最新-第三章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)-PPT精品課件

1、第三章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) 本章要點(diǎn)l 掌握：協(xié)議、層次、接口與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念l 掌握：ISO的OSI七層參考模型l 掌握：TCP/IP參考模型l 了解：OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較l 了解：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化組織本章難點(diǎn)協(xié)議、層次、接口 3.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素 ：語(yǔ)義：語(yǔ)義是用于解釋比特流的每一部分的意義 。語(yǔ)法：語(yǔ)法定義了通信雙方的用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序的意義。時(shí)序：時(shí)序是對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明，即何時(shí)進(jìn)行通信，先講什

2、么，后講什么，講話的速度等。 3.1.2 協(xié)議、層次、接口與體系結(jié)構(gòu)的概念 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來(lái)越大，各種應(yīng)用不斷增加，網(wǎng)絡(luò)也因此變得越來(lái)越復(fù)雜。面對(duì)日益復(fù)雜化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必須采用工程設(shè)計(jì)中常用的結(jié)構(gòu)化的方法，將一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題分解成若干個(gè)容易處理的子問(wèn)題，爾后“分而治之”逐個(gè)加以解決，分層就是系統(tǒng)分解的最好方法之一。 實(shí)際郵政系統(tǒng)信件發(fā)送、接收過(guò)程示意圖 1、層次化體系結(jié)構(gòu)中的幾個(gè)基本概念協(xié)議（Protocol）是一種通信規(guī)約。層次：將總體要實(shí)現(xiàn)的很多功能分配在不同的層次中；每個(gè)層次要完成的服務(wù)及服務(wù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程都有明確規(guī)定；不同地區(qū)的系統(tǒng)分成相同的層次； 接口（i

3、nterface）：就是同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)，相鄰層之間交換信息的連接點(diǎn)。 2、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 將網(wǎng)絡(luò)層次性結(jié)構(gòu)模型與各層次協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（Network Architecture）。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)是具體的，它是指能夠運(yùn)行的一些硬件和軟件。 3、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究意義 各層之間相互獨(dú)立靈活性好 ，例如由于技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的變化，只要接口保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。 由于各層獨(dú)立。因此每層都可以選擇最為合適的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，各層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的改變不影響其他層。 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。由于整個(gè)系統(tǒng)被分割為多個(gè)容易實(shí)現(xiàn)和維護(hù)的小部分，使得整個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)變得容易實(shí)現(xiàn)、管理

4、和維護(hù)。 有益于標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)，由于每一層都有明確的定義，即每層實(shí)現(xiàn)的功能和所提供的服務(wù)都很明確，因此十分利于標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施。 。 3.2 開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM） 3.2.1 OSI參考模型的基本概念 1、OSI參考模型的提出 制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面起著很大作用的兩大國(guó)際組織是：國(guó)際電報(bào)與電話咨詢委員會(huì)（CCITT，Consultative Committee on International Telegraph and Telephone）與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO，International Standards Organization）。 ISO發(fā)布了著名的ISO/IEC7498

5、標(biāo)準(zhǔn)，它定義了網(wǎng)絡(luò)互連的七層框架，也就是開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM，Open System Interconnection Reference Model）。 2、OSI參考模型的概念 OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。 在OSI/RM互連參考模型中采用的是三級(jí)抽象： 體系結(jié)構(gòu)（Architecture）：定義了開放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的相互關(guān)系及各層所包括的可能的服務(wù)。 服務(wù)定義（Service Definition）：詳細(xì)地說(shuō)明了各層所提供的服務(wù)。 協(xié)議規(guī)格說(shuō)明（Protocol Specifi

6、cation）：精確地定義了應(yīng)當(dāng)發(fā)送什么樣的控制信息，以及應(yīng)當(dāng)用什么樣的過(guò)程來(lái)解釋這個(gè)控制信息。 OSI參考模型的結(jié)構(gòu)示意圖 3、OSI的有關(guān)術(shù)語(yǔ) （1）數(shù)據(jù)單元 （n）服務(wù)數(shù)據(jù)單元（n）SDU）：（n）SDU（Service Data Unit）指的是第n層待傳送和處理的數(shù)據(jù)單元。 。（n）協(xié)議數(shù)據(jù)單元（n）PDU）。（n）PDU （Protocol Data Unit）指的是在對(duì)（同）等層傳送的數(shù)據(jù)單元，它通常是將SDU分成若干段，每一段加上報(bào)頭，作為一單獨(dú)協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU在水平方向上傳送。 （n）接口數(shù)據(jù)單元（n）IDU）。（n）PDU （Protocol Data Unit）指的是在

