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1、第二章第二章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构(layered Architecture)(layered Architecture) 主要内容主要内容:第一节第一节第一节第一节 计算机网络体系结构计算机网络体系结构计算机网络体系结构计算机网络体系结构第二节第二节第二节第二节 开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RMOSI/RM）第三节第三节第三节第三节 TCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构1了解层次了解层次:1 1、网络分层的意义、网络分层的意义、网络分层的意义、网络分层的意义2 2、网络体系结构的定义、网络
2、体系结构的定义、网络体系结构的定义、网络体系结构的定义掌握层次掌握层次:1 1、OSIOSI分层模型和分层模型和分层模型和分层模型和TCP/IPTCP/IP体系结构各层的名称体系结构各层的名称体系结构各层的名称体系结构各层的名称2 2、协议的三要素协议的三要素协议的三要素协议的三要素3 3、描述数据在源与目标设备间的传送过程、描述数据在源与目标设备间的传送过程、描述数据在源与目标设备间的传送过程、描述数据在源与目标设备间的传送过程4 4、主要层的功能、主要层的功能、主要层的功能、主要层的功能: : 应用层、传输层、网络层、应用层、传输层、网络层、应用层、传输层、网络层、应用层、传输层、网络层、
3、 数据链路层和物理层数据链路层和物理层数据链路层和物理层数据链路层和物理层2第一节第一节 计算机网络体系结构计算机网络体系结构(Computer network layered architecture)1、网络体系结构提出的背景、网络体系结构提出的背景(background)2、计算机网络体系结构的定义、计算机网络体系结构的定义(definition)3、网络体系结构的分层原理、网络体系结构的分层原理(theory)4、通信协议、通信协议(protocol)3第一节第一节 计算机网络体系结构计算机网络体系结构1 1、网络体系结构提出的背景、网络体系结构提出的背景、网络体系结构提出的背景、网络
4、体系结构提出的背景计算机网络的计算机网络的计算机网络的计算机网络的 复杂性、异质性复杂性、异质性复杂性、异质性复杂性、异质性不同的通信介质不同的通信介质不同的通信介质不同的通信介质有线、无线、有线、无线、有线、无线、有线、无线、 不同种类的设备不同种类的设备不同种类的设备不同种类的设备主机主机主机主机hosthost、路由器、路由器、路由器、路由器routerrouter、交换机、交换机、交换机、交换机switchswitch、复用设备、复用设备、复用设备、复用设备、 不同的操作系统不同的操作系统不同的操作系统不同的操作系统UnixUnix、WindowsWindows、 不同的软不同的软不同
5、的软不同的软/ /硬件、接口和通信约定（协议）硬件、接口和通信约定（协议）硬件、接口和通信约定（协议）硬件、接口和通信约定（协议）不同的应用环境不同的应用环境不同的应用环境不同的应用环境固定、移动、固定、移动、固定、移动、固定、移动、 不同种类业务不同种类业务不同种类业务不同种类业务分时、交互、实时、分时、交互、实时、分时、交互、实时、分时、交互、实时、 宝贵的投资和积累宝贵的投资和积累宝贵的投资和积累宝贵的投资和积累有形、无形、有形、无形、有形、无形、有形、无形、 用户业务的延续性用户业务的延续性用户业务的延续性用户业务的延续性不允许出现大的跌宕起伏不允许出现大的跌宕起伏不允许出现大的跌宕起
6、伏不允许出现大的跌宕起伏解决方法：分而治之！解决方法：分而治之！4空中旅行的组织空中旅行的组织机票机票机票机票 ( (购买购买购买购买) )行李行李行李行李 ( (托运托运托运托运) )旅客旅客旅客旅客 ( (出发出发出发出发) )飞机飞机飞机飞机 ( (起飞起飞起飞起飞) )飞行航线飞行航线飞行航线飞行航线机票机票机票机票 ( (投诉投诉投诉投诉) )行李行李行李行李 ( (认领认领认领认领) )旅客旅客旅客旅客 ( (到达到达到达到达) )飞机飞机飞机飞机 ( (着陆着陆着陆着陆) )飞行航线飞行航线飞行航线飞行航线飞行航线飞行航线飞行航线飞行航线一个生活中的例子：一个生活中的例子：一个生
7、活中的例子：一个生活中的例子：空中旅行的组织空中旅行的组织空中旅行的组织空中旅行的组织(airline system)(airline system)5分层的空中旅行组织分层的空中旅行组织: 服务服务从出发地到目的地的航线：从出发地到目的地的航线：导航服务导航服务(air traffic control)柜台柜台-to-柜台：柜台：“旅客旅客+行李行李” 票务服务票务服务(ticket agents)行李托运行李托运-to-行李认领：行李认领：行李服务行李服务(baggage checkers)登机入口登机入口-to-到达出口：旅客到达出口：旅客乘务服务乘务服务(gate personnel)
8、 跑道跑道-to-跑道：飞机跑道：飞机“航运航运”服务服务(airplane)层次的观点：层次的观点： 每层实现一种特定的每层实现一种特定的服务服务通过自己内部的功能通过自己内部的功能依赖自己的下层提供的服务依赖自己的下层提供的服务6层次化方法在其它领域的应用层次化方法在其它领域的应用vv程序设计程序设计把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来 实现，如操作系统。实现，如操作系统。实现，如操作系统。实现，如操作系统。vv邮政系统邮政系统邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输邮递
9、员、邮政分局、邮政总局、邮政运输邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输v。72、计算机网络体系结构的定义、计算机网络体系结构的定义vv计算机网络中也采用了计算机网络中也采用了计算机网络中也采用了计算机网络中也采用了分层分层分层分层方法。方法。方法。方法。把复杂的问把复杂的问把复杂的问把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同层上予以解决层上予以解决层上予以解决层上予以解决。v计算机网络中，计算机网络中，层次（层次（la
10、yer）及每层功能）及每层功能、层间层间接口（接口（interface）和和协议（协议（protocol）的集合被的集合被称为称为计算机网络体系结构计算机网络体系结构。8vv网络的层次结构方法要解决的问题：网络的层次结构方法要解决的问题：网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能分层与功能分层与功能分层与功能）分而治之）分而治之）分而治之）分而治之同一个系统的各层之间的关系是怎样的？它们如同一个系统的各层之间的关系是怎样的？它们如同一个系统的各层之间的关系是
11、怎样的？它们如同一个系统的各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（何进行交互？（何进行交互？（何进行交互？（服务与接口服务与接口服务与接口服务与接口）如邮箱就是发信）如邮箱就是发信）如邮箱就是发信）如邮箱就是发信人和邮递员之间的接口。人和邮递员之间的接口。人和邮递员之间的接口。人和邮递员之间的接口。通信双方的数据传输要遵循哪些通信规则？（通信双方的数据传输要遵循哪些通信规则？（通信双方的数据传输要遵循哪些通信规则？（通信双方的数据传输要遵循哪些通信规则？（协协协协议议议议）如写信的约定语言和信封格式。）如写信的约定语言和信封格式。）如写信的约定语言和信封格式。）如写信的约定语言和信封格式。
12、9vv网络体系结构的发展过程网络体系结构的发展过程最早的网络体系结构有最早的网络体系结构有最早的网络体系结构有最早的网络体系结构有IBMIBM的的的的SNASNA和和和和DECDEC的的的的DNADNA等；等；等；等；由国际化标准组织由国际化标准组织由国际化标准组织由国际化标准组织ISOISO制定的网络体系结构国际制定的网络体系结构国际制定的网络体系结构国际制定的网络体系结构国际标准是标准是标准是标准是OSI/RMOSI/RM；实际中应用最广泛的是实际中应用最广泛的是实际中应用最广泛的是实际中应用最广泛的是TCP/IPTCP/IP体系结构成为事实体系结构成为事实体系结构成为事实体系结构成为事实
