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

1、第三章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 要求：1. 了解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的概念2. 理解OSI模型及其各層的功能3. 了解TCP/IP及局域網(wǎng)參考模型4. 理解IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)及局域網(wǎng)中的介質(zhì)訪問控制方法 知識點(diǎn)：1.OSI參考模型中7個層次的關(guān)系和工作原理、相關(guān)術(shù)語2.分層體系結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)傳輸3.TCP/IP參考模型及與OSI模型的比較4.媒體訪問控制概念，CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法5.IEEE802標(biāo)準(zhǔn)及其內(nèi)容 重點(diǎn)與難點(diǎn)1.OSI 低三層模型和網(wǎng)絡(luò)層的基本概念和主要功能，相關(guān)術(shù)語及概念2.CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法本章要點(diǎn)3第一節(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第一節(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)本節(jié)內(nèi)容

2、：1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程2. 分層原理3. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念4一、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程一、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景：背景： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性復(fù)雜性、異質(zhì)性異質(zhì)性 不同的通信介質(zhì)不同的通信介質(zhì)有線、無線等有線、無線等 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)用設(shè)備等主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)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、移動等固定、移動等 不同種類業(yè)務(wù)不同種類業(yè)

3、務(wù)分時、交互、實(shí)時等分時、交互、實(shí)時等 寶貴的投資和積累寶貴的投資和積累有形、無形等有形、無形等 用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏5二、分層的原理二、分層的原理問題：問題：對于對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以，以達(dá)到如下目標(biāo)：達(dá)到如下目標(biāo)：l結(jié)構(gòu)清晰l簡化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)l便于更新與維護(hù)l較強(qiáng)的獨(dú)立性和適應(yīng)性解決方案：分而治之！解決方案：分而治之！ 讓我們從一個實(shí)際例子開始讓我們從一個實(shí)際例子開始 61. 一個分層實(shí)例：空中旅行的組織一個分層實(shí)例：空中旅行的組織一系列的步驟：一系列的步

4、驟： 從人的運(yùn)輸角度看從人的運(yùn)輸角度看機(jī)票 (購買)行李 (托運(yùn))旅客 (出發(fā))飛機(jī) (起飛)飛行航線機(jī)票 (投訴)行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (到達(dá))飛機(jī) (著陸)飛行航線飛行航線7空中旅行的組織空中旅行的組織: 從另一種不同的角度觀察從另一種不同的角度觀察機(jī)票 (購買)行李 (托運(yùn))旅客 (出發(fā))飛機(jī) (起飛)飛行航線機(jī)票 (投訴)行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (到達(dá))飛機(jī) (著陸)飛行航線飛行航線8從出發(fā)地到目的地的航線：導(dǎo)航服務(wù)柜臺-to-柜臺：“旅客+行李” 票務(wù)服務(wù)行李托運(yùn)-to-行李認(rèn)領(lǐng)：行李服務(wù)登機(jī)入口-to-到達(dá)出口：旅客乘務(wù)服務(wù) 跑道-to-跑道：飛機(jī)“航運(yùn)”服務(wù)層次的觀點(diǎn)：層次的觀點(diǎn)： 每

5、層實(shí)現(xiàn)一種特定的每層實(shí)現(xiàn)一種特定的服務(wù)。服務(wù)。該服務(wù)的實(shí)現(xiàn)由下列兩種形式完成該服務(wù)的實(shí)現(xiàn)由下列兩種形式完成 通過自己內(nèi)部的功能通過自己內(nèi)部的功能 依賴自己的下層提供的服務(wù)依賴自己的下層提供的服務(wù)9層次功能的分布式實(shí)現(xiàn)層次功能的分布式實(shí)現(xiàn)飛機(jī) (起飛)飛機(jī) (著陸)飛行航線起飛起飛機(jī)場機(jī)場到達(dá)機(jī)場到達(dá)機(jī)場中間空中交通樞紐飛行航線飛行航線機(jī)票 (購買)機(jī)票 (投訴)行李 (托運(yùn))行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (出發(fā))旅客 (到達(dá))10層次化方法在其他領(lǐng)域的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 把一個大的程序分解為若干個層次的小模塊把一個大的程序分解為若干個層次的小模塊來實(shí)現(xiàn)，如操作系統(tǒng)。來實(shí)現(xiàn)，如操作系統(tǒng)。郵政系統(tǒng)郵政系統(tǒng)

6、 郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運(yùn)輸郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運(yùn)輸銀行系統(tǒng)銀行系統(tǒng) 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也采用了分層分層方法：方法： 將一個復(fù)雜的問題劃分為若干個較小的、單一的局部問將一個復(fù)雜的問題劃分為若干個較小的、單一的局部問題，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)方法要解決的問題：網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題： 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？ （分層與功能分層與功能） 各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？ （服務(wù)與接口服務(wù)與

7、接口） 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）2. 分層原理 -計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點(diǎn)層次結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點(diǎn) 獨(dú)立性強(qiáng)獨(dú)立性強(qiáng)耦合程度低耦合程度低上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務(wù)上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務(wù)黑箱方法。黑箱方法。 適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)只要服務(wù)和接口不變，每層的實(shí)現(xiàn)方法可任意改變。只要服務(wù)和接口不變，每層的實(shí)現(xiàn)方法可任意改變。 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成若干個涉及范圍小、功能簡單把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成若干個涉及范圍小、功能簡單的子單元：的子單元： 使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù)變得簡單和容易。使系