7、對(duì)（同）等層傳送的數(shù)據(jù)單元，它通常是將SDU分成若干段，每一段加上報(bào)頭，作為一單獨(dú)協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU在水平方向上傳送。 （2）服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) ：相鄰層間的服務(wù)是通過(guò)其接口界面上的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP（Service Access point）進(jìn)行的,n層的SAP就是n+1層可以訪問(wèn)n層的地方，每個(gè)SAP都有一個(gè)唯一的地址。 （3）服務(wù)原語(yǔ)：表3-1 OSI的4類服務(wù)原語(yǔ) 原語(yǔ) 意義 request 用戶實(shí)體請(qǐng)求服務(wù)做某種工作 indication 用戶實(shí)體被告知某事件發(fā)生 response 用戶實(shí)體表示對(duì)某事件的響應(yīng) confirm 用戶實(shí)體收到關(guān)于它的請(qǐng)求的答復(fù) 相鄰層及其接口 4、面向連接和無(wú)連接

8、的服務(wù) 下層能夠向上層提供的服務(wù)有兩種：面包連接的服務(wù)和無(wú)連接的服務(wù)。 面包連接的服務(wù)：以打電話為例，經(jīng)歷建立連接、通信、拆除連接的三個(gè)階段。 無(wú)連接的服務(wù)：沒(méi)有建立和拆除鏈路的過(guò)程，一般也沒(méi)有確認(rèn) 。3.2.2 OSI參考模型的結(jié)構(gòu) OSI是分層體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，每一層是一個(gè)模塊，用于執(zhí)行某種主要功能，并具有自己的一套通信指令格式（稱為協(xié)議）。用于相同層的兩個(gè)功能之間通信的協(xié)議稱為對(duì)等協(xié)議。 劃分層次的主要原則是：網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都具有相同的層次。不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能。同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過(guò)接口通信。每一層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)。不同結(jié)點(diǎn)的同等層通過(guò)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)等

9、層之間的通信。3.2.3 OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程 OSI環(huán)境數(shù)據(jù)流 3.3物理層 1、物理層功能 ：利用傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，實(shí)現(xiàn)比特流的透明傳輸?！巴该鱾魉捅忍亓鳌北硎窘?jīng)實(shí)際電路傳送后的比特流沒(méi)有發(fā)生變化，對(duì)傳送的比特流來(lái)說(shuō)，這個(gè)電路好像是看不見(jiàn)的，當(dāng)然，物理層并不需要知道哪幾個(gè)比特代表什么意思。2、物理層特性 （1）機(jī)械特性。機(jī)械特性規(guī)定了物理連接時(shí)接插件的規(guī)格尺寸、引腳數(shù)量和排列情況等。（2）電氣特性。電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸二進(jìn)制位流時(shí)線路上信號(hào)電壓的高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制等。（3）功能特性。功能特性規(guī)定了物理接口上各條信號(hào)線的功能分配和確切定義。（4

10、）規(guī)程特性。規(guī)程特性定義了利用信號(hào)線進(jìn)行二進(jìn)制位流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程，即各信號(hào)線的工作規(guī)則和先后順序。 3.4數(shù)據(jù)鏈路層 1、數(shù)劇鏈路層的主要功能 ：負(fù)責(zé)建立和管理節(jié)點(diǎn)間的鏈路。該層的主要功能是“通過(guò)各種控制協(xié)議，將有差錯(cuò)的物理信道變?yōu)闊o(wú)差錯(cuò)的、能可靠傳輸數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)鏈路” 該層通常又被分為介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）和邏輯鏈路控制（LLC）兩個(gè)子層。MAC子層的主要任務(wù)是解決共享型網(wǎng)絡(luò)中多用戶對(duì)信道競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題，完成網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的訪問(wèn)控制；LLC子層的主要任務(wù)是建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，執(zhí)行差錯(cuò)校驗(yàn)、流量控制和鏈路控制。 2、數(shù)據(jù)鏈路層的主要協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 面向字符型的傳輸控制規(guī)程 ： 在面向字符型的傳輸控制規(guī)程中

