TCPlIP模型和OSI模型

《TCPlIP模型和OSI模型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TCPlIP模型和OSI模型（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、OSI与TCP/IP模型OSI 参考模型谈到网络不能不谈OSI参考模型，虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很 大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提 供了一个很好的参考。在现实网络世界里，TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应。1.1 OSI 参考模型的分层结构OSI参考模型(OSI/RM)的全称是开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Referenee Model, OSI/RM)，它是由国际标准化组织(International Standard Organization, ISO)提出的一个网络系统互连模型。OSI

2、参考模型采用分层结构，如图 1-1所示。ULAt；l B应岳层应用层-传输层网络层数据链路慣1 i - in：内 n=! 1/ -T - !图 1-1 OSI 参考模型在这个 OSI 七层模型中，每一层都为其上一层提供服务、并为其上一层提供 一个访问接口或界面。不同主机之间的相同层次称为对等层。如主机A中的表示层和主机B中的 表示层互为对等层、主机 A 中的会话层和主机 B 中的会话层互为对等层等。对 等层之间互相通信需要遵守一定的规则，如通信的内容、通信的方式，我们将其 称为协议(Protocol)。我们将某个主机上运行的某种协议的集合称为协议栈。主机正是利用这个协议栈 来接收和发送数据的。

3、OSI 参考模型通过将协议栈划分为不同的层次，可以简化问题的分析、处理过程 以及网络系统设计的复杂性。OSI 参考模型的提出是为了解决不同厂商、不同结构的网络产品之间互连时遇到 的不兼容性问题。但是该模型的复杂性阻碍了其在计算机网络领域的实际应用。 与此对照，后面我们将要学习的 TCP/IP 参考模型，获得了非常广泛的应用。实 际上，也是目前因特网范围内运行的唯一一种协议。1.2 OSI 参考模型中各层的作用在 OSI 参考模型中，从下至上，每一层完成不同的、目标明确的功能。1、物理层（Physical Layer）物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性 以及过

4、程特性，如指定电压大小、线路速率和电缆的引脚数。简单的说，物理层 确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。该层为上层协议提供了一个传输数据 的物理媒体。在这一层，数据的单位称为比特（bit）。属于物理层定义的典型规 范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45 等。设备：RJ-45、各种电缆、串口、并口、接线设备。网络接口卡NIC）来实现。 它的接收器，通过的介质由 NIC 附带。由于网络由串行端口组成，物理层也可 以包括低层网络软件定义如何将串行比特流分解成数据包。关键字：网卡、比特、中继器、集线器。2、数据链路层（Data Link Layer

5、）解释一：数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址 寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（frame）。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。解释二： 将数据包组合为字节，字节组合为帧。 使用 MAC 地址提供对介质的访问。 执行错误检测，但不纠正。数据链路层位于物理层与网络层之间。它将物理层提供的可能出错的物理连接改 造成逻辑上无差错的数据链路，并对物理层的原始数据进行数据封装 .7.Qx 。 数据链路层中的数据封装是指：封装的数据信息中，包含了地址段和数据段。地 址段含有发送节点和接收节点

6、的地址，控制段用来表示数格连接帧的类型，数据 段包含实际要传输的数据。数据链路层主要功能在两个网络实体之间提供数据链路连接的建立、维持和释放 管理。构成数据链路数据单元(帧)，并对帧定界、同步、收发顺序的控制。传输过程中的流量控制(Flow 57g Control),差错检测(Error Detection)和差错 控制(Error control)等方面，只提供导线的一端到另一端的数据传输。协议：ATM、IEEE 802.2、帧中继(Frame Relay)、HDLC(High-Level Data Link Con trol,HDLC)等。关键字：帧，交换机，网桥。3、网络层( Netwo

7、rk Layer)解释一： 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、 网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包(packet)。网络层协议的 代表包括： IP、 IPX、 RIP、 OSPF 等。解释二：为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连接的手段，把上层来的数 据组织成数据包在节点之间进行交换传送，并且负责路由控制和拥塞控制。提供 逻辑寻址，以便进行路由选择。网络层提供路由和寻址的功能，使两终端系统能 够互连，并且具有一定的拥塞控制和流量控制的能力。 TCP/IP 协议体系中的网 络层功能由IP协议规定和实现，故又称IP层。IP 寻址和子网，实现

8、路径的判断。ICMP 网际控制报文协议，回应的内容重点掌握。ARP 地址解析协议RARP 反向地址解析协议IP 路由选择配置任务：RIP 的配置与使用：RIP 协议协议：IP、IPX、X.25 aXuh设备：路由器(Router)、三层交换机(Switch)关键字：报文，路由器。4、传输层( Transport Layer)解释一：传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段 并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错 控制和流量控制问题。在这一层，数据的单位称为数据段(segme nt)。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。解释二

