsDescribe the OSI transport-layer

51、 functions for end-to-end network servicesIdentify common processes for establishing connections, flow control, and windowing,Application, Presentation, and Session Layers,Application Layer,Select network application to

52、 support user’s application,應(yīng)用層（續(xù)）,在OSI模層中，應(yīng)用層提供對用戶應(yīng)用程序的通訊支持,　OSI應(yīng)用層與用戶之間是通過軟件相互作用的.應(yīng)用層功能一般包括標(biāo)識(shí)通訊伙伴，定義資源的可用性和同步通信．　　標(biāo)識(shí)通信伙伴時(shí)，應(yīng)用層為具有傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序定義通信伙伴的標(biāo)識(shí)和可用性；定義資源可用性時(shí)，應(yīng)用層由于請求通信的存在而必須判定是否有足夠的網(wǎng)絡(luò)資源；在同步通信中，所有應(yīng)用程序之間的通信都需要應(yīng)用層管理的協(xié)同

53、操作．　　計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序可能只需要本機(jī)的資源，但一個(gè)應(yīng)用程序也可能需要通過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用部件與其他應(yīng)用程序通訊才能完成其相關(guān)操作?！　?yīng)用程序必須通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊部件才能與完成網(wǎng)際通訊。如字處理程序可能需要通過文件傳輸單元進(jìn)行文件傳輸，以達(dá)到與其他用戶共享電子文檔。字處理程序的文件傳輸部件就是OSI七層模型中應(yīng)用層的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。,Application Layer(Cont.),.Internetwork applicati

54、ons can extend beyond the enterprise,應(yīng)用層（續(xù)）,EDI提供商業(yè)業(yè)務(wù)間訂貨，發(fā)貨，投資以及費(fèi)用結(jié)算等功能，以提高效率。WWW將文本，圖形，多媒體信息混合在一起，連接眾多的服務(wù)器。瀏覽器使其應(yīng)用變得極為簡單。郵件網(wǎng)關(guān)使用X.400標(biāo)準(zhǔn)或SMTP在不同的郵件應(yīng)用程序之間傳送信息。BBS可提供交談，發(fā)表文章及共享公用軟件等功能商業(yè)事務(wù)處理面向經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域如投資，貨幣及商品等信息定位提供Interne

55、t上的信息查詢。網(wǎng)絡(luò)會(huì)議通過視頻、語音提供網(wǎng)絡(luò)上的多媒體會(huì)議,Presentation Layer,表示層（續(xù)）,表示層提供應(yīng)用層數(shù)據(jù)的編碼及轉(zhuǎn)換功能，以確保從一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)送的信息可以被另一系統(tǒng)的應(yīng)用程序識(shí)別。表示層編碼和轉(zhuǎn)換模式包括公用數(shù)據(jù)表示格式，性能轉(zhuǎn)換表示格式，公用數(shù)據(jù)壓縮模式和公用數(shù)據(jù)加密模式．。應(yīng)用層不僅完成用戶實(shí)際數(shù)據(jù)的格式及其表示方法，還要完成用戶程序所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是說表示層負(fù)責(zé)為應(yīng)用層協(xié)商其數(shù)據(jù)傳輸格式

56、(data transfer syntax)。如在使用不同EBCDIC和ASCII代碼集的系統(tǒng)通訊時(shí)，表示層提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。表示層還包含數(shù)據(jù)加密功能，以確保數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)不被他人竊聽。在應(yīng)用層可完成數(shù)據(jù)壓縮功能，將文本文件壓縮后傳送，也可將圖形文件轉(zhuǎn)換為字節(jié)流在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸。上圖中列出了第六層模塊中常用的標(biāo)準(zhǔn)。,Session Layer,會(huì)話層（續(xù)）,會(huì)話層建立，管理和終止應(yīng)用層與實(shí)體之間的通信會(huì)話，通訊會(huì)話包括發(fā)生在不同網(wǎng)

57、絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用層之間的服務(wù)請求和服務(wù)應(yīng)答，這些請求應(yīng)答通過會(huì)話層的協(xié)議實(shí)現(xiàn)．,會(huì)話層協(xié)議及接口標(biāo)準(zhǔn)示例如下：NFS(Network File System)，SUN公司開發(fā)的分布式文件系統(tǒng)，可對遠(yuǎn)程主機(jī)的資源進(jìn)行透明訪問。在UNIX工作站及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上使用較多。SQL(Structured Query Language)：IBM開發(fā)的數(shù)據(jù)庫查詢查詢語言，用戶可方便的使用本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)上的信息。RPC(Remote Proced

