《计算机网络教学课件》ch1 概述

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1、1,1.4.1 OSI参考模型,OSI参考模型（Open System Interconnection Reference Model） 国际标准化组织（ISO）正式发布的标准，由七层构成,两节点间可靠的数据传输,Ethernet, X.25, ATM, ,1. 传输0/1,2.,3,两端点间可靠的透明数据传输 （应用进程间的逻辑通信）,通信子网,沿两主机间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）,Ethernet, X.25, ATM, ,4.,3.,4,OSI/RM,OSI/RM的体系结构分为7层,应用层Application,表示层Presentation,会话层Session,传输层T

2、ransport,物理层Physical,数据链路层Data Link,网络层Network,7 6 5 4 3 2 1,为网络应用提供服务 数据表示 在用户间建立会话关系 不同主机进程间的通信 在主机间传输分组 在节点间可靠地传输帧 位流的透明传输,5,物理层(physical layer),传输原始比特流，处理机械的、电气的和时序的接口及物理传输介质等问题 如： 用多少伏电压表示“1”，多少伏电压表示“0” 一个比特持续多少纳秒 单工、双工还是半双工 最初物理连接如何建立、完成通信后，连接如何终止 网络接插件有多少针，各个针的用途,6,数据链路层的任务,两节点间可靠的数据传输,Ethern

3、et, X.25, ATM, ,7,任务：在两个相邻节点间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路。 功能与服务： 组帧：帧封装，按顺序传送； 定界与同步：产生/识别帧边界； 差错检测/恢复：如果是可靠的服务，则接收方必须确认每个已正确接收的帧； 流量控制：防止高速的发送方“淹没”低速接收方。 在广播式网络中，控制对共享信道的访问。,数据链路层 （data link layer）,8,共享信道问题(LAN or Wireless)： 如何控制对共享信道的访问？ 将数据链路层划分为 逻辑链路控制(Logical Link Control, LLC) 介质访问控制(Media Access

4、 Control, MAC) 由MAC子层解决共享介质访问控制问题。,数据链路层 （data link layer）,9,数据链路层的任务,两节点间可靠的数据传输,Ethernet, X.25, ATM, ,网络层的任务,沿两主机间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）,Ethernet, X.25, ATM, ,10,网络层（network layer/internet layer） 任务：选择合适的路由，把分组从源主机传送到目的主机。 功能与服务： 异构网络互连 路由选择 网络流量控制 服务质量等,11,网络层的任务,沿两主机间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）,Ethernet,

5、 X.25, ATM, ,传输层的任务,两端点间可靠的透明数据传输 （应用进程间的逻辑通信）,通信子网,12,传输层（transport layer） 任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，使上层服务用户不必关心通信子网的实现细节。 接收来自上层的数据，并在必要时把这些数据分割成小的单元，然后把数据单元传递给网络层，并确保这些数据片段都能到达另一端 传输层的特点 以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输； 只存在于端主机中； 实现源主机到目的主机“端到端”的连接； 在这一点上与网络层的区别是什么？,网络层：为主机之间提供逻辑传输 传输层：为应用进程之间提供逻辑传输,13,OSI参

6、考模型高三层协议,5. 会话层 允许不同机器上的用户之间建立会话 会话：指各种服务，包括对话控制、令牌管理、同步功能 6. 表示层 解决用户信息的语义、语法表示问题 实现不同信息格式和编码之间的转换 7. 应用层 包含了直接针对用户需要的协议 如：HTTP、文件传输、电子邮件、远程登录等,14,OSI参考模型如何传输数据,-封装和解封装,15,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,16,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,地址 ？,1

7、7,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,举例：某人给他的朋友写一封信,信,信 封,邮政信袋,邮政袋箱,应用层,传输层,网络层,数据链路层 物理层,18,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,在目的站，某一层只能识别由源站对等层封装的“信封” 对于被封装在“信封”内部的“数据”仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。 每一层只处理本层的协议头部！,19,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De

8、-encapsulating Data,协议：对等体用协议进行通信 接口：定义了下层向上层提供哪些原语操作和服务 协议栈：一个特定系统所使用的一组协议（协议和层的关系？）,20,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,比特,帧,包/分组,报文,报文,报文,报文,信息交换单位/协议数据单元(PDU),21,广域网（回顾）,通信子网（简称子网）的功能 把消息从主机传到另一台主机 广域网中子网由两个独立部分组成 传输线和交换单元,主机和通信子网间的关系,22,物理层,数据链路层,网络层,主机 A,主机 B,通信子网边界,物

