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1、第4章网络体系结构和基本概念4.1简介建立网络体系结构的目的建立网络体系结构的目的为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干个层次，较方法，计算机网络将其功能划分为若干个层次，较高层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次高层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。网络中的每一层都起到隔离提供必要的服务功能。网络中的每一层都起到隔离作用，使得低层功能具体实现方法的变更不会影响作用，使得低层功能具体实现方法的变更不会影响到高一层所执行的功能。到高一层所执行的功能。网络体系结构的定义网络体系结构的定
2、义完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层次进程通能划分成有明确定义的层次，并规定同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务；信的协议及相邻层之间的接口服务；4.2计算机网络协议协议（协议（ProtocolProtocol）协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准或约定。或约定。协议的中心任务协议的中心任务 在在计计算算机机网网络络的的一一整整套套规规则则中中，任任何何一一种种协协议议都都需需要解决要解决3 3方面的问题。方面的问题。协议的语法（如何讲）问题。协议
3、的语法（如何讲）问题。协议的语义（讲什么）问题。协议的语义（讲什么）问题。协议的定时（讲话次序）问题。协议的定时（讲话次序）问题。协议的组成部分1.1.通信环境通信环境2.2.提供的服务提供的服务3.3.词汇表词汇表4.4.消息的编码格式消息的编码格式5.5.时序、规则和过程时序、规则和过程 协议的功能作为计算机数据交换语言的协议必须具备以下一些功能。（1）分割与重组 协议的“分割”功能，可以将较大的数据单元分割成较小的数据单元，其反过程为“重组”，如下图所示。（2）寻址寻址协议的协议的“寻址寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以功能使得设备彼此识别，同时可以进行路径选择，如下图所示。进行路径选
4、择，如下图所示。（3）封装与拆封协议的协议的“ “封装封装” ”功能是指在数据单元（数据包）的始功能是指在数据单元（数据包）的始端端或者末端增加控制信息，其相反的过程是或者末端增加控制信息，其相反的过程是“ “拆封拆封” ”（拆（拆装），如下图所示。装），如下图所示。（4）排序排序协议的排序功能是指报文发送与接收顺序的控制，如协议的排序功能是指报文发送与接收顺序的控制，如下图所示。下图所示。（5 5）信息流控制信息流控制协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一系列措施。系列措施。（6 6）差错控制差错控制差错控制功能使得数据按误码率要求的
5、指标，在通信线差错控制功能使得数据按误码率要求的指标，在通信线路中正确地传输。路中正确地传输。（7 7）同步同步协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性（8 8）干路传输干路传输协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。（9 9）连接控制连接控制 协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终止链路的过程。止链路的过程。协议的种类（1）标准或非标准协议标准协议涉及各类的通信环境；而非标准协议只涉及专用环境。（2）直接或间接协议当设备直接进行
6、通信时，需要一种直接通信协议；而设备之间，间接通信时，则需要一种间接通信协议。4.3计算机网络体系结构邮政系统的工作流程通信者活动界面通信者活动界面邮局服务业务邮局服务业务邮局转运业务邮局转运业务运输部门的（邮件）运输业务 书写信件 粘贴邮票 投递进信箱 收集信件 加盖邮戳 邮件分检 邮件打包 转送运输 部门 选择运输 路径（路由）转送邮局接收邮件接收邮件邮件拆包邮件投递邮件分检信箱取信阅读邮件发信者收信者相关概念（1 1）协议（协议（protocolprotocol） 协协议议是是一一种种通通信信约约定定。在在计计算算机机网网络络通通信信过过程程中中，为为了了保保证证计计算算机机之之间间能能
