計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、第第3章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)本章內(nèi)容本章內(nèi)容 計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)參考模型網(wǎng)絡(luò)參考模型 五層網(wǎng)絡(luò)參考模型五層網(wǎng)絡(luò)參考模型3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展背景分層原理基本概念3.1.1 發(fā)展背景發(fā)展背景網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、異質(zhì)性復(fù)雜性、異質(zhì)性 不同的通信介質(zhì)不同的通信介質(zhì)有線、無(wú)線等有線、無(wú)線等 不同種類的設(shè)備不同種類的設(shè)備主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)備等用設(shè)備等 不同的操作系統(tǒng)不同的操作系統(tǒng)UNIX、Windows等等 不同的軟不同的軟/硬件、接口和通信

2、約定（協(xié)議）硬件、接口和通信約定（協(xié)議） 不同的應(yīng)用環(huán)境不同的應(yīng)用環(huán)境固定、移動(dòng)等固定、移動(dòng)等 不同種類業(yè)務(wù)不同種類業(yè)務(wù)分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)等分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)等對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)互實(shí)現(xiàn)互連連采用采用分層方法分層方法。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）1983年形成了年形成了開放式開放式系統(tǒng)互連系統(tǒng)互連參考模型的正式文件（參考模型的正式文件（ISO7498國(guó)際國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)），即標(biāo)準(zhǔn)），即七層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)七層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)互連為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)互連采用分層方法采用分層方法對(duì)照兩個(gè)人收發(fā)信件對(duì)照兩個(gè)人收發(fā)信件信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地

3、址郵件地址貨物地址貨物地址發(fā)信人發(fā)信人郵局郵局運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址收信人收信人對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)P3P2P1公路，鐵路，航空公路，鐵路，航空郵局郵局運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)文件傳送模塊文件傳送模塊計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 1計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 2文件傳送模塊文件傳送模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口接口網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口接口3.1.2 分層原理分層原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用了分層分層方

4、法。方法。把復(fù)雜把復(fù)雜的問(wèn)題劃分為若干個(gè)較小的、單一的局部問(wèn)的問(wèn)題劃分為若干個(gè)較小的、單一的局部問(wèn)題，在不同層上予以解決。題，在不同層上予以解決。網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問(wèn)題： 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層有獨(dú)立的功能？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層有獨(dú)立的功能？（分層與功能分層與功能） 各層之間如何進(jìn)行交互？交接要方便（各層之間如何進(jìn)行交互？交接要方便（服務(wù)與接服務(wù)與接口口） 通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議協(xié)議）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中同層次進(jìn)程通信的協(xié)議以及相鄰層之間的接口

5、和服務(wù)的集合。3.1.3 基本概念基本概念實(shí)體實(shí)體：層中的：層中的活動(dòng)元素活動(dòng)元素，層中的功能由實(shí)體來(lái)完成。，層中的功能由實(shí)體來(lái)完成。任何可以發(fā)送或接收信息的硬件任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進(jìn)程。軟件進(jìn)程。對(duì)等層對(duì)等層：不同主機(jī)中的：不同主機(jī)中的同一同一層次。層次。對(duì)等實(shí)體對(duì)等實(shí)體：不同主機(jī)中的位于：不同主機(jī)中的位于同一同一層次的實(shí)體。層次的實(shí)體。協(xié)議協(xié)議：通信雙方在通信中：通信雙方在通信中對(duì)等實(shí)體必須遵守的必須遵守的規(guī)則、規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定標(biāo)準(zhǔn)或約定。接口接口：相鄰兩層之間相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對(duì)上層的服務(wù)。的操作及下層對(duì)上層的服

