河南机电第讲第章网络体系结构与协议PPT课件.ppt

1 全国高等专科教育 计算机系列实用规划教材 计算机网络技术与应用 授课人 解瑞云 2 第3章网络体系结构与协议 3 内容回顾 网络体系结构和网络协议的概念网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构 协议是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合 协议有三个要素 语义 语法 定时关系 OSI参考模型中数据的流动过程OSI七层模型及各层功能 4 本章学习目标 1 了解网络标准化组织2 理解并识记网络体系结构基本概念3 掌握OSI参考模型及各层的基本功能4 掌握TCP IP参考模型及各层的基本功能5 理解OSI和TCP IP参考模型的比较6 理解IPv4标准与IPv6标准的比较 5 1 TCP IP体系结构的层次划分1 TCP IP的产生和发展TCP IP协议不是某一标准化组织提出的正式标准 但已经被公认为事实上的工业标准 TCP IP协议从发展到现在 一共出现了6个版本 目前我们使用的主要是版本4 它的网络层IP协议一般记作Ipv4 版本5是基于OSI模型提出的 由于层次变化大 代价高 只是处于建议阶段 并未形成标准 版本6我们称为下一代的IP协议 记作IPv6 3 4TCP IP体系结构 6 2 TCP IP的特点 1 开放的协议标准 可以免费使用 并且独立于特定的计算机硬件与操作系统 2 统一分配网络地址 使整个TCP IP设备在网络中具有唯一的IP地址 3 适应性强 可同时适用于局域网 广域网以及互联网中 4 标准化的高层协议 可为用户提供多种可靠的网络服务 3 4TCP IP体系结构 7 3 TCP IP参考模型的层次划分TCP IP体系结构将网络划分为应用层 传输层 互连层 和网络接口层四层 3 4TCP IP体系结构 8 TCP IP体系结构与OSI参考模型的对应关系 3 4TCP IP体系结构 9 2 TCP IP体系结构中各层的功能1 网络接口层网络接口层是最低层 它负责通过网络发送和接收IP数据报 TCP IP体系结构并未对网络接口层使用的协议做硬性的规定 它允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议 例如局域网协议或其他一些协议 2 互连层互连层是TCP IP体系结构的第二层 它实现的功能相当于OSI参考模型网络层的无连接网络服务 互联层负责把源主机的数据报发送到目的主机 并可以实现跨网传输 3 4TCP IP体系结构 10 互联层的主要功能包括 1 处理来自传输层的分组发送请求 在收到请求后 将分组装入IP数据报 填充报头 选择路径 然后将数据报发送到相应的网络接口 2 处理接收的数据报 在收到其他主机发送的数据报后 检查目的地址 需要转发则选择路径转发出去 如目的地址为本结点IP地址 则除去报头送交传输层处理 3 处理互联网络中 路径 流量控制 拥塞控制等问题 3 4TCP IP体系结构 11 3 传输层传输层是TCP IP参考模型的第三层 在互联层之上 主要处理应用进程之间的端到端的通信 这和OSI参考模型中的传输层的功能是相似的 4 应用层TCP IP参考模型省略了会话层和表示层 应用层位于传输层之上 是其最高层 它通过使用传输层所提供的服务 直接向用户 用户的应用程序 提供服务 它包括了所有的高层协议 并不断有新的协议加入 基于这些协议 应用层向用户提供众多的网络应用 3 4TCP IP体系结构 12 3 TCP IP体系结构中的协议栈计算机网络的层次结构使网络中的各个层次的协议形成了一种从上到下的依赖关系 在计算机网络中 从上至下相互依赖的各种协议就形成了网络中的协议栈 3 4TCP IP体系结构 13 3 4TCP IP体系结构 14 OSI和TCP IP的比较 1 共同点层次化的结构 2 OSI的主要问题定义复杂 实现困难 有些功能在每一层重复出现 效率低下 3 TCP IP的主要问题网络接口层并不是实际的一层 各层的功能定义与实现方法没能区分开来等 3 4TCP IP体系结构 15 对OSI参考模型的评价 层次数量与内容选择不是很好 会话层很少用到 表示层几乎是空的 数据链路层与网络层有很多的子层插入 寻址 流控与差错控制在每一层里都重复出现 降低系统效率 数据安全性 加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了 参考模型的设计更多是被通信的思想所支配 不适合于计算机与软件的工作方式 严格按照层次模型编程的软件效率很低 3 4TCP IP体系结构 16 对TCP IP参考模型评价 在服务 接口与协议的区别上不很清楚 一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开 参考模型不适合于其他非TCP IP协议族 TCP IP参考模型的主机 网络层本身并不是实际的一层 物理层与数据链路层的划分是必要和合理的 而TCP IP参考模型却没有做到这点 3 4TCP IP体系结构 17 一种建议的参考模型 3 4TCP IP体系结构 18 4 IPv4 IPV6标准1 IP协议的特点 1 IP协议是一种不可靠的 面向无连接的数据报传送服务的协议 2 IP协议向传输层隐藏了低层物理网络细节 3 IP协议可以实现信息的跨网传输 4 IP协议使用统一的 全局的地址描述法 3 4TCP IP体系结构 19 2 IPv4标准IPv4的不足和局限性 地址数量不足 报头复杂 不易扩充 缺少安全与保密方法等 其中最重要的就是IP地址不够用 解决IPv4地址枯竭的3种措施 采用无分类编址CIDR 使IP地址的分配更加合理 采用网络地址转换NAT技术 节省IP地址的使用 采用具有更大的地址空间的新的IP协议 即IPv6协议 3 4TCP IP体系结构 20 IPv6和IPV4相比 主要的改进和特点 1 更大的地址空间 2 简化的头部格式 3 改进的选项 4 支持网络资源的预分配 5 允许协议扩充 6 身份验证和保密 3 4TCP IP体系结构 3 IPv6标准 21 IPv4向IPv6过渡的兼容措施 双协议栈 在完全过渡到IPV6之前 使一部分主机和路由器装两个协议 一个IPV4协议 一个IPV6协议 既可以和IPV4系统通信又可以和IPV6通信 隧道技术 在IPV6数据报进入IPV4网络前 把IPV6数据报作为数据部分整个封装成IPV4数据报 就像把信装进信封一样 然后IPV6数据报就可以在I