7、够够准准确确地地进进行行数数据据通通信信，也必须制定一套通信规则，这套规则就是通信协议。也必须制定一套通信规则，这套规则就是通信协议。（2 2）层次（层次（layerlayer） 层层次次是是人人们们对对复复杂杂问问题题的的一一种种基基本本处处理理方方法法。当当人人们们遇遇到到一一个个复复杂杂问问题题的的时时候候，通通常常习习惯惯将将其其分分解解为为若若干干个个小小问问题题，再再一一一一进进行行处处理理。在在计计算算机机网网络络中中，每每个个节节点点都都划划分分为为相相同同的的层层次次。不不同同节节点点的的相相同同层层次次具具有有相相同同的的功功能能，这这些些都都与与邮邮政政系系统统的的类类似
8、。似。（3 3）接口（接口（interfaceinterface） 接接口口就就是是同同一一节节点点内内，相相邻邻层层之之间间交交换换信信息息的的连连接接之之点点。在在网网络络中中，同同一一节节点点内内的的各各相相邻邻层层之之间间都都应应有有明明确确的的接接口口，高高层层通通过过接接口口向向低低层层提提出出服服务务请请求求，底底层通过接口向高层提供服务。层通过接口向高层提供服务。（4 4）实体（实体（EntityEntity） 在在网网络络分分层层体体系系结结构构中中，每每一一层层都都由由一一些些实实体体组组成成。这这些些实实体体抽抽象象地地表表示示了了通通信信时时的的软软件件元元素素（如如进
9、进程程或或子子程程序序）；或或硬硬件件元元素素。多多数数情情况况下下，实实体体是是指指一个特定的软件模块。一个特定的软件模块。（5 5）层次性模型结构（层次性模型结构（NetworkArchitectureNetworkArchitecture） 计计算算机机网网络络的的体体系系结结构构就就是是这这个个计计算算机机网网络络及及其其部部件件所所应应完完成成功功能能的的精精确确定定义义。体体系系结结构构是是抽抽象象的的，而而实实现现则则是是具具体体的的，是是真真正正在在运运行行的的计计算算机机硬硬件件和和软软件。件。计算机网络体系结构的特点 各各层层之之间间相相互互独独立立。这这样样，某某一一高高
10、层层只只需需知知道道如如何何通通过过接接口口（界界面面）向向下下一一层层提提出出服服务务请请求求，并并使使用用下下层层提提供供的的服服务务，并并不不需需要要了了解解下下层层执执行时的细节。行时的细节。 结结构构上上独独立立分分割割。由由于于各各层层独独立立划划分分，因因此此，每每层层都都可可以以选选择择最最合合适适的实现技术。的实现技术。灵灵活活性性好好。如如果果某某一一层层发发生生变变化化，只只要要接接口口的的条条件件不不变变、则则以以上上各各层和以下各层的工作均不受影响，这样，有利于技术进步和模型的修改。层和以下各层的工作均不受影响，这样，有利于技术进步和模型的修改。易易于于实实现现和和维
11、维护护。整整个个系系统统被被分分割割为为多多个个部部分分，系系统统变变得得容容易易实实现现、管理和维护。管理和维护。有有益益于于标标准准化化的的实实现现。由由于于每每一一层层都都有有明明确确的的定定义义，十十分分利利于于标标准准化的实施。化的实施。 网络体系结构化分的基本原则是：把应用程序和网络通信管理程序分网络体系结构化分的基本原则是：把应用程序和网络通信管理程序分开；同时又按照信息在网络中传输的过程，将通信管理程序分为若干个开；同时又按照信息在网络中传输的过程，将通信管理程序分为若干个模块；把原来专用的通信接口转变为公用的、标准化的通信接口。模块；把原来专用的通信接口转变为公用的、标准化的
12、通信接口。4.4ISO/OSI网络体系结构国际标准化组织（InternationalStandardsOrganization，ISO）于1981年颁布了开放系统互连OSI参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）的格式，通常简称为“七层模型”，参见下图OSI网络体系结构的示意图OSI参考模型各层的功能参考模型各层的功能OSIOSI参参考考模模型型每每一一层层的的功功能能、传传输输的的数数据据单单元元，以以及及特点如下：特点如下：1.1. 物理层（物理层（PhysicalLayerPhysicalLayer） 物物理理层层是是OSI
