網(wǎng)絡(luò)通訊與信息安全（耿立校）03網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

第三章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.1劃分層次的必要性3.2實(shí)體、協(xié)議、效勞和效勞訪問點(diǎn)3.3面向連接效勞與無連接效勞3.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)3.4.1OSI參考模型3.4.2TCP/IP參考模型3.4.3五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 3.5OSI與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較3/3/20253.1劃分層次的必要性相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)〞是相當(dāng)復(fù)雜的?！胺謱莹暱蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為假設(shè)干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。3/3/2025社會上存在的郵政系統(tǒng)3/3/2025層次的劃分計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)那么。這些規(guī)那么明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題〔同步含有時(shí)序的意思〕。為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)那么、標(biāo)準(zhǔn)或約定即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)，簡稱為協(xié)議。3/3/2025網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素語法數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。同步事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。3/3/2025劃分層次的概念舉例計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件?？梢詫⒁龅墓ぷ鬟M(jìn)行如下的劃分。第一類工作與傳送文件直接有關(guān)。確信對方已做好接收和存儲文件的準(zhǔn)備。雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。兩個(gè)計(jì)算機(jī)將文件傳送模塊作為最高的一層。剩下的工作由下面的模塊負(fù)責(zé)。3/3/2025兩個(gè)計(jì)算機(jī)交換文件文件傳送模塊計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個(gè)文件傳送模塊好似文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線傳送的把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊3/3/2025再設(shè)計(jì)一個(gè)通信效勞模塊文件傳送模塊計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個(gè)通信效勞模塊好似可直接把文件可靠地傳送到對方把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信效勞模塊通信效勞模塊3/3/2025再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入模塊文件傳送模塊計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)

2文件傳送模塊通信效勞模塊通信效勞模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長度等。3/3/2025分層的好處各層之間是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。3/3/2025層數(shù)多少要適當(dāng)假設(shè)層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。3/3/20253.2實(shí)體、協(xié)議、效勞

和效勞訪問點(diǎn)實(shí)體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。協(xié)議是控制兩個(gè)對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)那么的集合。在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供效勞。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的效勞。3/3/2025實(shí)體、協(xié)議、效勞

和效勞訪問點(diǎn)〔續(xù)〕本層的效勞用戶只能看見效勞而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的效勞用戶是透明的。協(xié)議是“水平的〞，即協(xié)議是控制對等實(shí)體之間通信的規(guī)那么。效勞是“垂直的〞，即效勞是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱為效勞訪問點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)。3/3/2025實(shí)體、協(xié)議、效勞

和效勞訪問點(diǎn)〔續(xù)〕協(xié)議交換原語交換原語服務(wù)用戶提供服務(wù)服務(wù)提供者第n層第n+1層服務(wù)用戶SAPSAP3/3/2025協(xié)議很復(fù)雜協(xié)議必須將各種不利的條件事先都估計(jì)到，而不能假定一切情況都是很理想和很順利的。必須非常仔細(xì)地檢查所設(shè)計(jì)協(xié)議能否應(yīng)付所有的不利情況。應(yīng)當(dāng)注意：事實(shí)上難免有極個(gè)別的不利情況在設(shè)計(jì)協(xié)議時(shí)并沒有預(yù)計(jì)到。在出現(xiàn)這種情況時(shí)，協(xié)議就會失敗。因此實(shí)際上協(xié)議往往只能應(yīng)付絕大多數(shù)的不利情況。

3/3/2025著名的協(xié)議舉例占據(jù)兩個(gè)山頂?shù)乃{(lán)軍與駐扎在這山谷的白軍作戰(zhàn)。力量比照是：一個(gè)山頂上的藍(lán)軍打不過白軍，但兩個(gè)山頂?shù)乃{(lán)軍協(xié)同作戰(zhàn)就可戰(zhàn)勝白軍。一個(gè)山頂上的藍(lán)軍擬于次日正午向白軍發(fā)起攻擊。于是發(fā)送電文給另一山頂上的友軍。但通信線路很不好，電文出錯(cuò)的可能性很大。因此要求收到電文的友軍必須發(fā)送確認(rèn)電文。但確認(rèn)電文也可能出錯(cuò)。試問能否設(shè)計(jì)出一種協(xié)議，使得藍(lán)軍能實(shí)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定(即100%)取得勝利？3/3/2025明日正午進(jìn)攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………這樣的協(xié)議無法實(shí)現(xiàn)！3/3/2025結(jié)論這樣無限循環(huán)下去，兩邊的藍(lán)軍都始終無法確定自己最后發(fā)出的電文對方是否已經(jīng)收到。沒有一種協(xié)議保證藍(lán)軍能100%獲勝。3/3/20253.3面向連接效勞與