8、統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù)變得簡單和容易。 使設(shè)計(jì)人員能專心設(shè)計(jì)和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。使設(shè)計(jì)人員能專心設(shè)計(jì)和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。13什么是什么是計(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)： 為了完成計(jì)算機(jī)間的通訊，把計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能為了完成計(jì)算機(jī)間的通訊，把計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，規(guī)定了同層次實(shí)體通訊的劃分成有明確定義的層次，規(guī)定了同層次實(shí)體通訊的協(xié)議及相鄰層之間的服務(wù)接口。將這些同層實(shí)體通信協(xié)議及相鄰層之間的服務(wù)接口。將這些同層實(shí)體通信協(xié)議及相鄰層接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。協(xié)議及相鄰層接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 簡單地說，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的簡單地說，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，

9、將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層層次結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)、對等層、對等層協(xié)議協(xié)議以及以及服務(wù)和層間接口服務(wù)和層間接口的集合被稱的集合被稱為為計(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)。 換句話說：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)包括三方面的內(nèi)容：換句話說：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)包括三方面的內(nèi)容： 1 分層結(jié)構(gòu)與每層的功能分層結(jié)構(gòu)與每層的功能 2 服務(wù)與層間接口服務(wù)與層間接口 3 協(xié)議協(xié)議三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念的基本概念最早的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)源于最早的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)源于IBM的的SNA 其他的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)還有其他的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)還有DEC的的DNA等等由國際化標(biāo)準(zhǔn)組織由國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO制定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)制定的網(wǎng)絡(luò)體

10、系結(jié)構(gòu)國際標(biāo)準(zhǔn)是國際標(biāo)準(zhǔn)是OSI/RM實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的是實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 事實(shí)上的（事實(shí)上的（de facto）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的一些基本概念一些基本概念 實(shí)體實(shí)體：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。 協(xié)議協(xié)議：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。 對等層對等層：兩個不同系統(tǒng)中的同級層次。：兩個不同系統(tǒng)中的同級層次。 對等實(shí)體對等實(shí)體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實(shí)體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實(shí)體 接口接口：相鄰

11、兩層之間交互的界面。相鄰兩層之間的：相鄰兩層之間交互的界面。相鄰兩層之間的操作，下層對上層提供的服務(wù)，均通過接口完成。操作，下層對上層提供的服務(wù)，均通過接口完成。 服務(wù)服務(wù)：某一層及其以下各層所提供的一種：某一層及其以下各層所提供的一種能力能力，服，服務(wù)通過接口提供給其相鄰上層使用。務(wù)通過接口提供給其相鄰上層使用。系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)B實(shí)體實(shí)體對等層對等層對等實(shí)體對等實(shí)體接口接口服務(wù)服務(wù)物理網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)2. 對等層通信的實(shí)質(zhì)對等層通信的實(shí)質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)原理網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)原理禁止禁止不同主機(jī)的對等層之間進(jìn)行不同主機(jī)的對等層之間進(jìn)行直接直接通信通信。(想一想，為什么?) 實(shí)際上，每一層必須依

12、靠下層提供的服務(wù)來與另一實(shí)際上，每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來與另一臺主機(jī)的對等層通信。臺主機(jī)的對等層通信。 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)例：郵政通信例：郵政通信18對等通信例：兩個人收發(fā)信件對等通信例：兩個人收發(fā)信件 想一想想一想： 收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，是在直接通信嗎？收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，是在直接通信嗎？ 郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？郵

13、局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？ 郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(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信人對信件內(nèi)容的共識對信件內(nèi)容的共識對信件如何傳遞的共識對信件如何傳遞的共識對貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R對貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧RP3P2P1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)19網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分層層體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)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

14、統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)Bl網(wǎng)絡(luò)中的任何一個系統(tǒng)都是按照層次結(jié)構(gòu)來組織的l同一網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個端系統(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通信只在對等層間進(jìn)行（間接的、邏輯的、虛擬的），非對等層之間不能互相“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層對等實(shí)體間通信時必須遵循的規(guī)則或約定20 3 2 1 N+1 N N-1 2 1 3 N+1 N N-1 源進(jìn)程傳送消息到目標(biāo)進(jìn)程的過程： 消息送到源系統(tǒng)的最高層； 從最高層開始，自上而下逐層封裝封裝； 經(jīng)物理線路傳輸?shù)侥繕?biāo)系統(tǒng)； 目標(biāo)系統(tǒng)將收到的信息自下而上逐層處理并拆封拆封； 由最高層將消息提交給目標(biāo)進(jìn)

15、程。目標(biāo)進(jìn)程源進(jìn)程P3P2P1物理通信線路物理通信線路Pn-1PnPn+1消息消息消息消息邏輯通信邏輯通信小結(jié)：對等層通信的實(shí)質(zhì)小結(jié)：對等層通信的實(shí)質(zhì) 對等層實(shí)體之間實(shí)現(xiàn)的是對等層實(shí)體之間實(shí)現(xiàn)的是虛擬的邏輯通信虛擬的邏輯通信； 1. 下層向上層提供服務(wù)；下層向上層提供服務(wù)； 2. 上層依賴上層依賴下層提供的服下層提供的服務(wù)來與其他主機(jī)上的對等層務(wù)來與其他主機(jī)上的對等層通信；通信； 3. 實(shí)際通信在最底層完成實(shí)際通信在最底層完成。223. 通信協(xié)議通信協(xié)議 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，所有在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，所有的通信活動都是由協(xié)議所的通信活動都是由協(xié)議所控制的。控制的。 是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的對等實(shí)體對

