計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 課件 第3單元 網(wǎng)絡(luò)參考模型

第3單元網(wǎng)絡(luò)參考模型

世界上第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是由IBM公司在1974年提出的SNA，隨后其他公司也相繼提出自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如：Digital公司的DNA，美國(guó)國(guó)防部的TCP/IP等，多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并存，造成的結(jié)果是，若采用了IBM的結(jié)構(gòu)，那么只能選用IBM的產(chǎn)品，并且只能與具有同種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。為了促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1977年成立了一個(gè)委員會(huì)，依據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，提出了一種不基于具體機(jī)型、操作系統(tǒng)或公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，稱為開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM，OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalOrganizationforStandardization，簡(jiǎn)稱為ISO）是標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中一個(gè)國(guó)際性非政府組織。ISO負(fù)責(zé)當(dāng)今世界上絕大部分領(lǐng)域（包括軍工、石油、船舶等壟斷行業(yè)）的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。中國(guó)于1978年加入ISO，在2008年10月的第31屆國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織大會(huì)上，中國(guó)正式成為ISO的常任理事國(guó)。代表中國(guó)參加ISO的國(guó)家機(jī)構(gòu)是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)是中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院授權(quán)履行行政管理職能、統(tǒng)一管理全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作的主管機(jī)構(gòu)，正式成立于2001年10月。第3單元網(wǎng)絡(luò)參考模型

除了ISO，網(wǎng)絡(luò)界還有一些標(biāo)準(zhǔn)化組織，如：（1）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI，AmericanNationalStandardsInstitute)。該組織制定的標(biāo)準(zhǔn)范圍涉及屏幕顯示器屬性到光纖電纜傳輸?shù)臏?zhǔn)則。（2）電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE，InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)。IEEE的計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)局域網(wǎng)委員會(huì)開發(fā)了許多今天正在使用的LAN標(biāo)準(zhǔn)，IEEE還為語(yǔ)音與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的集成制定了標(biāo)準(zhǔn)。（3）國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT，ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone)。CCITT是國(guó)際電信聯(lián)盟的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。主要負(fù)責(zé)制定Modem、電子郵件和數(shù)字電話系統(tǒng)等方面的標(biāo)準(zhǔn)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握OSI參考的七層結(jié)構(gòu)模型。掌握TCP/IP參考模型的四層結(jié)構(gòu)模型。了解OSI參考模型與TCP/IP參考模型的差異。了解TCP/IP參考模型的主要協(xié)議。掌握數(shù)據(jù)在OSI參考模型層次之間的傳遞過(guò)程。3.1OSI參考模型OSI模型的設(shè)計(jì)目的是成為一個(gè)所有廠商都能實(shí)現(xiàn)的開放網(wǎng)絡(luò)模型，從而克服使用眾多私有網(wǎng)絡(luò)模型所帶來(lái)的困難和低效性。OSI模型的完成離不開ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）的推動(dòng)和參與。在OSI模型出現(xiàn)之前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在眾多的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其中以IBM公司的SNA(SystemNetworkArchitecture)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和DEC公司的DNA(DigitalNetworkArchitecture)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)最為著名。為了解決不同體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的互連問(wèn)題，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1981年制定了開放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）。3.1.1OSI參考模型簡(jiǎn)介為了完成計(jì)算機(jī)間的通信，把每個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行互連的功能劃分成定義明確的層次，規(guī)定了同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務(wù)，將這些層、同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。OSI標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中采用的方法是將整個(gè)龐大而復(fù)雜的問(wèn)題劃分為若干個(gè)容易處理的小問(wèn)題，即對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層。在OSI中，采用了三級(jí)抽象，包括體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)格說(shuō)明。OSI參考模型把網(wǎng)絡(luò)通信的工作分為7層，由低到高分別是物理層（PhysicalLayer),數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer)、網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)、傳輸層（TransportLayer)、會(huì)話層（SessionLayer）、表示層（PresentationLayer)和應(yīng)用層（ApplicationLayer)，見(jiàn)圖3-1。第一層到第三層屬于OSI參考模型的低三層，負(fù)責(zé)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)通信連接的鏈路；第四層到第七層為OSI參考模型的高四層，具體負(fù)責(zé)端到端的數(shù)據(jù)通信。每層完成一定的功能，并直接為其上層提供服務(wù)，所有層都互相支持，網(wǎng)絡(luò)通信的方向可以選擇自上而下（在發(fā)送端）或者自下而上（在接收端）。當(dāng)然并不是每一通信都需要經(jīng)過(guò)OSI的全部七層，有的甚至只需要雙方對(duì)應(yīng)的某一層即可。物理接口之間的轉(zhuǎn)接，以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進(jìn)行；而路由器與路由器之間的連接則只需經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)層以下的三層?？偟膩?lái)說(shuō)，雙方的通信是在對(duì)等層次上完成的，無(wú)法在不對(duì)稱層次上進(jìn)行通信。每個(gè)層次完成特定的功能，同層進(jìn)程之間進(jìn)行通信，通過(guò)調(diào)用下層功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3-1OSI參考模型OSI是分層體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，每一層作為一個(gè)模塊，用于執(zhí)行某種特定功能，具有一套特殊的通信指令格式，稱為協(xié)議。將信息從一層傳送到下一層是通過(guò)命令的方式實(shí)現(xiàn)的，這里的命令稱為原語(yǔ)。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)入下一層時(shí)，就會(huì)在數(shù)據(jù)包外加上新的協(xié)議控制信息，因此，數(shù)據(jù)包自上而下穿過(guò)各層時(shí)會(huì)增長(zhǎng)很快。3.1.2物理層1.物理層的功能物理層是OSI參考模型的最低層，其任務(wù)就是為它的上一層提供一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的物理連接。在這一層，數(shù)據(jù)僅作為原始的比特流（bit流）進(jìn)行處理。該層規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的物理接口特性及通信規(guī)則，即規(guī)定了為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路（通信節(jié)點(diǎn)之間的物理路徑）所需的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性。其作用是確保比特流在物理信道上傳輸。

2.物理層接口協(xié)議（標(biāo)準(zhǔn)）的內(nèi)容物理層接口協(xié)議實(shí)際上是DTE和DCE或其它通信設(shè)備之間的一組約定，主要解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與物理信道如何連接的問(wèn)題。

1）機(jī)械特性

規(guī)定物理連接器的規(guī)格尺寸、插針或插孔的數(shù)量和排列情況、相應(yīng)通信介質(zhì)的參數(shù)和特性等。例如，PC機(jī)上的COM1和COM2接口稱為RS-232接口，使用的是典型的物理層協(xié)議RS-232C。EIARS-232C是一種目前使用最廣泛的串行物理接口，其定義的連接器機(jī)械特性主要有以下兩點(diǎn)：

（1）建議使用25針連接器(DB-25)。

（2）在DTE一側(cè)采用孔式插座形式，DCE一側(cè)采用針式插頭形式，并對(duì)連接器的尺寸、針或孔芯的排列位置等都作了明確的規(guī)定，如圖3-2所示。(a)DB-25(b)DB-9圖3-29針連接器和25針連接器2）電氣特性電氣特性規(guī)定了在鏈路上傳輸二進(jìn)制比特流有關(guān)的電路特性，如信號(hào)電壓的高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制等，通常包括發(fā)送器和接收器的電氣特性以及與互連電纜相關(guān)的有關(guān)規(guī)則等。

3）功能特性

功能特性規(guī)定各信號(hào)線的功能或作用。信號(hào)線按功能可分為數(shù)據(jù)線、控制線、定時(shí)線和接地線等。

4）規(guī)程特性

規(guī)程特性定義DTE和DCE通過(guò)接口連接時(shí)，各信號(hào)線進(jìn)行二進(jìn)制位流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程（動(dòng)作序列），如怎樣建立、維持和拆除物理連接，全雙工還是半雙工操作等等。