58、ure Call)：分布式環(huán)境常用的重定向機(jī)制，在客戶端建立請求(build)然后在服務(wù)器端執(zhí)行。X Windows:智能終端與遠(yuǎn)程UNIX主機(jī)通訊，同直連監(jiān)視器一樣進(jìn)行操作。ASP：AppleTalk Session ProtocolDNA SCP：Digital Network Architecture Session Control Protocol,傳輸層(Transport Layer),傳輸層概況,傳輸層概況(續(xù)),傳

59、輸層服務(wù)允許用戶將多個(gè)上層應(yīng)用數(shù)據(jù)放入同一上傳輸層數(shù)據(jù)流中，反之接收者可以從一個(gè)傳輸層數(shù)據(jù)流中得到多個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。傳輸層數(shù)據(jù)流提供一個(gè)端到端的傳輸服務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)送者和接收者之間建立一個(gè)邏輯連接。傳輸層在發(fā)送數(shù)據(jù)(segment)時(shí)可確認(rèn)數(shù)據(jù)的完整性，通常所使用的方法是流控制，流控制可以確保接收主機(jī)的buffer不會(huì)溢出，而buffer溢出會(huì)層致數(shù)據(jù)丟失。傳輸層允許用戶請求兩個(gè)通訊端點(diǎn)主機(jī)間的可靠數(shù)據(jù)傳輸?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸在兩個(gè)主

60、機(jī)使用面向連接的通訊，并完成如下功能：確認(rèn)所發(fā)送的數(shù)據(jù)包會(huì)反饋(acknowledge back)至發(fā)送者對未確認(rèn)的數(shù)據(jù)包提供重傳機(jī)制在目標(biāo)主機(jī)上將發(fā)送的數(shù)據(jù)包重新排列成正確的順序提供避免網(wǎng)絡(luò)堵塞及控制機(jī)制。,共享一個(gè)傳輸連接,OSI使用多個(gè)模塊的原因之一就是為了能夠使多個(gè)應(yīng)用程序共享一個(gè)傳輸連接。傳輸層功能主要通過組段來完成(is accomplished segment by segment)。段之間是相互獨(dú)立的。應(yīng)用程序

61、根據(jù)先到先提供服務(wù)的原則發(fā)送。不同的段可以是對同一目標(biāo)主機(jī)也可以是對不對的目標(biāo)主機(jī)。,比如，同一源主機(jī)上的多個(gè)應(yīng)用程序可與同一目標(biāo)主機(jī)上的相應(yīng)應(yīng)用程序通訊，或同一源主機(jī)的多個(gè)應(yīng)用程序可與多個(gè)目標(biāo)主機(jī)上的相應(yīng)程序進(jìn)行通訊?！　≡趥鬏斨g源主機(jī)必須為每個(gè)應(yīng)用程序設(shè)置必要的端口號。在發(fā)送信息時(shí)源主機(jī)還要包含其他附加信息，以指明相應(yīng)的信息類型、起始(originating)程序以及所使用的協(xié)議?！　≡诖酥竺總€(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)流段的應(yīng)用程序?qū)⑹褂们?/p>

62、面所分配的端口號?！　∧繕?biāo)主機(jī)接收到數(shù)據(jù)流之后，傳輸層區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流并將每個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)段全并，然后傳輸層將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的應(yīng)用程序。端口號：0〈 端口號 〈 1024，已經(jīng)注冊，一般提供給服務(wù)端程序使用，在UNIX上僅有root能打開這些端口，可參考文件/etc/services,面向連接的任務(wù)(Connection-Oriented Sessions),面向連接的任務(wù),為了使用可靠的傳輸服務(wù)，必須在傳輸層同其對等系統(tǒng)(pe

63、er system)建立一個(gè)面向連接的任務(wù)。在傳輸數(shù)據(jù)之間，發(fā)送端及接收端的應(yīng)用程序均要通知OS要初始化一個(gè)連接，也就是說一方的呼叫必須被另一方所接收。兩個(gè)操作系統(tǒng)的協(xié)議軟件模塊進(jìn)行通訊以確認(rèn)傳輸已被認(rèn)可(authorized)并且兩端均已就序，這一過程稱之為同步。在所有的同步完成之后即建立一個(gè)連接并開始傳輸數(shù)據(jù)。在傳輸過程中，兩個(gè)機(jī)器繼續(xù)使用其協(xié)議軟件通訊以確保數(shù)據(jù)被正確的接收。上圖描述了兩個(gè)系統(tǒng)連接的典型示例。第一個(gè)握手段請求