13、OSI模模型型的的第第1 1层层，该该层层传传输输以以“ “位位” ”为为单单位位的的数数据据流流，其其主主要要功功能能用用一一句句话话表表示示就就是是“ “确确定定如如何何使使用用物物理理传传输输介介质质，实实现现两两个个节节点点间间的的物物理连接，透明地传送比特位流。理连接，透明地传送比特位流。” ”。说说明明：第第一一，物物理理层层直直接接与与物物理理信信道道相相连连接接，因因此此物物理理层层是是7 7层层中中惟惟一一的的“ “实实连连接接层层” ”；而而其其他他各各层层由由于于都都间间接接地地使使用用到到物物理理层层的的功功能能，因因此此为为“ “虚虚连连接接层层” ”。第第二二，“
14、“透透明明” ”是是一一个个很很重重要要的的术术语语。它它表表示示的的是是某某一一个个实实际际存存在在的的事事物物看看起起来来却却好好像像不不存存在在一样。一样。OSI参考模型各层的功能（续）参考模型各层的功能（续）2.2. 数据链路层（数据链路层（DataLinkLayerDataLinkLayer） 数数据据链链路路层层是是OSIOSI模模型型的的第第2 2层层，该该层层传传输输以以“ “帧帧” ”为为单单位位的的数数据据单单元元，其其主主要要功功能能用用一一句句话话表表示示就就是是“ “在在物物理理层层服服务务的的基基础础上上，通通过过各各种种控控制制协协议议，将将有有差差错错的的实实际
15、际物物理理信信道道变变为为无无差差错错的的、能能可可靠靠传传输数据的数据链路输数据的数据链路” ”。3.3.网络层（网络层（NetworkLayerNetworkLayer） 网络层是网络层是OSIOSI模型的第模型的第3 3层，该层传输以层，该层传输以“ “分组分组” ”为单位的数据单元，其主要任务用一句话表示就为单位的数据单元，其主要任务用一句话表示就是是“ “为数据通过网络建立逻辑链接，即该层通过路为数据通过网络建立逻辑链接，即该层通过路由选择算法，为报文、或分组通过通信子网选择最由选择算法，为报文、或分组通过通信子网选择最适当的路径，并提供网络互联及拥塞控制功能适当的路径，并提供网络互
16、联及拥塞控制功能” ”。OSI参考模型各层的功能（续）参考模型各层的功能（续）4.4.传输层（传输层（TransportLayerTransportLayer） 传传输输层层是是OSIOSI模模型型的的第第4 4层层，该该层层传传输输以以“ “报报文文” ”为为单单位位的的数数据据单单元元，其其主主要要任任务务用用一一句句话话表表示示就就是是“ “向向用用户户提提供供可可靠靠的的端端到到端端的的差差错错和和流流量量控控制制，保保证证报报文文的的正正确确传传输输” ”。传传输输层层的的目目的的是是向向高高层层屏屏蔽蔽下下层层数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。数据通信的细节，即向用户透明地传
17、送报文。 一一般般，OSIOSI模模型型下下3 3层层的的主主要要任任务务是是数数据据通通信信，上上3 3层层的的任任务务是是数数据据处处理理。由由于于传传输输层层（transporttransportlayerlayer）位位于于OSIOSI模模型型的的第第4 4层层，因因此此，也也是是计计算算机机通通信信体体系系结结构构中中最最关关键键的的一一层层，它它是是通通信信子子网网和和资资源源子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。OSI参考模型各层的功能（续）参考模型各层的功能（续）5.5.会话层（会话层（SessionLayerSessionLayer） 会
18、会话话层层是是OSIOSI模模型型的的第第5 5层层，它它是是用用户户应应用用程程序序和和网网络络之之间间的的接接口口，其其主主要要任任务务用用一一句句话话表表示示就就是是“ “负负责责维维护护节节点点间间的的传传输输链链接接，确确保保点点到到点点的数据传输与交换的数据传输与交换” ”。6.6. 表示层（表示层（PresentationLayerPresentationLayer） 表示层是表示层是OSIOSI模型的第模型的第6 6层，它的主要功能用一句话表示就是层，它的主要功能用一句话表示就是“ “处理节处理节点间或通信系统间信息表示方式方面的问题，如数据格式的转换、压缩点间或通信系统间信息
19、表示方式方面的问题，如数据格式的转换、压缩与恢复，及加密与解密等与恢复，及加密与解密等” ”。7.7. 应用层（应用层（ApplicationLayerApplicationLayer） 应应用用层层是是OSIOSI参参考考模模型型的的最最高高层层，即即第第7 7层层，它它提提供供用用户户应应用用程程序序和和网网络络之之间间的的接接口口，其其主主要要功功能能用用一一句句话话表表示示为为“ “直直接接向向用用户户提提供供服服务务，完完成成用用户户希希望望在在网网络络上上完完成成的的各各种种工工作作” ”。这这一一层层还还为为用用户户提提供供各各种种服服务务，包括文件传送、远程登录、电子函件，及网