13、上的标准。上的标准。上的标准。上的标准。10层次结构方法的优点层次结构方法的优点(advantages)vv独立性强独立性强独立性强独立性强把网络操作分成低复杂性单元，上层只需了解下层通过层把网络操作分成低复杂性单元，上层只需了解下层通过层把网络操作分成低复杂性单元，上层只需了解下层通过层把网络操作分成低复杂性单元，上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务。间接口提供什么服务。间接口提供什么服务。间接口提供什么服务。vv适应性强适应性强适应性强适应性强只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。只要服
14、务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。vv灵活性好，易于设计、实现和维护灵活性好，易于设计、实现和维护灵活性好，易于设计、实现和维护灵活性好，易于设计、实现和维护把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单 的子单元：的子单元：的子单元：的子单元：vv使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单 和容易。和容易。和容易。和容易。vv使设计人
15、员能专心设计和开发所关心的功能模块。使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。vv促进标准化促进标准化促进标准化促进标准化允许各个供应商进行开发允许各个供应商进行开发允许各个供应商进行开发允许各个供应商进行开发113、网络体系结构的分层原理、网络体系结构的分层原理基本概念：基本概念：vv实体实体实体实体entityentityentityentity：每一层中实现该层功能的软件或硬件。（任何：每一层中实现该层功能的软件或硬件。（任何：每一层中实现该层功能的软件或硬件。（任何：每一层中实现该层功能的软件或硬
16、件。（任何可以发送或接收信息的硬件可以发送或接收信息的硬件可以发送或接收信息的硬件可以发送或接收信息的硬件/ / / /软件进程）软件进程）软件进程）软件进程）vv对等层对等层对等层对等层peer-to-peer layerpeer-to-peer layerpeer-to-peer layerpeer-to-peer layer：两个不同系统的同级层次。：两个不同系统的同级层次。：两个不同系统的同级层次。：两个不同系统的同级层次。vv对等实体对等实体对等实体对等实体peer-to-peer entitypeer-to-peer entitypeer-to-peer entitypeer-to
17、-peer entity：分别位于不同系统对等层中：分别位于不同系统对等层中：分别位于不同系统对等层中：分别位于不同系统对等层中的两个实体。的两个实体。的两个实体。的两个实体。vv接口接口接口接口interfaceinterfaceinterfaceinterface：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及间的操作及间的操作及间的操作及下层下层下层下层对对对对上层上层上层上层的服务。的服务。的服务。的服务。vv服务服务服务服务serviceserviceservic
18、eservice：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。供给其相邻上层。供给其相邻上层。供给其相邻上层。vv服务访问点服务访问点服务访问点服务访问点service access pointservice access pointservice access pointservice access point：同一结点中，相邻两层：同一结点中，相邻两层：同一结点中，相邻两层：同一结点中，相邻两层的实体相互作用的地方。是上下层实体之间信息交换的接口。的实体
19、相互作用的地方。是上下层实体之间信息交换的接口。的实体相互作用的地方。是上下层实体之间信息交换的接口。的实体相互作用的地方。是上下层实体之间信息交换的接口。（简称（简称（简称（简称SAPSAPSAPSAP）vv协议协议协议协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。：通信双方在通信中必须遵守的规则。：通信双方在通信中必须遵守的规则。：通信双方在通信中必须遵守的规则。12系统系统A系统系统B实体实体对等层对等层对等实体对等实体接口接口服务服务物理网络物理网络分层模拟图分层模拟图13对等通信例：两个人收发信件对等通信例：两个人收发信件v想一想想一想：收信人与发信人之间、邮局之间，是在直接通信吗？收信人与
20、发信人之间、邮局之间，是在直接通信吗？邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？信件内容信件内容邮件地址邮件地址货物地址货物地址发信人发信人邮局邮局运输系统运输系统信件内容信件内容邮件地址邮件地址货物地址货物地址收信人收信人对信件内容的约定对信件内容的约定对信件如何传递的约定对信件如何传递的约定对货物如何运输的约定对货物如何运输的约定协议协议P3公路，铁路，航空公路，铁路，航空邮局邮局运输系统运输系统协议协议P2协议协议P114网络体系结构中通信的实质网络体系结构中通信的实质vv网络中
21、的任何一个系统都是按照层次结构来组织的网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的vv同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次vv网络中每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等网络中每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等网络中每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等网络中每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等层层层层( (peer-to-
22、peer layerpeer-to-peer layerpeer-to-peer layerpeer-to-peer layer) )通信。通信。通信。通信。上层上层上层上层使用使用使用使用下层提供的服务下层提供的服务下层提供的服务下层提供的服务Service userService user；下层向上层下层向上层下层向上层下层向上层提供提供提供提供服务服务服务服务Service providerService provider。vv第第第第n+1n+1层是第层是第层是第层是第n n层的服务用户，第层的服务用户，第层的服务用户，第层的服务用户，第n-1n-1层是第层是第层是第层是第n n层的服
23、务提供者层的服务提供者层的服务提供者层的服务提供者vv第第第第n n层的服务也依赖于第层的服务也依赖于第层的服务也依赖于第层的服务也依赖于第n-1n-1层以及以下各层的服务层以及以下各层的服务层以及以下各层的服务层以及以下各层的服务vv通信是对等层实体之间的通信，但它们实现的是通信是对等层实体之间的通信，但它们实现的是通信是对等层实体之间的通信，但它们实现的是通信是对等层实体之间的通信，但它们实现的是虚拟的逻辑虚拟的逻辑虚拟的逻辑虚拟的逻辑通通通通信；信；信；信；vv实际通信在最底层实际通信在最底层实际通信在最底层实际通信在最底层通过物理线路的传输通过物理线路的传输通过物理线路的传输通过物理线
24、路的传输完成。完成。完成。完成。15人相互交流的协议和通信协议之间的对比人相互交流的协议和通信协议之间的对比timeHiHiWhats thetime?2:00请求连接connection request传送文件：xxxxx.xxx连接确认Connection reply4、 通信协议通信协议protocol164、 通信协议通信协议protocolvv协议的定义：协议的定义： 定义定义定义定义网络实体间网络实体间网络实体间网络实体间发送和接收报文的格式发送和接收报文的格式发送和接收报文的格式发送和接收报文的格式(format)(format)、顺、顺、顺、顺序序序序(order of mes
25、sages)(order of messages)以及当传送和接收消息时应以及当传送和接收消息时应以及当传送和接收消息时应以及当传送和接收消息时应采取的行动采取的行动采取的行动采取的行动(actions taken on the transmission)(actions taken on the transmission)。（语义语义语义语义semanticssemantics 、语法、语法、语法、语法GrammarGrammar和和和和时序时序时序时序TimingTiming）。）。）。）。vv说明：说明：计算机系统之间计算机系统之间计算机系统之间计算机系统之间网络中所有的通信活动（交换数
