Internet分层体系结构研讨

1、河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 1 本资料来源本资料来源第第 二二 章章 InternetInternet分层体系结构分层体系结构河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 3 2.1 2.1 网络体系结构网络体系结构4 网络体系结构是计算机之间相互通信的层次，以及网络体系结构是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。网络协议是各层中的协议和层次之间接口的集合。网络协议是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。换信息时所必须遵守的规则的集合。协议的关键

2、成分是：协议的关键成分是：语法语法(syntax)(syntax)：包括数据格式、编码及信号电：包括数据格式、编码及信号电平等平等语义语义(semantics)(semantics)：包括用于协调和差错处理的：包括用于协调和差错处理的控制信息控制信息定时定时(timing)(timing)：包括速度匹配和排序等：包括速度匹配和排序等河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 4 计算机网络是一个复合系统，由于在型号、线计算机网络是一个复合系统，由于在型号、线 路类型、连接方式、同步方法、通信方式不同，路类型、连接方式、同步方法、通信方式不同，尤其就异种机来说其通信极为复杂，因此需

3、要采尤其就异种机来说其通信极为复杂，因此需要采用分而治之的方式，用分而治之的方式， 将非常复杂的网络通将非常复杂的网络通 信问题化为若干个彼信问题化为若干个彼 此功能相关的模块来此功能相关的模块来 处理，各模块之间呈处理，各模块之间呈 现明显的层次结构，现明显的层次结构， 这就是分层结构。这就是分层结构。 2.1 2.1 网络体系结构网络体系结构河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 5 4主计算机主计算机(Host)(Host) 数据处理与网络控制 支持本地用户与网中其他用户之间的互访与资源共享资源子网资源子网4终端终端(Terminal)(Terminal) 直接面对用户

4、，是人机交互环境 只完成输入输出及通信工作 可以是简单的输入输出设备RFC(1122/3和和1009)定义：定义：主机：一个主机就是连到主机：一个主机就是连到1个或多个网络的设备。个或多个网络的设备。它可在其中的任意网络上进行收发通信，但不能它可在其中的任意网络上进行收发通信，但不能将分组从一网络传到另一网络。将分组从一网络传到另一网络。参考：参考：网关：网关是连到多于网关：网关是连到多于1个网络上的设备。它有个网络上的设备。它有选择性的将信息从一个网络发到另一个网络。选择性的将信息从一个网络发到另一个网络。2.1 2.1 网络体系结构网络体系结构 基本构成基本构成河北科技师范学院 蔡黔鹰TC

5、P/IP Protocols 6 TTTTTTTTTTTTHHHCCPCCPCCPCCP通信子网高速线路低速线路终端通讯控制处理器主计算机TCCPH资源子网资源子网2.1 2.1 网络体系结构网络体系结构 基本构成基本构成河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 7 4局域网的通信子网由传输介质与网络接口局域网的通信子网由传输介质与网络接口板组成板组成4广域网的通信子网在以上基础上包括转发广域网的通信子网在以上基础上包括转发部件，通常具有交换功能部件，通常具有交换功能4路由器、网关、协议转换器均属于这类转路由器、网关、协议转换器均属于这类转发部件发部件2.1 2.1 网络体系结

6、构网络体系结构 基本构成基本构成通信子网通信子网河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 8 4数据通信设备数据通信设备(DCE)(DCE) 将数字信号与模拟信号进行相互转换。将数字信号与模拟信号进行相互转换。4 通讯控制处理器（通讯控制处理器（CCPCCP） 控制本模块与终端设备之间的数据传输，对其通信线路控制本模块与终端设备之间的数据传输，对其通信线路进行控制管理。进行控制管理。4集中器（集中器（ConcentratorConcentrator） 将若干个终端经低速通信线路集中起来，经高速将若干个终端经低速通信线路集中起来，经高速线路与线路与CCPCCP相连，以提高效率。相

7、连，以提高效率。4网络传输线路网络传输线路 线路通常分成高、中、低三个速度，可以涉及线路通常分成高、中、低三个速度，可以涉及同轴电缆，双绞线、光纤等。同轴电缆，双绞线、光纤等。CCP：作为网络中各个模块之间的接口机，负责接口之间的信息传输控制。包括线路传输控制、差错监测与恢复、路径选择与流量控制、代码转换、作业的装配与拆卸集中器：主要负责差错控制、信息缓存、代码转换、电路转接等2.1 2.1 网络体系结构网络体系结构 基本构成基本构成河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 9 4国际标准化组织国际标准化组织(ISO)(ISO)是一个义务性的是一个义务性的非条约的专门的标准化组