11、，信息傳輸以字符為基本單位，通過(guò)控制字符來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈路層的監(jiān)控與管理。 面向位的鏈路控制規(guī)程 ： 面向位的鏈路控制規(guī)程以ISO制定的HDLC（High Level Data Link Control）為代表，它得到了各國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作者的公認(rèn)，并作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 HDLC幀格式 3種類型的幀： 信息幀（I幀），I幀是傳輸數(shù)據(jù)的幀 。監(jiān)控幀S（幀）。S幀完成鏈路的監(jiān)控功能，監(jiān)視鏈路上的常規(guī)動(dòng)作。無(wú)編號(hào)幀（U幀）。 無(wú)編號(hào)幀（U幀） 3、流量控制 個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)，必須協(xié)調(diào)好發(fā)送端和接收端之間的數(shù)據(jù)流平衡問(wèn)題，即要求發(fā)送端發(fā)送的信息量不能大于接收端的接收能力，否則就可能出現(xiàn)擁擠或堵塞現(xiàn)象。流量控

12、制規(guī)程就是控制在一個(gè)特定時(shí)間內(nèi)允許發(fā)送方發(fā)出多少個(gè)數(shù)據(jù)幀。 在數(shù)據(jù)鏈路層中，常使用窗口流量控制方法，又稱滑動(dòng)窗口協(xié)議或窗口流量控制規(guī)程。4、差錯(cuò)控制 差錯(cuò)控制是十分重要的，因?yàn)槲锢韺硬还懿捎檬裁磦鬏斀橘|(zhì)，總要受環(huán)境噪聲的干擾或信號(hào)間的干擾，傳輸差錯(cuò)是不可避免的。差錯(cuò)控制的任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，并一般采用重發(fā)方式糾正錯(cuò)誤。差錯(cuò)控制主要處理下列兩種情況：接收方接收的幀的錯(cuò)誤檢測(cè)?，F(xiàn)多采用CRC編碼方式，如果接收方對(duì)接收到的數(shù)據(jù)幀除以生成多項(xiàng)式，除盡表示正確，不能除盡說(shuō)明有錯(cuò)，則給發(fā)送方發(fā)回一否認(rèn)幀（NAK），請(qǐng)求發(fā)送方重發(fā)此幀。所發(fā)送的幀丟失或確認(rèn)幀丟失。此時(shí)，發(fā)送方在限定的時(shí)間內(nèi)收不到應(yīng)答，則認(rèn)為超

13、時(shí)，重發(fā)剛才已發(fā)過(guò)的幀。3.5 Internet的數(shù)據(jù)鏈路層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP（point-to-point protocol）用戶接入Internet的一般方法有兩種。一種是用戶使用撥號(hào)電話線接入Internet，另一種是使用專線接入 PC機(jī)拔號(hào)方式入網(wǎng) PPP幀的格式 PPP協(xié)議的狀態(tài)圖 3.5 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層（network layer）是OSI模型的第三層，它是OSI參考模型中最復(fù)雜的一層，也是通信子網(wǎng)的最高一層 ,向資源子網(wǎng)提供兩種類型服務(wù)：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)層主要功能（1）為傳輸層提供建立、維持和釋放網(wǎng)絡(luò)連接的手段，完成路徑選擇、擁擠控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能。這些對(duì)傳輸層來(lái)說(shuō)是完

14、全透明的。（2）根據(jù)傳輸層的要求來(lái)選擇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。（3）向傳輸層報(bào)告未恢復(fù)的差錯(cuò)。 2.虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層向傳輸層提供虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) (1)虛電路（Virtual Circuit）服務(wù) 虛電路服務(wù)在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送方提供自己和接收端的全稱網(wǎng)絡(luò)地址，建立虛電路，然后按序傳送報(bào)文分組。它不會(huì)發(fā)生報(bào)文丟失或重疊的情況。通信完成后拆除虛電路。 兩種建立虛電路的方法 呼叫虛電路。 呼叫虛電路即通過(guò)虛呼叫來(lái)建立虛電路。兩站間整個(gè)通信過(guò)程包括三個(gè)階段：虛呼叫、報(bào)文傳送和拆除虛電路。 永久虛電路 兩站間不管是否通信都永遠(yuǎn)存在一條虛電路。此種虛電路省去了虛呼叫和虛拆除的過(guò)程。 (2)數(shù)據(jù)報(bào)（