6、務(wù)。服務(wù)服務(wù)：某一層向它的上一層提供的一組：某一層向它的上一層提供的一組原語(yǔ)或操作原語(yǔ)或操作，服務(wù)定義了該層的一種服務(wù)定義了該層的一種能力能力，通過(guò)接口提供給其相鄰，通過(guò)接口提供給其相鄰上層。上層。1. 實(shí)體和協(xié)議實(shí)體和協(xié)議系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)B實(shí)體實(shí)體對(duì)等層對(duì)等層對(duì)等實(shí)體對(duì)等實(shí)體接口接口服務(wù)服務(wù)物理網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)P3P2P1 2 1 3 2 1物理通信線路物理通信線路 3 N+1 N N-1 N+1 N N-1Pn-1PnPn+1系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)Bl同一網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個(gè)端系統(tǒng)必須具有相同的層次l每層使用其下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)l通信只在對(duì)等層間進(jìn)行（間接傳輸、邏輯傳輸、虛擬傳輸），

7、非對(duì)等層之間不能互相“通信”l實(shí)際的物理通信只在最底層完成lPn：第n層協(xié)議協(xié)議，即第n層對(duì)等實(shí)體間通信時(shí)必須遵循的規(guī)則或約定網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)對(duì)等通信例：兩個(gè)人收發(fā)信件對(duì)等通信例：兩個(gè)人收發(fā)信件 收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，是在收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，是在直接直接通信嗎？通信嗎？ 郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰(shuí)提供什么樣的服務(wù)？郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰(shuí)提供什么樣的服務(wù)？ 郵局、收發(fā)信人各使用誰(shuí)提供的什么服務(wù)？郵局、收發(fā)信人各使用誰(shuí)提供的什么服務(wù)？信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址發(fā)信人發(fā)信人郵局郵局運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址收信人收

8、信人對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)P3P2P1公路，鐵路，航空公路，鐵路，航空郵局郵局運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)通信協(xié)議的三要素通信協(xié)議的三要素語(yǔ)法語(yǔ)法 傳輸信息的傳輸信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或或數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式。例如：。例如：語(yǔ)義語(yǔ)義 對(duì)協(xié)議中各對(duì)協(xié)議中各協(xié)議元素的含義的解釋協(xié)議元素的含義的解釋，例如：，例如：在在HDLC協(xié)議中，標(biāo)志協(xié)議中，標(biāo)志Flag(7EH)表示報(bào)文的開始和結(jié)束表示報(bào)文的開始和結(jié)束在在BSC協(xié)議中，協(xié)議中，SOH(01H)表示報(bào)文的開始，表示報(bào)文的開始，STX(02H)表示報(bào)文正表示報(bào)文正文的開始，文

9、的開始，ETX(03H)表示報(bào)文正文的結(jié)束表示報(bào)文正文的結(jié)束時(shí)序（同步）時(shí)序（同步） 通信過(guò)程中，通信雙方操作的通信過(guò)程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序執(zhí)行順序和規(guī)則和規(guī)則Flag Address CtrlDataFCSS FlagSOHHEADSTXTEXTETX BCCIBM的的BSC規(guī)程規(guī)程ISO的的HDLC規(guī)程規(guī)程確認(rèn)釋放連接釋放確認(rèn)釋放確認(rèn)連接確認(rèn)數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求連接確認(rèn)tt時(shí)序例時(shí)序例釋放連接釋放連接數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸建立連接建立連接網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中： 每層可能會(huì)有若干個(gè)協(xié)議每層可能會(huì)有若干個(gè)協(xié)議 一個(gè)協(xié)議只屬于一個(gè)層次一個(gè)協(xié)議只屬于一個(gè)層次協(xié)議可以由軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)：協(xié)議可以由

10、軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)： 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件2. 接口和服務(wù)接口和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)中，相鄰兩層之間都有一相鄰兩層之間都有一個(gè)接口，個(gè)接口，每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來(lái)每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來(lái)與另一臺(tái)主機(jī)的對(duì)等層通信，與另一臺(tái)主機(jī)的對(duì)等層通信，服務(wù)由下層服務(wù)由下層通通過(guò)接口提供給其相鄰上層過(guò)接口提供給其相鄰上層。 上層上層使用使用下層提供的服務(wù)下層提供的服務(wù)Service user； 下層向上層下層向上層提供提供服務(wù)服務(wù)Service provider。第n+1層是第n層的服務(wù)用戶，第n-1層是第n層的服務(wù)提供