26、据与控制信息）都网络中所有的通信活动（交换数据与控制信息）都网络中所有的通信活动（交换数据与控制信息）都网络中所有的通信活动（交换数据与控制信息）都是由协议所控制是由协议所控制是由协议所控制是由协议所控制174、 通信协议通信协议vv通信协议的三要素：通信协议的三要素：语义语义语义语义- -对协议中各协议元素的含义的解释，包括需发出对协议中各协议元素的含义的解释，包括需发出对协议中各协议元素的含义的解释，包括需发出对协议中各协议元素的含义的解释，包括需发出何种控制信息，完成何种动作或做何种应答。何种控制信息，完成何种动作或做何种应答。何种控制信息，完成何种动作或做何种应答。何种控制信息，完成何
27、种动作或做何种应答。 What to What to do?do?例如：例如：例如：例如：在在在在HDLCHDLC协议中，标志协议中，标志协议中，标志协议中，标志Flag(7EH)Flag(7EH)表示报文的开始和结束。表示报文的开始和结束。表示报文的开始和结束。表示报文的开始和结束。语法语法语法语法- -控制信息或数据的结构和格式控制信息或数据的结构和格式控制信息或数据的结构和格式控制信息或数据的结构和格式, ,包括数据格式、编包括数据格式、编包括数据格式、编包括数据格式、编码、信号电平。码、信号电平。码、信号电平。码、信号电平。 How to do?How to do?例如：例如：例如：例
28、如：HDLCHDLC高级数据链路控制（高级数据链路控制（高级数据链路控制（高级数据链路控制（High level Data Link Control)High level Data Link Control)，FCSFCS（帧校验序列）（帧校验序列）（帧校验序列）（帧校验序列）时序时序时序时序- -通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则( (也称也称也称也称同步同步同步同步，即实体通信实现顺序的详细说明，即实体通信实现顺序的详细说明，即实体通信实现顺序的详细说明，即实体通信
29、实现顺序的详细说明 ) ) When to do?When to do?Flag Address CtrlDataFCSFlagHDLC18确认释放连接释放确认释放确认连接确认数据连接请求连接确认ttv时序例：时序例：释放连接释放连接数据传输数据传输建立连接建立连接19vv计算机网络体系结构中层与协议的关系：计算机网络体系结构中层与协议的关系：计算机网络体系结构中层与协议的关系：计算机网络体系结构中层与协议的关系：每层可能会有若干个协议每层可能会有若干个协议每层可能会有若干个协议每层可能会有若干个协议一个协议只属于一个层次一个协议只属于一个层次一个协议只属于一个层次一个协议只属于一个层次vv协
30、议的实现：协议的实现：协议的实现：协议的实现：网络驱动程序、网络通信协议等软件网络驱动程序、网络通信协议等软件网络驱动程序、网络通信协议等软件网络驱动程序、网络通信协议等软件网络硬件网络硬件网络硬件网络硬件vv常用协议组：常用协议组：常用协议组：常用协议组：TCP/IPTCP/IP（WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux、）NetBEUINetBEUI（WindowsWindows）IPX/SPXIPX/SPX（NetWareNetWare、WindowsWindows）20 计算机网络体系结构总结：计算机网络体系结构总结： 一个功能完备的计算机网络需要制定一整套
31、复杂的一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集；协议集；协议集；协议集； 网络协议是按层次结构来组织的；网络协议是按层次结构来组织的；网络协议是按层次结构来组织的；网络协议是按层次结构来组织的； 网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构；结构；结构；结构； 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了网络体系结构对计
32、算机网络应该实现的功能进行了网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义；精确的定义；精确的定义；精确的定义； 体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬件和软件。件和软件。件和软件。件和软件。 211 1 1 1、OSIOSIOSIOSI参考模型的基本概念参考模型的基本概念参考模型的基本概念参考模型的基本概念 2 2 2 2、OSI/RM OSI/RM OSI/RM OSI/RM 参考模型的结构参考模型的结构参考模型的结构参考模型的结构3 3 3 3
33、、OSI/RMOSI/RMOSI/RMOSI/RM 参考模型的各层功能参考模型的各层功能参考模型的各层功能参考模型的各层功能第二节第二节 开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RMOSI/RM）221 1、OSIOSI参考模型的基本概念参考模型的基本概念参考模型的基本概念参考模型的基本概念 （1 1）19841984， ISOISO（国际化标准组织（国际化标准组织（国际化标准组织（国际化标准组织, International , International Organization for StandardizationOrganization for Standardizati
34、on）发表了）发表了）发表了）发表了OSIOSI（开放系统互连）（开放系统互连）（开放系统互连）（开放系统互连）模型，模型，模型，模型，Open System Interconnection Reference ModelOpen System Interconnection Reference Model，OSI/RMOSI/RM），实际上，在制定计算机网络标准方面，起着很大），实际上，在制定计算机网络标准方面，起着很大），实际上，在制定计算机网络标准方面，起着很大），实际上，在制定计算机网络标准方面，起着很大作用的两大国际组织是：作用的两大国际组织是：作用的两大国际组织是：作用的两大国际组
35、织是： 国际电报与电话咨询委员会（国际电报与电话咨询委员会（国际电报与电话咨询委员会（国际电报与电话咨询委员会（CCITTCCITT，Consultative Consultative Committee of International Telegraph and TelephoneCommittee of International Telegraph and Telephone）主要是）主要是）主要是）主要是考虑通信标准的制定。考虑通信标准的制定。考虑通信标准的制定。考虑通信标准的制定。 国际标准化组织（国际标准化组织（国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO），主要是考虑信息处理与
36、网络体），主要是考虑信息处理与网络体），主要是考虑信息处理与网络体），主要是考虑信息处理与网络体系结构。系结构。系结构。系结构。 （2 2）在）在）在）在OSIOSI中中中中 的的的的“ “开放开放开放开放” ”是指希望只要遵循是指希望只要遵循是指希望只要遵循是指希望只要遵循OSIOSI标准，一个标准，一个标准，一个标准，一个系统就可以与同样遵循同一标准的其它任何系统进行通信。系统就可以与同样遵循同一标准的其它任何系统进行通信。系统就可以与同样遵循同一标准的其它任何系统进行通信。系统就可以与同样遵循同一标准的其它任何系统进行通信。第二节第二节 开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI
37、/RMOSI/RM）23vOSI/RM OSI/RM 参考模型的结构分为参考模型的结构分为7 7层层应用层应用层应用层应用层ApplicationApplication表示层表示层表示层表示层PresentationPresentation会话层会话层会话层会话层SessionSession传输层传输层传输层传输层TransportTransport物理层物理层物理层物理层PhysicalPhysical数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层Data LinkData Link网络层网络层网络层网络层NetworkNetwork7654321为网络应用提供服务为网络应用提供服务为网络应用提供
38、服务为网络应用提供服务数据表示数据表示数据表示数据表示（加密加密加密加密EncryptionEncryption、压缩压缩压缩压缩CompressionCompression等等等等）在用户间建立会话在用户间建立会话在用户间建立会话在用户间建立会话(session)(session)关系关系关系关系不同主机不同主机不同主机不同主机(host)(host)进程进程进程进程( (ProcessProcess) )间的通间的通间的通间的通信信信信在主机间传输分组在主机间传输分组在主机间传输分组在主机间传输分组(packet)(packet)在节点间可靠地传输帧在节点间可靠地传输帧在节点间可靠地传输帧