3.物理層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備

1）中繼器

信號(hào)在通過(guò)物理介質(zhì)傳輸時(shí)或多或少會(huì)受到干擾、產(chǎn)生衰減。如果信號(hào)衰減到一定的程度，信號(hào)將不能被識(shí)別出來(lái)。因此，采用不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)線的最大傳輸距離都有相應(yīng)的規(guī)定。中繼器工作在OSI參考模型的物理層上，其功能是對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行再生和放大（如圖3-3所示）。由于中繼器在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中起到了放大信號(hào)的作用，因此可以“延長(zhǎng)”網(wǎng)絡(luò)的距離。中繼器的主要優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格相對(duì)低廉。它不僅起到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)

距離的作用，還可以

連接不同傳輸介質(zhì)的

網(wǎng)絡(luò)。圖3-3使用中繼器示意2）集線器集線器具有多個(gè)端口，不僅用于集中網(wǎng)絡(luò)連接，還可以重發(fā)數(shù)字信號(hào)。局域網(wǎng)中最常用的是連接以太網(wǎng)的HUB，如圖所示。其他類型的HUB包括用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的多站訪問(wèn)單元（MAU），在下一單元將有相關(guān)介紹。集線器具有與中繼器相似的信號(hào)中繼和放大特性，因而被稱為多端口中繼器。兩者的主要區(qū)別是：中繼器一般為兩個(gè)端口，一個(gè)端口接收數(shù)據(jù)，另一個(gè)端口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)；而集線器具有多個(gè)端口（8口、16口和24口等），數(shù)據(jù)到達(dá)一個(gè)端口后，將被轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有端口（廣播）。如圖3-4所示，用HUB連接的網(wǎng)絡(luò)是物理上星形而邏輯上是總線形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖3-4以太網(wǎng)hub的連接示意集線器有多種分類方法：（1）依據(jù)帶寬的不同，集線器分為10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自適應(yīng)、1000Mbps、100/1000Mbps自適應(yīng)等，小型局域網(wǎng)通常使用前三種。（2）按配置形式的不同可分為獨(dú)立型集線器、模塊化集線器和堆疊式集線器。（3）根據(jù)管理方式又可分為智能型集線器和非智能型集線器。所謂智能型HUB除了具有HUB的基本功能外，還具有SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）網(wǎng)管功能。目前所使用的集線器基本是以上三種分類的組合。例如，10/100M自適應(yīng)智能型可堆疊式集線器。3.1.3數(shù)據(jù)鏈路層1.數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層，該層解決兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)鏈路上協(xié)議數(shù)據(jù)單元的無(wú)差錯(cuò)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)膮f(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為數(shù)據(jù)幀。所謂鏈路就是數(shù)據(jù)傳輸中任何兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路。數(shù)據(jù)幀通常是由網(wǎng)卡（NIC）產(chǎn)生：上一層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（數(shù)據(jù)包）傳遞到NIC后，NIC通過(guò)添加頭部和尾部將數(shù)據(jù)打包（封裝成幀），如圖3-5所示；然后數(shù)據(jù)幀沿著鏈路再傳送至目的節(jié)點(diǎn)。

幀頭數(shù)據(jù)包 幀尾圖3-5數(shù)據(jù)幀的組成數(shù)據(jù)幀首部和尾部含有對(duì)等數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程需要使用的協(xié)議信息。頭部的信息包括發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)的地址（MAC地址）以及錯(cuò)誤校驗(yàn)信息等。數(shù)據(jù)鏈路層不關(guān)心數(shù)據(jù)包中包含什么信息，而僅是將其傳遞到網(wǎng)絡(luò)中的下一節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能概括如下：

(1)數(shù)據(jù)鏈路的管理和物理層相似，數(shù)據(jù)鏈路層主要負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。在局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)鏈路層又被劃分為邏輯鏈路控制子層和介質(zhì)訪問(wèn)控制子層。(2)幀同步幀同步要解決的問(wèn)題是接收方如何能從收到的比特流中準(zhǔn)確地區(qū)分出一幀的開始和結(jié)束。一般可采用以下方法（目前普遍使用的是后兩種）：字節(jié)計(jì)數(shù)法：采用一個(gè)特定的字符（例如：SOH）來(lái)表示一幀的開始，并以一個(gè)專門的字段（Count）來(lái)表示幀內(nèi)的字節(jié)數(shù)。字符填充法：采用一些特定的字符來(lái)表示一幀的開始和結(jié)束。比特填充法：采用一串特定的比特組合來(lái)表示一幀的開始和結(jié)束。違法編碼法：采用“違法”的編碼來(lái)表示一幀的開始和結(jié)束。(3)差錯(cuò)控制。差錯(cuò)控制是指在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中發(fā)現(xiàn)能檢測(cè)或糾正差錯(cuò)，并將差錯(cuò)限制在盡可能小的允許范圍內(nèi)。差錯(cuò)檢測(cè)可通過(guò)差錯(cuò)控制編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)；而差錯(cuò)糾正則通過(guò)差錯(cuò)控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。詳見(jiàn)“差錯(cuò)控制技術(shù)”一節(jié)中的相關(guān)介紹。(4)流量控制如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送能力大于接收節(jié)點(diǎn)的接收能力，將導(dǎo)致接收方來(lái)不及接收。流量控制所要解決的就是控制發(fā)送方的速率，使其不超過(guò)接收方所能承受的能力。2.數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分類及HDLC格式簡(jiǎn)介

1)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分類數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議分為異步協(xié)議和同步協(xié)議兩類。異步協(xié)議以字符為獨(dú)立的信息傳輸單位，在每個(gè)字符的起始處對(duì)字符內(nèi)的比特實(shí)現(xiàn)同步，但字符與字符之間的間隔時(shí)間是不固定的(即字符之間是異步的)。由于每個(gè)傳輸字符都要添加諸如起始位、校驗(yàn)位、停止位等冗余位，故信道利用率很低，一般用于數(shù)據(jù)速率較低的場(chǎng)合。同步協(xié)議是以許多字符或許多比特組織成的數(shù)據(jù)塊——幀為傳輸單位，在幀的起始處同步，使幀內(nèi)維持固定的時(shí)鐘。由于采用幀為傳輸單位，所以同步協(xié)議能更有效地利用信道，也便于實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制、流量控制等功能。同步協(xié)議又可分為面向字節(jié)計(jì)數(shù)的同步協(xié)議、面向字符的同步協(xié)議和面向比特的同步協(xié)議。其中，面向比特的同步協(xié)議的典型代表是HDLC（High-levelDataLinkControl）。HDLC協(xié)議的特點(diǎn)是不依賴于任何一種字符編碼集；實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入/刪除法”，易于硬件實(shí)現(xiàn)；全雙工通信，不必等待確認(rèn)便可連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；所有幀均采用CRC校驗(yàn)；對(duì)信息幀進(jìn)行順序編號(hào)，可防止漏收或重發(fā)，傳輸可靠性高等。