16、等實(shí)體之間有關(guān)通信規(guī)則約定之間有關(guān)通信規(guī)則約定的集合的集合 它定義了網(wǎng)絡(luò)中對等實(shí)體它定義了網(wǎng)絡(luò)中對等實(shí)體間發(fā)送和接收報(bào)文的格間發(fā)送和接收報(bào)文的格式、順序以及當(dāng)傳送和接收消息時應(yīng)采取的行動式、順序以及當(dāng)傳送和接收消息時應(yīng)采取的行動。 即通信協(xié)議包含有三個要素：即通信協(xié)議包含有三個要素： 語義語義、語法和、語法和時序時序23通信協(xié)議的三要素通信協(xié)議的三要素 語義：語義： 對協(xié)議中各協(xié)議元素的含義的解釋。對協(xié)議中各協(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

17、始，表示報(bào)文的開始，STX(02H)表示報(bào)文正文表示報(bào)文正文的開始，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 語法：語法： 協(xié)議元素與數(shù)據(jù)的組合格式，即報(bào)文格式。例如：協(xié)議元素與數(shù)據(jù)的組合格式，即報(bào)文格式。例如： 時序：時序： 通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則FlagAddressCtrlDataFCSSFlagSOHHEADSTXTEXTETXBCCBSCHDLC24HiHiWhats thetime?2:00請求連接傳送文件：xxxxx.xxxtime連接確認(rèn)25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)連接請求連接確認(rèn)tt

18、 時序例時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在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中： 每層可能會有若干個協(xié)議每層可能會有若干個協(xié)議 一個協(xié)議只屬于一個層次一個協(xié)議只屬于一個層次協(xié)議可以由軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)：協(xié)議可以由軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)： 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件常用協(xié)議簇：常用協(xié)議簇： TCP/IP（Windows、UNIX、Linux、） NetBEUI（Windows） IPX/SPX（NetWare、Windows）注意要點(diǎn)：注意要點(diǎn)：274.與協(xié)議相關(guān)的概念與協(xié)議相關(guān)的概念-數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元 (n)協(xié)議控制信息

19、協(xié)議控制信息PCI(Protocol Control Information) ：(n)實(shí)體為了協(xié)調(diào)其共同操作使用(n-1)連接而交換的信息。 (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。 (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(Interface Data

20、) ：在(n)連接上，為了傳送給一個通信(n+1)實(shí)體而從(n+1)實(shí)體遞交給(n)實(shí)體的信息?；蛟?n)連接上，收到通信(n+1)實(shí)體的信息后從(n)實(shí)體遞交給(n+1)實(shí)體的信息。 (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服務(wù)訪問點(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。28服務(wù)數(shù)據(jù)單元（服務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）29協(xié)議數(shù)據(jù)單元（協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU） 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對等層之間交換的信息報(bào)文統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對等

21、層之間交換的信息報(bào)文統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)協(xié)議數(shù)據(jù)單元據(jù)單元（Protocol Data Unit，PDU）。）。 PDU由由協(xié)議控制信息（協(xié)議控制信息（PCI或稱協(xié)議頭）或稱協(xié)議頭）和用戶和用戶數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元（SDU）組成）組成: 協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息: 地址、序號、長度、分段標(biāo)志、差錯控制信息地址、序號、長度、分段標(biāo)志、差錯控制信息協(xié)議控制信息協(xié)議控制信息數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（SDU）30 下層把上層的下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)加以作為本層的數(shù)據(jù)加以封裝封裝，然后，然后加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層

22、的PDU。 封裝封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。 因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實(shí)際上就是因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實(shí)際上就是不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。程就是不斷拆封的過程。類比：發(fā)送信件類比：發(fā)送信件 數(shù)據(jù)在傳輸時，其外面實(shí)際上要被包封多層數(shù)據(jù)在傳輸時，其外面實(shí)際上要被包封多層“信封信封”。數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)協(xié)議頭協(xié)議頭數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)N+1層層PDUN層層PDU315.數(shù)據(jù)的多層封裝和拆封數(shù)據(jù)的多層封裝和拆封數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組頭頭幀

23、頭幀頭 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組頭分組頭幀尾幀尾封裝封裝段段分組分組幀幀拆封拆封32 TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù) TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)IP頭頭幀頭幀頭 TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)IP頭頭幀尾幀尾例：例：TCP/IP協(xié)議的封裝過程協(xié)議的封裝過程應(yīng)用層應(yīng)用層 傳輸層傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層鏈路層 33在目的站，某一層只能識別由源站對等層封在目的站，某一層只能識別由源站對等層封裝的裝的“信封信封”，而對于被封裝在，而對于被封裝在“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

24、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！各種協(xié)議集的封裝示意圖各種協(xié)議集的封裝示意圖34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356. 兩種服務(wù)兩種服務(wù)面向連接服務(wù)面向連接服務(wù) 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)終止這個連接。 具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放三個階段 。無連接服務(wù)無連接服務(wù) 是指兩個實(shí)體在數(shù)據(jù)傳輸時動態(tài)地進(jìn)行分配通信時所需的資源 。36兩種服務(wù)的比較兩種服務(wù)的比較Connection Oriented Connectionless參考模式參考模式電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)郵政系統(tǒng)郵政