9、理层,数据链路层,网络层,传输层？,传输层只存在于端主机中,23,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,集线器,交换机/网桥,路由器,网关 Gateway,24,1.4.2 TCP/IP参考模型,TCP/IP协议是ARPANET和因特网上使用的一组协议，是一个协议簇 TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。 Internet在世界的飞速发展，使得TCP/IP协议得到了广泛的应用，成为实事上的标准，并形成了TCP/IP的体系结构。,25,1. TCP/IP协议,

10、TCP/IP模型包括4个概念层次： 应用层（application） 传输层（transport） 网际层（internet） 网络接口（network interface）,1.4.2 TCP/IP参考模型,26,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,27,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,28,主要包含高层协议服务。这些服务利用低层协议如TCP和UDP来提供常见的因特网服务。 应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。,应用层,29,传输层,功能 使源端和目的端主机上的对等实体可以进行会话 两个传输协议（TCP和UDP） TCP（transmissi

11、on control protocol） 可靠的、面向连接的协议，实现端到端的无差错地传输字节流，具有流量控制,30,传输层,UDP（User Datagram Protocol） 不可靠的、无连接协议 应用于 “快速递交比准确递交更重要”的应用程序，如：传输语音或影象 “只有一次的、客户-服务器模式的请求-应答查询”的应用,31,传输层,TCP service: 面向连接: 需要在客户端与服务器之间建立连接 发送和接收过程的可靠传输 流量控制 拥塞控制等,UDP service: 无连接：不需要在客户端与服务器之间建立连接 发送和接收过程的不可靠传输 无流量控制 无拥塞控制等,TCP与UDP

12、对比,32,互联网层,功能 使主机可以把分组发往任何网络，并使分组独立地传向目标（可经由不同网络） 互联网层定义了正式的分组格式和协议，该协议为IP协议（无连接的网际协议） 分组路由、避免阻塞和异构网络互连是互联网层主要的任务,33,主机-网络层,也称网络接口层 功能 管理实际的网络媒体，定义如何使用实际网络（如：以太网、PPP、X.25或SDH等）传输IP包 TCP/IP参考模型没有真正描述这一部分，只是指出必须使用某种协议与网络相连，以便能在其上传递IP包,34,TCP/IP协议栈,SMTP,FTP,HTTP,Telnet,TCP,UDP,NFS,SNMP,IP,ARP,RARP,Data

13、 Link Layer: Ethernet, PPP, ATM, X.25， .,Physical layer : Transmission media,应用层,传输层,IP层,主机-网络层,ICMP,35,1.4.3 OSI、TCP/IP参考模型比较,相同处 都是基于独立的协议栈概念 都有功能相似的应用层、传输层、网络层 在传输层及传输层以上的层都希望为通信的进程提供端到端的、与网络无关的传输服务,36,1.4.3 OSI、TCP/IP参考模型比较,不同处 OSI模型使服务、接口和协议三个概念区分明确 层的数量不同：OSI模型有7层，TCP/IP模型有4层 面向连接和无连接通信的范围 OSI

14、模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信 TCP/IP模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式 TCP/IP模型中不区分、甚至不提起物理层和数据链路层,37,本书所使用的混合参考模型,应用层Application,传输层Transport,物理层Physical,数据链路层Data Link,网络层Network,38,1.5 网络实例（自学）,Internet 面向连接的网络 X.25、帧中继和ATM Ethernet Wireless LANs 802:11,39,1.6 网络标准化组织,电信界最有影响的组织 国际电信联盟ITU（Inter

15、national Telecommunication Union ） ITU主要部门 无线通信部门（ITU-R） 关注全球范围内的无线电频率分配 电信标准化部分（ITU-T） 对电话、电报和数据通信接口提供一些技术性的建议 开发部门（ITU-D） http:/www.itu.int,40,1.6 网络标准化组织,国际标准界最有影响的组织 国际标准化组织ISO（International Standards Organization）在1946年成立的一个自愿的、非条约的组织。http:/www.iso.org/ 美国国家标准协会ANSI是一个私有的、非政府的、非营利性的组织。ISO的美国代表。 http:/www.ansi.org 电器和电子工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）发表行业标准。例如IEEE 802标准。 http:/www.ieee.org,41,IEEE802标准,ANSI/IEEE Std 802-1990, IEEE Standards for LAN/MAN: Overview and Architecture. 802.1B-1992, IEEE Standards for Local and