20、络管理等。包括文件传送、远程登录、电子函件，及网络管理等。OSI网络体系结构中数据传输时的数据变化过程4.5Internet网络体系结构OSI参考模型研究的初衷是希望为网络体系结构与协议的发展提供一种国际标准，但由于Internet在全世界的飞速发展，使得TCP/IP协议得到了广泛的应用，虽然TCP/IP不是ISO标准，但广泛的使用也使TCP/IP成为一种“实际上的标准”，并形成了TCP/IP参考模型。不过，ISO的OSI参考模型的制定，也参考了TCP/IP协议集及其分层体系结构的思想。而TCP/IP在不断发展的过程中也吸收了OSI标准中的概念及特征。TCP/IP协议的特点开放的协议标准，可以
21、免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中；统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。TCP/IP的层次结构TCP/IP分为四个层次，分别是通信子网层、网络层、运输层和应用层。TCP/IP协议与OSI协议的对比基于TCP/IP协议的数据变化TCP/IP协议集运输层应用层TCPUDPSMTPFTPDNSSNMPNFSHTTPTEL-NET通信子网层LANMANWAN网络层IPICMPIGMPARPRARP网络层的协议IP网络协议网络协议IP(Inter
22、netProtocol)IP(InternetProtocol) IPIP协议的任务是对数据包进行相应的协议的任务是对数据包进行相应的协议的任务是对数据包进行相应的协议的任务是对数据包进行相应的寻址和路由寻址和路由寻址和路由寻址和路由，并从一个网络转，并从一个网络转，并从一个网络转，并从一个网络转发到另一个网络。发到另一个网络。发到另一个网络。发到另一个网络。IPIP协议在每个发送的数据包前加入一个控制信息，协议在每个发送的数据包前加入一个控制信息，协议在每个发送的数据包前加入一个控制信息，协议在每个发送的数据包前加入一个控制信息，其中包含了源主机的其中包含了源主机的其中包含了源主机的其中包含
23、了源主机的IPIP地址、目的主机的地址、目的主机的地址、目的主机的地址、目的主机的IPIP地址和其他一些信息。地址和其他一些信息。地址和其他一些信息。地址和其他一些信息。 IPIP协议的另一项工作是协议的另一项工作是协议的另一项工作是协议的另一项工作是分割和重编分割和重编分割和重编分割和重编在传输层被分割的数据包。由于在传输层被分割的数据包。由于在传输层被分割的数据包。由于在传输层被分割的数据包。由于数据包要从一个网络到另一个网络，当两个网络所支持传输的数据数据包要从一个网络到另一个网络，当两个网络所支持传输的数据数据包要从一个网络到另一个网络，当两个网络所支持传输的数据数据包要从一个网络到另
24、一个网络，当两个网络所支持传输的数据包的大小不相同时，包的大小不相同时，包的大小不相同时，包的大小不相同时，IPIP协议就要在发送端将数据包分割，然后在分协议就要在发送端将数据包分割，然后在分协议就要在发送端将数据包分割，然后在分协议就要在发送端将数据包分割，然后在分割的每一段前再加入控制信息进行传输。当接收端接收到数据包后，割的每一段前再加入控制信息进行传输。当接收端接收到数据包后，割的每一段前再加入控制信息进行传输。当接收端接收到数据包后，割的每一段前再加入控制信息进行传输。当接收端接收到数据包后，IPIP协议将所有的片段重新组合形成原始的数据。协议将所有的片段重新组合形成原始的数据。协议
25、将所有的片段重新组合形成原始的数据。协议将所有的片段重新组合形成原始的数据。 IPIP是一个是一个是一个是一个无连接无连接无连接无连接的协议。无连接是指主机之间不建立用于可靠通信的协议。无连接是指主机之间不建立用于可靠通信的协议。无连接是指主机之间不建立用于可靠通信的协议。无连接是指主机之间不建立用于可靠通信的端到端的连接，源主机只是简单地将的端到端的连接，源主机只是简单地将的端到端的连接，源主机只是简单地将的端到端的连接，源主机只是简单地将IPIP数据包发送出去，而数据数据包发送出去，而数据数据包发送出去，而数据数据包发送出去，而数据包可能会丢失、重复、延迟时间大或者包可能会丢失、重复、延迟