39、在节点间可靠地传输帧(frame)(frame)BitBit位流的透明传输位流的透明传输位流的透明传输位流的透明传输2 2、OSI/RM OSI/RM 参考模型的结构参考模型的结构24OSI/RM模模型的数据流向型的数据流向PDU,协议数据单元协议数据单元协议头或协议头或PCI注意：每一层只处理本层的协议头部！注意：每一层只处理本层的协议头部！主机主机A主机主机B25封装与解封装封装与解封装vv封装封装封装封装( (capsulation ) )：数据要通过网络进行传输，：数据要通过网络进行传输，：数据要通过网络进行传输，：数据要通过网络进行传输，要从高层一层一层地向下传输，如果一个主机要传要
40、从高层一层一层地向下传输，如果一个主机要传要从高层一层一层地向下传输，如果一个主机要传要从高层一层一层地向下传输，如果一个主机要传送数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报送数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报送数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报送数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报头中，这个过程叫封装或打包。头中，这个过程叫封装或打包。头中，这个过程叫封装或打包。头中，这个过程叫封装或打包。vv封装分为：切片和加控制信息。封装分为：切片和加控制信息。封装分为：切片和加控制信息。封装分为：切片和加控制信息。vv解封装解封装解封装解封装( (encapsulation )
41、)：上述的逆向过程。：上述的逆向过程。：上述的逆向过程。：上述的逆向过程。26OSI模型的意义和缺陷模型的意义和缺陷vv提供了网络间互连的参考模型。提供了网络间互连的参考模型。提供了网络间互连的参考模型。提供了网络间互连的参考模型。vv成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据。成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据。成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据。成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据。vvOSI/RMOSI/RM的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方的思想为我们提供了进行网
42、络设计与分析的方法。法。法。法。vv实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便于同时开发、升级换代、维护管理。于同时开发、升级换代、维护管理。于同时开发、升级换代、维护管理。于同时开发、升级换代、维护管理。vvOSI OSI OSI OSI 模型协议制定在模型协议制
43、定在模型协议制定在模型协议制定在TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP协议使用后。人们不会轻协议使用后。人们不会轻协议使用后。人们不会轻协议使用后。人们不会轻易改动协议。易改动协议。易改动协议。易改动协议。vvOSI OSI OSI OSI 模型设计亦有一定缺陷，以及与其相关的服务定模型设计亦有一定缺陷，以及与其相关的服务定模型设计亦有一定缺陷，以及与其相关的服务定模型设计亦有一定缺陷，以及与其相关的服务定义和协议极其复杂，实现起来困难且操作效率不高。义和协议极其复杂，实现起来困难且操作效率不高。义和协议极其复杂，实现起来困难且操作效率不高。义和协议极其复杂，实现起来困难且操作效率不
44、高。实际应用中几乎没有完全按实际应用中几乎没有完全按实际应用中几乎没有完全按实际应用中几乎没有完全按OSIOSIOSIOSI七层模型设计的产品。七层模型设计的产品。七层模型设计的产品。七层模型设计的产品。27vv（一）物理层（一）物理层（一）物理层（一）物理层（Physical layerPhysical layerPhysical layerPhysical layer）它直接与物理信道它直接与物理信道它直接与物理信道它直接与物理信道(Physical channel)(Physical channel)相连，起到数相连，起到数相连，起到数相连，起到数据链路层据链路层据链路层据链路层(Dat
45、a Link layer)(Data Link layer)和传输介质和传输介质和传输介质和传输介质(media)(media)之间之间之间之间的逻辑接口作用，的逻辑接口作用，的逻辑接口作用，的逻辑接口作用，提供建立提供建立提供建立提供建立(establish)(establish)、维护、维护、维护、维护(maintenance)(maintenance)和释放和释放和释放和释放(release)(release)物理连接物理连接物理连接物理连接(physical connection )(physical connection )的方法。的方法。的方法。的方法。任务：在物理介质上任务：在物
46、理介质上任务：在物理介质上任务：在物理介质上正确地正确地正确地正确地(correctly)(correctly)、透明地透明地透明地透明地(Transparent)(Transparent)传送传送传送传送比特比特比特比特bitbit流。流。流。流。3、OSI/RM 参考模型的各层功能28vv（二）数据链路层（二）数据链路层（二）数据链路层（二）数据链路层（Data link layerData link layer）任务：在两个任务：在两个任务：在两个任务：在两个相邻节点相邻节点相邻节点相邻节点(Adjacent nodes)(Adjacent nodes)间可靠间可靠间可靠间可靠地传输数据
47、，使之对网络层呈现为一条无错的链地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路路路路(Reliable link)(Reliable link)。在相邻节点之间建立链路；在相邻节点之间建立链路；在相邻节点之间建立链路；在相邻节点之间建立链路；传送以传送以传送以传送以帧帧帧帧（FrameFrame）为单位的数据信息；并且进为单位的数据信息；并且进为单位的数据信息；并且进为单位的数据信息；并且进行检错行检错行检错行检错( (error detectingerror detecting) )和纠错和纠错和纠错和纠错(
48、(error correctingerror correcting ) )。29vv（三）网络层（三）网络层（Network layer，Internet layer）任务：简言之，选择合适的路由，把任务：简言之，选择合适的路由，把任务：简言之，选择合适的路由，把任务：简言之，选择合适的路由，把分组分组分组分组从源从源从源从源端传送到目的端。端传送到目的端。端传送到目的端。端传送到目的端。( (Network layer is Network layer is responsible for moving packets from one host responsible for moving
49、 packets from one host to anotherto another) )在数据链路层提供服务的基础上，向上面的在数据链路层提供服务的基础上，向上面的在数据链路层提供服务的基础上，向上面的在数据链路层提供服务的基础上，向上面的资资资资源子网源子网源子网源子网提供服务。提供服务。提供服务。提供服务。30vv（四）传输层（四）传输层（四）传输层（四）传输层（Transport layerTransport layer）任务任务任务任务(tasks)(tasks)：在源端与目的端之间提供可靠：在源端与目的端之间提供可靠：在源端与目的端之间提供可靠：在源端与目的端之间提供可靠的透明的
50、透明的透明的透明(Transparent)(Transparent)数据传输，使上层服务数据传输，使上层服务数据传输，使上层服务数据传输，使上层服务用户不必关心用户不必关心用户不必关心用户不必关心通信子网通信子网通信子网通信子网的实现细节。的实现细节。的实现细节。的实现细节。由于通信子网向传输层提供通信服务的可靠性由于通信子网向传输层提供通信服务的可靠性由于通信子网向传输层提供通信服务的可靠性由于通信子网向传输层提供通信服务的可靠性有差异有差异有差异有差异(Differences)(Differences)，所以无论通信子网提，所以无论通信子网提，所以无论通信子网提，所以无论通信子网提供的服务