15、Datagram）服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)有如下特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)和用戶間的傳送協(xié)議，格式簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)也簡(jiǎn)單。 數(shù)據(jù)報(bào)傳送勿需事先建立邏輯連接。 數(shù)據(jù)報(bào)根據(jù)它所含的目標(biāo)地址能以最小延遲到達(dá)終點(diǎn)，它們獨(dú)立選擇路徑，網(wǎng)絡(luò)對(duì)它們單獨(dú)處理，與前后數(shù)據(jù)報(bào)均無(wú)關(guān)系。 各數(shù)據(jù)報(bào)從源點(diǎn)發(fā)出的順序與其到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的順序無(wú)關(guān)。虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)的比較 服務(wù)類別 問(wèn)題虛電路數(shù)據(jù)報(bào)端-端連接要不要目標(biāo)站地址僅連接時(shí)需要每個(gè)分組都需要分組順序按序不保證端-端差錯(cuò)處理和流量控制由通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)由主機(jī)負(fù)責(zé)3.網(wǎng)絡(luò)地址 邏輯網(wǎng)絡(luò)地址用于指明源和目的地網(wǎng)絡(luò)(IP地址)。物理設(shè)備地址用于標(biāo)識(shí)源或目的地計(jì)算機(jī)（網(wǎng)卡地址）。服務(wù)地址標(biāo)識(shí)運(yùn)行于源或目

16、的地計(jì)算機(jī)上的特定應(yīng)用進(jìn)程（端口號(hào)） 4.路徑選擇 廣域網(wǎng) 的路徑選擇： 廣域網(wǎng)多為網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)鉤，從源結(jié)點(diǎn)通往目的結(jié)點(diǎn)的中間過(guò)程往往存在多條冗余路徑，這就存在選擇最佳路徑問(wèn)題。廣域網(wǎng)內(nèi)部有數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)，都存在選路的問(wèn)題。 局域網(wǎng)不存在“選路的問(wèn)題”。路徑選擇的關(guān)鍵是確定算法。路徑選擇的要求 路徑選擇算法應(yīng)具有正確性、簡(jiǎn)便性、健壯性、穩(wěn)定性、公平性等要求。 5.流量控制和擁塞控制 流量控制著重解決的是一條信道上的信息流暢問(wèn)題；擁塞控制則主要解決子網(wǎng)中的信息總量問(wèn)題。 3.7傳輸層 向用戶提供可靠的端到端的差錯(cuò)和流量控制，保證報(bào)文的正確傳輸 數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信，對(duì)數(shù)據(jù)鏈路

17、層來(lái)說(shuō)，點(diǎn)與點(diǎn)之間的信道是一條物理鏈路 端-端通信 對(duì)傳輸層來(lái)說(shuō)，端與端之間的信道是一通信子網(wǎng)。 由于傳輸層負(fù)責(zé)的是通過(guò)通信子網(wǎng)的兩主機(jī)之間的端-端通信，故報(bào)文在子網(wǎng)中通過(guò)時(shí)，可能會(huì)丟失、重組、阻塞或產(chǎn)生較大存儲(chǔ)延時(shí)，故傳輸層協(xié)議比數(shù)據(jù)鏈路層要復(fù)雜得多。 1.傳輸層主要功能提供建立、維護(hù)拆除傳輸層的連接。提供端到端的錯(cuò)誤恢復(fù)和流控制。向會(huì)話層提供獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)層的傳送服務(wù)和可靠的透明數(shù)據(jù)傳送。 2.傳輸層協(xié)議的分類 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量類型 (3種）網(wǎng)絡(luò)層或通信子網(wǎng)提供給傳輸層的服務(wù)質(zhì)量并不總是相同的，它分為3種類型： A型：網(wǎng)絡(luò)連接具有可接受的差錯(cuò)率和可接受的故障通知率。B型：網(wǎng)絡(luò)連接具有可接受的差錯(cuò)和