2)HDLC幀格式簡(jiǎn)介

HDLC幀由標(biāo)志字段（F）、地址字段（A）、控制字段（C）、信息字段（I）和幀校驗(yàn)序列字段（FCS）組成，其中，標(biāo)志字段01111110用以標(biāo)志幀的起始和前一幀的終止。地址字段的內(nèi)容取決于所采用的操作方式，命令幀中的地址字段攜帶的是相鄰節(jié)點(diǎn)的地址，而響應(yīng)幀中的地址字段攜帶的是本節(jié)點(diǎn)地址。控制字段通過(guò)不同編碼構(gòu)成各種命令和響應(yīng)，以便對(duì)鏈路進(jìn)行監(jiān)視和控制，該字段是HDLC協(xié)議的關(guān)鍵部分。信息字段用于傳送有效數(shù)據(jù)，下限可以為0（無(wú)信息字段），上限未做嚴(yán)格限定，但實(shí)際上要受FCS字段或站點(diǎn)緩沖器容量的限制，一般是1000～2000比特。幀校驗(yàn)序列字段可以使用16位或32位的CRC，對(duì)兩個(gè)標(biāo)志字段之間的整個(gè)幀的內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)。有關(guān)CRC的工作原理見(jiàn)“差錯(cuò)控制編碼”中的相關(guān)介紹。3.數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備

1)網(wǎng)卡

網(wǎng)卡又稱網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），是主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的接口部件。網(wǎng)卡是一種能發(fā)出和接收數(shù)據(jù)幀、計(jì)算幀檢驗(yàn)序列、執(zhí)行編碼譯碼轉(zhuǎn)換等以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)交換的集成電路卡。網(wǎng)卡上有收發(fā)器、介質(zhì)訪問(wèn)控制邏輯和設(shè)備接口，其核心部件就是網(wǎng)卡芯片。如圖3-6所示。完成以下主要功能：控制數(shù)據(jù)傳送。具備串、并轉(zhuǎn)換功能。緩存功能。圖3-6網(wǎng)絡(luò)適配器每塊網(wǎng)卡都有一個(gè)稱為MAC地址的12位十六進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)地址（48位）。網(wǎng)卡初始化后，該網(wǎng)卡的MAC將載入設(shè)備的RAM中。例如，執(zhí)行DOS命令：ipconfig/all，可獲知本機(jī)網(wǎng)卡的MAC地址。MAC地址是全球唯一的物理地址，由廠家在生產(chǎn)時(shí)固化到網(wǎng)卡的ROM中。MAC地址的前6個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示制造商或廠商編號(hào)，后6個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示NIC序號(hào)。網(wǎng)卡按總線類型可分為ELSA網(wǎng)卡、ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡、PCMCIA網(wǎng)卡和USB網(wǎng)卡等；按傳輸速率可分為10Mbps網(wǎng)卡、100Mbps網(wǎng)卡、10/100Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡以及千兆網(wǎng)卡等。2)網(wǎng)橋

網(wǎng)橋又稱為橋接器，用于分隔網(wǎng)絡(luò)。如圖3-7所示，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理連線距離雖然在規(guī)定范圍內(nèi)，如果負(fù)荷很重，可用網(wǎng)橋把它分隔成兩部分，即分成網(wǎng)段1和網(wǎng)段2。圖3-7網(wǎng)橋網(wǎng)橋僅基于MAC地址來(lái)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)流量，它與上面運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議無(wú)關(guān)，即網(wǎng)橋?qū)W(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議是完全透明的。網(wǎng)橋通常用于連接同一類型的網(wǎng)絡(luò)（物理層可以不同，例如，可連接使用UTP的以太網(wǎng)與使用同軸電纜的以太網(wǎng)）。網(wǎng)橋的工作原理是依據(jù)MAC地址和網(wǎng)橋路由表實(shí)現(xiàn)幀的路徑選擇。網(wǎng)橋剛啟動(dòng)時(shí)，其路由表是空的，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)橋時(shí)，如果該MAC地址不在路由表中，網(wǎng)橋會(huì)自動(dòng)記下其地址及對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋端口號(hào)。通過(guò)這樣一個(gè)“學(xué)習(xí)”過(guò)程，可建立起一張完整的網(wǎng)橋路由表。3)交換機(jī)

交換機(jī)也叫交換式集線器，是一個(gè)由許多高速端口組成的設(shè)備。圖3-8所示就是思科的一款交換機(jī)C2960。圖3-8思科交換機(jī)C2960交換機(jī)實(shí)際上是由網(wǎng)橋發(fā)展而來(lái)的，工作原理與網(wǎng)橋相似，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)，在交換機(jī)內(nèi)存中建立起一張MAC地址和端口號(hào)的關(guān)聯(lián)表。交換機(jī)從外表上看與HUB非常相似，區(qū)別在于，交換機(jī)基于MAC地址向特定端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，而HUB是向所有端口廣播發(fā)送數(shù)據(jù)幀；前者是獨(dú)享帶寬，后者是共享帶寬。例如，有一臺(tái)100Mbps的HUB，連接了N臺(tái)主機(jī)，則N臺(tái)主機(jī)共享100Mbps帶寬，每臺(tái)主機(jī)所分配到的帶寬只有（100/N）Mbps；而對(duì)于一臺(tái)100Mbps的交換機(jī)，每個(gè)端口的帶寬均為100Mbps，即每臺(tái)連接的主機(jī)均可獲得100Mbps帶寬。3.1.4網(wǎng)絡(luò)層1.網(wǎng)絡(luò)層功能概述網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型中的第三層，是通信子網(wǎng)的最高層。網(wǎng)絡(luò)層關(guān)系到通信子網(wǎng)的運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中資源子網(wǎng)對(duì)于通信子網(wǎng)的訪問(wèn)。網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是設(shè)法將源節(jié)點(diǎn)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點(diǎn)，從而向傳輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。概括地說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)該具有以下功能。(1)為傳輸層提供服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)有兩類，即面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。虛電路服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)層向傳輸層提供的一種使所有數(shù)據(jù)包按順序到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的可靠的數(shù)據(jù)傳送方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在著一條為它們服務(wù)的虛電路；而數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是不可靠的數(shù)據(jù)傳送方式，源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都要附加地址、序號(hào)等信息，目的節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)包不一定按序到達(dá)，還可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)包的丟失現(xiàn)象。典型的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是X.25，它是由ITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部）提出的一種面向連接的分組交換協(xié)議。

(2)組包和拆包。在網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)包（也稱為分組）。在發(fā)送方，傳輸層的報(bào)文到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層時(shí)被分為多個(gè)數(shù)據(jù)塊，在這些數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部加上一些相關(guān)控制信息后，即組成了數(shù)據(jù)包（組包）。數(shù)據(jù)包的頭部包含源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址（邏輯地址）。在接收方，數(shù)據(jù)從低層到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層時(shí)，要將各數(shù)據(jù)包原來(lái)加上的包頭和包尾等控制信息去掉（拆包），然后組合成報(bào)文，送給傳輸層。

(3)路由選擇。路由選擇也叫做路徑選擇，是根據(jù)一定的原則和路由選擇算法在多節(jié)點(diǎn)的通信子網(wǎng)中選擇一條最佳路徑。確定路由選擇的策略稱為路由算法。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要為每個(gè)數(shù)據(jù)包做出路由選擇；而在虛電路方式中，只需在建立連接時(shí)確定路由。

(4)流量控制。流量控制的作用是控制阻塞，避免死鎖。網(wǎng)絡(luò)的吞吐量（數(shù)據(jù)包數(shù)量/秒)與通信子網(wǎng)負(fù)荷（即通信子網(wǎng)中正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)量）有著密切的關(guān)系。為了防止出現(xiàn)阻塞和死鎖，需進(jìn)行流量控制，通?？刹捎没瑒?dòng)窗口、預(yù)約緩沖區(qū)、許可證和分組丟棄四種方法。2.路由選擇算法簡(jiǎn)介路由算法很多，大致可分為靜態(tài)路由算法和動(dòng)態(tài)路由算法兩類。1)靜態(tài)路由算法靜態(tài)路由算法又稱為非自適應(yīng)算法，是按某種固定規(guī)則進(jìn)行的路由選擇。其特點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，但效率和性能較差。屬于靜態(tài)路由算法的有以下幾種：最短路由選擇；擴(kuò)散式路由選擇；隨機(jī)路由選擇；集中路由選擇。2)動(dòng)態(tài)路由算法動(dòng)態(tài)路由算法又稱為自適應(yīng)算法，是一種依靠網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前狀態(tài)信息來(lái)決定路由的策略。這種策略能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，有利于改善網(wǎng)絡(luò)的性能；但算法復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)開銷大。動(dòng)態(tài)路由算法包括以下幾種：分布式路由選擇策略；集中路由選擇策略。3.網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備