11、者第n層的服務(wù)也依賴于第n-1層以及以下各層的服務(wù)3. 數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元(n)協(xié)議控制信息協(xié)議控制信息PCI(Protocol Control Information) ：(n)對(duì)等實(shí)體為了協(xié)調(diào)其共同操作所使用的信息。(n)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)UD(User Data) ：以(n+1)實(shí)體的名義在(n)實(shí)體之間傳送的數(shù)據(jù)。 (n)協(xié)議數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(Protocol Data Unit) ：由(n)協(xié)議控制信息和可能的(n)用戶數(shù)據(jù)組成。下層把上層的下層把上層的PDU作為本層的用戶數(shù)據(jù)，然后加入本作為本層的用戶數(shù)據(jù)，然后加入本層的協(xié)議頭部（尾部）加以層的協(xié)議頭部（尾部）加以封裝封裝，形

12、成本層的，形成本層的PDU。數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過(guò)程實(shí)際上就是不斷封裝數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過(guò)程實(shí)際上就是不斷封裝的過(guò)程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過(guò)程就是不斷的過(guò)程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過(guò)程就是不斷拆封的過(guò)程。拆封的過(guò)程。N+1層層PDUN層層PDU用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)協(xié)議頭協(xié)議頭 協(xié)議頭協(xié)議頭用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)多層封裝數(shù)據(jù)多層封裝5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程

13、 序 數(shù) 據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部物理傳輸媒體在目的站，某一層只能識(shí)別由源站對(duì)等層封在目的站，某一層只能識(shí)別由源站對(duì)等層封裝的裝的“信封信封”，而對(duì)于被封裝在，而對(duì)于被封裝在“信封信封”內(nèi)內(nèi)部的部的“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”僅僅是拆封后將其提交給上層僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。，本層不作任何處理。 每一層只處理本層的協(xié)議頭部！每一層只處理本層的協(xié)議頭部！(n)接口控制信息接口控制信息ICI(Interface Control Information) ：在(n+1)實(shí)體和(n)實(shí)體之間為協(xié)調(diào)其共同操作而傳送的信息。(n)接口數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)ID(Interfa

14、ce Data) ：在(n)連接上，為了傳送一個(gè)通信，(n+1)實(shí)體遞交給(n)實(shí)體的數(shù)據(jù)；或在(n)連接上，接收一個(gè)通信，從(n)實(shí)體遞交給(n+1)實(shí)體的數(shù)據(jù)。(n)接口數(shù)據(jù)單元接口數(shù)據(jù)單元IDU(Interface Data Unit) ： 在(n+1)實(shí)體和(n)實(shí)體之間，在一次交互作用中穿過(guò)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)傳輸?shù)男畔卧?n)服務(wù)數(shù)據(jù)單元服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU(Service Data Unit) ：(n)接口數(shù)據(jù)的總和。N+1層層PDUN層層PDUSDUSDU協(xié)議頭協(xié)議頭 協(xié)議頭協(xié)議頭用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù) ICI接口數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù) ICIN+1層層PDUN層層UDSDUSDU協(xié)議

15、頭協(xié)議頭 協(xié)議頭協(xié)議頭用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)N層層SDUN層層PDU 多次網(wǎng)絡(luò)傳輸多次網(wǎng)絡(luò)傳輸 多次接口訪問(wèn)多次接口訪問(wèn)ICIID一個(gè)用戶數(shù)據(jù)一個(gè)用戶數(shù)據(jù)UD可能對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)數(shù)據(jù)單元可能對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU一個(gè)服務(wù)數(shù)據(jù)單元一個(gè)服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU可能對(duì)應(yīng)多個(gè)接口數(shù)據(jù)可能對(duì)應(yīng)多個(gè)接口數(shù)據(jù)ID服務(wù)與協(xié)議之間的關(guān)系服務(wù)與協(xié)議之間的關(guān)系(n)(n+1)(n-1)（n）服務(wù)(n)(n+1)(n-1)（n）協(xié)議4. 服務(wù)服務(wù)服務(wù)服務(wù)：某一層向它的上一層提供的一組：某一層向它的上一層提供的一組原語(yǔ)或原語(yǔ)或操作操作，服務(wù)定義了該層的一種，服務(wù)定義了該層的一種能力。能力。兩種服務(wù)兩種服務(wù)面向連接服務(wù)面向連接服務(wù)

