计算机网络体系结构讲义.ppt

西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 1 本资料来源 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 2 第2章计算机网络体系结构 教学重点和难点OSI模型七层功能及其关系 OSI的相邻层之间通信的过程 不同计算机上同等层之间的通信过程 ISO OSI数据封装与解封装的过程 TCP IP模型体系结构 网络协议概念及特点 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 3 2 1计算机网络体系结构概述 网络体系结构提出的背景 计算机网络的复杂性 异质性不同的通信介质 有线 无线 不同种类的设备 主机 路由器 交换机 复用设备 不同的操作系统 Unix Windows 不同的软 硬件 接口和通信约定 协议 不同的应用环境 固定 移动 不同种类业务 分时 交互 实时 宝贵的投资和积累 有形 无形 用户业务的延续性 不允许出现大的跌宕起伏 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 4 2 1 1建立计算机网络体系结构的必要性 1 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活 Activate 2 要告诉网络如何识别接收数据的计算机 3 发起通信的计算机必须查明对方计算机是否已准备好接收数据 4 发起通信的计算机必须弄清楚 在对方计算机中的文件管理程序是否已做好文件接收和存储文件的准备工作 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 5 2 1 1建立计算机网络体系结构的必要性 5 若计算机的文件格式不兼容 则至少其中的一个计算机应完成格式转换功能 6 对出现的各种差错和意外事故 如数据传送错误 重复或丢失 网络中某个结点出故障等 应当有可靠的措施保证对方计算机最终能够收到正确的文件 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 6 2 1 1建立计算机网络体系结构的必要性 对于复杂的网络系统 用什么方法能合理地组织网络的结构 以达到 结构清晰简化设计与实现便于更新与维护较强的独立性和适应性解决 分而治之 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 7 例子 邮政系统的信件处理过程 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 8 2 1 2计算机网络的分层模型 计算机网络中也采用了分层方法 把复杂的问题划分为若干个较小的 单一的局部问题 在不同层上予以解决 而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理 网络的层次结构方法要解决的问题 网络应该具有哪些层次 每一层的功能是什么 分层与功能 各层之间的关系是怎样的 它们如何进行交互 服务与接口 通信双方的数据传输要遵循哪些规则 协议 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 9 划分层次的概念举例 主机1向主机2通过网络发送文件 可以将要做的工作进行如下的划分 第一类工作与传送文件直接有关 确信对方已做好接收和存储文件的准备 双方协调好一致的文件格式 两个主机将文件传送模块作为最高的一层 剩下的工作由下面的模块负责 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 10 两个主机交换文件 文件传送模块 主机1 主机2 文件传送模块 只看这两个文件传送模块好像文件及文件传送命令是按照水平方向的虚线传送的 把文件交给下层模块进行发送 把收到的文件交给上层模块 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 11 再设计一个通信服务模块 文件传送模块 主机1 主机2 文件传送模块 只看这两个通信服务模块好像可直接把文件可靠地传送到对方 把文件交给下层模块进行发送 把收到的文件交给上层模块 通信服务模块 通信服务模块 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 12 再设计一个网络接入模块 文件传送模块 主机1 主机2 文件传送模块 通信服务模块 通信服务模块 网络接入模块 网络接入模块 通信网络 网络接口 网络接口 网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作例如 规定传输的帧格式 帧的最大长度等 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 13 计算机网络分层模型的优点 各层之间是独立的 耦合程度低上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务 黑箱方法灵活性好只要服务和接口不变 每层的实现方法可任意改变 结构上可分割开各层都可以选择最合适的实现技术易于实现和维护把复杂的系统分解成若干个涉及范围小 功能简单的子单元 使系统的结构清晰 实现 调试和维护变得简单和容易 使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块 有助于标准化每一层的功能和所提供的服务都有精确的说明 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 14 2 1 2计算机网络的分层模型 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 15 计算机网络体系结构的基本概念 实体 任何可以发送或接收信息的硬件 软件进程 对等层 两个不同系统的同级层次 对等实体 分别位于不同系统对等层中的两个实体 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 16 计算机网络体系结构的基本概念 接口 相邻两层之间交互的界面 定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务 服务访问点SAP ServiceAccessPoint 是相邻两层实体之间通过接口调用服务或提供服务的联系点 每个SAP都有一个唯一地标明它的地址 服务 某一层及其以下各层的一种能力 通过接口提供给其相邻上层 协议 通信双方在通信中必须遵守的约定或规则 包括语义 语法 同步 时序 三要素 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 