51、可靠性如何，经传输层处理后都应向供的服务可靠性如何，经传输层处理后都应向供的服务可靠性如何，经传输层处理后都应向供的服务可靠性如何，经传输层处理后都应向上层提交可靠的、透明的数据传输。上层提交可靠的、透明的数据传输。上层提交可靠的、透明的数据传输。上层提交可靠的、透明的数据传输。31vv（五）（五）会话层会话层（Session layer）会话层是利用传输层提供的端到端的服务，向表示层或会会话层是利用传输层提供的端到端的服务，向表示层或会会话层是利用传输层提供的端到端的服务，向表示层或会会话层是利用传输层提供的端到端的服务，向表示层或会话用户提供会话服务，话用户提供会话服务，话用户提供会话服务
52、，话用户提供会话服务，是用户和网络的接口。是用户和网络的接口。是用户和网络的接口。是用户和网络的接口。在在在在ISO/OSIISO/OSI环境中，所谓一次会话，就是两个用户进程环境中，所谓一次会话，就是两个用户进程环境中，所谓一次会话，就是两个用户进程环境中，所谓一次会话，就是两个用户进程(User process)(User process)之间为完成一次完整的通信而进行的过程，之间为完成一次完整的通信而进行的过程，之间为完成一次完整的通信而进行的过程，之间为完成一次完整的通信而进行的过程，包括建立、维护和结束会话连接。包括建立、维护和结束会话连接。包括建立、维护和结束会话连接。包括建立、维
53、护和结束会话连接。即通讯的双方在正式传即通讯的双方在正式传即通讯的双方在正式传即通讯的双方在正式传输前的沟通。输前的沟通。输前的沟通。输前的沟通。会话协议的主要目的就是提供一个面向用户的连接服务，会话协议的主要目的就是提供一个面向用户的连接服务，会话协议的主要目的就是提供一个面向用户的连接服务，会话协议的主要目的就是提供一个面向用户的连接服务，并对会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段，对数并对会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段，对数并对会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段，对数并对会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段，对数据传送提供控制和管理。据传送提供控制和管理。据传送提供
54、控制和管理。据传送提供控制和管理。保证不同应用间的数据区分，如有保证不同应用间的数据区分，如有保证不同应用间的数据区分，如有保证不同应用间的数据区分，如有FTPFTP数据，数据，数据，数据，HTTPHTTP数据，数据，数据，数据，那怎么区别那怎么区别那怎么区别那怎么区别(How to distinguish)(How to distinguish)? ?32vv（六）（六）表示层表示层（Presentation layer）表示层处理的是表示层处理的是表示层处理的是表示层处理的是OSIOSI的的的的两个通信系统之间用户信息的表示两个通信系统之间用户信息的表示两个通信系统之间用户信息的表示两个通
55、信系统之间用户信息的表示问题。问题。问题。问题。表示层不像表示层不像表示层不像表示层不像OSI/RMOSI/RM的低五层只关心将信息可靠地从一端的低五层只关心将信息可靠地从一端的低五层只关心将信息可靠地从一端的低五层只关心将信息可靠地从一端传输到另外一端，它主要涉及被传输信息的内容传输到另外一端，它主要涉及被传输信息的内容传输到另外一端，它主要涉及被传输信息的内容传输到另外一端，它主要涉及被传输信息的内容(Content)(Content)和表示形式和表示形式和表示形式和表示形式(form)(form)，如文字、图形、声音的表，如文字、图形、声音的表，如文字、图形、声音的表，如文字、图形、声音
56、的表示。示。示。示。另外，信息的表示方式（一般用编码的方式）另外，信息的表示方式（一般用编码的方式）另外，信息的表示方式（一般用编码的方式）另外，信息的表示方式（一般用编码的方式）、数据格式数据格式数据格式数据格式变换变换变换变换(Data format conversion)(Data format conversion)、数据压缩与恢复数据压缩与恢复数据压缩与恢复数据压缩与恢复(Data (Data compression and recovery)compression and recovery)等、数据加密与等、数据加密与等、数据加密与等、数据加密与 解密解密解密解密(Data (Da
57、ta encryption and decryption)encryption and decryption)等工作都是由表示层负责处理。等工作都是由表示层负责处理。等工作都是由表示层负责处理。等工作都是由表示层负责处理。数据采用什么编码方式数据采用什么编码方式数据采用什么编码方式数据采用什么编码方式? ?，是，是，是，是JPEGJPEG，ASCIIASCII，EBCDICEBCDIC。33vv（七）应用层（七）应用层（七）应用层（七）应用层（Application layerApplication layer）最直观，是计算机网络与最终用户间的接口最直观，是计算机网络与最终用户间的接口最直观
58、，是计算机网络与最终用户间的接口最直观，是计算机网络与最终用户间的接口(Interface)(Interface)。任务：为用户的应用进程任务：为用户的应用进程任务：为用户的应用进程任务：为用户的应用进程(Application process)(Application process)提供网络通提供网络通提供网络通提供网络通信服务信服务信服务信服务(Communications network services)(Communications network services)。功能：功能：功能：功能：vv提供各种不同的应用协议提供各种不同的应用协议提供各种不同的应用协议提供各种不同的应用协
59、议(Application Protocol)(Application Protocol)以满足以满足以满足以满足应用进程的需求；应用进程的需求；应用进程的需求；应用进程的需求；vv识别并证实目的通信方的可用性；识别并证实目的通信方的可用性；识别并证实目的通信方的可用性；识别并证实目的通信方的可用性；vv使协同工作的应用进程之间进行同步；使协同工作的应用进程之间进行同步；使协同工作的应用进程之间进行同步；使协同工作的应用进程之间进行同步；vv为通信过程申请资源。为通信过程申请资源。为通信过程申请资源。为通信过程申请资源。常用的网络服务包括文件服务常用的网络服务包括文件服务常用的网络服务包括文件
60、服务常用的网络服务包括文件服务(File services)(File services)、电子邮件、电子邮件、电子邮件、电子邮件（E-mailE-mail）服务、打印服务）服务、打印服务）服务、打印服务）服务、打印服务(Print services)(Print services)、集成通信服务、集成通信服务、集成通信服务、集成通信服务、目录服务、网络管理服务、安全服务、多协议路由与路由目录服务、网络管理服务、安全服务、多协议路由与路由目录服务、网络管理服务、安全服务、多协议路由与路由目录服务、网络管理服务、安全服务、多协议路由与路由互连服务、分布式数据库服务、虚拟终端服务等。互连服务、分布
61、式数据库服务、虚拟终端服务等。互连服务、分布式数据库服务、虚拟终端服务等。互连服务、分布式数据库服务、虚拟终端服务等。TelnetTelnet，SMTPSMTP，HTTPHTTP，FTPFTP34小结：小结：小结：小结：vv下三层，统称为下三层，统称为下三层，统称为下三层，统称为低层低层低层低层( (Lower layerLower layer) )，称为，称为，称为，称为通信子网通信子网通信子网通信子网，构成了开，构成了开，构成了开，构成了开放的网络通信平台，实现放的网络通信平台，实现放的网络通信平台，实现放的网络通信平台，实现OSI/RMOSI/RM面向通信面向通信面向通信面向通信( (含
62、传输和交换含传输和交换含传输和交换含传输和交换) )的的的的功能。功能。功能。功能。物物物物理层理层理层理层(PH)(PH)数数数数据链路层据链路层据链路层据链路层(DL)(DL)网网网网络层络层络层络层(N)(N)vvOSI/RMOSI/RM的高层的高层的高层的高层( (或称为上三层或称为上三层或称为上三层或称为上三层) )构成构成构成构成资源子网资源子网资源子网资源子网，主要面向用户，主要面向用户，主要面向用户，主要面向用户的应用进程，进行分布的信息处理。的应用进程，进行分布的信息处理。的应用进程，进行分布的信息处理。的应用进程，进行分布的信息处理。会会会会话层话层话层话层(S) (S)