25、系統(tǒng)特點(diǎn)特點(diǎn)靜態(tài)分配資源；傳輸靜態(tài)分配資源；傳輸前需要建立連接前需要建立連接動態(tài)分配資源動態(tài)分配資源可靠性可靠性提供可靠的傳輸服務(wù)：無提供可靠的傳輸服務(wù)：無錯、按序、無丟失錯、按序、無丟失/無重復(fù)無重復(fù)不能防止報(bào)文的損壞、失不能防止報(bào)文的損壞、失序、丟失和重復(fù)序、丟失和重復(fù)對目的地址對目的地址 的要求的要求僅在連接階段需要完整的僅在連接階段需要完整的目的地址目的地址需要為每一個報(bào)文提供完需要為每一個報(bào)文提供完整的目的地址整的目的地址適用場合適用場合在一段時間內(nèi)向同一目的地在一段時間內(nèi)向同一目的地發(fā)送大量報(bào)文發(fā)送大量報(bào)文; 實(shí)時性要求實(shí)時性要求少量零星報(bào)文少量零星報(bào)文分類及示例分類及示例1.可靠

26、消息流可靠消息流 - 文件傳輸文件傳輸2.可靠字節(jié)流可靠字節(jié)流 - 遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄3.不可靠連接不可靠連接 - 數(shù)字化聲音數(shù)字化聲音1.數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào) - 廣播廣播/組播組播2.可靠的數(shù)據(jù)報(bào)可靠的數(shù)據(jù)報(bào)- 掛號郵件掛號郵件3.請求應(yīng)答請求應(yīng)答 - 數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)庫查詢37無連接服務(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)。 證實(shí)交付（證實(shí)交付（confirmed delivery）這種服務(wù)要求接收端對收到的每一個報(bào)文都要產(chǎn)生一個證實(shí)發(fā)送給發(fā)送端，該證實(shí)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報(bào)文。 請求應(yīng)答

27、（請求應(yīng)答（request-reply）這種類型的數(shù)據(jù)報(bào)要求接收端用戶每收到一個報(bào)文，就要向發(fā)送端用戶發(fā)送一個應(yīng)答報(bào)文。38服務(wù)原語服務(wù)原語 服務(wù)原語（Service Primitive）專供用戶和其他實(shí)體訪問服務(wù)。 服務(wù)原語只是對服務(wù)進(jìn)行概念性的功能描述，至于如何實(shí)現(xiàn)并不作明確規(guī)定。 原語類型含義請求(Request)（N+1）實(shí)體請求（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（N）實(shí)體指示的響應(yīng)證實(shí)(Confirm)（N）實(shí)體向（N+1）實(shí)體確認(rèn)，（N+1）實(shí)體請求的服務(wù)已完成39一個面向連接例子中使用的

28、原語 CONNECT.request：請求建立連接 CONNECT.indication：指示有連接建立請求 CONNECT.response：被呼叫方用來表示接收拒絕建立連接的請求 CONNECT.confirm：通知呼叫方建立連接的請求是否被接受 DATA.request：請求發(fā)送數(shù)據(jù) DATA.indication：表示數(shù)據(jù)已到達(dá) DISCONNECT.request：請求釋放連接 DISCONNECT.indication：通知對等實(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時間40第二節(jié)第二節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型計(jì)

29、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型 1. OSI/RM參考模型 - 理論模型 2. TCP/IP 模型 - 事實(shí)模型41一、一、OSI/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會話層會話層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話關(guān)系在用戶間建立會話關(guān)系不同主機(jī)進(jìn)程間的通信不同主機(jī)進(jìn)程間的通信在主機(jī)間傳輸分組在主機(jī)間傳輸分組在節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸幀在節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸幀位流的透明傳輸

30、位流的透明傳輸 僅定義每層應(yīng)該“做什么”， 而沒有具體定義“怎么做” 沒有明確定義每一層的服務(wù)和協(xié)議。 每層的對等實(shí)體之間都通過各自的通信協(xié)議 各個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都有相同的層級結(jié)構(gòu) 不同系統(tǒng)的相應(yīng)層次有相同的功能 同一系統(tǒng)的各層之間通過接口聯(lián)系 相鄰的兩層之間、下層為上層提供服務(wù)，同時上層使用下層提供的服務(wù)。 傳輸層向上面向應(yīng)用，傳輸層向下面向通信子網(wǎng)。OSI模型的特點(diǎn)1. 物理層（物理層（Physical Layer） 物理層位于物理層位于OSI模型的最底層。模型的最底層。 功能：在物理媒體功能：在物理媒體(介質(zhì)介質(zhì))上上正確地正確地、透明地透明地傳送傳送比特流比特流（按位傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)）。（按位傳

31、輸?shù)膶?shí)現(xiàn)）。 服務(wù)：串行和并行服務(wù)：串行和并行 物理層協(xié)議物理層協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))的主要內(nèi)容：規(guī)定了物理接口的各種的主要內(nèi)容：規(guī)定了物理接口的各種特性：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：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳輸距離等大傳輸距離等 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：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程 例：例：RS-232、RS-449、X.21、V.24、 V.35、G.703/G.704 OSI模型