18、不可接受的故障通知率。C型：網(wǎng)絡(luò)連接具有不可接受的差錯(cuò)率和不可接受的故障通知率。 2.傳輸層協(xié)議分類 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)質(zhì)量類型的不同，OSI模型將傳輸層協(xié)議分為5類： 傳輸層5類 協(xié)議：0類最簡(jiǎn)單，它為每個(gè)提出請(qǐng)求的傳送連接建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接并假定網(wǎng)絡(luò)連接不出錯(cuò)。傳送協(xié)議不再進(jìn)行排序和監(jiān)控，它只提供建立和釋放連接機(jī)制，面向A型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。1類較簡(jiǎn)單，與0類相比，增加了基本差錯(cuò)恢復(fù)功能，如網(wǎng)絡(luò)斷開連接或連接失敗等情況，面向B型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。2類和0類相似，沒(méi)有差錯(cuò)恢復(fù)功能，但增加了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的多路復(fù)用和相應(yīng)的流控功能，面向A型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。3類具有1類和2類特性，既有基本差錯(cuò)恢復(fù)功能，又有多路復(fù)用功能。面向B

19、型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。4類協(xié)議最復(fù)雜，能檢測(cè)由于網(wǎng)絡(luò)的不可靠服務(wù)所引起的差錯(cuò)，包括協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU的丟失、錯(cuò)序、重復(fù)和出錯(cuò)等，同時(shí)具有多路復(fù)用功能。它面向C型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。3.分段與合并 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)字段小于傳輸層協(xié)議數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度時(shí)，就需對(duì)傳輸層協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU分段。利用幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳送，在接收端再將各段組裝為原來(lái)的TPDU。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元NPDU大于傳輸層協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU時(shí)，傳輸層可將TPDU拼接成NPDU的大小進(jìn)行傳送，在接收端再將其分割成原來(lái)的各TPDU。 4.多路復(fù)用 當(dāng)傳輸層用戶進(jìn)程所產(chǎn)生的信息流較少時(shí)，可將多個(gè)傳輸連接映射到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接上，以充分利用網(wǎng)絡(luò)連接的傳輸效率

20、，稱向上多路復(fù)用。 5、流量控制 在傳輸層，流量控制一般采用動(dòng)態(tài)窗口管理和動(dòng)態(tài)緩沖分配的策略。 6.差錯(cuò)控制 重要的是保證段序號(hào)唯一，并采用超時(shí)重發(fā)機(jī)制，將那些在網(wǎng)絡(luò)中滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的報(bào)文段丟掉。3.8其他各層的簡(jiǎn)介 3.8.1會(huì)話層 向兩個(gè)實(shí)體的表示層提供建立和使用連接的方法 ,將不同實(shí)體之間的表示層的連接稱為會(huì)話。 3.8.2表示層 處理用戶信息的表示問(wèn)題，如編碼、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和加密解密 3.8.3應(yīng)用層 應(yīng)用層（application layer）是OSI參考模型的最高層，它是計(jì)算機(jī)用戶，以及各種應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，其功能是“直接向用戶提供服務(wù)，完成用戶希望在網(wǎng)絡(luò)上完成的各種工作”。

21、 3.8.4七層模型的小結(jié) OSI是一個(gè)理想的模型，因此一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只涉及其中的幾層，很少有系統(tǒng)能夠具有所有的7層，并完全遵循它的規(guī)定。 下4層主要完成通信子網(wǎng)的功能，上3層主要完成資源子網(wǎng)的功能。第4層作為上下兩部分的橋梁，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的部分； 3.8.5建立OSI參考模型的目的和作用 OSI的分層邏輯體系結(jié)構(gòu)使得人們可以深刻地理解各層協(xié)議所應(yīng)解決的問(wèn)題，并明確各個(gè)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中所占據(jù)的位置。（2）OSI參考模型的每一層在功能上與其他層有著明顯的區(qū)別，從而使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以按功能劃分。這樣，網(wǎng)絡(luò)或通信產(chǎn)品就不必面面俱到。例如，當(dāng)某個(gè)產(chǎn)品只需完成某一方面的功能時(shí)，它可以只考慮

