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应用层协议详解,使用分层的模型,协议模型和参考模型,通信过程,协议数据单元和封装 PDU：一段数据在任意协议层的表示形式称为协议数据单元 (PDU)。在封装过程中，后续的每一层都根据使用的协议封装其从上一层接收的PDU。 根据 TCP/IP 协议簇的协议来命名 PDU。 数据(Data) - 一般术语，泛指应用层使用的 PDU 数据段(Segment) - 传输层 PDU 数据包(Packet) - 网络层 PDU 帧(Frame) - 网络接入层 PDU 比特（bit） - 通过介质实际传输数据时使用的 PDU,通信过程,协议数据单元和封装,封装,沿协议栈向下传送,解封装,沿协议栈向上传送,应用程序 网络间的接口,表示层与会话层 表示层的功能：编码、压缩、加密 会话层的功能：建立、维持、终结应用程序之间的会话,准备应用程序和服务,常用的协议 传输层使用某种编址方案，称为端口号。端口号识别应用程序及应用层服务（即源数据和目的数据）。服务器程序通常使用客户机已知的预定义端口号。 域名系统 (DNS) TCP/UDP 端口 53 超文本传输协议 (HTTP) TCP 端口 80 简单邮件传输协议 (SMTP) TCP 端口 25 邮局协议 (POP) TCP 端口 110 Telnet TCP 端口 23 动态主机配置协议 UDP 端口 67 和端口 68 文件传输协议 (FTP) TCP 端口 20 和端口 21,应用程序协议与实例,DNS服务及协议 人们很难记住IP数字地址。于是，人们创建了可以将数字地址转换为简单易记名称的域名系统。 用户还可以使用操作系统中名为 nslookup 的实用程序手动查询域名服务器，来解析给定的主机名。,应用程序协议与实例,DNS服务及协议 域名系统采用分级系统创建域名数据库，从而提供域名解析服务。该层级模型的外观类似一棵倒置的树，枝叶在下，而树根在上。,应用程序协议与实例,WWW服务及HTTP协议 当在 Web 浏览器中输入一个 Web地址（或 URL 地址）时， Web 浏览器将通过 HTTP 协议建立与服务器上的 Web 服务之间的连接。常用的三种消息类型包括 GET、POST 以及 PUT。 HTTP 服务器通过返回网页的代码对请求做出相应。 浏览器解释 HTML 代码并显示网页。,HTTPS 可以采用身份验证和加密两种方式保障客户端和服务器间的数据传输安全。 HTTPS 中还指定了应用层和传输层之间数据通信的附加规则。,应用程序协议与实例,电子邮件服务及 SMTP/POP协议 客户端使用 SMTP 将邮件发送到服务器并使用 POP3接受电子邮件. 邮件服务器 MTA & MDA 邮件传送代理(MTA)进程使用SMTP将电子邮件发送MDA或其它MTA。 邮件分发代理(MDA)进程控制服务器与客户端之间的电子邮件分发。,应用程序协议与实例,FTP FTP 用于客户端和服务器之间的文件传输 客户端在 TCP 的 21 号端口建 立第一条连接。该连接由客户端 命令和服务器回复组成，用于管 理传输流量； 第二条连接建立在 TCP 的 20 号端口。每当有文件需要传输时 建立该连接，用于实际文件传输。,应用程序协议与实例,DHCP 通过动态主机配置协议 (DHCP) 服务，网络中的设备可以从 DHCP 服务器中获取 IP 地址和其它信息。 DHCP 服务器负责维护 IP 地址池，并在客户端登录时将临时地址分配给客户端。,应用程序协议与实例,Telnet 服务及协议 Telnet 是一种客户端/服务器协议，规定了创建和终止 VTY 会话的规则。 Telnet 提供使用通过网络连接的计算机访问网络设备的方法，就如同键盘和显示器直接连接到该设备一样。,安全外壳协议 (SSH) ，提供了比 Telnet 更为强大的身份验证功能，并支持会话数据的加密传输。,物理层 通信信号,物理层的用途 OSI 物理层通过网络介质传输构成数据链路层帧的比特。 物理层的用途是创建电信号、光信号或微波信号，以表示每个帧中的比特。,物理层 通信信号,物理层的标准 物理层由工程师开发的硬件组成，其形式为电子电路、介质和连接器。 TCP/IP 协议族中的服务和协议是由RFC 中的 Internet 工程任务组(IETF) 定义的。 物理层技术是由以下组织定义的： 国际标准化组织 (ISO) 电气电子工程师协会 (IEEE) 美国国家标准学会 (ANSI) 国际电信联盟 (ITU) 电子工业联盟/电信工业协会 (EIA/TIA) 国有电信机构，例如美国联邦通讯委员会 (FCC)。,物理层 通信信号,物理层的标准 由以上组织定义的技术包括四个领域的物理层标准： 介质的物理和电气属性 连接器的机械性能（材料、尺寸和引脚输出） 通过信号表示的比特（编码） 控制信息信号的定义,物理层 通信信号,物理层的基本原理 物理层的三个基本功能是： 物理组件 数据编码 信号,物理层信号和编码：表示比特,适用于介质的信号比特 通信以二进制数字的形式通过物理介质逐个传输。 可以通过更改信号的以下一个或多个特征在介质上表示信号： 信号表示方法: NRZ信号 曼彻斯特编码 4B/5B,物理层信号和编码：表示比特,数据传输能力 使用以下三种方式测量数据传输： 带宽：数字带宽可以测量在给定时间内从一个位置流向另一个位置的信息量。 吞吐量：吞吐量是给定时段内通过介质传输的比特的量度。 实际吞吐量：实际吞吐量是在给定时间内传输的可用数据的量度，它也是网络用户最感兴趣的量度。,物理层 连接通信,以太网介质 无线介质,物理层 连接通信,铜介质 同轴电缆 双绞线 非屏蔽双绞线 屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线,屏蔽双绞线,物理层 连接通信,光纤介质的线缆设计 用激光或发光二极管 (LED) 产生的光脉冲来表示介质上的数据。 电子半导体设备（称为光电二极管）检测光脉冲并将其转换为可重现为数据帧的电压。,物理层 连接通信,无线介质 常用适用于无线介质的数据通信标准： 标准 IEEE 802.11-通常也称为 Wi-Fi 标准 IEEE 802.15通常称为“蓝牙” 标准 IEEE 802.16-通常称为 WiMAX 全球移动通信系统 (G