32、各層的功能44RS-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 信號電平：信號電平： 邏輯“1”：-3V-15V 邏輯“0”：+3V+15V 引腳定義：引腳定義：4546 在兩個在兩個相鄰節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對網(wǎng)絡(luò)層間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯的鏈路。呈現(xiàn)為一條無錯的鏈路。 PDU：幀（：幀（Frame） 功能：功能： 建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接 組幀組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀：

33、幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀 物理尋址物理尋址：MAC地址地址/物理地址物理地址 定界與同步定界與同步：產(chǎn)生：產(chǎn)生/識別幀邊界識別幀邊界 錯誤檢測錯誤檢測/恢復(fù)恢復(fù)：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，使接收方來得及接收：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來得及接收2、數(shù)據(jù)鏈路層（、數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）47 協(xié)議：協(xié)議： 面向字符的：面向字符的： 數(shù)據(jù)以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信數(shù)據(jù)以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信 IBM的的BSC規(guī)程規(guī)程 面向比特的：面向比特的： 數(shù)據(jù)以位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通

34、信數(shù)據(jù)以位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通信 ISO的的HDLC規(guī)程規(guī)程 思考題：思考題： 建立了物理連接是否等于建立的數(shù)據(jù)鏈路連接？建立了物理連接是否等于建立的數(shù)據(jù)鏈路連接？ 數(shù)據(jù)鏈路連接發(fā)生在什么地方？數(shù)據(jù)鏈路連接發(fā)生在什么地方？ 建立數(shù)據(jù)鏈路連接的過程是什么？建立數(shù)據(jù)鏈路連接的過程是什么？ 書上書上P29頁頁 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路連接和物理連接之間的連接和物理連接之間的關(guān)系關(guān)系48 尋址并選擇合適的路由，把數(shù)據(jù)報(bào)從源端傳送到目尋址并選擇合適的路由，把數(shù)據(jù)報(bào)從源端傳送到目的端，在需要時對上層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段和重組。的端，在需要時對上層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段和重組。 PDU：數(shù)據(jù)報(bào)或分組（：數(shù)據(jù)報(bào)或分組

35、（Datagram，IP-分組分組Packet） 功能：功能： 在在源端與目的端源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接 尋址、路由選擇和分組中轉(zhuǎn)尋址、路由選擇和分組中轉(zhuǎn) 分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合 流量控制和擁塞控制流量控制和擁塞控制 多路復(fù)用：為多個傳輸層實(shí)體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)多路復(fù)用：為多個傳輸層實(shí)體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù) 差錯檢測與恢復(fù)差錯檢測與恢復(fù) 流量統(tǒng)計(jì)和記賬流量統(tǒng)計(jì)和記賬 IP協(xié)議協(xié)議RFC 7913. 網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）49鏈路層的任務(wù)鏈路層的任務(wù)兩節(jié)點(diǎn)間節(jié)點(diǎn)間可靠的數(shù)據(jù)傳輸E

36、thernet, X.25, ATM, 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）Ethernet, X.25, ATM, 50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徑最佳路徑？ 依據(jù)：依據(jù)：速度速度、 距離距離(步跳數(shù)步跳數(shù))、 價格價格、 擁塞程度擁塞程度路由器路由器路由表建立與維護(hù)路由表建立與維護(hù) 靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò) 動態(tài)：運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(tài)維護(hù)動態(tài)：運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(tài)維護(hù)路由算法路由算法建立與維護(hù)路由表的方法建立與維護(hù)路由表的方法 距離向量算

37、法：距離向量算法：RIP、CGP等等 鏈路狀態(tài)算法：鏈路狀態(tài)算法：OSPF等等51 對網(wǎng)絡(luò)層的連接進(jìn)行管理，在對網(wǎng)絡(luò)層的連接進(jìn)行管理，在源端源端與與目的端目的端之間提之間提供供可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必，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)。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：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸；以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸； 與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層功能的強(qiáng)弱；功能的強(qiáng)弱； 只存在于端主機(jī)中；只存在于端主機(jī)中； 實(shí)現(xiàn)源

38、主機(jī)到目的主機(jī)實(shí)現(xiàn)源主機(jī)到目的主機(jī)“端到端端到端”的連接的連接 在這一點(diǎn)上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？在這一點(diǎn)上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？ 網(wǎng)絡(luò)層：為網(wǎng)絡(luò)層：為主機(jī)之間主機(jī)之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸 傳輸層：為傳輸層：為應(yīng)用進(jìn)程之間應(yīng)用進(jìn)程之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸4. 傳輸層（傳輸層（Transport Layer）52 功能：功能：地址映射：地址映射： 源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；多路復(fù)用與分割：多路復(fù)用與分割： 多個傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接；多個傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接； 一條傳輸連接使用多個網(wǎng)絡(luò)連接；一條傳輸連接使用多個網(wǎng)絡(luò)連接；進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目

39、的端重新組裝；進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；傳輸連接的建立與釋放；傳輸連接的建立與釋放；提供提供“面向連接面向連接” 和和“無連接無連接” 兩種服務(wù)：兩種服務(wù)： TCP/IP協(xié)議：協(xié)議：TCP和和UDP傳輸差錯校驗(yàn)與恢復(fù)；傳輸差錯校驗(yàn)與恢復(fù)；流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。53傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系 網(wǎng)絡(luò)層則提供網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)間的“邏輯通信” ；而傳輸層提供主機(jī)中的進(jìn)程間的“邏輯通信” 。 二者之間的差別：微妙而又重要 類比 主機(jī)：單位的傳達(dá)室 進(jìn)程：單位中的職工 應(yīng)用層報(bào)文：信件 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議=郵局的投遞服務(wù)，只負(fù)責(zé)遞送到傳達(dá)室 傳輸層協(xié)議=傳達(dá)室的收發(fā)