22、并遵循所涉及層的標(biāo)準(zhǔn)。 （3）OSI參考模型有助于分析和了解每一種比較復(fù)雜的協(xié)議。 3.9 TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 3.9.1 TCP/IP參考模型的發(fā)展 TCP/IP協(xié)議的起源 TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn) （1）開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)。（2）獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互聯(lián)網(wǎng)中。（3）統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有惟一的地址。（4）標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。3.9.2 TCP/IP參考模型 TCP/IP參考模型可以分為以下四個(gè)層次：應(yīng)用層（Application Layer）傳

23、輸層（Transport Layer）互連層（Internet Layer）主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層（Host-to-Network Layer） 3.9.3主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層 主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層是參考模型的最低層，也被稱為網(wǎng)絡(luò)接口層,它負(fù)責(zé)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào) . 3.9.4互連層 互連層的主要功能：處理來(lái)自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求。在收到分組發(fā)送請(qǐng)求之后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報(bào)，填充報(bào)頭，選擇發(fā)送路徑，然后將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)輸出端。處理接收的數(shù)據(jù)報(bào)。在接收到其他主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)之后，檢查目的地址，如需要轉(zhuǎn)發(fā)，則選擇發(fā)送路徑，轉(zhuǎn)發(fā)出去；如目的地址為本結(jié)點(diǎn)IP地址，則除去報(bào)頭，將分組交送傳輸層處理。處理互連的

24、路徑、流量控制與擁塞問(wèn)題。 互連層4個(gè)核心協(xié)議。 IP（Internet Protocol，網(wǎng)際協(xié)議）協(xié)議 ICMP（Internet control message protocol，網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議）協(xié)議 ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）協(xié)議 RARP（Reverse Address Resolution Protocol，逆向地址解析協(xié)議）協(xié)議 互連層傳輸?shù)腎P分組格式 字段的意義 版本號(hào)： IP分組頭首部長(zhǎng)度 服務(wù)類型 總長(zhǎng)度 標(biāo)識(shí)符 標(biāo)志段 段偏移 生存時(shí)間 協(xié)議分組頭校驗(yàn)和 標(biāo)志段的含義 數(shù)據(jù)報(bào)分片 IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中與分片有關(guān)的字段中的

25、值 協(xié)議與號(hào)碼對(duì)應(yīng)關(guān)系 3.9.5傳輸層1、傳輸層的功能:傳輸層的主要目的是：在互聯(lián)網(wǎng)中源主機(jī)與目的主機(jī)的對(duì)等實(shí)體間建立用于會(huì)話的端端連接。傳輸層的兩個(gè)協(xié)議在TCP/IP參考模型的傳輸層，定義了以下兩種協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP，Transport Control Protocol）用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP，User Datagram Protocol）TCP協(xié)議是一種可靠的面向連接的協(xié)議 UDP協(xié)議是一種不可靠的無(wú)連接協(xié)議 UDP方式與TCP相比，更加簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳輸速率也較高。當(dāng)通信網(wǎng)可靠性較高時(shí)，UDP方式具有更高的優(yōu)越性。 2.TCP報(bào)文段格式 TCP報(bào)文段格式 源端口源端口（Source

26、 Port）字段和目的端口字段序列號(hào)（Sequence Number）字段 確認(rèn)號(hào)字段 數(shù)據(jù)偏移字段緊急指針段 急迫推動(dòng)標(biāo)志 重置連接RST 同步序列號(hào)標(biāo)志SYN 終止標(biāo)志FIN 檢驗(yàn)和字段 3、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP有兩個(gè)字段，首部字段和數(shù)據(jù)字段。首部字段很簡(jiǎn)單，只有8個(gè)字節(jié)，由4個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。各字段意義如下：源端口字段 源端口號(hào)；目的端口字段 目的端口號(hào)；長(zhǎng)度字段 UDP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度；檢驗(yàn)和字段 防止UDP數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸中出錯(cuò)；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP格式4、TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的端口號(hào) 進(jìn)程通信的首要問(wèn)題是解決進(jìn)程標(biāo)識(shí)方法，TCP/IP協(xié)議族中用端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)進(jìn)程。TCP協(xié)議和UDP協(xié)議端口號(hào)長(zhǎng)度都是16位，端口號(hào)的取值范圍是065535之間的整數(shù)。 UDP端口號(hào)分為熟知端口號(hào)、注冊(cè)端口號(hào)和臨時(shí)端口號(hào)3類。熟知端口號(hào)值的范圍是01023，它被統(tǒng)一分配和注