9、：提供可靠或不可靠的传输。在重传之前执行错误纠正。 功能：分段，建立连接，传输数据，窗口技术，确认技术。传输层是 OSI 中最重要,最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据 控制的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层 提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息.传输层的主要功能：为端到端连接提供可靠的传输服务.为端到端连接提供流量控制，差错控制，服务质量(Quality of Service,QoS )等 管理服务.具有传输层功能的协议： TCP 、 SPX 、 NetBIOS5、会话层( Session Layer)解释一：会话层管理主机之间的会话进程

10、，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。 会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。会话层协议的代表包括：NetBIOS、ZIP(AppleTalk区域信息协议)等。 解释二：维持不同应用程序的会话连接和数据分割。为于OSI模型的第5层，主要为两个会话层实体进行会话(Session),而进行 的对话连接的管理服务。会话层的主要功能：建立会话，拆除会话等会话管理服务。6、表示层(Prese nta tion Layer)解释一： 表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一 个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。 表示层协议的代表包括：

11、ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG等。解释二： 数据处理，如：加密。表示层为不同终端的上层用户提供数据和信息的语法表示变换方法.如文本文件的ASCII格式和EBCDIC，用于表示数字的1S或2S补码 表示形式 E 表示层的主要功能：数据语法转换、语法表示连接管理、数据处理、数据加密、 数据压缩 mmw7、应用层(Applica tion Layer) 应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口，提供用户接口。 应用层协议的代表包括：Tel net、FTP、HTTP、SNMP等。1.3 OSI 参考模型中的数据封装过程i liiitlfDYAi.V III J .賢Ipnpti

12、rEiXrri金If屋SH PH AH DATA.|TH SH |PHAH| DATA |:NH|TH SH |PH|AH| DATAIdh忖 H rn SH |ph|ah| OAFA 1 口T |巽1-物W层图 1-2 OSI 参考模型中的数据封装过程如图1-2所示，在OSI参考模型中，当一台主机需要传送用户的数据(DATA)时， 数据首先通过应用层的接口进入应用层。在应用层，用户的数据被加上应用层的 报头(Application Header，AH)，形成应用层协议数据单元(Protocol Data Unit， PDU),然后被递交到下一层-表示层。表示层并不关心上层-应用层的数据格式而

13、是把整个应用层递交的数据包看成 是一个整体进行圭寸装，即加上表示层的报头(presentation Header, PH)。然后， 递交到下层-会话层。同样，会话层、传输层、网络层、数据链路层也都要分别 给上层递交下来的数据加上自己的报头。它们是：会话层报头(Session Header， SH)、传输层报头(Transport Header，TH)、网络层报头(Network Header，NH) 和数据链路层报头(Data link Header，DH)。其中，数据链路层还要给网络层递 交的数据加上数据链路层报尾(Data link Termi nation, DT)形成最终的一帧数据。

14、当一帧数据通过物理层传送到目标主机的物理层时，该主机的物理层把它递交到 上层-数据链路层。数据链路层负责去掉数据帧的帧头部DH和尾部DT (同时还 进行数据校验)。如果数据没有出错，则递交到上层-网络层。同样，网络层、传 输层、会话层、表示层、应用层也要做类似的工作。最终，原始数据被递交到目 标主机的具体应用程序中。2 TCP/IP 参考模型ISO 制定的 OSI 参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。与此对照，由 技术人员自己开发的 TCP/IP 协议栈获得了更为广泛的应用。如图 2-1 所示，是TCP/IP参考模型和OSI参考模型的对比示意图。图2-1TCP/IP参考模型2.1 TCP/

15、IP 参考模型的层次结构TCP/IP 协议栈是美国国防部高级研究计划局计算机网( Advanced Research Projects Agency Network, ARPANET）和其后继因特网使用的参考模型。ARPANET 是由美国国防部（U.S. Department of Defense, DoD）赞助的研究网络。最初， 它只连接了美国境内的四所大学。随后的几年中，它通过租用的电话线连接了数 百所大学和政府部门。最终ARPANET发展成为全球规模最大的互连网络-因特网。 最初的ARPANET于1990年永久性地关闭。TCP/IP 参考模型分为四个层次：应用层、传输层、网络互连层和主机到网络层。 如图 2-2 所示。FTP. TELNET. HTTPSNMP. TFTP. WTPTC-PUDPIP主机到岡缢层UL网HnLC. PPP.(i mJi i(：r L ：；.EiJTIA-Z32, 449 . /他“ Z21图 2-2 TCP/IP 参考模型的层次结构