40、服務(wù)，負(fù)責(zé)遞送到每個職工54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）Ethernet, X.25, ATM, 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)555. 會話層（會話層（Session Layer ） 在傳輸層服務(wù)的基礎(chǔ)上增加控制會話(Session)的機(jī)制，建立、組織和協(xié)調(diào)應(yīng)用進(jìn)程之間的交互過程。 功能：功能：為用戶建立、引導(dǎo)和釋放會話連接。 服務(wù) 服務(wù)類型：雙向同時(雙工)、雙向交替(半雙工)和單向(單工) 同步 566. 表示層（表示層（Presentation L

41、ayer ） 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)表示之間的轉(zhuǎn)換服務(wù)，保證傳輸?shù)男畔⒌竭_(dá)目的端后意義不變。 功能：功能：對源站內(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 57 為End-user的應(yīng)用進(jìn)程提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用接口。 功能： 提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進(jìn)程的需求； 為用戶進(jìn)程提供應(yīng)用接口； 識別并證實(shí)目的通信方的可用性； 使協(xié)同工作的應(yīng)用進(jìn)程之間進(jìn)行同步； 為通信過程申

42、請資源。 應(yīng)用層協(xié)議的例子： OSI: VTP、MHS、FTAM、DS、 TCP/IP: Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、7 應(yīng)用層（應(yīng)用層（Application Layer）58 TCP/IP不是一個單個的協(xié)議，而是由數(shù)十個具有層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議組成的一個協(xié)議集。 TCP和IP是該協(xié)議集中的兩個最重要的核心協(xié)議。 TCP/IP是Internet上的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議集。 TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)以“請求注釋”（RFC）文檔發(fā)布： TCP RFC 768, UDP RFC793 IP RFC 791 DNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 1635第三節(jié)第三節(jié) TC

43、P/IP參考模型參考模型59Message（報(bào)文）（報(bào)文）Segment（段）（段）Packet（分組）（分組）Frame（幀）（幀）Bit（比特）（比特）TCP/IP協(xié)議棧協(xié)議棧PDU應(yīng)用層應(yīng)用層HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, 傳輸層傳輸層TCP, UDP網(wǎng)際網(wǎng)際(網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò))層層IP, ICMP, ARP, RARP網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層(數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層+物理層物理層)PPP, Ethernet, Token ring, ATM TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)層次的體系結(jié)構(gòu)層次601. TCP/IP的應(yīng)用層的應(yīng)用層 應(yīng)用層協(xié)議為文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)

44、議為文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、網(wǎng)絡(luò)管理、絡(luò)管理、Web瀏覽等應(yīng)用提供了支持。瀏覽等應(yīng)用提供了支持。 有些協(xié)議的名稱與以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序同名。有些協(xié)議的名稱與以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序同名。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)際層文件傳輸文件傳輸 FTP、TFTP、NFS電子郵件電子郵件 SMTP、POP3WWW應(yīng)用應(yīng)用 HTTP遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄 Telnet、rlogin網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 612. TCP/IP的傳輸層的傳輸層 傳輸層的主要功能：傳輸層的主要功能：提供進(jìn)程提供進(jìn)程間可靠的傳輸服務(wù)間可靠的傳輸服務(wù)。 傳輸層包括傳輸層包括TCP和和

45、UDP兩種傳兩種傳輸協(xié)議：輸協(xié)議： TCP是是面向連接的面向連接的傳輸協(xié)議。傳輸協(xié)議。 在數(shù)據(jù)傳輸之前建立連接；在數(shù)據(jù)傳輸之前建立連接； 把報(bào)文分解為多個段進(jìn)行傳輸，在把報(bào)文分解為多個段進(jìn)行傳輸，在目的站再重新裝配這些段；目的站再重新裝配這些段； 必要時重新傳輸沒有收到或錯誤的必要時重新傳輸沒有收到或錯誤的段，因此它是段，因此它是“可靠可靠”的的。 UDP是是無連接的無連接的傳輸協(xié)議。傳輸協(xié)議。 在數(shù)據(jù)傳輸之前不建立連接；在數(shù)據(jù)傳輸之前不建立連接； 對發(fā)送的段不進(jìn)行校驗(yàn)和確認(rèn)，因?qū)Πl(fā)送的段不進(jìn)行校驗(yàn)和確認(rèn)，因此它是此它是“不可靠不可靠”的的； 主要用于請求主要用于請求/應(yīng)答式的應(yīng)用和語音、應(yīng)答

46、式的應(yīng)用和語音、視頻應(yīng)用。視頻應(yīng)用。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無連接的無連接的 UDP使用UDP時，可靠性問題由應(yīng)用層協(xié)議解決。使用TCP時，可靠性問題在傳輸層已經(jīng)解決。62HTTPFTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP2123255369161TCP 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)號來識別應(yīng)用層實(shí)體，以號來識別應(yīng)用層實(shí)體，以便準(zhǔn)確地把信息提交給上層對應(yīng)的協(xié)議（進(jìn)程）。便準(zhǔn)確地把信息提交給上層對應(yīng)的協(xié)議（進(jìn)程）。port80633. TCP/IP的網(wǎng)際（網(wǎng)絡(luò)）層的網(wǎng)際（網(wǎng)絡(luò)）層 主要功能