17 服务用户 第n层 第n 1层 服务用户 计算机网络体系结构的基本概念 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 18 计算机网络体系结构的基本概念 服务原语 服务用户与服务提供者之间要进行交互 交互的信息称为服务原语 如 请求 表示某实体希望开始调用服务做事 指示 表示某实体被通知有事件发生 响应 表示某实体对事件做出响应 确认 表示对发回响应的确认 服务原语由原语名字 原语类型和原语参数组成 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 19 计算机网络体系结构的基本概念 面向连接的服务 在数据交换之前必须经过建立连接 维护连接和拆除连接三步工作 特点 可靠性高 保证数据顺序传输 无连接服务 在数据交换之前不需要建立连接 按目的地址一步步传输数据 特点 不需要维持连接的额外开销 但可靠性较低 也不保证数据的传输顺序 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 20 通信协议的三要素 语义 对协议中各协议元素的含义的解释 例如 在HDLC协议中 标志Flag 7EH 表示报文的开始和结束在BSC协议中 SOH 01H 表示报文的开始 STX 02H 表示报文正文的开始 ETX 03H 表示报文正文的结束语法 协议元素与数据的组合格式 即报文格式 例如 时序 通信过程中 通信双方操作的执行顺序和规则 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 21 协议是控制两个对待实体进行通信的规则的集合每层可能会有若干个协议 但一个协议只属于一个层次协议很复杂 协议必须把所有不利的条件事先都估计到 而不能假定一切都是正常的和非常理想的 网络通信协议的特点 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 22 著名的协议举例 占据东 西两个山顶的蓝军1和蓝军2与驻扎在山谷的白军作战 其力量对比是 单独的蓝军1或蓝军2打不过白军 但蓝军1和蓝军2协同作战则可战胜白军 现蓝军1拟于次日正午向白军发起攻击 于是用计算机发送电文给蓝军2 但通信线路很不好 电文出错或丢失的可能性较大 没有电话可使用 因此要求收到电文的友军必须送回一个确认电文 但此确认电文也可能出错或丢失 试问能否设计出一种协议使得蓝军1和蓝军2能够实现协同作战因而一定 即100 而不是99 999 取得胜利 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 23 这样的协议无法实现 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 24 结论 这样无限循环下去 两边的蓝军都始终无法确定自己最后发出的电文对方是否已经收到 没有一种协议能够蓝军能100 获胜 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 25 协议与服务的区别 协的实现保证了能够向上一层提供服务协议是 水平 的 服务是 垂直 的 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 26 常用协议组 TCP IP Windows Unix Linux NetBEUI Windows IPX SPX NetWare Windows 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 27 2 1计算机网络体系结构概述 网络体系结构是从体系结构的角度来研究和设计计算机网络体系 其核心是网络系统的逻辑结构和功能分配定义 即描述实现不同计算机系统之间互连和通信的方法以及结构 是层 层间接口和协议的集合 通常采用结构化设计方法 将计算机网络系统划分成若干功能模块 形成层次分明的网络体系结构 实现 implementation 是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题 体系结构是抽象的 而实现则是具体的 是真正在运行的计算机硬件和软件 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 28 2 1计算机网络体系结构概述 最早的网络体系结构源于IBM的SNA 其它的网络体系结构还有DEC的DNA等由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是OSI RM 只要遵循OSI标准 一个系统就可以和位于世界上任何地方的 也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信 实际中应用最广泛的是TCP IP体系结构事实上的 defacto 标准 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 29 2 2ISO OSI开放系统互连参考模型 OSI参考模型中的 开放 是指只要遵循OSI标准 一台计算机就可以与位于世界上任何地方 同样遵循同一标准的其它计算机进行通信 OSI参考模型定义开放系统的层次结构 层次之间的相互关系与各层包括的服务 OSI参考模型作为一个框架来协调和组织各层协议的制定 也是对网络内部结构精炼的概括与描述 2 2 1OSI参考模型的基本概念 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 30 ISO划分层次的原则 网中各结点都具有相同的层次 不同结点的同等层具有相同的功能 同一结点内相邻层之间通过接口通信 每层可以使用下层提供的服务 并向其上层提供服务 不同结点的同等层通过协议来实现对等层次之间的通信 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 31 OSI参考模型七层结构 OSI采用分层的结构化技术 共分7层 从低到高为 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 32 2 2 2OSI参考模型各层的功能 任务 在物理媒体 介质 上正确地 透明地传送比特流 协议 标准 规定了物理接口的各种特性 机械 物理连接器的尺寸 形状 规格电气 信号电平 信号的脉冲宽度和频率 数据传送速率 最大传输距离等功能 接口引 线 脚的功能和作用规程 信号时序 应答关系 操作过程功能 建立和拆除物理连接 位流传输 管理例 RS 232 RS 449 V 24 V 35 G 703 G 704 1 物理层 PhysicalLayer 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 33 2 数据链路层 