26、时间大或者包可能会丢失、重复、延迟时间大或者包可能会丢失、重复、延迟时间大或者IPIP包的次序会混乱。因此，包的次序会混乱。因此，包的次序会混乱。因此，包的次序会混乱。因此，要实现数据包的可靠传输，就必须依靠高层的协议或应用程序，如要实现数据包的可靠传输，就必须依靠高层的协议或应用程序，如要实现数据包的可靠传输，就必须依靠高层的协议或应用程序，如要实现数据包的可靠传输，就必须依靠高层的协议或应用程序，如传输层的传输层的传输层的传输层的TCPTCP协议。协议。协议。协议。网络层的协议ICMP网络控制报文协议网络控制报文协议ICMP(InternetControlMessageICMP(Inter
27、netControlMessageProtocol)Protocol) 网络控制报文协议网络控制报文协议网络控制报文协议网络控制报文协议ICMPICMP为为为为IPIP协议提供差错报告。由于协议提供差错报告。由于协议提供差错报告。由于协议提供差错报告。由于IPIP是无连接的，且不进行差错检验，当网络上发生错误是无连接的，且不进行差错检验，当网络上发生错误是无连接的，且不进行差错检验，当网络上发生错误是无连接的，且不进行差错检验，当网络上发生错误时它不能检测错误。向发送时它不能检测错误。向发送时它不能检测错误。向发送时它不能检测错误。向发送IPIP数据包的主机汇报错误就数据包的主机汇报错误就数据
28、包的主机汇报错误就数据包的主机汇报错误就是是是是ICMPICMP的责任。的责任。的责任。的责任。 例如，如果某台设备不能将一个例如，如果某台设备不能将一个例如，如果某台设备不能将一个例如，如果某台设备不能将一个IPIP数据包转发到另一个数据包转发到另一个数据包转发到另一个数据包转发到另一个网络，它就向发送数据包的源主机发送一个消息，并通网络，它就向发送数据包的源主机发送一个消息，并通网络，它就向发送数据包的源主机发送一个消息，并通网络，它就向发送数据包的源主机发送一个消息，并通过过过过ICMPICMP解释这个错误。解释这个错误。解释这个错误。解释这个错误。ICMPICMP能够报告的一些普通错误
29、能够报告的一些普通错误能够报告的一些普通错误能够报告的一些普通错误类型有：目标无法到达、阻塞、回波请求和回波应答等。类型有：目标无法到达、阻塞、回波请求和回波应答等。类型有：目标无法到达、阻塞、回波请求和回波应答等。类型有：目标无法到达、阻塞、回波请求和回波应答等。网络层的协议IGMP网际主机组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)IPIP协议只是负责网络中点到点的数据包传输，而协议只是负责网络中点到点的数据包传输，而协议只是负责网络中点到点的数据包传输，而协议只是负责网络中点到点的数据包传输，而点到多点的数据包传输则要依靠网际主机组管理点到多点的数
30、据包传输则要依靠网际主机组管理点到多点的数据包传输则要依靠网际主机组管理点到多点的数据包传输则要依靠网际主机组管理协议协议协议协议IGMPIGMP完成。它主要负责报告主机组之间的完成。它主要负责报告主机组之间的完成。它主要负责报告主机组之间的完成。它主要负责报告主机组之间的关系，以便相关的设备（路由器）支持多播发送。关系，以便相关的设备（路由器）支持多播发送。关系，以便相关的设备（路由器）支持多播发送。关系，以便相关的设备（路由器）支持多播发送。网络层的协议ARP和RARP地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)和反向地址解析协议RARP计算机网络中各主机之间要
31、进行通信时，必须要计算机网络中各主机之间要进行通信时，必须要计算机网络中各主机之间要进行通信时，必须要计算机网络中各主机之间要进行通信时，必须要知道彼此的物理地址（知道彼此的物理地址（知道彼此的物理地址（知道彼此的物理地址（OSIOSI模型中数据链路层的模型中数据链路层的模型中数据链路层的模型中数据链路层的地址）。因此，在地址）。因此，在地址）。因此，在地址）。因此，在TCP/IPTCP/IP的网际层有的网际层有的网际层有的网际层有ARPARP协议协议协议协议和和和和RARPRARP协议，它们的作用是将源主机和目的主协议，它们的作用是将源主机和目的主协议，它们的作用是将源主机和目的主协议，它们
32、的作用是将源主机和目的主机的机的机的机的IPIP地址与它们的物理地址相匹配。地址与它们的物理地址相匹配。地址与它们的物理地址相匹配。地址与它们的物理地址相匹配。运输层协议TCP传输控制协议传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)TCP(TransmissionControlProtocol) TCPTCP协议是传输层一种面向连接的通信协议，提供可靠的协议是传输层一种面向连接的通信协议，提供可靠的协议是传输层一种面向连接的通信协议，提供可靠的协议是传输层一种面向连接的通信协议，提供可靠的数据传送。对于大量数据的传输，通常都要求有可靠的数据传送。对于大量数据的传