1)路由器在互聯(lián)網(wǎng)中，兩臺(tái)主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的通路會(huì)有很多條，數(shù)據(jù)包從一臺(tái)主機(jī)出發(fā)，中途要經(jīng)過(guò)多個(gè)站點(diǎn)才能到達(dá)另一臺(tái)主機(jī)。這些中間站點(diǎn)通常由稱為路由器的設(shè)備擔(dān)當(dāng)，其作用就是為數(shù)據(jù)包選擇一條合適的傳送路徑。例如，在圖3-9中，主機(jī)A到主機(jī)B的數(shù)據(jù)傳輸路徑就有多條。圖3-10是思科的2800系列路由器。圖3-9通過(guò)路由器進(jìn)行路徑選擇圖3-10思科2800系列路由器路由器工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的邏輯地址（網(wǎng)絡(luò)地址）而不是MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器的主要工作是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)包有效地傳送到目的站點(diǎn)。路由器不僅有網(wǎng)橋的全部功能，還具有路徑選擇功能，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)穆窂絺魉蛿?shù)據(jù)。路由器與網(wǎng)橋不同之處在于，它并不是使用路由表來(lái)找到其他網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備的地址，而是依靠其它的路由器來(lái)完成任務(wù)。也就是說(shuō)，網(wǎng)橋是根據(jù)提前規(guī)劃好的路由表來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)或過(guò)濾數(shù)據(jù)包，而路由器是使用它自己的路由表信息來(lái)為每一個(gè)數(shù)據(jù)包選擇最佳路徑。路由表有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之分。靜態(tài)路由表需要管理員來(lái)修改所有的網(wǎng)絡(luò)路由表，一般只用于小型的網(wǎng)間互連；而動(dòng)態(tài)路由表能根據(jù)指定的路由協(xié)議來(lái)修改路由器信息。2)第三層交換機(jī)隨著技術(shù)的發(fā)展，有些交換機(jī)也具備了路由的功能。這些具有路由功能的交換機(jī)要在網(wǎng)絡(luò)層對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作，因此被稱為第三層交換機(jī)。3.1.5傳輸層1.傳輸層端口的概念傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間，提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報(bào)文。網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點(diǎn)，而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)的端口。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的資源子網(wǎng)是通信的發(fā)起者和接收者，其中每個(gè)設(shè)備稱為端點(diǎn)；通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)的通信服務(wù)，其中設(shè)備稱為節(jié)點(diǎn)。OSI參考模型下面四層用于通信控制，但它們的控制對(duì)象不一樣。2.傳輸層的基本功能傳輸層提供了主機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)程之間的端到端服務(wù)，基本功能如下(1)分割與重組數(shù)據(jù)。(2)按端口號(hào)尋址。(3)連接管理。(4)差錯(cuò)控制和流量控制。傳輸層要向會(huì)話層提供通信服務(wù)的可靠性，避免報(bào)文的出錯(cuò)、丟失、延遲時(shí)間紊亂、重復(fù)、亂序等差錯(cuò)。

3.傳輸層的服務(wù)類型與協(xié)議等級(jí)傳輸層既是OSI層模型中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的最高層，又是面向網(wǎng)絡(luò)通信的低三層和面向信息處理的高三層之間的中間層。該層彌補(bǔ)高層所要求的服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)之間的差距，并向高層用戶屏蔽通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，使高層用戶看到的只是在兩個(gè)傳輸實(shí)體間的一條端到端的、可由用戶控制和設(shè)定的、可靠的數(shù)據(jù)通路。

1)服務(wù)類型傳輸層提供的服務(wù)可分為傳輸連接服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。（1）傳輸連接服務(wù)：通常對(duì)會(huì)話層要求的每個(gè)傳輸連接，傳輸層都要在網(wǎng)絡(luò)層上建立相應(yīng)的連接。（2）數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)：強(qiáng)調(diào)提供面向連接的可靠服務(wù)（一段時(shí)間之后，OSI才開始制定無(wú)連接服務(wù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），并提供流量控制、差錯(cuò)控制和序列控制，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)終端系統(tǒng)間傳輸?shù)膱?bào)文無(wú)差錯(cuò)、無(wú)丟失、無(wú)重復(fù)、無(wú)亂序。2)協(xié)議等級(jí)

傳輸層服務(wù)通過(guò)協(xié)議體現(xiàn)，因此傳輸層協(xié)議的等級(jí)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量密切相關(guān)。根據(jù)差錯(cuò)性質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)按質(zhì)量可分為以下三種類型：（1）A類服務(wù)：低差錯(cuò)率連接，即具有可接受的殘留差錯(cuò)率和故障通知率（2）C類服務(wù)：高差錯(cuò)率連接，即具有不可接受的殘留差錯(cuò)率和故障通知率（3）B類服務(wù)：介于A類服務(wù)與C類服務(wù)之間差錯(cuò)率的接受與不可接受是取決于用戶。因此，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量以用戶要求為依據(jù)進(jìn)行劃分。OSI根據(jù)傳輸層的功能特點(diǎn)，定義了以下五種協(xié)議級(jí)別：（1）0級(jí)：簡(jiǎn)單連接。只建立一個(gè)簡(jiǎn)單的端到端的傳輸連接，并可分段傳輸長(zhǎng)報(bào)文。（2）1級(jí)：基本差錯(cuò)恢復(fù)級(jí)。在網(wǎng)絡(luò)連接斷開、網(wǎng)絡(luò)連接失敗或收到一個(gè)未被認(rèn)可的傳輸連接數(shù)據(jù)單元等基本差錯(cuò)時(shí)，具有恢復(fù)功能。（3）2級(jí)：多路復(fù)用。允許多條傳輸共享同一網(wǎng)絡(luò)連接，并具有相應(yīng)的流量控制功能。（4）3級(jí)：差錯(cuò)恢復(fù)和多路復(fù)用。是1級(jí)和2級(jí)協(xié)議的綜合。（5）4級(jí)：差錯(cuò)檢測(cè)、恢復(fù)和多路復(fù)用。在3級(jí)協(xié)議的基礎(chǔ)上增加了差錯(cuò)檢測(cè)功能。3)典型的傳輸層協(xié)議（1）SPX：順序包交換協(xié)議，是NovellNetWare網(wǎng)絡(luò)的傳輸層協(xié)議。（2）TCP：傳輸控制協(xié)議，是TCP/IP參考模型的傳輸層協(xié)議。3.1.6會(huì)話層會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層是OSI模型中面向信息處理的高層，對(duì)這三層的功能實(shí)現(xiàn)目前還沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在TCP/IP這個(gè)事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，高層只有應(yīng)用層，沒(méi)有設(shè)置會(huì)話層和表示層。會(huì)話層也稱為對(duì)話層或會(huì)晤層，該層利用傳輸層提供的服務(wù)，組織和同步進(jìn)程間的通信，提供會(huì)話服務(wù)、會(huì)話管理和會(huì)話同步等功能。如圖3-11所示。圖3-11會(huì)話層協(xié)調(diào)端-端系統(tǒng)通信時(shí)的服務(wù)請(qǐng)求和應(yīng)答會(huì)話層不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，僅提供包括訪問(wèn)驗(yàn)證和會(huì)話管理在內(nèi)的建立和維護(hù)應(yīng)用程序間通信的機(jī)制，如服務(wù)器驗(yàn)證用戶登錄便是由會(huì)話層完成的。