16、在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接，當(dāng)數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，則應(yīng)終止這個(gè)連接。 具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放三個(gè)階段 。 面向連接的服務(wù)是一種可靠的服務(wù)。無(wú)連接服務(wù)無(wú)連接服務(wù) 是指兩個(gè)實(shí)體在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)動(dòng)態(tài)地分配通信資源 。無(wú)連接服務(wù)的類型數(shù)據(jù)報(bào)（數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）它的特點(diǎn)不需要接收端做出任何響應(yīng)，因而是一種不可靠的服務(wù)。確認(rèn)交付（確認(rèn)交付（confirmed delivery）這種服務(wù)要求接收端對(duì)收到的每一個(gè)報(bào)文都要產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)信息發(fā)送給發(fā)送端，該確認(rèn)信息只能保證報(bào)文已經(jīng)發(fā)送到遠(yuǎn)端的目的地了，但不能保證目的地的用戶已收到這個(gè)報(bào)文。是一種可靠的服務(wù)。請(qǐng)求應(yīng)答（請(qǐng)求應(yīng)答（request-repl

17、y）這種類型的數(shù)據(jù)報(bào)要求接收端每收到一個(gè)報(bào)文，就要向發(fā)送端用戶發(fā)送一個(gè)應(yīng)答報(bào)文。是一種可靠的服務(wù)。5. 服務(wù)原語(yǔ)服務(wù)原語(yǔ)服務(wù)原語(yǔ)（Service Primitive）專供用戶和其他實(shí)體訪問(wèn)服務(wù)，服務(wù)通過(guò)服務(wù)原語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一組操作命令。原語(yǔ)類型含義請(qǐng)求(Request)（N+1）實(shí)體請(qǐng)求（N）實(shí)體提供服務(wù)指示(Indication)（N）實(shí)體通知（N+1）實(shí)體發(fā)生了某一事件響應(yīng)(Response)（N+1）實(shí)體對(duì)（N）實(shí)體指示的響應(yīng)確認(rèn)(Confirm)（N）實(shí)體向（N+1）實(shí)體確認(rèn)，（N+1）實(shí)體請(qǐng)求的服務(wù)已完成OSI定義的4種服務(wù)原語(yǔ)：一個(gè)面向連接例子中使用的原語(yǔ)CONNECT.request

18、：請(qǐng)求建立連接CONNECT.indication：指示有連接建立請(qǐng)求CONNECT.response：被呼叫方用來(lái)表示接收拒絕建立連接的請(qǐng)求CONNECT.confirm：通知呼叫方建立連接的請(qǐng)求是否被接受DATA.request：請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)DATA.indication：表示數(shù)據(jù)已到達(dá)DISCONNECT.request：請(qǐng)求釋放連接DISCONNECT.indication：通知對(duì)等實(shí)體釋放連接的完成情況1234565678計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2（N+1）（N）（N+1）（N）12345678910時(shí)間3.2網(wǎng)絡(luò)參考模型網(wǎng)絡(luò)參考模型OSI/RM參考模型TCP/IP參考模型3.2.1 OSI/