47、是把分組主要功能是把分組(數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào))通過最佳路徑送到目的通過最佳路徑送到目的端。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)際層的核心協(xié)議網(wǎng)際層的核心協(xié)議IP，提供了，提供了無連接無連接的數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸服務(wù)（不保證送達(dá)，不保證順序，不保證無傳輸服務(wù)（不保證送達(dá)，不保證順序，不保證無錯）。錯）。 傳輸前不需建立連接傳輸前不需建立連接 提高了傳輸效率提高了傳輸效率 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64網(wǎng)際層的其他重要協(xié)議：網(wǎng)際層的其他

48、重要協(xié)議： ICMP（Internet Control Message Protocol）傳遞控制消息傳遞控制消息 可達(dá)性測試可達(dá)性測試 傳送路由狀態(tài)信息傳送路由狀態(tài)信息 超時通知超時通知 不可達(dá)通知不可達(dá)通知封裝在封裝在IP中進(jìn)行傳輸中進(jìn)行傳輸 ARP（Address Resolution Protocol）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 RARP（Reverse Address Resolution Protocol）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 IGMP（Internet Group Management Protocol

49、）多播組管理多播組管理65網(wǎng)際層的四個主要協(xié)議網(wǎng)際層的四個主要協(xié)議應(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 IP ICMP ARP RARPTCPUDP617IP傳傳輸輸層層網(wǎng)網(wǎng)際際層層IP分組中的分組中的協(xié)議域協(xié)議域確確定目的端的上層協(xié)議定目的端的上層協(xié)議664. TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層的網(wǎng)絡(luò)接口層 該層沒有定義任何實(shí)際協(xié)議，僅定義了網(wǎng)絡(luò)接口 任何已有的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物理層協(xié)議都可以用來支持TCP/IP 典型的例子： Ethernet、Token Ring、HDHL、X.25、ATM 優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)、靈活 缺點(diǎn)：不能利用已存在的某些有用的功能 TCP/IP總是認(rèn)為其下層是不可

50、靠的（盡管可能已經(jīng)足夠可靠）67四、OSI與TCP/IP參考模型比較 相同點(diǎn)相同點(diǎn) 以協(xié)議棧為基礎(chǔ) 傳輸層之上的各層都是傳輸服務(wù)的用戶，并且都是面向應(yīng)用的用戶。 不同點(diǎn)不同點(diǎn) OSI模型在前，協(xié)議在后，使得協(xié)議相對更加容易被替換為新的協(xié)議 ；TCP/IP模型在后，協(xié)議在前，模型不適合其他協(xié)議棧。 OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層同時支持無連接和面向連接的通信，但是傳輸層上只支持面向連接的通信；TCP/IP模型的網(wǎng)際層上只有一種模式(即無連接通信)，但是在傳輸層上同時支持兩種通信模式。68 OSI/RM和和TCP/IP相結(jié)合的相結(jié)合的5層結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)原理體系結(jié)構(gòu)：原理體系結(jié)構(gòu)： 應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路

51、層和物理層應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會話層會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/IPPPP, HDLC, FDDI, Ethernet, 802.3, 802.5等等等等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TCP/IP與與OSI/RM的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系69五層參考模型 OSI與與TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)的評價參考模型網(wǎng)絡(luò)的評價 OSI參考模型與協(xié)議缺乏市場與商業(yè)動力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)周期長，運(yùn)行

52、效率低，這是它沒有能夠達(dá)到預(yù)想的目標(biāo)的重要原因。 TCP/IP參考模型在服務(wù)、接口與協(xié)議的概念區(qū)別上不是很清楚；TCP/IP參考模型不通用；TCP/IP參考模型的網(wǎng)絡(luò)接口層并不是常規(guī)意義上的層次概念；TCP/IP參考模型沒有區(qū)分物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。 五層網(wǎng)絡(luò)參考模型五層網(wǎng)絡(luò)參考模型高層(57)傳輸層(4)網(wǎng)絡(luò)層(3)數(shù)據(jù)鏈路層(2)物理層(1)OSI/RM應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCP/IP5層體系結(jié)構(gòu) 學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1. IEEE802標(biāo)準(zhǔn)與OSI模型的對應(yīng)關(guān)系2. OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層在IEEE802中被分成媒體訪問控制子層（MAC）和邏輯鏈路控制子層（

53、LLC），這樣做的目的？3. IEEE802中物理層、MAC子層、LLC子層的功能分別是什么？第四節(jié) 局域網(wǎng)參考模型與IEEE802標(biāo)準(zhǔn)71一、局域網(wǎng)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)簡介 局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802（ISO8802） IEEE802是一個標(biāo)準(zhǔn)系列：是一個標(biāo)準(zhǔn)系列： IEEE802.1IEEE802.14 其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個層次：其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層物理層、數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層：邏輯鏈路控制（邏輯鏈路控制（LLC）和 介質(zhì)訪問控制（介質(zhì)訪問控制（MAC）網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 LLC介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪

54、問控制 MAC高層高層 OSI IEEE 802物理層物理層PHY由由TCP/IP和和NOS實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)IEEE802描述了最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)和接口72二、二、IEEE802系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn) 802.1 - 概述局域網(wǎng)、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述局域網(wǎng)、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 802.2 邏輯鏈路控制子層的功能與服務(wù)邏輯鏈路控制子層的功能與服務(wù) 802.3 802.4 802.5 802.6 802.7 寬帶技術(shù)進(jìn)展寬帶技術(shù)進(jìn)展 802.8 802.11 WLAN（無線局域網(wǎng)）（無線局域網(wǎng)） 802.12 高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)73IEEE802體系