33、输，通常都要求有可靠的数据传送。对于大量数据的传输，通常都要求有可靠的数据传送。对于大量数据的传输，通常都要求有可靠的传送。传送。传送。传送。 TCPTCP协议将源主机应用层的数据分成多个协议将源主机应用层的数据分成多个协议将源主机应用层的数据分成多个协议将源主机应用层的数据分成多个分段分段分段分段，然后将每，然后将每，然后将每，然后将每个分段传送到网络层，网络层将数据封装为个分段传送到网络层，网络层将数据封装为个分段传送到网络层，网络层将数据封装为个分段传送到网络层，网络层将数据封装为IPIP数据包，数据包，数据包，数据包，并发送到目的主机。目的主机的网络层将并发送到目的主机。目的主机的网络
34、层将并发送到目的主机。目的主机的网络层将并发送到目的主机。目的主机的网络层将IPIP数据包中的数据包中的数据包中的数据包中的分段传送给运输层，再由运输层对这些分段进行分段传送给运输层，再由运输层对这些分段进行分段传送给运输层，再由运输层对这些分段进行分段传送给运输层，再由运输层对这些分段进行重组重组重组重组，还原成原始数据，传送给应用层。还原成原始数据，传送给应用层。还原成原始数据，传送给应用层。还原成原始数据，传送给应用层。 TCPTCP协议还要完成协议还要完成协议还要完成协议还要完成流量控制流量控制流量控制流量控制和和和和差错检验差错检验差错检验差错检验的任务，以保证可的任务，以保证可的任
35、务，以保证可的任务，以保证可靠的数据传输。靠的数据传输。靠的数据传输。靠的数据传输。运输层协议UDP用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)UDPUDP协议是一种面向无连接的协议，因此，它不协议是一种面向无连接的协议，因此，它不协议是一种面向无连接的协议，因此，它不协议是一种面向无连接的协议，因此，它不能提供可靠的数据传输，而且能提供可靠的数据传输，而且能提供可靠的数据传输，而且能提供可靠的数据传输，而且UDPUDP不进行差错检不进行差错检不进行差错检不进行差错检验，必须由应用层的应用程序实现可靠性机制和验，必须由应用层的应用程序实现可靠性机制和验，必须由应用层的应用程
36、序实现可靠性机制和验，必须由应用层的应用程序实现可靠性机制和差错控制，以保证端到端数据传输的正确性。差错控制，以保证端到端数据传输的正确性。差错控制，以保证端到端数据传输的正确性。差错控制，以保证端到端数据传输的正确性。虽然虽然虽然虽然UDPUDP与与与与TCPTCP相比，显得非常不可靠，但在一相比，显得非常不可靠，但在一相比，显得非常不可靠，但在一相比，显得非常不可靠，但在一些特定的环境下还是非常有优势的。些特定的环境下还是非常有优势的。些特定的环境下还是非常有优势的。些特定的环境下还是非常有优势的。例如，要发送的信息较短，不值得在主机之间建立一次例如，要发送的信息较短，不值得在主机之间建立
37、一次例如，要发送的信息较短，不值得在主机之间建立一次例如，要发送的信息较短，不值得在主机之间建立一次连接。另外，面向连接的通信通常只能在两个主机之连接。另外，面向连接的通信通常只能在两个主机之连接。另外，面向连接的通信通常只能在两个主机之连接。另外，面向连接的通信通常只能在两个主机之间进行，若要实现多个主机之间的一对多或多对多的间进行，若要实现多个主机之间的一对多或多对多的间进行，若要实现多个主机之间的一对多或多对多的间进行，若要实现多个主机之间的一对多或多对多的数据传输，即广播或多播，就需要使用数据传输，即广播或多播，就需要使用数据传输，即广播或多播，就需要使用数据传输，即广播或多播，就需要
38、使用UDPUDP协议。协议。协议。协议。应用层协议（一）远程终端协议远程终端协议TELNETTELNET本地主机作为仿真终端，登录到远程主机上运行应用程序；本地主机作为仿真终端，登录到远程主机上运行应用程序；文件传输协议文件传输协议FTPFTP实现主机之间的文件传送；实现主机之间的文件传送；简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTPSMTP实现主机之间电子邮件的传送；实现主机之间电子邮件的传送；域名服务域名服务DNSDNS用于实现主机名与用于实现主机名与IPIP地址之间的映射；地址之间的映射；动态主机配置协议动态主机配置协议DHCPDHCP实现对主机的地址分配和配置工作。实现对主机的地址分配和配