無連接效勞面向連接效勞(connection-oriented)面向連接效勞具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個(gè)階段。無連接效勞(connectionless)兩個(gè)實(shí)體之間的通信不需要先建立好連接。是一種不可靠的效勞。這種效勞常被描述為“盡最大努力交付〞(besteffortdelivery)或“盡力而為〞。3/3/2025面向連結(jié)的效勞〔connection-orientedservice〕是以系統(tǒng)為模式，相反無連結(jié)效勞〔connectionlessservice〕是以郵政系統(tǒng)為模式?？捎眯谫|(zhì)量〔qualityofservice〕來評價(jià)每種效勞的特性。在面向連結(jié)的效勞中，先發(fā)送的報(bào)文一定先收到，也就是說，發(fā)送和接收是有次序的。3/3/2025面向連結(jié)的效勞3/3/2025無連結(jié)的效勞

3/3/2025面向連結(jié)的效勞和無連結(jié)的效勞比照

3/3/20253.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。實(shí)現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)那么是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。3/3/2025兩種國際標(biāo)準(zhǔn)法律上的(dejure)國際標(biāo)準(zhǔn)OSI并沒有得到市場的認(rèn)可。非國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP常被稱為事實(shí)上的(defacto)國際標(biāo)準(zhǔn)。3/3/2025有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織為確保發(fā)送方和接受方能彼此協(xié)調(diào)，假設(shè)干標(biāo)準(zhǔn)化組織促進(jìn)了通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，先簡單介紹5個(gè)這種組織：ANSI、ITU(CCITT)、EIA、IEEE和ISO。ANSI：美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會〔AmericanNationalStandardInstitute〕ITU：國際電信聯(lián)盟〔InternationalTelecommunicationUnion〕EIA：電子工業(yè)協(xié)會〔ElectronicIndustriesAssociation〕IEEE：電氣和電子工程師協(xié)會〔InstituteofElectricalandElectronicsEngineers〕ISO：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織〔InternationalStandardOrganization〕3/3/2025國際標(biāo)準(zhǔn)化組織信息處理系統(tǒng)技術(shù)委員會〔ISOTC97〕于1978年為開放系統(tǒng)互連建立了分委員會SC16,并于1980年12月發(fā)表了第一個(gè)開放系統(tǒng)互連參考模型〔OSI/RM：OpenSytermsInterconnection/ReferenceModel〕的建議書,1983年它被正式批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)，即著名的IS07498國際標(biāo)準(zhǔn)。通常人們也將它稱為OSI參考模型，并記為OSI/RM，有時(shí)簡稱為OSI。我國相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB9398。開放系統(tǒng)互連參考模型的制定3/3/2025關(guān)于開放系統(tǒng)互連參考模型

OSI/RM只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。在市場化方面OSI卻失敗了。OSI的專家們在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力；OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜，且運(yùn)行效率很低；OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時(shí)進(jìn)入市場；OSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。