(1)會(huì)話服務(wù)。會(huì)話層服務(wù)包括會(huì)話連接管理服務(wù)、會(huì)話數(shù)據(jù)交換服務(wù)、會(huì)話交互管理服務(wù)、會(huì)話連接同步服務(wù)和異常報(bào)告服務(wù)等。會(huì)話服務(wù)過(guò)程可分為會(huì)話連接建立、報(bào)文傳送和會(huì)話連接釋放三個(gè)階段。(2)會(huì)話控制。從原理上說(shuō)，OSI中的所有連接都是全雙工的。會(huì)話層通過(guò)令牌來(lái)進(jìn)行會(huì)話的交互控制。令牌是會(huì)話連接的一個(gè)屬性，表示使用會(huì)話的獨(dú)占權(quán)，擁有令牌的一方才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。令牌是可以申請(qǐng)的，各個(gè)終端系統(tǒng)對(duì)令牌的使用權(quán)可以具有不同的優(yōu)先級(jí)。(3)會(huì)話同步。所謂同步就是使會(huì)話服務(wù)用戶對(duì)會(huì)話的進(jìn)展情況都有一致的了解，在會(huì)話被中斷后可以從中斷處繼續(xù)下去，而不必從頭恢復(fù)會(huì)話。會(huì)話層定義的同步點(diǎn)有主同步點(diǎn)和次同步點(diǎn)兩類。3.1.7表示層這一層主要處理流經(jīng)端口數(shù)據(jù)的表示方式問(wèn)題，包括如下服務(wù)：(1)數(shù)據(jù)表示。解決數(shù)據(jù)的語(yǔ)法表示問(wèn)題，如文本、聲音、圖形圖像的表示，即確定數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(2)語(yǔ)法轉(zhuǎn)換。為使各個(gè)系統(tǒng)間交換的數(shù)據(jù)具有相同的語(yǔ)義，應(yīng)用層采用的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一般結(jié)構(gòu)描述的抽象語(yǔ)法，如使用ISO提出的抽象語(yǔ)法標(biāo)記ASN.1。表示層為抽象語(yǔ)法指定一種編碼規(guī)則，便構(gòu)成一種傳輸語(yǔ)法。(3)語(yǔ)法選擇。傳輸語(yǔ)法與抽象語(yǔ)法之間是多對(duì)多的關(guān)系，即一種傳輸語(yǔ)法可對(duì)應(yīng)于多種抽象語(yǔ)法，而一種抽象語(yǔ)法也可對(duì)應(yīng)于多種傳輸語(yǔ)法。所以傳輸層應(yīng)能根據(jù)應(yīng)用層的要求，選擇合適的傳輸語(yǔ)法傳送數(shù)據(jù)。(4)連接管理。利用會(huì)話層提供的服務(wù)建立表示連接，并管理在這個(gè)連接之上的數(shù)據(jù)傳輸和同步控制，以及正?；虍惓５蒯尫胚@個(gè)連接。3.1.8應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層，是用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口。應(yīng)用層通過(guò)支持不同應(yīng)用協(xié)議的程序來(lái)解決用戶的應(yīng)用需求，如文件傳輸、遠(yuǎn)程操作和電子郵件服務(wù)等。應(yīng)用層提供的典型服務(wù)和協(xié)議如下：FTAM（FileTransfer,AccessandManagement）MHS（MessageHandlingSystem）VTP（VirtualTerminalProtocol）DS（DirectoryService）CMIP（CommonManagementInformationProtocol）3.2TCP/IP參考模型TCP/IP是英文TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的簡(jiǎn)寫，中譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。TCP/IP定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng)以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu)，每一層都調(diào)用它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)滿足本層的需求。通俗而言，TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯?wèn)題，一有問(wèn)題就發(fā)出信號(hào)，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)電腦規(guī)定一個(gè)地址。3.2.1TCP/IP參考模型簡(jiǎn)介1.TCP/IP協(xié)議族簡(jiǎn)介Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是以TCP/IP為核心的。基于TCP/IP的參考模型與OSI參考模型相比，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖3-12。圖3-12OSIRM與TCP/IPRM的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.TCP/IP體系結(jié)構(gòu)分層工作原理

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的分層工作原理以及主機(jī)通過(guò)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意如圖3-13所示。TCP協(xié)議傳送給IP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱作TCP報(bào)文段或簡(jiǎn)稱為TCP段（segment），UDP協(xié)議傳送給IP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱作UDP數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）；IP協(xié)議傳送給網(wǎng)絡(luò)接口層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱作IP數(shù)據(jù)報(bào)；通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)谋忍亓鞣Q作數(shù)據(jù)幀（frame）。圖3-13TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的分層工作原理示意3.2.2網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層與OSI參考模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相對(duì)應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP與各種LAN或WAN的接口。網(wǎng)絡(luò)接口層在發(fā)送端將上層的IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成幀后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上；數(shù)據(jù)幀通過(guò)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)接收端時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)接口層對(duì)數(shù)據(jù)幀拆封，并檢查幀中包含的MAC地址。如果該地址就是本機(jī)的MAC地址或者是廣播地址，則上傳到網(wǎng)絡(luò)層，否則丟棄該幀。當(dāng)使用串行線路連接主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，或連接網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)時(shí)，例如，主機(jī)通過(guò)Modem和電話線接入Internet，則需要在網(wǎng)絡(luò)接口層運(yùn)行SLIP或PPP協(xié)議。SLIP（SerialLineInternetProtocol）協(xié)議提供了一種在串行通信線路上封裝IP數(shù)據(jù)報(bào)的簡(jiǎn)單方法，使用戶通過(guò)電話線和Modem能方便地接入TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。PPP（PointtoPointProtocol）協(xié)議是一種有效的點(diǎn)到點(diǎn)通信協(xié)議，解決了SLIP存在的上述問(wèn)題，即可以支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（如IP、IPX等），支持動(dòng)態(tài)分配的IP地址，并且PPP幀中設(shè)置了校驗(yàn)字段，因而PPP在網(wǎng)絡(luò)接口層上具有差錯(cuò)檢驗(yàn)?zāi)芰?.2.3網(wǎng)際互連層1.網(wǎng)際互連層相關(guān)協(xié)議簡(jiǎn)介網(wǎng)際互聯(lián)層對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，其主要功能是解決主機(jī)到主機(jī)的通信問(wèn)題，以及建立互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)間的數(shù)據(jù)報(bào)可根據(jù)它攜帶的目的IP地址，通過(guò)路由器由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送到另一網(wǎng)絡(luò)。這一層有4個(gè)主要協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議（IP）、地址解析協(xié)議（ARP）、反向地址解析協(xié)議（RARP）和互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（ICMP）。其中，最重要的是IP協(xié)議。1)IP協(xié)議IP協(xié)議的基本功能是提供無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳送服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)路由選擇服務(wù)，但不保證服務(wù)的可靠性。