19、RM參考模型參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層Application表示層表示層Presentation會(huì)話層會(huì)話層Session傳輸層傳輸層Transportation物理層物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層Data Link網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層Network7654321為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示在用戶間建立會(huì)話關(guān)系在用戶間建立會(huì)話關(guān)系不同主機(jī)進(jìn)程間的不同主機(jī)進(jìn)程間的可靠可靠通信通信在主機(jī)間傳輸分組在主機(jī)間傳輸分組相鄰節(jié)點(diǎn)間相鄰節(jié)點(diǎn)間可靠可靠地傳輸幀地傳輸幀位流的透明傳輸位流的透明傳輸物理傳輸媒體1. 物理層（物理層（Physical Layer）功能：功能： 物理連接：點(diǎn)到點(diǎn)

20、連接和多點(diǎn)連接物理連接：點(diǎn)到點(diǎn)連接和多點(diǎn)連接 差錯(cuò)檢測(cè)差錯(cuò)檢測(cè)服務(wù)：串行和并行服務(wù)：串行和并行協(xié)議協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))：規(guī)定了：規(guī)定了物理接口物理接口的各種特性：的各種特性： 機(jī)械機(jī)械：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格 電氣電氣：信號(hào)電平，信號(hào)的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速：信號(hào)電平，信號(hào)的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳輸距離等率，最大傳輸距離等 功能功能：接口引（線）腳的功能和作用：接口引（線）腳的功能和作用 規(guī)程規(guī)程：信號(hào)時(shí)序，應(yīng)答關(guān)系，操作過(guò)程：信號(hào)時(shí)序，應(yīng)答關(guān)系，操作過(guò)程物理層：節(jié)點(diǎn)到信道之間的物理層：節(jié)點(diǎn)到信道之間的物理接口物理接口，將數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)送入傳輸，將

21、數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)送入傳輸介質(zhì)，確保信道（傳輸介質(zhì)）上正確地、介質(zhì)，確保信道（傳輸介質(zhì)）上正確地、透明地透明地傳送傳送比特流比特流。RS-232-C外形為外形為25針或針或9針的針的D形連接器形連接器通信速率（通信速率（b/s）：）： 100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56K信號(hào)電平：信號(hào)電平： 邏輯“1”：-3V-15V 邏輯“0”：+3V+15V引腳定義：引腳定義：H：Host（DTE），），M：Modem（DCE）設(shè)備握手設(shè)備握手 DTR：HM（保持，表示H已可以工作） DSR：HM（保持，表示M已可以工作）監(jiān)視載波信號(hào)監(jiān)視載波信號(hào) DCD：

22、HM載波（表示數(shù)據(jù)鏈已建立）接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) RXD： HM數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)斷開連接斷開連接 DCD消失、H撤除DTR、M撤除DSR信號(hào)時(shí)序（接收）信號(hào)時(shí)序（接收）設(shè)備握手設(shè)備握手 DTR：HM（保持） DSR：HM（保持）請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送 RTS：HM（保持），M載波，在對(duì)方產(chǎn)生DCD CTS：HM（保持）發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) TXD：HM數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)斷開連接斷開連接 H撤除RTS/DTR M撤除CTS/DSR，停止發(fā)送載波信號(hào)時(shí)序（發(fā)送）信號(hào)時(shí)序（發(fā)送）DTE和DCEDTE (Data Terminal Equipment)是指具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及收發(fā)能力的數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備、終端設(shè)備或計(jì)算

23、機(jī)等終端裝置。 DCE(Data Communication Equipment) 是指自動(dòng)呼叫應(yīng)答設(shè)備、交換機(jī)以及其他一些中間裝置的集合,其作用就是在DTE和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接。 在在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間之間可靠可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層地傳輸數(shù)據(jù)，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無(wú)錯(cuò)的鏈路。呈現(xiàn)為一條無(wú)錯(cuò)的鏈路。PDU：數(shù)據(jù)幀（：數(shù)據(jù)幀（Frame）功能：功能： 鏈路管理：鏈路管理：建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接，發(fā)送方必須建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接，發(fā)送方必須確切知道接收方是否已經(jīng)準(zhǔn)備好確切知道接收方是否已經(jīng)準(zhǔn)備好 組幀組幀：幀封裝，按順序傳送