3/3/20253.4.1OSI參考模型數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)路由器協(xié)議應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層層7654321應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層通信子網(wǎng)邊界內(nèi)部子網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)路由器協(xié)議物理層主機(jī)路由器協(xié)議APDUPPDUSPDUTPDU分組幀比特交換單元名字主機(jī)A主機(jī)B處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示互連主機(jī)通信端到端連接尋址和最短路徑接入介質(zhì)二進(jìn)制傳輸主機(jī)層：保證主機(jī)之間精確的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)層：控制網(wǎng)絡(luò)上信息的物理傳輸數(shù)據(jù)報(bào)3/3/20253/3/2025OSI參考模型的各層內(nèi)容1〕物理層〔physicallayer〕其任務(wù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)兩實(shí)體間的物理鏈接，按位串行傳送比特流，將數(shù)據(jù)信息從一個(gè)實(shí)體經(jīng)物理信道送往另一個(gè)實(shí)體，向數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)透明的比特流傳送效勞。典型問題：用多少伏特電壓表示"1"，多少伏特表示"0"；一個(gè)比特持續(xù)多少微秒；傳輸是否在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行；最初的連結(jié)如何建立和完成通信后連結(jié)如何終止；網(wǎng)絡(luò)接插件有多少針以及各針的用途。物理層特性：機(jī)械特性：接口的形狀、大??；接口引腳個(gè)數(shù)、功能等電氣特性：信號產(chǎn)生、傳輸速率、信號的傳輸、編碼。功能特性：接口線功能規(guī)定方法，接口線的功能分類。規(guī)程特性：傳輸方式〔單、半、全雙工〕3/3/2025數(shù)據(jù)鏈路層的主要任務(wù)是對高層屏蔽傳輸介質(zhì)的物理特征,保證兩個(gè)鄰接的(共享一條物理信道)結(jié)點(diǎn)間的無錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸,給上層提供無錯(cuò)的信道效勞。需解決的問題：解決由于幀的破壞、喪失和重復(fù)的問題；防止高速的發(fā)送方的數(shù)據(jù)把低速的接收方"淹沒"，故需要某種流量調(diào)節(jié)控制；如果線路用于雙向傳輸，數(shù)據(jù)鏈路軟件還必須解決新的麻煩，即從A到B數(shù)據(jù)確認(rèn)幀將同從B到A的數(shù)據(jù)幀競爭線路的使用權(quán)。數(shù)據(jù)鏈路層的功能：幀同步：接收方應(yīng)當(dāng)從收到的比特流中準(zhǔn)確地區(qū)分幀的起止。鏈路管理：就是對數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放的操作。過失控制：錯(cuò)誤幀和喪失幀情況，需要控制。流量控制：阻塞產(chǎn)生原因及其控制。透明傳輸：無論什么樣的比特組合的數(shù)據(jù)都能夠傳輸就是透明傳輸。識別數(shù)據(jù)和控制信息：數(shù)據(jù)和控制信息一致時(shí)，應(yīng)能夠識別。尋址：多點(diǎn)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，要保證信息能夠準(zhǔn)確到達(dá)對方。通信控制規(guī)程：面向字符〔根本型〕和面向比特〔高級數(shù)據(jù)鏈路HDLC〕。2〕數(shù)據(jù)鏈路層〔datalinklayer〕OSI參考模型的各層內(nèi)容3/3/2025該層的根本工作是接收來自源機(jī)的報(bào)文，把它轉(zhuǎn)換成報(bào)文分組(包)，而后送到指定的目標(biāo)機(jī)。網(wǎng)絡(luò)層關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，其中的一個(gè)關(guān)鍵問題是確定分組從源端到目的端的路由選擇問題。路由即可以選用網(wǎng)絡(luò)中固定的靜態(tài)路由表，也可以在每一此會話時(shí)決定，還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前的負(fù)載狀況，高度靈活地為每一個(gè)分組決定路由。數(shù)據(jù)報(bào)與虛電路效勞、流量控制。擁有子網(wǎng)的人總希望他們提供的子網(wǎng)效勞得到報(bào)酬，所以網(wǎng)絡(luò)層常常設(shè)有記帳的功能。網(wǎng)絡(luò)層是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的邊界。3〕網(wǎng)絡(luò)層〔networklayer〕OSI參考模型的各層內(nèi)容3/3/20253/3/2025該層的目的是提供一種獨(dú)立于通信子網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸效勞(即對高層屏蔽通信子網(wǎng)的結(jié)構(gòu))，使源機(jī)與目標(biāo)機(jī)像是點(diǎn)對點(diǎn)的簡單地連接起來的一樣，盡管實(shí)際的連接可能是一條租用線或各種類型的包交換網(wǎng)。根本功能：在網(wǎng)絡(luò)層的根底上，完成端對端的過失糾正，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)終端系統(tǒng)間傳送的分組無過失、無喪失、無重復(fù)和分組順序無誤。通常，會話層每請求建立一個(gè)傳輸連結(jié)，傳輸層就會為其創(chuàng)立一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)。如果傳輸連結(jié)需要一個(gè)較高的吞吐量，傳輸層也可以為其創(chuàng)立多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，讓數(shù)據(jù)在這些網(wǎng)絡(luò)連結(jié)上分流，以提高吞吐量(1:n)。另一方面，如果創(chuàng)立和維持一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連結(jié)不劃算。傳輸層可以將幾個(gè)傳輸連結(jié)復(fù)用到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連結(jié)上，以降低費(fèi)用(n:1)。傳輸層是真正的從源到目標(biāo)“端到端〞層。也就是說，源端機(jī)上的程序，利用報(bào)文頭和控制報(bào)文與目標(biāo)機(jī)上的類似程序進(jìn)行對話。4〕傳輸層〔transportlayer〕OSI參考模型的各層內(nèi)容3/3/20253/3/2025該層的任務(wù)是為不同系統(tǒng)中的兩個(gè)進(jìn)程建立會議連接,并管理他們在該連接上的會話。會話連接到傳輸連接的映射：依賴于已經(jīng)建立的傳輸連接。會話連接的釋放：在雙方都同意后，才釋放連接。會話層管理：用來協(xié)調(diào)、管理和控制兩會話實(shí)體間的交互活動(dòng)5〕會話層〔sessionlayer〕OSI參考模型的各層內(nèi)容3/3/2025該層完成許多與表示有關(guān)的內(nèi)容。