datalinklayer 任务 在两个相邻节点间可靠地传输数据 使之对网络层呈现为一条无错的链路 功能与服务 建立与拆除数据链路连接组帧 帧封装 按顺序传送 处理返回的确认帧 定界与同步 产生 识别帧边界 差错检测 恢复 可靠的传输 CRC ARQ 流量控制 抑止发送方的传输速率 使接收方来得及接收 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 34 协议 两类面向字符的 数据以字符为单位传输 用控制字符控制通信IBM的BSC规程面向比特的 数据以位为单位传输 用帧中的控制字段控制通信ISO的HDLC规程 2 数据链路层 datalinklayer 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 35 3 网络层 networklayer 任务 选择合适的路由 把分组从源端传送到目的端 功能与服务 在源端与目的端之间建立 维护 终止网络的连接路由选择和分组中转流量控制和拥塞控制多路复用 为多个传输层实体提供网络连接服务分段与组合 大数据块分段 小数据块组合差错检测与恢复流量统计和记账IP协议 RFC791 提供无连接的数据报服务 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 36 3 网络层 networklayer 路由选择如何在多条通信路径中找一条最佳路径 依据 速度 距离 步跳数 价格 拥塞程度路由器 路由表建立与维护静态 人工设置 只适用于小型网络动态 运行过程中根据网络情况自动地动态维护路由算法 建立与维护路由表的方法距离向量算法 RIP CGP等链路状态算法 OSPF等 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 37 链路层与网络层的比较 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 38 4 传输层 transportlayer 任务 在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输 使上层服务用户不必关心通信子网的实现细节 传输层的特点以上各层 面向应用 本层及以下各层 面向传输 与网络层的部分服务有重叠交叉 功能取舍取决于网络层功能的强弱 只存在于端主机中 实现源主机到目的主机 端到端 的连接 在这一点上与网络层的区别是什么 网络层 为主机之间提供逻辑传输传输层 为应用进程之间提供逻辑传输 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 39 功能 地址映射 源端进程地址映射到网络地址 或反之 多路复用与分割 多个传输连接共用一条网络连接 一条传输连接使用多个网络连接 进行数据分段并在目的端重新组装 传输连接的建立与释放 提供 面向连接 和 无连接 两种服务 TCP IP协议 TCP和UDP传输差错校验与恢复 流量控制 防止数据传输过载 4 传输层 transportlayer 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 40 传输层两种服务的比较 ConnectionOriented Connectionless 参考模式 电话系统 邮政系统 特点 静态分配资源 传输前需要建立连接 动态分配资源 可靠性 提供可靠的传输服务 无错 按序 无丢失 无重复 不能防止报文的损坏 失序 丢失和重复 对目的地址的要求 仅在连接阶段需要完整的目的地址 需要为每一个报文提供完整的目的地址 适用场合 在一段时间内向同一目的地发送大量报文 实时性要求 少量零星报文 分类及示例 1 可靠消息流 文件传输2 可靠字节流 远程登录3 不可靠连接 数字化声音 1 数据报 广播 组播2 可靠的数据报 挂号邮件3 请求应答 数据库查询 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 41 网络层与传输层的比较 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 42 5 会话层 Sessionlayer 会话层的主要功能是在两个结点间建立 维护和释放面向用户的连接 并对会话进行管理和控制 保证会话数据可靠传送 在会话层和传输层都提到了连接 那么会话连接和传输连接到底有什么区别呢 会话连接和传输连接之间有三种关系 一对一关系 即一个会话连接对应一个传输连接 一对多关系 一个会话连接对应多个传输连接 多对一关系 多个会话连接对应一个传输关系 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 43 6 表示层Presentation OSI模型中 表示层以下的各层主要负责数据在网络中传输时不出错 但数据的传输没有出错 并不代表数据所表示的信息不会出错 表示层管理抽象数据结构 并且在计算机内部表示和网络的标准表示法之间进行转换 实现不同计算机系统间的信息交换 也即表示层关心的是数据传送的语义和语法两个方面的内容 表示层的另一功能是数据的加密和解密表示层所提供的功能还有文本的压缩功能 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 44 基于ASCII码的计算机将信息 HELLO 的ASCII编码发送出去 但因为接收方使用EBCDIC编码 所以数据必须加以转换 因此 传送的是十六进制字符48454C4C4F 接收到的却是C8C5D3D3D6 6 表示层Presentation 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 45 7 应用层 applicationlayer 任务 为用户的应用进程提供网络通信服务 功能 提供各种不同的应用协议以满足应用进程的需求 识别并证实目的通信方的可用性 使协同工作的应用进程之间进行同步 为通信过程申请资源 应用层协议的例子 OSI VTP 虚拟终端 MHS 报文处理系统 FTAM 文件传递 存取和管理 DS 目录服务 TCP IP Telnet SMTP FTP DNS HTTP 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 46 2 2 2OSI参考模型各层的功能 应用层Application 表示层Presentation 会话层Session 传输层Transport 物理层Physical 数据链路层DataLink 网络层Network 7654321 为网络应用提供服务数据表示 加解密 压缩 在用户间建立会话关系 同步管理不同主机进程间的通信 差错 流量 复用 分用 只存在于主机中 在主机间传输分组 路由 差错 流量 在节点间可靠地传输帧 同步 差错 流量控制 