24、，處理返回的確認(rèn)幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀幀同步幀同步：產(chǎn)生：產(chǎn)生/識(shí)別幀邊界識(shí)別幀邊界 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制：可靠的傳輸，：可靠的傳輸，CRC，ARQ 流量控制流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來(lái)得：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來(lái)得及接收及接收2. 數(shù)據(jù)鏈路層（數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）服務(wù)服務(wù) 無(wú)確認(rèn)無(wú)連接服務(wù) 有確認(rèn)無(wú)連接服務(wù) 面向連接的服務(wù)根據(jù)確認(rèn)的發(fā)送條件，將確認(rèn)機(jī)制分為三種方式： 正向確認(rèn) 雙向確認(rèn) 負(fù)向確認(rèn)協(xié)議：協(xié)議： 面向字符的通信規(guī)程：面向字符的通信規(guī)程：數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)以字符為單位字符為單位傳輸，用控制字符控制通信傳輸，用控制字符控制通信 面向

25、比特的通信規(guī)程：面向比特的通信規(guī)程：數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)以位為單位位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通信傳輸，用幀中的控制字段控制通信標(biāo)題開始標(biāo)題開始SOH正文開始正文開始STX校驗(yàn)校驗(yàn)標(biāo)題標(biāo)題正文正文正文結(jié)束正文結(jié)束ETX幀起始幀起始01111110控制控制幀結(jié)束幀結(jié)束01111110地址地址信息信息幀校驗(yàn)幀校驗(yàn)IBM的的BSC規(guī)程規(guī)程ISO的的HDLC規(guī)程規(guī)程尋址尋址并選擇合適的并選擇合適的路由路由， 把分組從把分組從源端源端傳送到傳送到目的目的端端。PDU：分組（：分組（ Packet）功能：功能： 路由選擇路由選擇：如何在多條通信路徑中找一條：如何在多條通信路徑中找一條最佳路最佳路徑徑依據(jù)：依據(jù)

26、：速度、速度、 距離、距離、 價(jià)格、價(jià)格、 擁塞程度擁塞程度 擁塞控制擁塞控制：子網(wǎng)中分組太多的問(wèn)題：子網(wǎng)中分組太多的問(wèn)題 網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連：不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連的問(wèn)題：不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連的問(wèn)題3. 網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)層從傳輸層接受報(bào)文（發(fā)送時(shí)）并拆分為報(bào)文分組，把每一個(gè)分組作為一個(gè)獨(dú)立的信息單位傳送。特征：不需建立連接、每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都附有網(wǎng)絡(luò)地址、要求路由選擇、數(shù)據(jù)報(bào)不能保證按序到達(dá)目的地。 虛電路（Virtual Circuit）服務(wù) 在源主機(jī)要與目的主機(jī)通信之前，應(yīng)先建立一條網(wǎng)絡(luò)連接，虛電路。特征：要求先建立連接、呼叫請(qǐng)求分

27、組要求路由選擇和網(wǎng)絡(luò)地址、其它分組虛電路號(hào)、按序到達(dá)。 永久虛電路 呼叫虛電路 協(xié)議協(xié)議 分組傳送協(xié)議 路由選擇協(xié)議鏈路層的任務(wù)鏈路層的任務(wù)相鄰兩節(jié)點(diǎn)間節(jié)點(diǎn)間可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點(diǎn)間端點(diǎn)間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機(jī)間的邏輯通信）對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的連接進(jìn)行管理，在源端與目的端之間提對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的連接進(jìn)行管理，在源端與目的端之間提供供可靠的可靠的、高效率高效率的數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不的數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必關(guān)心通信子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。必關(guān)心通信子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。傳輸層的特點(diǎn)傳輸層的特點(diǎn) 以上各層以上各層面向應(yīng)用面向應(yīng)用，本層及以下各層，本層及以下各層面向傳輸面向傳輸； 傳輸層是一個(gè)傳