表示層完成的功能有字符集的轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù),數(shù)據(jù)加密與解密,實(shí)際終端與虛擬終端之間的轉(zhuǎn)換,以便使存在差異的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)通信;或者為了提高通信效率,增強(qiáng)通信保密等。IBM主機(jī)使用的擴(kuò)充的二－十進(jìn)制交換碼EBCDIC碼與ASCII碼的轉(zhuǎn)換。定義了表示圖像的方法，比方：JPEG〔JointPhotographicExpertsGroup：聯(lián)合圖像專家組〕TIFF〔taggedimagefileformat：標(biāo)記圖像文件格式〕；定義了表示聲音和影片的方法，比方：MIDI〔MusicalInstrumentDigitalInterface：樂器數(shù)字接口〕，MPEG〔MotionPictureExpertsGroup：活動(dòng)圖片專家組〕等。6〕表示層〔presentationlayer〕OSI參考模型的各層內(nèi)容3/3/2025應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層,負(fù)責(zé)兩個(gè)進(jìn)程之間的通信,為網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信提供專用的程序包,一般可以看成是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的應(yīng)用程序接口API(ApplicationProgramInterface)應(yīng)用層涉及的問題：分布數(shù)據(jù)庫、分布計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布操作系統(tǒng)、遠(yuǎn)程文件傳輸、電子郵件、終端、遠(yuǎn)程作業(yè)錄入等。注：OSI模型本身不是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容，這是因?yàn)樗⑽创_切地描述用于各層的協(xié)議和效勞，它僅僅告訴我們每一層應(yīng)該做什么。它僅僅是一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模型。7〕應(yīng)用層〔applicationlayer〕OSI參考模型的各層內(nèi)容3/3/2025OSI環(huán)境中數(shù)據(jù)的傳輸過程B3/3/2025OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)流3/3/2025盡管OSI模型在各種場合得到了廣泛的應(yīng)用，但由于其建立時(shí)間過早，各種網(wǎng)絡(luò)的開展不斷突破了OSI參考模型，特別是互聯(lián)網(wǎng)的開展，對OSI模型是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。OSI參考模型的教訓(xùn)是：首先，在技術(shù)上不能完全適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)開展現(xiàn)狀，如會話層在大多數(shù)應(yīng)用中很少使用，表述層幾乎是空的。相反數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)容過多，不得不分成子層，每一子層賦予不同的功能。OSI的另一個(gè)問題是有些功能在不同的層一再出現(xiàn)，如編址、流量控制、糾錯(cuò)等等。有些功能放在那里很難達(dá)成一致意見，如平安性、加密及網(wǎng)絡(luò)管理層很難達(dá)成一致而干脆未包括在內(nèi)。同時(shí)OSI完全忽略了無連接業(yè)務(wù)的相應(yīng)的協(xié)議，而這在LAN和演播室局域網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，只是后來才加以補(bǔ)充。另一個(gè)嚴(yán)重問題是OSI主要考慮通信，而計(jì)算機(jī)世界有相當(dāng)多的不同點(diǎn)。OSI參考模型的一些問題3/3/2025TCP/IP參考模型是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的祖父ARPANET和其后繼的因特網(wǎng)使用的參考模型。ARPANET是由美國國防部ofDefense)贊助研究的網(wǎng)絡(luò)。逐漸地它通過租用的線連結(jié)了數(shù)百所大學(xué)和政府部門。當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星出現(xiàn)以后，現(xiàn)有的協(xié)議在和它們相連的時(shí)候出現(xiàn)了問題，所以需要一種新的參考體系結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)在它的兩個(gè)主要協(xié)議出現(xiàn)以后，被稱為TCP/IP參考模型〔TCP/IPreferencemodel〕。3.4.2TCP/IP參考模型應(yīng)用層傳輸層互聯(lián)網(wǎng)層主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層TCP/IP參考模型共有四層：應(yīng)用層、傳輸層、互聯(lián)網(wǎng)層和主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層(或網(wǎng)絡(luò)接口層)。與OSI參考模型相比，TCP/IP參考模型沒有表示層和會話層?；ヂ?lián)網(wǎng)層相當(dāng)于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。TCP/IP參考模型3/3/2025它的功能是使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨(dú)立地傳向目標(biāo)〔可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò)〕.這些分組到達(dá)的順序和發(fā)送的順序可能不同，因此如果需要按順序發(fā)送和接收時(shí)，高層必須對分組進(jìn)行排序?；ヂ?lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議，即IP協(xié)議〔internetprotocol〕?；ヂ?lián)網(wǎng)層的功能就是把IP分組發(fā)送到應(yīng)該去的地方。分組路由和防止阻塞是這里主要的設(shè)計(jì)問題。TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)層和OSI網(wǎng)絡(luò)層在功能上非常相似。TCP/IP參考模型的各層內(nèi)容1、互聯(lián)網(wǎng)層〔internetlayer〕：3/3/2025它的功能是使源端和目標(biāo)主機(jī)上的對等實(shí)體可以進(jìn)行會話。在這一層定義了兩個(gè)端到端的協(xié)議。一個(gè)是傳輸控制協(xié)議TCP〔TransmissionControlProtocol〕，它是一個(gè)面向連結(jié)的協(xié)議，允許從一臺機(jī)器發(fā)出的字節(jié)流無過失地發(fā)往另一臺機(jī)器。它將輸入的字節(jié)流分成報(bào)文段并傳給互聯(lián)網(wǎng)層。TCP還要處理流量控制，以防止快速發(fā)送方向低速接收方發(fā)送過多的報(bào)文而使接收方無法處理。