位流的透明传输 OSI各层功能小结 功能包括 差错控制 流量控制 分段与重装 复用与分用 连接建立和释放 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 47 2 2 3OSI的层次间关系 1 OSI模型每一层数据的名称为了使数据分组从源主机传送到目的主机 源主机OSI模型的每一层要与目标主机的每一层进行通信 用Peer to peercommunications 对等实体间通信 表示源主机与目的主机对等层间的通信 在这一过程中 每一层的协议交换的信息称为协议数据单元 PDU ProtocolDataUnit 通常在该层的PDU前面增加一个单字母的前缀 表示为哪一层数据 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 48 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 主机A 主机B 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 比特 数据帧 数据报 数据段 APDU PPDU SPDU 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传输层协议 网络层协议 数据链路层协议 1 OSI模型每一层数据的名称 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 49 2 OSI的数据传递 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 50 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 应用进程数据先传送到应用层 加上应用层首部 成为应用层PDU 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 51 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 应用层PDU再传送到运输层 加上运输层首部 成为运输层报文 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 52 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 运输层报文再传送到网络层 加上网络层首部 成为IP数据报 或分组 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 53 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 IP数据报再传送到数据链路层 加上链路层首部和尾部 成为数据链路层帧 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 54 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 数据链路层帧再传送到物理层 最下面的物理层把比特流传送到物理媒体 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 55 主机1向主机2发送数据 应用层 applicationlayer 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 物理传输媒体 主机1 AP2 AP1 电信号 或光信号 在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层 主机2 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 56 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 物理层接收到比特流 上交给数据链路层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 57 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分 上交给网络层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 58 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 网络层剥去首部 取出数据部分上交给运输层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 59 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 运输层剥去首部 取出数据部分上交给应用层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 60 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 应用层剥去首部 取出应用程序数据上交给应用进程 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 61 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 我收到了AP1发来的应用程序数据 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 62 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 应用程序数据 10100110100101比特流110101110101 注意观察加入或剥去首部 尾部 的层次 应用程序数据 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 63 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 10100110100101比特流110101110101 计算机2的物理层收到比特流后交给数据链路层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 64 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层 H2 T2 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 65 H3 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 66 H4 