概括地說(shuō)，IP協(xié)議提供以下功能：（1）IP地址尋址。指出發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào)的源IP地址及目的IP地址。IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分組成。其中，網(wǎng)絡(luò)號(hào)標(biāo)識(shí)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號(hào)標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)特定的主機(jī)。（2）IP數(shù)據(jù)報(bào)的分段和重組。不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的最大長(zhǎng)度（MTU）不一樣，例如，以太網(wǎng)是1500字節(jié)、16Mbps的令牌環(huán)是17914字節(jié)、FDDI是4352B字節(jié)。因此，IP協(xié)議要能根據(jù)不同情況，對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分段封裝，使得很大的IP數(shù)據(jù)報(bào)能以較小的分組在網(wǎng)上傳輸。目的主機(jī)上的IP協(xié)議能根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)中的分段和重組標(biāo)識(shí)，將各個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)分段重新組裝為原來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)，然后交給上層協(xié)議。（3）IP數(shù)據(jù)報(bào)的路由轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)中接收方的目的IP地址，確定是本網(wǎng)傳送還是跨網(wǎng)傳送。若目的主機(jī)在本網(wǎng)中，可在本網(wǎng)中將數(shù)據(jù)報(bào)傳給目的主機(jī)；若目的主機(jī)在其他網(wǎng)絡(luò)中，則通過(guò)路由器將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或下一個(gè)路由器，直至轉(zhuǎn)發(fā)到目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)。2)ARP與RARP協(xié)議上面提到的IP地址是一種邏輯地址，而通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層傳輸時(shí)必須使用實(shí)際的物理地址，即MAC地址。因此需要有一種能將IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址的協(xié)議，ARP就是一種地址解析協(xié)議。ARP的解析過(guò)程是：在進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送時(shí)，源主機(jī)先在其ARP緩存表中查看有無(wú)目的主機(jī)的IP地址，若有，可直接獲知相應(yīng)的MAC地址；若沒(méi)有，則通過(guò)廣播ARP請(qǐng)求的方式查找目的主機(jī)的MAC地址，并將獲取的響應(yīng)信息寫入源主機(jī)的ARP緩存表。ARP緩存表里的IP地址與MAC地址是一一對(duì)應(yīng)的。3)RARP協(xié)議RARP稱為反向地址解析協(xié)議，用于解決物理地址到IP地址的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。4)ICMP協(xié)議由于IP協(xié)議提供的是一種不可靠的和無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，為了對(duì)IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳送進(jìn)行差錯(cuò)控制，對(duì)未能完成傳送的數(shù)據(jù)報(bào)給出出錯(cuò)的原因，TCP/IP協(xié)議簇在網(wǎng)際互連層提供了一個(gè)用于傳遞控制報(bào)文的ICMP協(xié)議，即互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議。

常用于檢查網(wǎng)絡(luò)連通性的Ping命令，其過(guò)程實(shí)際上就是ICMP協(xié)議工作的過(guò)程。

2.IP數(shù)據(jù)報(bào)格式IP數(shù)據(jù)報(bào)是網(wǎng)際互聯(lián)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)由報(bào)頭和數(shù)據(jù)兩部分組成，其中，報(bào)頭包含20個(gè)字節(jié)的固定單元與可變長(zhǎng)度的任選項(xiàng)和填充項(xiàng)，如圖3-14所示。圖3-14IP數(shù)據(jù)報(bào)格式3.2.4傳輸層傳輸層對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的傳輸層，提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。該層定義了兩個(gè)主要的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）TCP提供的是面向連接的可靠的傳輸服務(wù)；而UDP提供的是無(wú)連接的不可靠的傳輸服務(wù)，一般用于數(shù)據(jù)量比較小的傳輸場(chǎng)景。

1.端口號(hào)

由于一臺(tái)主機(jī)可以運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序，如果僅靠IP地址是不能區(qū)分的，因此，TCP和UDP使用端口號(hào)作為數(shù)據(jù)傳送的最終目的地，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序進(jìn)程之間的端到端通信。即通過(guò)“IP地址+端口號(hào)”可區(qū)分不同的應(yīng)用程序進(jìn)程。TCP和UDP報(bào)頭中的端口號(hào)字段占16bit，因此端口編號(hào)的取值范圍是從0～65535。其中，0～254用于公共應(yīng)用，255～1023分配給有商業(yè)應(yīng)用的公司，1024～65535沒(méi)有限制（用戶可自行定義）

2.UDP協(xié)議

1)UDP數(shù)據(jù)報(bào)的組成UDP數(shù)據(jù)報(bào)由報(bào)頭和數(shù)據(jù)兩部分組成，報(bào)頭只有8個(gè)字節(jié)，如圖3-15所示。圖3-15UDP數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭結(jié)構(gòu)源端口字段說(shuō)明發(fā)送進(jìn)程的端口號(hào)。目的端口字段說(shuō)明接收進(jìn)程的端口號(hào)。長(zhǎng)度字段說(shuō)明UDP數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度（字節(jié)），最小值為8（報(bào)頭的長(zhǎng)度）。校驗(yàn)和字段用于簡(jiǎn)單的差錯(cuò)檢測(cè)。如果有差錯(cuò)，通常是將UDP數(shù)據(jù)報(bào)丟棄。由于IP只對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭進(jìn)行正確性校驗(yàn)，因此這里的校驗(yàn)和是使用UDP協(xié)議的傳輸層確定數(shù)據(jù)是否無(wú)錯(cuò)到達(dá)的惟一手段。通過(guò)校驗(yàn)和進(jìn)行檢錯(cuò)的方法簡(jiǎn)單易行，處理速度較快，但檢錯(cuò)能力不強(qiáng)。

2)UDP的功能與特點(diǎn)UDP直接利用IP協(xié)議來(lái)傳送報(bào)文，沒(méi)有繁瑣的順序控制、差錯(cuò)控制和流量控制等功能，因而它的服務(wù)和IP協(xié)議一樣是無(wú)連接的和不可靠的，即UDP報(bào)文也會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)、失序等現(xiàn)象。盡管UDP提供的是不可靠的服務(wù)，但是它開銷小、效率高，因而適用于速度要求較高而功能簡(jiǎn)單的類似請(qǐng)求/響應(yīng)方式的數(shù)據(jù)通信。通常采用UDP的應(yīng)用層協(xié)議有DNS、SNMP、TFTP（簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議）等。需要說(shuō)明的是，基于UDP的應(yīng)用程序必須自己解決可靠性問(wèn)題。

3.TCP協(xié)議與UDP不同，TCP提供的是一種可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即進(jìn)行通信的雙方在傳輸數(shù)據(jù)之前，首先必須建立連接（類似虛電路）。此外，TCP還具有確認(rèn)與重傳機(jī)制、差錯(cuò)控制和流量控制等功能，以確保報(bào)文段傳送的順序和傳輸無(wú)錯(cuò)。