另一個(gè)協(xié)議是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP〔userdatagramprotocol〕，它是一個(gè)不可靠的、無連結(jié)的協(xié)議，用于不需要TCP排序和流量控制能力而是自己完成這些功能的應(yīng)用程序。TCP/IP參考模型的各層內(nèi)容2、傳輸層〔Transportlayer〕：3/3/2025在TCP/IP模型的最上層是應(yīng)用層〔Applicationlayer〕，它包含所有的高層的協(xié)議。 高層協(xié)議有：

虛擬終端協(xié)議TELNET：允許一臺機(jī)器上的用戶登錄到遠(yuǎn)程機(jī)器上并且進(jìn)行工作。

文件傳輸協(xié)議FTP〔FileTransferProtocol〕:提供有效地將數(shù)據(jù)從一臺機(jī)器上移動(dòng)到另一臺機(jī)器上的方法。

電子郵件協(xié)議SMTP〔SimpleMessageTransferProtocol〕:最初僅是一種文件傳輸，但是后來為它提出了專門的協(xié)議。

域名系統(tǒng)效勞DNS〔Domainnameservice〕：用于把主機(jī)名映射到網(wǎng)絡(luò)地址。

超文本傳輸協(xié)議HTTP〔HypertextTransferProtocol〕；用于在萬維網(wǎng)〔WWW〕上獲取主頁等。TCP/IP參考模型的各層內(nèi)容3、應(yīng)用層〔Applicationlayer〕：3/3/20254、主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)網(wǎng)層下面什么都沒有，TCP/IP參考模型沒有真正描述這一局部，只是指出主機(jī)必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)相連。層名應(yīng)用層傳輸層互聯(lián)網(wǎng)層物理＋數(shù)據(jù)鏈路層TELNETSMTPFTPDNSTCPUDPIPARPANETMANYLANSANDWANSYOURLAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)TCP/IP模型中的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議TCP/IP參考模型的各層內(nèi)容3/3/20253.4.3五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。因此往往采取折中的方法，即綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。3/3/2025五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)運(yùn)輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應(yīng)用層4運(yùn)輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層3/3/2025計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU3/3/2025計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文3/3/2025計(jì)算機(jī)

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向計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)〔或分組〕3/3/2025計(jì)算機(jī)

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向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀3/3/2025計(jì)算機(jī)

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向計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

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2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體3/3/2025計(jì)算機(jī)

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向計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層3/3/2025計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)局部，上交給網(wǎng)絡(luò)層3/3/2025計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)局部上交給運(yùn)輸層3/3/2025計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)局部上交給應(yīng)用層3/3/2025計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞浚〕鰬?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程3/3/2025計(jì)算機(jī)

1

向計(jì)算機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！3/3/2025計(jì)算機(jī)

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向計(jì)算機(jī)

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發(fā)送數(shù)據(jù)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H5比特流注意觀察參加或剝?nèi)ナ撞俊参膊俊车膶哟螒?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3/3/2025計(jì)算機(jī)

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2比特流計(jì)算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)3/3/2025H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)

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