《物联网导论》课件第7章长距离无线通信之Internet.pptx

1、Internet又名因特网，它早已深入到我们的生活中，很多人可以一天不吃饭但绝不能一天不上网。因特网始于1969年的美国，是全球性的网络，是一种公用信息的载体，是大众传媒的一种。它因其的快捷性、普及性而成为现今最流行、最受欢迎的传媒。Internet的雏形是由美国国防部高级计划资助建成的ARPAnet，它是冷战时期由军事需要的驱动而产生的高科技成果。Internet起源与发展uARPA是美国“国防高级研究计划署”的英文缩写，是为了与前苏联展开军备竞赛于1958年初成立的国防科学研究机构。u1968年6月21日，美国国防高级研究计划暑正式批准了名为“资源共享的计算机网络”的研究计划，以使联入网络

2、的计算机和军队都能从中受益。u1981年，另一个美国政府机构 全国科学基金会开发了有五个超级中心相连的网络。当时的全国许多大学和学术机构建成的一批地区性网络与五个超级计算机中心相连，形成了一个新的大网络 NSFnet，该网络上的成员之间可以互相进行通信，从而开始了Internet的真正快速发展阶段。u1983年TCP/IP成为ARPAnet上标准的通信协议，这标志着真正意义的Internet出现了。u1988年底，NSF把全国建立的五大超级计算机中心用通信干线连接起来，组成全国科学技术网NSFnet，并以此作为Internet的基础，实现同其他网络的连接。u到了20世纪90年代初，Intern

3、et已不是全部由政府机构出钱，出现了一些私人投资的老板。正由于这些私人老板的加入，使得在Internet上进行商业活动有了可能。u1991年，General Atomics、Performance Systems International、UUnet Technologies等三家公司组成了“商业Internet协会”（Commercial Internet Exchange Association），宣布用户可以把他们的Internet子网用于任何的商业用途。u到1994年年底，Internet已通往全世界150个国家和地区，连接着3万多个子网，320多万台计算机主机，直接的用户超过350

4、0万，成为世界上最大的计算机网络。Internet联入了分布在世界各地的计算机，并且按照“全球统一”的规则为每台计算机命名，制定了“全球统一”的协议来约束计算机之间的交往。而从一开始就打破了中央控制的网络结构，让全世界都能拥有Internet，而不必担心谁控制谁的问题。Internet特点由于现代计算机存储技术的发展提供了近乎无限的信息存储空间，国际Internet现已成为一个涉及政治、经济、科研、文化、教育、体育、娱乐、企业产品广告、招商引资信息等各个方面内容的全球最大的信息资源库。信息一旦进入发布平台，即可长期存储，长效发布。与一般媒体相比，Internet上的信息可以更为方便的检索，传输

5、过程也极为迅速。灵活多样的入网方式是Internet获得高速发展的重要原因。任何计算机只要采用TCP/IP协议与Internet中的任何一台主机通信，就可以成为Internet的一部分。加入Internet也是自愿的，似乎可以笼统的说，Internet是由它的所有成员自愿组成的。电子邮件电子邮件亦称E-mail，是指Internet上或常规计算机网络上各个用户之间，通过电子信件的形式进行通信的一种现代邮政通信方式，是Internet上使用最早也是最广泛的工具之一。电子邮件使网络用户能够发送或接收文字、图像、语音、图形、照片等多种形式的信息。目前Internet上60%以上的活动都与电子邮件有关

6、。Internet基本功能远程登录远程登录是指在网络通信协议Telnet的支持下，用户的计算机通过Internet成为远程计算机的仿真终端的过程。文件传送文件传送是指通过Internet从别人的计算机中取回文件放到自己的计算机中（反之亦可）。由于文件传送服务是由TCP/IP协议中的FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）支持的，因此人们就把Internet的这种服务称为“FTP”。Archie在英文是“工具”的意思，它是Internet上用来查找标题满足特定条件的所有文档的自动搜索服务工具。WWW浏览浏览目前是Internet上最受欢迎、同时也是发展最为惊人的信息查

7、询方式。电话线拨号接入（电话线拨号接入（PSTN）：）：家庭用户接入因特网的普遍的窄带接入方式。即通过电话线，利用当地运营商提供的接入号码，拨号接入因特网，速率不超过56Kbps。特点是使用方便，只需有效的电话线及自带调制解调器（MODEM）的PC就可完成接入。ISDN：俗称“一线通”。它采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。用户利用一条ISDN用户线路，可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。Internet接入方式ADSL：可直接利用现有的电话线路，通过ADSLMODEM后进行数字信息传输。理论速率可达到8M