1)TCP報(bào)文段的組成

TCP報(bào)文段是由報(bào)頭和數(shù)據(jù)兩部分組成，報(bào)頭結(jié)構(gòu)如圖3-16所示。

圖3-16TCP報(bào)文段的報(bào)頭結(jié)構(gòu)2)TCP的執(zhí)行機(jī)制TCP通信建立在面向連接的基礎(chǔ)上，通常需要三個(gè)階段：建立TCP連接、傳輸報(bào)文段、拆除TCP連接。3.2.5應(yīng)用層應(yīng)用層對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的高層，為用戶提供所需要的各種服務(wù)。例如，目前廣泛采用的HTTP、FTP、TELNET等是建立在TCP協(xié)議之上的應(yīng)用層協(xié)議，不同的協(xié)議對(duì)應(yīng)著不同的應(yīng)用。下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)常用的協(xié)議。1.HTTP協(xié)議HTTP即超文本傳輸協(xié)議是一種Internet上最常見(jiàn)的協(xié)議，用于從WWW服務(wù)器傳輸超文本文件到本地瀏覽器。用戶通過(guò)URL（UniformResourceLocators）可鏈接到相應(yīng)的Web服務(wù)器，并打開需訪問(wèn)的頁(yè)面。HTTP在Client/Server模式下工作。2.FTP協(xié)議FTP協(xié)議使用戶可以在本地機(jī)與遠(yuǎn)程機(jī)之間進(jìn)行有關(guān)文件傳輸?shù)南嚓P(guān)操作，如上傳、下載等。FTP也在Client/Server模式下工作，一個(gè)FTP服務(wù)器可同時(shí)為多個(gè)客戶端提供服務(wù)，能夠同時(shí)處理多個(gè)客戶端的并發(fā)請(qǐng)求。FTP工作時(shí)需建立兩條TCP連接，一個(gè)是命令鏈路，用來(lái)在FTP客戶端與服務(wù)器之間傳遞控制命令，服務(wù)器端默認(rèn)的端口號(hào)為21；另一個(gè)是數(shù)據(jù)鏈路，用于傳送文件，服務(wù)器默認(rèn)的端口號(hào)為20。FTP協(xié)議有兩種工作方式：PORT方式（主動(dòng)式）和PASV方式（被動(dòng)式）。兩種方式的命令鏈路連接方法是一樣的，而數(shù)據(jù)鏈路的建立方法不同。3.TELNET協(xié)議TELNET是遠(yuǎn)程登錄協(xié)議，也稱為遠(yuǎn)程終端訪問(wèn)協(xié)議。使用該協(xié)議，通過(guò)TCP連接可登錄（注冊(cè)）到遠(yuǎn)程主機(jī)上，使本地機(jī)暫時(shí)成為遠(yuǎn)程主機(jī)的一個(gè)仿真終端，即把在本地機(jī)輸入的每個(gè)字符傳遞給遠(yuǎn)程主機(jī)，再將遠(yuǎn)程主機(jī)輸出的信息回顯在本地機(jī)屏幕上。TELNET也在Client/Server模式下工作：本地系統(tǒng)運(yùn)行TELNET客戶端進(jìn)程，而在遠(yuǎn)地主機(jī)則運(yùn)行TELNET服務(wù)器進(jìn)程。使用TELNET協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄時(shí)需要滿足以下條件：在本地機(jī)上必須安裝包含TELNET協(xié)議的客戶程序，必須知道遠(yuǎn)程主機(jī)的IP地址或域名，必須知道登錄標(biāo)識(shí)（用戶名）與口令。

TELNET遠(yuǎn)程登錄服務(wù)分為以下4個(gè)過(guò)程：(1)本地與遠(yuǎn)程主機(jī)建立連接；(2)將本地終端上輸入的用戶名和口令及后續(xù)輸入的任何命令或字符以NVT（NetVirtualTerminal）格式傳送到遠(yuǎn)程主機(jī)；(3)將遠(yuǎn)程主機(jī)輸出的NVT格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為本地所接受的格式送回本地終端，包括輸入命令回顯和命令執(zhí)行結(jié)果；(4)本地終端對(duì)遠(yuǎn)程主機(jī)撤消連接，即撤銷一個(gè)TCP連接。4.SMTPSMTP是簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議，規(guī)定在兩個(gè)相互通信的SMTP進(jìn)程之間如何交換信息。SMTP也使用Client/Server模式。因此，負(fù)責(zé)發(fā)送郵件的SMTP進(jìn)程就是SMTP客戶端，而負(fù)責(zé)接收郵件的SMTP進(jìn)程就是SMTP服務(wù)器端。SMTP客戶端和SMTP服務(wù)器端之間的工作過(guò)程大致可分為連接建立、傳送郵件和連接釋放三個(gè)步驟。郵件服務(wù)器是電子郵件系統(tǒng)的核心構(gòu)件，其功能是發(fā)送和接收郵件，郵件服務(wù)器工作時(shí)需使用兩個(gè)協(xié)議，一個(gè)用于發(fā)送郵件，即SMTP協(xié)議；另一個(gè)用于接收郵件，即郵局協(xié)議（PostOfficeProtocol）?，F(xiàn)在，常用的POP3是第三版郵局協(xié)議。5.SNMPSNMP即簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，它為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供了底層網(wǎng)絡(luò)管理的框架。SNMP協(xié)議的應(yīng)用范圍非常廣泛，諸多種類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、軟件和系統(tǒng)中都有所采用。