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 67 应用程序数据 H5 应用程序数据 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 68 主机1向主机2发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主机1 AP2 AP1 主机2 我收到了AP1发来的应用程序数据 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 69 数据封装 Encapsulation 是指网络结点将要传送的数据用特定的协议头打包来传送数据 有时候也可能在数据尾部加上报文 数据在源站自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程 到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程 类比 发送信件在目的站 某一层只能识别由源站对等层封装的 信封 而对于被封装在 信封 内部的 数据 仅仅是拆封后将其提交给上层 本层不作任何处理 每一层只处理本层的协议头部 2 OSI的数据传递 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 70 2 OSI的数据传递 封装的作用 在数据的传送过程中 一旦出现差错 可以及时发现及时纠正 保证数据传输可靠性高一层不含低一层协议控制信息 可以使相邻层之间保持相对独立性 这样低层实现方法变化不致于影响高一层功能的执行 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 71 PDU的组成 PDU由协议控制信息 PCI协议头 和数据 DU 组成 协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息 地址 序号 长度 分段标志 差错控制信息 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 72 层与层之间的数据交换 OSI将层与层之间交换数据的单位称为服务数据单元 SDU ServiceDataUnit SDU与PDU可以不一样 可以多个SDU合成一个PDU 也可以一个SDU划分成几个PDU 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 73 2 3TCP IP的体系结构 TCP IP协议的主要特点开放的协议标准 独立于特定的计算机硬件与操作系统 独立于特定的网络硬件 可以运行在局域网 城域网与广域网 适用于网络互联 统一的网络地址分配方案 所有运行TCP IP协议的设备都具有唯一的网络地址 标准化的应用层协议 可以提供多种可靠的网络服务 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 74 2 3TCP IP的体系结构 应用层运输层网际层网络接口层 主机A 主机B 路由器 网络2 网络1 应用层运输层网际层网络接口层 网际层网络接口层 4321 路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 75 2 3 1TCP IP四层模型 Message 报文 Segment 段 Packet 分组 Frame 帧 Bit 比特 TCP IP协议栈 PDU 应用层HTTP FTP SMTP DNS Telnet 传输层TCP UDP 网络层IP ICMP ARP RARP 网络接口 数据链路层 物理层 PPP Ethernet Tokenring ATM 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 76 TCP IP与OSI RM的对应关系 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 77 2 3 2TCP IP各层功能 1 网络接口层是TCP IP协议的最低层 是网络层与硬件设备间的联系 TCP IP对网络接口层并没有给出具体的规定 它采取开放的策略 包括各种物理网协议 例如Ethernet 令牌环 帧中继 ISDN和分组交换网X 25等 当各种物理网被用做传输IP数据报的通道时 就可以认为是属于这一层的内容 这一点体现TCP IP协议体系的开放性 兼容性 这也是TCP IP协议成功的基础 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 78 2 TCP IP的网际层 互联网络层的主要功能包括 处理来自传输层的数据发送请求 将传输层报文段封装成IP数据报 启动路由选择算法 选择适当的发送路径 并将数据报转发到下一个结点 处理接收的数据报 检查接收分组目的IP地址 如果目的地址为本结点的IP地址 则除去报头将分组交送传输层处理 如果需要转发 选择发送路径并转发 处理互联网络的路由选择 流量控制与拥塞控制 互联网络层的IP协议提供 尽力而为 besteffort 的无连接的网络分组传输服务 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 79 2 TCP IP的网际层 其它重要协议 ICMP InternetControlMessageProtocol 主要用于传递控制消息 ARP AddressResolutionProtocol 为已知的IP地址确定相应的MAC地址 RARP ReverseAddressResolutionProtocol 为已知的MAC地址确定相应的IP地址 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 80 网际层的四个主要协议 TCP UDP 6 17 IP 传输层 网际层 IP分组中的协议域确定目的端的上层协议 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 81 沙漏计时器形状的TCP IP协议族 HTTP SMTP DNS RTP TCP UDP IP 网际层 网络接口层 运输层 应用层 网络接口1 网络接口2 网络接口3 EverythingoverIPIP可为各式各样的应用程序提供服务 IPoverEverythingIP可应用到各式各样的网络上 西南科技大学经管学院 周中林 计算机网络基础 82 例 客户进程和服务器进程使用TCP IP协议进行通信 数据链路层 物理层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 运输层 网络层 应用层 应用层 因特网 以后就逐级使用下层提供的服务 使用TCP和IP 西南科技大学经管学院 周