63、表表表表示层示层示层示层(P)(P)应应应应用层用层用层用层(A)(A)vv中间的第四层为中间的第四层为中间的第四层为中间的第四层为传传传传输层输层输层输层(T)(T)，它是计算机通信的关键层次，为，它是计算机通信的关键层次，为，它是计算机通信的关键层次，为，它是计算机通信的关键层次，为高低层间提供接口与服务，起到通信两端桥高低层间提供接口与服务，起到通信两端桥高低层间提供接口与服务，起到通信两端桥高低层间提供接口与服务，起到通信两端桥梁梁梁梁的作用。的作用。的作用。的作用。35小结：小结：小结：小结：vvOSIOSI参考模型各层的主要功能参考模型各层的主要功能参考模型各层的主要功能参考模型各
64、层的主要功能层层 次次功功 能能应用层应用层为应用进程提供网络应用的接口服务，如电子邮件服务、文件为应用进程提供网络应用的接口服务，如电子邮件服务、文件传输服务等传输服务等表示层表示层数据的公共表示、数据的加密和解密等数据的公共表示、数据的加密和解密等会话层会话层会话管理、会话同步会话管理、会话同步传输层传输层向上层提供可靠、透明的传输服务。向上层提供可靠、透明的传输服务。TCP，UDP网络层网络层通信子网中的路由选择、拥塞控制等。通信子网中的路由选择、拥塞控制等。IP，IPX数据链路层数据链路层组帧、流量控制、差错控制。组帧、流量控制、差错控制。802.3/802.2，HDLC物理层物理层为
65、数据比特流的传输提供机械特性、电气特性、规程特性和功为数据比特流的传输提供机械特性、电气特性、规程特性和功能特性。能特性。EIA/TIA232，V.35（地位最低、任务最重、传输（地位最低、任务最重、传输“比特比特”）（位居老二、在节点间传递（位居老二、在节点间传递“帧帧”）（位居老三、在网络中寻路传送（位居老三、在网络中寻路传送“包包”） （位居老四、关键位置、端到端地传输（位居老四、关键位置、端到端地传输“段段”）（位居老五、准备对话，信息）（位居老五、准备对话，信息）（位居老六，表示数据，信息）（位居老六，表示数据，信息） （位居老七、提供服务，信息）（位居老七、提供服务，信息）36第三
66、节第三节 TCP/IP体系结构体系结构1 1、TCP/IPTCP/IP参考模型的发展参考模型的发展参考模型的发展参考模型的发展( (DevelopmentDevelopment) )2 2、TCP/IPTCP/IP参考模型的结构参考模型的结构参考模型的结构参考模型的结构3 3、TCP/IPTCP/IP协议综述协议综述协议综述协议综述4 4、两种体系结构的比较、两种体系结构的比较、两种体系结构的比较、两种体系结构的比较 371 1 1 1、TCP/IPTCP/IP参考模型的发展参考模型的发展参考模型的发展参考模型的发展( (DevelopmentDevelopment) ) 1974 1974年
67、年年年KahnKahn定义了最早的定义了最早的定义了最早的定义了最早的TCP/IPTCP/IP参考模型；参考模型；参考模型；参考模型； 19851985年年年年LeinerLeiner等人进一步对它开展了研究；等人进一步对它开展了研究；等人进一步对它开展了研究；等人进一步对它开展了研究； 19881988年年年年ClarkClark在参考模型出现之后对其设计思想进行了在参考模型出现之后对其设计思想进行了在参考模型出现之后对其设计思想进行了在参考模型出现之后对其设计思想进行了讨论讨论讨论讨论; ; TCP/IP TCP/IP协议一共出现了协议一共出现了协议一共出现了协议一共出现了6 6个版本，后
68、个版本，后个版本，后个版本，后3 3个版本是版本个版本是版本个版本是版本个版本是版本 4 4、版本、版本、版本、版本5 5与版本与版本与版本与版本6 6； 目前我们使用的是版本目前我们使用的是版本目前我们使用的是版本目前我们使用的是版本4 4，一般被称为，一般被称为，一般被称为，一般被称为IPv4 IPv4 ； IPv6IPv6被称为下一代的被称为下一代的被称为下一代的被称为下一代的IPIP协议。协议。协议。协议。38vvTCP/IPTCP/IP体系结构分为体系结构分为体系结构分为体系结构分为4 4层层层层：应用层应用层应用层应用层传输层传输层传输层传输层网际层网际层网际层网际层网络接口层网络
69、接口层网络接口层网络接口层vv数据链路层物理层数据链路层物理层数据链路层物理层数据链路层物理层应用层应用层应用层应用层 传输层传输层传输层传输层 网际层网际层网际层网际层网络接口层网络接口层网络接口层网络接口层数据链路层数据链路层物理层物理层vv注：注：注：注： TCP/IPTCP/IP体系结构有时也采用体系结构有时也采用体系结构有时也采用体系结构有时也采用5 5层表示方法，即用数层表示方法，即用数层表示方法，即用数层表示方法，即用数据链路层和物理层代替网络接口层。据链路层和物理层代替网络接口层。据链路层和物理层代替网络接口层。据链路层和物理层代替网络接口层。2 2 2 2、TCP/IPTCP
70、/IPTCP/IPTCP/IP参考模型的结构参考模型的结构参考模型的结构参考模型的结构( ( ( (ArchitectureArchitecture) ) ) )39 TCP头头应用层数据应用层数据应用层数据应用层数据 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧头帧头 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧尾帧尾实例：实例：TCP/IP协议的传输过程协议的传输过程应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 链路层链路层 应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 链路层链路层 40 3 3、TCP/IPTCP/IP协议综述协议综述协议综述协议综述vv开放的协议标准开放的协议标准开放的协议标准开放的
71、协议标准; ; ; ;vv独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的计算机硬件与操作系统；vv独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网， 更适用于因特网中；更适用于因特网中；更适用于因特网中；更适用于因特网中；vv统一的网络地址分配方案，使得整个统一的网络地址分配方案，使得整个统一的网络地址分配方案，使得整个统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IPTCP/IPTCP/IP
72、TCP/IP设备在网设备在网设备在网设备在网 中都具有唯一的地址；中都具有唯一的地址；中都具有唯一的地址；中都具有唯一的地址；vv标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。（1 1）TCP/IPTCP/IP协议的特点协议的特点协议的特点协议的特点(Characteristics)(Characteristics)41vvTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP不是一个单个的协议，而是由数十个具有层次不是一个单个的协议，而是由数十个具有层次不是一个
73、单个的协议，而是由数十个具有层次不是一个单个的协议，而是由数十个具有层次 结构的协议组成的一个协议集，其中结构的协议组成的一个协议集，其中结构的协议组成的一个协议集，其中结构的协议组成的一个协议集，其中TCPTCPTCPTCP和和和和IPIPIPIP是该协议集是该协议集是该协议集是该协议集 中的两个最重要的核心协议。中的两个最重要的核心协议。中的两个最重要的核心协议。中的两个最重要的核心协议。vvTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP是是是是InternetInternetInternetInternet上的标准通信协议集。上的标准通信协议集。上的标准通信协议集。上的标准通信协议集。
74、vvTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP以以以以“请求注释请求注释请求注释请求注释”（RFCRFCRFCRFC）文档发布：）文档发布：）文档发布：）文档发布：TCP RFC 768, UDP RFC793TCP RFC 768, UDP RFC793TCP RFC 768, UDP RFC793TCP RFC 768, UDP RFC793IP RFC 791IP RFC 791IP RFC 791IP RFC 791DNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 1635DNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 1635DNS RFC 1