一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)必需包含的三要素是：管理員、管理代理和管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)（MIB）。6.DNSDNS是一個(gè)域名服務(wù)的協(xié)議，提供域名到IP地址的轉(zhuǎn)換，允許對(duì)域名資源進(jìn)行分散管理。遵循DNS協(xié)議并能實(shí)現(xiàn)域名和IP地址之間雙向轉(zhuǎn)換的軟件稱為域名系統(tǒng)，它是一個(gè)處于應(yīng)用層的聯(lián)機(jī)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。安裝域名系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)稱為域名服務(wù)器，即DNS服務(wù)器。每個(gè)接入Internet的局域網(wǎng)中都至少有一個(gè)DNS服務(wù)器，其中存儲(chǔ)該網(wǎng)絡(luò)中所有計(jì)算機(jī)的域名和對(duì)應(yīng)的IP地址，通過(guò)與其他網(wǎng)絡(luò)的DNS服務(wù)器通信，就可以找到其他站點(diǎn)。3.3OSI參考模型和TCP/IP參考模型的比較OSI參考模型和TCP/IP參考模型都采用了層次結(jié)構(gòu)的概念，但前者是七層模型，后者是四層結(jié)構(gòu)。它們的主要不同點(diǎn)如下：（1）服務(wù)、接口和協(xié)議。OSI參考模型的概念清晰，明確定義了這三個(gè)概念及它們之間的關(guān)系；而TCP/IP參考模型沒(méi)有明確區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議。（2）模型和協(xié)議的關(guān)系。OSI是先有模型，后有協(xié)議（通用性強(qiáng)，但實(shí)現(xiàn)困難）。TCP/IP是先有協(xié)議，后有模型（實(shí)用性強(qiáng)，但通用性不足）（3）面向連接和無(wú)連接的服務(wù)。OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層既提供面向連接的服務(wù)，又提供無(wú)連接服務(wù)。但是傳輸層只提供面向連接的服務(wù)。TCP/IP參考模型的網(wǎng)際互連層只提供無(wú)連接服務(wù)，而傳輸層提供面向連接的服務(wù)（TCP）和無(wú)連接服務(wù)（UDP）不管是OSI模型和協(xié)議或者是TCP/IP模型和協(xié)議，都不是完美的。由于技術(shù)上、商業(yè)上或者是策略上的限制，它們或多或少都存在不同的缺陷。1OSI參考模型的缺陷（1）OSI模型及其相關(guān)的服務(wù)定義和協(xié)議都極其復(fù)雜。在七層結(jié)構(gòu)中，會(huì)話層和表示層基本上沒(méi)有使用價(jià)值；而數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層功能繁雜，從而分成幾個(gè)不同功能的子層。顯得結(jié)構(gòu)臃腫。因此，最初的實(shí)現(xiàn)大而笨拙，且速度慢。（2）某些功能重復(fù)出現(xiàn)。例如尋址、流量控制和出錯(cuò)控制在各層重復(fù)出現(xiàn)。導(dǎo)致效率降低，系統(tǒng)功能下降。（3）某些特性無(wú)法找到與之對(duì)應(yīng)的特定層。比如虛擬終端處理原先在表示層，現(xiàn)在放到應(yīng)用層；數(shù)據(jù)安全、加密問(wèn)題和網(wǎng)絡(luò)管理無(wú)法確定放在哪一層，從而被放置一邊。（4）模型制定主持者的工作領(lǐng)域?qū)儆谕ㄐ欧矫?，由于通信與計(jì)算機(jī)和軟件的工作方式不同，導(dǎo)致某些決定無(wú)法在互聯(lián)網(wǎng)上使用。2TCP/IP參考模型的缺陷（1）沒(méi)有明顯的區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議的概念。（2）TCP/IP模型不是通用的，只適合描述TCP/IP模型的協(xié)議棧。（3）主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層在分層協(xié)議中不是通常意義上的層，只是一個(gè)接口，處于網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層的中間。（4）TCP/IP模型不區(qū)分物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。3.3.2兩種模型的比較及其命運(yùn)OSI參考模型與TCP/IP參考模型有很多相似之處。它們都基于獨(dú)立協(xié)議棧的概念，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獨(dú)立性（NetworkTechnologyIndependence）和端到端確認(rèn)（End-to-EndAcknowledgement）。模型分層的功能大體相同，兩個(gè)模型能夠在相應(yīng)的層找到對(duì)應(yīng)功能。當(dāng)然，它們之間還存在很多不同。1）兩種模型的比較（1）分層模型存在差別。TCP/IP模型沒(méi)有會(huì)話層和表示層，并且數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合而為一。造成這樣的區(qū)別的原因在于，前者是以“通信協(xié)議的必要功能是什么？”這個(gè)問(wèn)題為中心，再進(jìn)行模型化；而后者是以“為了將協(xié)議實(shí)際安裝到計(jì)算機(jī)中如何進(jìn)行編程最好？”這個(gè)問(wèn)題為中心，再進(jìn)行模型化。所以，TCP/IP的實(shí)用性強(qiáng)。（2）OSI模型有3個(gè)主要明確概念：服務(wù)、接口和協(xié)議。而TCP/IP參考模型最初沒(méi)有明確區(qū)分這三者。這是OSI模型最大的貢獻(xiàn)。（3）TCP/IP模型一開始就考慮通用連接（UniversalInterconnection），而OSI模型考慮的是由國(guó)家運(yùn)行并使用OSI協(xié)議的連接。（4）通信方式上面，在網(wǎng)絡(luò)層OSI模型支持無(wú)連接和面向連接的方式，而TCP/IP模型只支持無(wú)連接通信模式；在傳輸層OSI模式僅有面向有連接的通信，而TCP/IP模型支持兩種通信方式，給用戶選擇機(jī)會(huì)。這種選擇對(duì)簡(jiǎn)單的請(qǐng)求－應(yīng)答協(xié)議是非常重要的。2）兩種模型的命運(yùn)技術(shù)上的缺陷是致命的，由于OSI模型忽略了互聯(lián)問(wèn)題、數(shù)據(jù)安全、加密問(wèn)題和網(wǎng)絡(luò)管理等問(wèn)題，等到需要不斷修補(bǔ)的時(shí)候，就已經(jīng)失去了市場(chǎng)。另外，OSI協(xié)議推出時(shí)，TCP/IP協(xié)議已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于大學(xué)科研，很多業(yè)界廠商已經(jīng)在謹(jǐn)慎地交付TCP/IP產(chǎn)品，再加上策略上的失誤，導(dǎo)致了OSI從來(lái)沒(méi)有在真正意義上實(shí)現(xiàn)過(guò)。雖然TCP/IP模型同樣有很多缺陷，但是由于它一開始就著眼于通用連接，這使得TCP/IP模型以及其協(xié)議，可在任何互連的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信，這一點(diǎn)十分引人注目。另外，該模型所表現(xiàn)出來(lái)驚人的生命力，就顯得更加有趣，以該模型為基礎(chǔ)的全球互聯(lián)網(wǎng)連接多個(gè)國(guó)家的家庭、學(xué)校、公司和政府實(shí)驗(yàn)室，在短短的幾年時(shí)間內(nèi)，推動(dòng)形成了一個(gè)事實(shí)上存在的模型標(biāo)準(zhǔn)?？偠灾琌SI參考模型與TCP/IP參考模型都不完美，由于在ISO制定OSI參考模型過(guò)程中總是著眼于通信模型所必需的功能，期待依靠政府行為來(lái)統(tǒng)一各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而忽略了模型的通用性。當(dāng)考慮到這一點(diǎn)時(shí)，卻由于功能復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)等原因，失去了市場(chǎng)。而TCP/IP模型在現(xiàn)存的協(xié)議基礎(chǔ)上，考慮到“將協(xié)議實(shí)際安裝到計(jì)算機(jī)中如何進(jìn)行編程最好”實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題，在具體實(shí)現(xiàn)上比較容易，得到了廣大用戶和廠商的支持，所以TCP/IP參考模型得到了很好的發(fā)展。3.4子項(xiàng)目3——OSI環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程單純的理解OSI模型難免會(huì)覺(jué)得很抽象，在這個(gè)子項(xiàng)目中，我們以使用QQ聊天工具軟件為例，加深對(duì)OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型和傳輸協(xié)議的理解。從發(fā)送一條信息給好友到對(duì)方收到信息的這整個(gè)過(guò)程中，OSI是如何工作的呢？當(dāng)用QQ軟件發(fā)送一條信息“你好”時(shí)，數(shù)據(jù)在模型中的工作流程如下，（1）應(yīng)用層。QQ軟件這個(gè)應(yīng)用程序和其應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就是應(yīng)用層的范圍，應(yīng)用層是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與使用者應(yīng)用程序間的一個(gè)接口，也就是人機(jī)交互的應(yīng)用軟件和應(yīng)用的協(xié)議。（2）表示層。而你輸入‘你好’并發(fā)送時(shí)，QQ軟件對(duì)這兩字的編碼、加密、壓縮等過(guò)程就是的表示層工作范圍。即表示層就是對(duì)數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)壓縮等進(jìn)行具體定義和操作。（3）會(huì)話層。信息經(jīng)過(guò)表示層處理后，要與對(duì)方好友進(jìn)行會(huì)話，也就是要在雙方之間建立一條通信鏈路，這包括怎樣建立、管理和終止這個(gè)鏈路等操作，這些就是會(huì)話層的工作。（4）傳輸層。鏈路建好后，就要標(biāo)志這條信息的尋址機(jī)制，就是要告訴對(duì)方我發(fā)給你的這條信息的用什么方式給你，你是怎么識(shí)別的。打個(gè)比方，如果通信鏈路是A和B兩座城市之間的一條公路，那么你發(fā)送的“你好”這個(gè)信息就是公路上的一部車，你告訴車司機(jī)要去的目的地，而尋址機(jī)制就是這個(gè)車的車牌號(hào)碼，對(duì)方可以通過(guò)車牌號(hào)碼進(jìn)行識(shí)別確認(rèn)。這樣，所有識(shí)別標(biāo)志作好后就可以開始傳輸信息了，這就是所謂的傳輸層。（5）網(wǎng)絡(luò)層。假定你現(xiàn)在開始從A運(yùn)輸一批貨到B，你要知道你的車能裝多少，怎么裝，有多少路程，中間在哪里加油，有多少個(gè)收費(fèi)站等等這樣的信息。當(dāng)然，當(dāng)你用QQ發(fā)送“你好”這條信息時(shí)，你要對(duì)其進(jìn)行封裝、分割、組合，再標(biāo)明源地址和目的地，還要選擇一條路由，這就是網(wǎng)絡(luò)層的工作。（6）數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層的工作好似開始裝車，要將貨包成一份份的裝，一份份的記錄其名稱、類型等。同理，數(shù)據(jù)鏈路層將“你好”這個(gè)信息生成的數(shù)據(jù)打包成幀，通過(guò)使用接收系統(tǒng)的硬件地址或物理地址（如網(wǎng)卡MAC）來(lái)尋址。（7）物理層。最后就是這個(gè)“你好”的信息數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)卡或其他硬件處理成電信號(hào)開始傳輸，也就是生成比特流，即二進(jìn)制01代碼的電信號(hào)。這是物理層的工作。當(dāng)然除了這些，物理層還規(guī)定