55、結(jié)構(gòu)示意圖體系結(jié)構(gòu)示意圖 數(shù)據(jù)鏈路層在不同的子標(biāo)準(zhǔn)中定義 分別對應(yīng)于LLC子層和MAC子層 802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5Token Ring802.6DQDB802.8FDDI802.2 LLC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層物理層LLCMAC802.1D Bridge8 0 2 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)PHY網(wǎng)際互聯(lián)網(wǎng)際互聯(lián) 以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)。 包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）和千兆以太網(wǎng)（吉比特以太網(wǎng)，1Gbit/s），都采用CSMA/CD訪問控制法，都符合IEEE802.3。 常見802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 前面的數(shù)字表示傳

56、輸速度，單位Mbps，最后一個數(shù)字表示單段網(wǎng)線長度（基準(zhǔn)單位是100m），Base表示 baseband 基帶。如：10M（傳統(tǒng)以太網(wǎng)）: 10baseT （雙絞線） 10Base2 （細(xì)纜） 10base5 （粗纜） 10Base-F （光纖） 100M（快速以太網(wǎng)）: 100base-TX （雙絞線） 100base-FX（光纖）1000M（吉比特以太網(wǎng)）: 1000base-T（雙絞線）IEEE802.3 以太網(wǎng)75三、局域網(wǎng)的物理層三、局域網(wǎng)的物理層功能：功能： 位流的傳輸；位流的傳輸； 同步順序的產(chǎn)生與識別；同步順序的產(chǎn)生與識別； 信號編碼和譯碼。信號編碼和譯碼。IEEE802定義了

57、多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)絡(luò)介質(zhì) 和不同的介質(zhì)訪問控制方法。和不同的介質(zhì)訪問控制方法。76四、局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層四、局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層 局域網(wǎng)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： 局域網(wǎng)局域網(wǎng)鏈路鏈路支持多路訪問支持多路訪問，支持成組地址支持成組地址和和廣播廣播； 支持介質(zhì)訪問控制功能支持介質(zhì)訪問控制功能； 提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點(diǎn)，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點(diǎn)(SAP)、多路復(fù)、多路復(fù)用、流量控制、差錯控制用、流量控制、差錯控制 IEEE802 將數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層：將數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個子層： LLC和和M

58、AC OSIOSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層在模型的數(shù)據(jù)鏈路層在IEEE802IEEE802參考模型中被分成參考模型中被分成LLCLLC子子層和層和MACMAC子層，其目的是：子層，其目的是： 1. 1. 將數(shù)據(jù)鏈路層功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的將數(shù)據(jù)鏈路層功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無關(guān)的部分分離，降低了該層實(shí)現(xiàn)的難度。部分分離，降低了該層實(shí)現(xiàn)的難度。 2. 2.分層可以使幀的傳輸獨(dú)立于介質(zhì)和分層可以使幀的傳輸獨(dú)立于介質(zhì)和MACMAC。 局域網(wǎng)的特點(diǎn)是共享信道（如：總線，無線），發(fā)送數(shù)據(jù)局域網(wǎng)的特點(diǎn)是共享信道（如：總線，無線），發(fā)送數(shù)據(jù)的端口需要競爭信道資源，因此需要解決介質(zhì)訪問控制問的端口

59、需要競爭信道資源，因此需要解決介質(zhì)訪問控制問題。題。注意：注意： LLCLLC子層與使用何種介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何等問題無關(guān)子層與使用何種介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何等問題無關(guān) MACMAC子層則與上述問題相關(guān)子層則與上述問題相關(guān)1. IEEE802將數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行功能分解的目的 功能： 1. 向高層（網(wǎng)絡(luò)層及其上層）提供一個或多個邏輯接口,即向高層提供提供統(tǒng)一的鏈路訪問統(tǒng)一的鏈路訪問形式形式。 2. 處理組幀/拆幀問題，幀序號處理 3. 建立/釋放邏輯連接 4. 將數(shù)據(jù)幀向下層發(fā)送或從下層接收數(shù)據(jù)幀 5. 差錯控制 6. 流量控制注意：對注意：對不同的不同的LAN標(biāo)準(zhǔn)，它們的標(biāo)準(zhǔn)，它們的LLC子層都是一樣

60、的，子層都是一樣的，區(qū)別僅在區(qū)別僅在MAC子層（和物理層）。子層（和物理層）。2. LLC子層79PALLC的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)DSAPSSAP控制域控制域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 111/2長度可變長度可變 單位：字節(jié)單位：字節(jié)高層高層PDU LLC首部首部 LLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)IEEE802 LAN的封裝過程：的封裝過程：LLC幀幀MAC幀幀MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組介質(zhì)上傳介質(zhì)上傳輸?shù)膸數(shù)膸琈AC首部首部MAC尾部尾部MAC尾部尾部MAC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MAC首部首部該層主要解決的核心問題是控制對傳輸介質(zhì)競爭性訪問的問題。 MAC子層功能子層功能： 1. 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)、維護(hù)、維護(hù)MAC協(xié)議協(xié)議， 2. 差錯檢測差錯檢測 3.