75、034, 1035, FTP RFC 959, 1635DNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 1635（2 2 2 2）TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP协议概述协议概述协议概述协议概述RFC(Request For Comments)RFC(Request For Comments)RFC(Request For Comments)RFC(Request For Comments)包含了关于包含了关于包含了关于包含了关于 Internet Internet Internet Internet 的几乎所有重要的文字资的几乎所有重要的文字资的几乎所有重要
76、的文字资的几乎所有重要的文字资料，制定于料，制定于料，制定于料，制定于1969196919691969年（当时年（当时年（当时年（当时 Internet Internet Internet Internet 是是是是 ARPANETARPANETARPANETARPANET）。）。）。）。RFC RFC RFC RFC 文档主要涉及计算处文档主要涉及计算处文档主要涉及计算处文档主要涉及计算处理和计算机通信方面的网络技术协议、过程、程序和理论概念。这种英特网协理和计算机通信方面的网络技术协议、过程、程序和理论概念。这种英特网协理和计算机通信方面的网络技术协议、过程、程序和理论概念。这种英特网协理
77、和计算机通信方面的网络技术协议、过程、程序和理论概念。这种英特网协议组规范文档，由议组规范文档，由议组规范文档，由议组规范文档，由 Internet Internet Internet Internet 工程任务组（工程任务组（工程任务组（工程任务组（IETFIETFIETFIETF）及）及）及）及 Internet Internet Internet Internet 工程指导小组工程指导小组工程指导小组工程指导小组（IESGIESGIESGIESG）共同制定，命名为）共同制定，命名为）共同制定，命名为）共同制定，命名为 RFCRFCRFCRFC。42Message（报文）报文）Segmen
78、t（段）段）Packet（分组，包）分组，包）Frame（帧）帧）Bit（比特）比特）TCP/IPTCP/IP协议集协议集协议集协议集对应的对应的对应的对应的PDUPDU应用层应用层HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet传输层传输层TCP, UDP网际层网际层IP, ICMP, ARP, RARP网络接口（数据链路层网络接口（数据链路层+物理层）物理层）PPP, Ethernet, Token ring, ATM （3 3）TCP/IPTCP/IP的各层介绍的各层介绍43应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层7654321
79、OSI/RM应用层应用层传输层传输层网络接口层网络接口层网际层网际层TCP/IPPPP, HDLC, FDDI, Ethernet, 802.3, 802.5等等等等TCP/IP支持支持所有标准的物所有标准的物理层和数据链理层和数据链路层协议路层协议两种体系结构的比较两种体系结构的比较 vvTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP与与与与OSI/RMOSI/RMOSI/RMOSI/RM的对应关系的对应关系的对应关系的对应关系44l lOSIOSI和和和和TCP/IPTCP/IP有着许多的共同点：有着许多的共同点：有着许多的共同点：有着许多的共同点：采用了协议分层方法，将庞大且复杂的问题
80、划分为若干个采用了协议分层方法，将庞大且复杂的问题划分为若干个采用了协议分层方法，将庞大且复杂的问题划分为若干个采用了协议分层方法，将庞大且复杂的问题划分为若干个较容易处理的范围较小的问题；较容易处理的范围较小的问题；较容易处理的范围较小的问题；较容易处理的范围较小的问题；各协议层次的功能大体上相似，都存在网络层、传输层和各协议层次的功能大体上相似，都存在网络层、传输层和各协议层次的功能大体上相似，都存在网络层、传输层和各协议层次的功能大体上相似，都存在网络层、传输层和应用层。两者都可以解决异构网的互连，实现世界上不同应用层。两者都可以解决异构网的互连，实现世界上不同应用层。两者都可以解决异构
81、网的互连，实现世界上不同应用层。两者都可以解决异构网的互连，实现世界上不同厂家生产的计算机之间的通信；厂家生产的计算机之间的通信；厂家生产的计算机之间的通信；厂家生产的计算机之间的通信；都是计算机通信的国际性标准，虽然都是计算机通信的国际性标准，虽然都是计算机通信的国际性标准，虽然都是计算机通信的国际性标准，虽然OSIOSI是国际通用的，是国际通用的，是国际通用的，是国际通用的，但但但但TCP/IPTCP/IP是当前工业界使用最多的；是当前工业界使用最多的；是当前工业界使用最多的；是当前工业界使用最多的；都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制；都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制；都
82、能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制；都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制；都基于一种协议集的概念，协议集是一簇完成特定功能的都基于一种协议集的概念，协议集是一簇完成特定功能的都基于一种协议集的概念，协议集是一簇完成特定功能的都基于一种协议集的概念，协议集是一簇完成特定功能的相互独立的协议相互独立的协议相互独立的协议相互独立的协议。45l l OSIOSI和和和和TCP/IPTCP/IP的主要差异的主要差异的主要差异的主要差异vv模型设计的差别模型设计的差别模型设计的差别模型设计的差别OSIOSI参考模型是在具体协议制定之前设计的，对具体协议参考模型是在具体协议制定之前设计的，对具体
83、协议参考模型是在具体协议制定之前设计的，对具体协议参考模型是在具体协议制定之前设计的，对具体协议的制定进行约束。的制定进行约束。的制定进行约束。的制定进行约束。TCP/IPTCP/IP正好相反，协议在先，模型在后。正好相反，协议在先，模型在后。正好相反，协议在先，模型在后。正好相反，协议在先，模型在后。vv层数和层间调用关系不同层数和层间调用关系不同层数和层间调用关系不同层数和层间调用关系不同OSIOSI协议分为协议分为协议分为协议分为7 7层，而层，而层，而层，而TCP/IPTCP/IP协议只有协议只有协议只有协议只有4 4层，且层次之间的层，且层次之间的层，且层次之间的层，且层次之间的调用
84、关系不像调用关系不像调用关系不像调用关系不像OSIOSI那么严格。那么严格。那么严格。那么严格。在在在在OSIOSI中，两个实体通信必须涉及到下一层实体，下层向中，两个实体通信必须涉及到下一层实体，下层向中，两个实体通信必须涉及到下一层实体，下层向中，两个实体通信必须涉及到下一层实体，下层向上层提供服务，上层通过接口调用下层的服务，层间不能上层提供服务，上层通过接口调用下层的服务，层间不能上层提供服务，上层通过接口调用下层的服务，层间不能上层提供服务，上层通过接口调用下层的服务，层间不能有越级调用关系。有越级调用关系。有越级调用关系。有越级调用关系。TCP/IPTCP/IP协议有时候可以在保持
85、基本层次协议有时候可以在保持基本层次协议有时候可以在保持基本层次协议有时候可以在保持基本层次结构的前提下，允许越过紧挨着的下一级而直接使用更低结构的前提下，允许越过紧挨着的下一级而直接使用更低结构的前提下，允许越过紧挨着的下一级而直接使用更低结构的前提下，允许越过紧挨着的下一级而直接使用更低层次提供的服务。层次提供的服务。层次提供的服务。层次提供的服务。 46l OSIOSI和和和和TCP/IPTCP/IP的主要差异的主要差异的主要差异的主要差异vv对可靠性的强调不同对可靠性的强调不同对可靠性的强调不同对可靠性的强调不同OSIOSI认为数据传输的可靠性应该由点到点的数据链路层和认为数据传输的可
86、靠性应该由点到点的数据链路层和认为数据传输的可靠性应该由点到点的数据链路层和认为数据传输的可靠性应该由点到点的数据链路层和端到端的传输层来共同保证，而端到端的传输层来共同保证，而端到端的传输层来共同保证，而端到端的传输层来共同保证，而TCP/IPTCP/IP分层思想认为，可分层思想认为，可分层思想认为，可分层思想认为，可靠性是端到端的问题，应该由传输层解决。因此，它允许靠性是端到端的问题，应该由传输层解决。因此，它允许靠性是端到端的问题，应该由传输层解决。因此，它允许靠性是端到端的问题，应该由传输层解决。因此，它允许单个的链路或机器丢失或损坏数据，网络本身不进行数据单个的链路或机器丢失或损坏数