8、bps的下行和1Mbps的上行，传输距离可达45公里。HFC（CABLEMODEM）：）：是一种基于有线电视网络铜线资源的接入方式。具有专线上网的连接特点，允许用户通过有线电视网实现高速接入因特网。光纤宽带接入：光纤宽带接入：通过光纤接入到小区节点或楼道，再由网线连接到各个共享点上（一般不超过100米），提供一定区域的高速互联接入。无源光网络（无源光网络（PON）：）：PON（无源光网络）技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，局端到用户端最大距离为20公里，接入系统总的传输容量为上行和下行各155Mbps/622M/1Gbps，由各用户共享，每个用户使用的带宽可以以64kbps步进划分。无线

9、网络：无线网络：是一种有线接入的延伸技术，使用无线射频(RF)技术越空收发数据，减少使用电线连接，因此无线网络系统既可达到建设计算机网络系统的目的，又可让设备自由安排和搬动。为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为OSI（开放系统互联）模型。OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。这个模型把网络通信的工作分为7层，它们由低到高分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。OSI模型网络接入层M

10、AC地址又名叫硬件地址，是由48比特/bit长（6字节/byte，1byte=8bits），16进制的数字组成。0-23位叫做组织唯一标志符（organizationally unique），是识别LAN（局域网）节点的标识。24-47位是由厂家自己分配.其中第48位是组播地址标志位。MAC地址是收录在网卡里的。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。网络接入层以太网以太网不是一种具体的网络，是一种技术规范。该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以

11、太网在互联设备之间以10100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。网络接入层路由u路由器工作在参考模型第三层网络层的数据包转发设备。u路由器通过转发数据包来实现网络互连。u路由器通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口，至少拥有1个物理端口。u路由工作包含两个基本的动作确定最佳路径和通过网络传输信息。网络接入层IPIP地址分类A类地址类地址（1）A类地址第1字节为网络地址，其它3个

12、字节为主机地址。它的第1个字节的第一位固定为0.（2）A类地址网络号范围：1.0.0.0-127.255.0.0（3）A类地址中的私有地址和保留地址：10.X.X.X是私有地址（所谓的私有地址就是在因特网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。范围（10.0.0.0-10.255.255.255）127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。B类地址类地址（1）B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。它的第1个字节的前两位固定为10.（2）B类地址网络号范围：128.0.0.0-191.255.0.0。（3）B类地址的私有地址和保留地址 172.16.0.0-172.31

13、.255.255是私有地址 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP。191.255.255.255是广播地址，不能分配。C类地址类地址（1）C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。（2）C类地址网络号范围：192.0.0.0-223.255.255.0。（3）C类地址中的私有地址：192.168.X.X是私有地址。（192.168.0.0-192.168.255.255)D类地址类地址（1）D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个

14、字节的前四位固定为1110。（2）D类地址范围：224.0.0.0-239.255.255.255E类地址类地址（1）E类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1111。（2）E类地址范围：240.0.0.0-247.255.255.255A类地址类地址（1）A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。它的第1个字节的第一位固定为0.（2）A类地址网络号范围：1.0.0.0-127.255.0.0（3）A类地址中的私有地址和保留地址：10.X.X.X是私有地址（所谓的私有地址就是在因特网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。范围（10.0.0.0-10.255.255

15、.255）127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。传输层有了 MAC 地址和 IP 地址，我们已经可以在因特网上任意两台主机上建立通信。接下来的问题是，同一台主机上有许多程序都需要用到网络，比如，你一边浏览网页，一边与朋友在线聊天。当一个数据包从因特网上发来的时候，你怎么知道，它是表示网页的内容，还是表示在线聊天的内容？UDP协议UDP协议的全称是用户数据包协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。TCP协议uUDP 协议的优点是比较简单，容易实现，但是缺点是可靠性较差，一旦数据包发出，无法知道对方是否收到。u为了解决这个问题，提高网络可靠性，TCP 协议就诞

16、生了。这个协议非常复杂，但可以近似认为，它就是有确认机制的 UDP 协议，每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失，就收不到确认，发出方就知道有必要重发这个数据包了u传输控制协议TCP是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于字节流的传输层（Transport layer）通信协议，由IETF的RFC 793说明（specified）。TCP在IP报文的协议号是6。TCP协议通过三个报文段完成连接的建立，这个过程称为三次握手第一次握手：主机A发送位码为syn1,随机产生seq number=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机；第二次握手：主机B收到请

17、求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生seq=7654321的包第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1),ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。完成三次握手，主机A与主机B开始传送数据。四次分手 应用层是开放系统的最高层，是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务.其服务元素分为两类：公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素SASE。应用层