39、置工作。 应用层协议（二）路由信息协议路由信息协议RIPRIP用于网络设备之间交换路由信息；用于网络设备之间交换路由信息；超文本传输协议超文本传输协议HTTPHTTP用于用于InternetInternet中的客户机与中的客户机与WWWWWW服务器之间的数据传输；服务器之间的数据传输；网络文件系统网络文件系统NFSNFS实现主机之间的文件系统的共享；实现主机之间的文件系统的共享；引导协议引导协议BOOTPBOOTP用于无盘主机或工作站的启动用于无盘主机或工作站的启动简单网络管理协议简单网络管理协议SNMPSNMP实现网络的管理；实现网络的管理；OSI与TCP/IP参考模型的比较OSIOSI和和
40、TCP/IPTCP/IP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划分为若干采用了协议分层方法，将庞大且复杂的问题划分为若干采用了协议分层方法，将庞大且复杂的问题划分为若干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；个较容易处理的范围较小的问题；个较容易处理的范围较小的问题；个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、传输层各协议层次的功能大体上相似，都存在网络层、传输层各协议层次的功能大体上相似，都存在网络层、传输层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
41、互连，实现世界上和应用层。两者都可以解决异构网的互连，实现世界上和应用层。两者都可以解决异构网的互连，实现世界上和应用层。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；不同厂家生产的计算机之间的通信；不同厂家生产的计算机之间的通信；不同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
42、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都基于一种协议集的概念，协议集是一簇完成特定功能都基于一种协议集的概念，协议集是一簇完成特定功能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。的相互独立的协议。的相互独立的协议。的相互独立的协议。OSI和TCP/IP的差异1 1、OSIOSI体系结构层次分明，而体系结构层次分明，而TCP/IPTCP/IP体系结构的应用体系结构的应用层和
43、通信子层的划分比较模糊。层和通信子层的划分比较模糊。2 2、OSIOSI体系结构对服务、协议和接口的定义是很清楚体系结构对服务、协议和接口的定义是很清楚的，而的，而TCP/IPTCP/IP体系结构对这些概念区分不清楚。体系结构对这些概念区分不清楚。3 3、 TCP/IPTCP/IP充分考虑了对异构网的互联与互操作问题，充分考虑了对异构网的互联与互操作问题，做到了兼容并蓄，而做到了兼容并蓄，而OSIOSI设计的初期只强调了统一设计的初期只强调了统一性标准。性标准。4 4、 TCP/IPTCP/IP全面支持面向连接和无连接两种服务，而全面支持面向连接和无连接两种服务，而OSIOSI设计初期只支持面
44、向连接服务。设计初期只支持面向连接服务。5 5、 TCP/IPTCP/IP体系结构的网络管理功能优于体系结构的网络管理功能优于OSIOSI体系结体系结构。构。4.6帧与分组的概念4.6.1分组由邮局传输的信由邮局传输的信分组的组成分组的组成4.6.2帧4.8地址4.8.1用户地址、网络层地址与物理地址l l用户地址：各种应用程序的连接接口地址。l l网络地址：网络体系中唯一标识计算机的识别地址。l l物理地址：真正完成数据的传输与接受的地址。各种地址之间的关系IPIP地址的构成地址的构成 用户地址与用户地址与IPIP地址间的关系地址间的关系 IPIP地址与物理地址地址与物理地址 4.8.2物理地址的配置和作用4.8.2.1作用1、过滤：只接受属于本地址的数据2、广播：可对局域网内的所有用户进行数据的发送。4.8.2.2地址配置1.固定方式2.可配置方式3.动态配置方式4.9服务模式1.1.面向连接的服务三个阶段：建立连接传输数据拆除连接2.无连接服务只有传输数据这一个过程4.10网络协议与操作系统协议各层与操作系统的关系4.11网络性能4.11.3几种性能评价用排队模型网络节点的简化模型（1）M/G/1模型（2）M/M/1模型