28、輸層是一個(gè)真正的真正的“端到端端到端”的層，所有處理都是按的層，所有處理都是按照從源端到目的端的方式來(lái)進(jìn)行；照從源端到目的端的方式來(lái)進(jìn)行； 只存在于端主機(jī)中只存在于端主機(jī)中；4. 傳輸層（傳輸層（Transport Layer）功能功能 傳輸連接管理傳輸連接管理：傳輸層是一個(gè)：傳輸層是一個(gè)真正的真正的“端到端端到端”的層，所有處理都是按照從源端到目的端的方式的層，所有處理都是按照從源端到目的端的方式來(lái)進(jìn)行，傳輸層采用來(lái)進(jìn)行，傳輸層采用端口端口與上層進(jìn)行通信。與上層進(jìn)行通信。 流量控制流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)載。，防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)載。服務(wù)服務(wù) 面向連接的可靠服務(wù)面向連接的可靠服務(wù)協(xié)議協(xié)議 未給出具

29、體協(xié)議實(shí)現(xiàn)未給出具體協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點(diǎn)間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機(jī)間的邏輯通信主機(jī)間的邏輯通信）傳輸層的任務(wù)傳輸層的任務(wù)兩端點(diǎn)間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸（應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信）通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)5. 會(huì)話層（會(huì)話層（Session Layer ）在傳輸層服務(wù)的基礎(chǔ)上增加控制會(huì)話(Session)的機(jī)制，建立、組織和協(xié)調(diào)應(yīng)用進(jìn)程之間的交互過(guò)程。 功能：功能：為用戶建立、引導(dǎo)和釋放會(huì)話連接。 服務(wù) 服務(wù)類型：雙向同時(shí)(雙工)、雙向交替(半雙工)和單向(單工) 6. 表示層（表示層（Presentation Layer ）定義用戶或應(yīng)用程序之間交換數(shù)據(jù)的格式，提供數(shù)據(jù)

30、表示之間的轉(zhuǎn)換服務(wù)（編碼轉(zhuǎn)換） ，保證傳輸?shù)男畔⒌竭_(dá)目的端后意義不變。 功能：功能：對(duì)源站內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼，形成適合于傳輸?shù)谋忍亓?符合“傳輸語(yǔ)法”)，到了目的站再進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換成目的站用戶所要求的格式(符合目的站“局部語(yǔ)法”)，保持傳輸數(shù)據(jù)的意義不變。 服務(wù)：服務(wù)：不同類型計(jì)算機(jī)中內(nèi)部格式的轉(zhuǎn)換、密碼轉(zhuǎn)換和文本壓縮的轉(zhuǎn)換 為用戶提供訪問(wèn)各種網(wǎng)絡(luò)資源的服務(wù)為用戶提供訪問(wèn)各種網(wǎng)絡(luò)資源的服務(wù)應(yīng)用層協(xié)議的例子：應(yīng)用層協(xié)議的例子： OSI：虛擬終端協(xié)議（虛擬終端協(xié)議（VTP）、文件傳送、存取和）、文件傳送、存取和管理（管理（FTAM）、）、7. 應(yīng)用層（應(yīng)用層（Application Layer）T

31、CP/IP不是一個(gè)單個(gè)的協(xié)議，而是由不是一個(gè)單個(gè)的協(xié)議，而是由數(shù)十個(gè)數(shù)十個(gè)具具有層次結(jié)構(gòu)的有層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議組成協(xié)議組成的一個(gè)的一個(gè)協(xié)議集協(xié)議集。TCP和和IP是該協(xié)議集中的兩個(gè)最重要的核心協(xié)議。是該協(xié)議集中的兩個(gè)最重要的核心協(xié)議。TCP/IP是是Internet上的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議集。上的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議集。3.2.2 TCP/IP參考模型參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層7654321OSI/RM應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層網(wǎng)際層TCP/IPTCP/IP與與OSI/RM的對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系Ethernet, 80