87、据，网络本身不进行数据单个的链路或机器丢失或损坏数据，网络本身不进行数据单个的链路或机器丢失或损坏数据，网络本身不进行数据恢复。对丢失或被损坏数据的恢复是在源节点设备与目的恢复。对丢失或被损坏数据的恢复是在源节点设备与目的恢复。对丢失或被损坏数据的恢复是在源节点设备与目的恢复。对丢失或被损坏数据的恢复是在源节点设备与目的节点设备之间进行的。在节点设备之间进行的。在节点设备之间进行的。在节点设备之间进行的。在TCP/IPTCP/IP网络中，可靠性的工作是网络中，可靠性的工作是网络中，可靠性的工作是网络中，可靠性的工作是由主机完成。由主机完成。由主机完成。由主机完成。vv市场应用和支持上不同市场应
88、用和支持上不同市场应用和支持上不同市场应用和支持上不同OSIOSI本身无成熟产品推出，妨碍了第三方厂家开发相应的本身无成熟产品推出，妨碍了第三方厂家开发相应的本身无成熟产品推出，妨碍了第三方厂家开发相应的本身无成熟产品推出，妨碍了第三方厂家开发相应的软、硬件，进而影响了软、硬件，进而影响了软、硬件，进而影响了软、硬件，进而影响了OSIOSI的市场占有率和未来发展。另的市场占有率和未来发展。另的市场占有率和未来发展。另的市场占有率和未来发展。另外，在外，在外，在外，在OSIOSI出台之前出台之前出台之前出台之前TCP/IPTCP/IP就代表着市场主流，就代表着市场主流，就代表着市场主流，就代表着
89、市场主流，TCP/IPTCP/IP成成成成为为为为“ “既成事实既成事实既成事实既成事实” ”的国际标准。的国际标准。的国际标准。的国际标准。47补充：网络协议标准组织和文档补充：网络协议标准组织和文档v国际电信联盟（国际电信联盟（ITU，International Telecommunications Union）v国际标准化组织（国际标准化组织（ISO, International Organization for Standardization）v电子工业协会电子工业协会(EIA，Electronic Industries Association)v电气电子工程师协会电气电子工程师协会(
90、IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers)48补充：网络协议标准组织和文档补充：网络协议标准组织和文档vRFC文档文档(request for comments，请求评价，请求评价)vInternet草案草案vInternet 协议标准协议标准49本章小结本章小结v网络体系结构：网络体系结构：分层协议接口与服务分层协议接口与服务v网络体系结构的层次模型：网络体系结构的层次模型：为何要分层？优点是什么？为何要分层？优点是什么？v网络体系结构的一些基本概念网络体系结构的一些基本概念实体、协议、协议数据单元、封装、服务以及它们实体
91、、协议、协议数据单元、封装、服务以及它们 之间的关系之间的关系v对等层通信的实质：对等层通信的实质：信息是如何在端到端之间传输的？信息是如何在端到端之间传输的？v协议的三要素：协议的三要素：语义、语法、时序语义、语法、时序 v网络体系结构主要层次的功能：网络体系结构主要层次的功能：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层50练习题练习题（1 1）网络体系结构可以定义成）网络体系结构可以定义成）网络体系结构可以定义成）网络体系结构可以定义成 。 A A 一种计算机网络的实现一种计算机网络的实现一种计算机网络的实现一种计算机网络的实现 B B 执行计算机
92、数据处理的软件模块执行计算机数据处理的软件模块执行计算机数据处理的软件模块执行计算机数据处理的软件模块 C C 建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范 D D 由由由由ISOISO（国际标准化组织）制定的一个标准（国际标准化组织）制定的一个标准（国际标准化组织）制定的一个标准（国际标准化组织）制定的一个标准（2 2）在下面给出的协议中，）在下面给出的协议中，）在下面给出的协议中，）在下面给出的协议中， 属于属于属于属于TCP/IPTCP/IP的应用层协议。的应用层协议。的应
93、用层协议。的应用层协议。 A ATCPTCP和和和和FTPFTPB BIPIP和和和和UDP UDP C CRARPRARP和和和和DNSDNSD DFTPFTP和和和和SMTPSMTP（3 3）在下面对数据链路层的功能特性描述中，不正确的是）在下面对数据链路层的功能特性描述中，不正确的是）在下面对数据链路层的功能特性描述中，不正确的是）在下面对数据链路层的功能特性描述中，不正确的是 。 A A通过交换与路由，找到数据通过网络的最有效的路径通过交换与路由，找到数据通过网络的最有效的路径通过交换与路由，找到数据通过网络的最有效的路径通过交换与路由，找到数据通过网络的最有效的路径 B B数据链路层
94、的主要任务是提供一种可靠的通过物理介质传输数数据链路层的主要任务是提供一种可靠的通过物理介质传输数数据链路层的主要任务是提供一种可靠的通过物理介质传输数数据链路层的主要任务是提供一种可靠的通过物理介质传输数据的方法据的方法据的方法据的方法 C C将数据分解成帧，并按顺序传输帧，并处理接收端发回的确认将数据分解成帧，并按顺序传输帧，并处理接收端发回的确认将数据分解成帧，并按顺序传输帧，并处理接收端发回的确认将数据分解成帧，并按顺序传输帧，并处理接收端发回的确认帧帧帧帧 D D以太网数据链路层分为以太网数据链路层分为以太网数据链路层分为以太网数据链路层分为LLCLLC和和和和MACMAC子层，在子
95、层，在子层，在子层，在MACMAC子层使用子层使用子层使用子层使用CSMA/CDCSMA/CD的协议的协议的协议的协议CDA51练习题（4 4）网络层、数据链路层和物理层传输的数据单位分别是）网络层、数据链路层和物理层传输的数据单位分别是）网络层、数据链路层和物理层传输的数据单位分别是）网络层、数据链路层和物理层传输的数据单位分别是 。 A A报文、帧、比特报文、帧、比特报文、帧、比特报文、帧、比特B B包、报文、比特包、报文、比特包、报文、比特包、报文、比特 C C包、帧、比特包、帧、比特包、帧、比特包、帧、比特D D数据块、分组、比特数据块、分组、比特数据块、分组、比特数据块、分组、比特（
96、5 5）在）在）在）在OSI OSI 参考模型中能实现路由选择、拥塞控制与互连功能的层是参考模型中能实现路由选择、拥塞控制与互连功能的层是参考模型中能实现路由选择、拥塞控制与互连功能的层是参考模型中能实现路由选择、拥塞控制与互连功能的层是 。 A A传输层传输层传输层传输层B B应用层应用层应用层应用层C C网络层网络层网络层网络层D D物理层物理层物理层物理层（6 6）在不同网络结点的对等层之间的通信需要下列哪一项）在不同网络结点的对等层之间的通信需要下列哪一项）在不同网络结点的对等层之间的通信需要下列哪一项）在不同网络结点的对等层之间的通信需要下列哪一项（ ） A A 模块接口模块接口模块
97、接口模块接口B B 对等层协议对等层协议对等层协议对等层协议 C C 电信号电信号电信号电信号 D D 传输介质传输介质传输介质传输介质（7 7）在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方，通常称为（）在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方，通常称为（）在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方，通常称为（）在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方，通常称为（ ）。）。）。）。（8 8）为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即为）为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即为）为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即为）为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即为( ( ) )。CCB服务访问点服务访问点服务访问点服务访问点网络协议网络协议网络协议网络协议52习习 题题1 1 1 1、计算机网络体系结构的定义。、计算机网络体系结构的定义。、计算机网络体系结构的定义。、计算机网络体系结构的定义。2 2 2 2、什么是网络协议？协议包括那些要素？、什么是网络协议？协议包括那些要素？、什么是网络协议？协议包括那些要素？、什么是网络协议？协议包括那些要素？3 3 3 3、OSIOSIOSIOSI七层与七层与七层与七层与TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP四层对应的关系。四层对应的关系。四层对应的关系。四层对应的关系。P61 四、四、3，5，6，8 53