64、同步，第二、三個(gè)對同步初始化請求進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)與對方同步連接參數(shù)。最后的握手?jǐn)?shù)據(jù)段起確認(rèn)作用，通常用于通知目標(biāo)主機(jī)兩端已同意并建立了一個(gè)連接。連接建立之后就可以進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)傳送。,與無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相比，面向連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在靜態(tài)路徑選擇和網(wǎng)絡(luò)資源的靜態(tài)保留方面存在重要缺陷．由于所有的傳輸必須在相同的靜態(tài)路徑上傳輸，因此，靜態(tài)路徑選擇容易產(chǎn)生沖突，而路徑上任何地方的失效都會(huì)造成連接的失?。捎诰W(wǎng)絡(luò)資源的靜態(tài)保留需要保證吞吐率，因此其他網(wǎng)絡(luò)用戶

65、不能共享資源，除非連接使用充足，連續(xù)地吞吐，否則帶寬不能充分地使用．　　　對于不能容忍延遲和打包要求的傳輸數(shù)據(jù)來說，面向連接的服務(wù)非常有用，如音頻視頻等多媒體服務(wù)．　　無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不用預(yù)定從源系統(tǒng)到目的系統(tǒng)的路徑，也不用打包排隊(duì)，數(shù)據(jù)吞吐和保證其他網(wǎng)絡(luò)資源．每個(gè)封裝包必須完全編址，不同的封裝包可以選擇網(wǎng)絡(luò)的不同路徑，源系統(tǒng)獨(dú)立地傳輸每個(gè)封裝包，中介網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)立地處理每個(gè)封裝包．　　　與面向連接服務(wù)相比，無連接服務(wù)在動(dòng)態(tài)路徑選擇和

66、動(dòng)態(tài)帶寬分配方面存在較突出的優(yōu)點(diǎn)．對傳輸可以延遲和重新排隊(duì)的數(shù)據(jù)而言，無連接服務(wù)是非常有用的．基于數(shù)據(jù)的應(yīng)用一般都采用無連接服務(wù)．,流控制(Flow Control),流控制(續(xù)),在傳輸過程中，網(wǎng)絡(luò)擁擠會(huì)因如下兩個(gè)原因隨時(shí)產(chǎn)生：一是計(jì)算機(jī)建立傳輸?shù)乃俣纫染W(wǎng)絡(luò)傳送速度快，二是當(dāng)多個(gè)計(jì)算機(jī)需要通過同一網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)或?qū)ν恢鳈C(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)的速度超過主機(jī)或網(wǎng)關(guān)處理的速度時(shí)，這些數(shù)據(jù)將暫時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)存中。當(dāng)數(shù)據(jù)包只是網(wǎng)絡(luò)猝發(fā)的一小部

67、分時(shí)緩沖區(qū)可以解決此問題，但當(dāng)此傳輸繼續(xù)時(shí)，主機(jī)或網(wǎng)關(guān)的內(nèi)存會(huì)被耗盡，只能將后到的數(shù)據(jù)丟棄。傳輸層使用“未準(zhǔn)備好(not ready)”信號通知發(fā)送者暫停數(shù)據(jù)發(fā)送以防止數(shù)據(jù)丟失。當(dāng)目標(biāo)主機(jī)能繼續(xù)處理新的數(shù)據(jù)包時(shí)會(huì)向發(fā)送者發(fā)送”準(zhǔn)備好“信號通知其繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。處理網(wǎng)絡(luò)堵塞通常采用緩存，傳輸資源序列消息和開窗三種方法．,使用分窗技術(shù)提高可靠性(Reliability with Windowing),Reliability with Wi

68、ndowing(Cont.),在多數(shù)基于面向連接的可靠數(shù)據(jù)傳輸中，數(shù)據(jù)段必須按照其發(fā)傳輸?shù)捻樞虻竭_(dá)接收者。一但有數(shù)據(jù)丟失、損壞、重復(fù)或順序不對，設(shè)計(jì)不好的協(xié)議將會(huì)不正常工作。對此問題的常用解決方法是對每一個(gè)所接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行確認(rèn)。如果發(fā)送者在發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)包之后均要等待確認(rèn)信息，其網(wǎng)絡(luò)吞吐量將會(huì)降低，因?yàn)樵诖_認(rèn)信息到達(dá)之前還可以傳送數(shù)據(jù)。在未收到確認(rèn)包之前允許發(fā)送者繼續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)段數(shù)稱之為Window.開窗(Windowing)是一個(gè)