32、2.3, 等等TCP/IP支持支持所有標(biāo)準(zhǔn)的物所有標(biāo)準(zhǔn)的物理層和數(shù)據(jù)鏈理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議路層協(xié)議1. TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層的網(wǎng)絡(luò)接口層沒有定義任何實(shí)際協(xié)議，可以視為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)將網(wǎng)際層的IP數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送；或從物理網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)幀，抽取出IP數(shù)據(jù)報(bào)（分組）上交給網(wǎng)際層可以連接多種物理網(wǎng)絡(luò)2. TCP/IP的網(wǎng)際（網(wǎng)絡(luò)）層的網(wǎng)際（網(wǎng)絡(luò)）層主要功能是把數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)主要功能是把數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)最佳路徑最佳路徑送到目的端。送到目的端。 尋址（尋址（IP地址）、路由選擇、封包地址）、路由選擇、封包/拆包拆包網(wǎng)際層的網(wǎng)際層的核心協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議核心協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，提供，提供無(wú)連接無(wú)連接的數(shù)據(jù)的數(shù)

33、據(jù)報(bào)傳輸服務(wù)（不保證送達(dá)，不保證順序，不保證無(wú)錯(cuò)報(bào)傳輸服務(wù)（不保證送達(dá)，不保證順序，不保證無(wú)錯(cuò)），不可靠服務(wù)。），不可靠服務(wù)。 為了提高傳輸速率，放棄了一些非必要的可靠性操作為了提高傳輸速率，放棄了一些非必要的可靠性操作網(wǎng)際層是網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（如路由器）上的最高層。網(wǎng)際層是網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（如路由器）上的最高層。 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備不需要傳輸層和應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備不需要傳輸層和應(yīng)用層網(wǎng)際層的其他重要協(xié)議：網(wǎng)際層的其他重要協(xié)議： 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（Internet Control Message Protocol ，ICMP ）傳遞控制信息傳遞控制信息封裝在封裝在IP中進(jìn)行傳輸中進(jìn)行傳

34、輸 地址解析協(xié)議（地址解析協(xié)議（Address Resolution Protocol ，ARP ）為已知的為已知的IP地址確定相應(yīng)的地址確定相應(yīng)的MAC地址地址 逆向地址解析協(xié)議（逆向地址解析協(xié)議（Reverse Address Resolution Protocol， RARP ）為已知的為已知的MAC地址確定相應(yīng)的地址確定相應(yīng)的IP地址地址 因特網(wǎng)組播管理協(xié)議因特網(wǎng)組播管理協(xié)議 （Internet Group Management Protocol ，IGMP ）多址廣播組管理（主機(jī)多址廣播組管理（主機(jī)-組播路由器組播路由器 ）網(wǎng)際層的四個(gè)主要協(xié)議網(wǎng)際層的四個(gè)主要協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳

35、輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層網(wǎng)際層 IP ICMP ARP RARP3. TCP/IP的傳輸層的傳輸層傳輸層的主要功能：為應(yīng)傳輸層的主要功能：為應(yīng)用進(jìn)程提供端到端傳輸服用進(jìn)程提供端到端傳輸服務(wù)。務(wù)。傳輸層包括傳輸層包括TCP和和UDP兩兩種傳輸協(xié)議：種傳輸協(xié)議： 傳輸控制協(xié)議（傳輸控制協(xié)議（TCP）是）是面面向連接的向連接的傳輸協(xié)議。它是傳輸協(xié)議。它是“可靠可靠”的傳輸服務(wù)的傳輸服務(wù) 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）是）是無(wú)連接的無(wú)連接的傳輸協(xié)議。它是傳輸協(xié)議。它是“不可靠不可靠”的傳輸服務(wù)的傳輸服務(wù)應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層網(wǎng)際層面向連接的面向連接的 TCP無(wú)連接的無(wú)連接的 UDPHTTPFTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP2123255369161TCP UDP應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層TCP和和UDP都用端口都用端口(port)號(hào)來(lái)識(shí)別應(yīng)用層實(shí)體