8、织，负责制定非条约的专门的标准化组织，负责制定各类标准。各类标准。4标准的建立时间对于其成功是至关重标准的建立时间对于其成功是至关重要的，当一个主题刚被发现时，会引起要的，当一个主题刚被发现时，会引起很多的研究活动，经过一段时间后，热很多的研究活动，经过一段时间后，热度逐渐降低，开始进入合作研究期，第度逐渐降低，开始进入合作研究期，第三阶段则是成熟期。三阶段则是成熟期。研究研究投资投资标准标准2.2 2.2 开放系统互连开放系统互连(OSI)(OSI)参考模型参考模型河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 10 物理层物理层链路层链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示

9、层表示层 应应用层用层2.2 2.2 开放系统互连开放系统互连(OSI)(OSI)参考模型参考模型河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 11 42.2.1 2.2.1 物理层物理层42.2.2 2.2.2 链路层链路层42.2.3 2.2.3 网络层网络层42.2.4 2.2.4 传输层传输层42.2.5 2.2.5 会话层会话层42.2.6 2.2.6 表示层表示层42.2.7 2.2.7 应用层应用层面向通信面向通信面向用户面向用户2.2 2.2 开放系统互连开放系统互连(OSI)(OSI)参考模型参考模型河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 12

10、链路层协议物理层协议网络层协议分组流比特流帧流报文流应用层7应用层传输层4传输层网络层3网络层链路层2链路层物理层1物理层表示层6表示层会话层5会话层报文流报文流段流网络层网络层链路层链路层物理层物理层子网内部协议通信子网通信子网转接节点转接节点2.2 2.2 开放系统互连开放系统互连(OSI)(OSI)参考模型参考模型河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 13 2.2 2.2 开放系统互连开放系统互连(OSI)(OSI)参考模型参考模型数据应用层传输层网络层链路层物理层表示层会话层应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息

11、数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头

12、信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头

13、信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息数据传输层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息

14、传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据 数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息传输层头信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数

15、据用层信息示层信息话层信息输层信息数据数据数据应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据数据网络层头信息网络层头信息网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数

16、据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息应用层头信息表示层头信息会话层头信息输层信息数据网络层头信息表示层头信息会话层头信息网络层头信息输层信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息输层信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层

17、头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据表示层头信息会话层头信息网络层头信息传输层头信息应用层头信息数据链路层头信息链路层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会

18、话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息会话层头信息链路层头信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链头表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链头表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路层头信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路层头信息表示层头信息表示层头信息会话层

19、头信息会话层头信息链路层头信息链路层头信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路层头信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路层头信息表示层头信息表示层头信息会话层头信息会话层头信息链路层头信息链路层头信息停止停止停止停止停止停止河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 14 4确定如何在通信信道上传输比特流确定如何在通信信道上传输比特流4涉及网络物理结构、传输介质的规程、涉及网络物理结构、传输介质的规程、位传输的编码与定时规则。位传输的编码与定时规则。2.2.1 OSI2.2.1 OSI模型模型 物理层物理层河北科技师范学院

20、 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 15 4加强物理层的传输功能，建立一条无差错加强物理层的传输功能，建立一条无差错的传输线路的传输线路4将物理层传输的比特组合成帧，确定帧界将物理层传输的比特组合成帧，确定帧界及速率，差错纠正及速率，差错纠正通信系统通信系统DCEDTEDCEDTE通信线路数据电路数据通信链路2.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 16 MAC地址：以太网的地址技术有两个，一是全球唯一地址，即MAC地址，一是广播地址。其中前6位为厂商地址，如SUN公司的地址为08:00:204寻址：广播方式进行寻

21、址：广播方式进行 网卡地址（网卡地址（MACMAC地址地址） 出厂设置出厂设置, ,全球唯一全球唯一4 物理拓扑结构物理拓扑结构 总线结构总线结构 环型结构环型结构 星型结构星型结构 网状结构网状结构 蜂窝结构蜂窝结构4访问方式访问方式（以太网、令牌网等）（以太网、令牌网等）介质访问控制（介质访问控制（MACMAC）层）层2.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 17 4帧界确定和识别帧界确定和识别 帧结束的判定帧结束的判定 面向字符的传输，面向位的传输，编码违例法时间数据 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 无确认

22、、无连接：不建立连接，不提供错误控制，流量无确认、无连接：不建立连接，不提供错误控制，流量控制和顺序控制。适于语音类型的信源控制和顺序控制。适于语音类型的信源 有确认、无连接：接收方返回确认信息，提供错误及流有确认、无连接：接收方返回确认信息，提供错误及流量控制，但不提供顺序控制。可能出现重复包量控制，但不提供顺序控制。可能出现重复包 面向连接：建立连接通道，按顺序发送帧，根据帧编号面向连接：建立连接通道，按顺序发送帧，根据帧编号确定重复包确定重复包4差错控制机制差错控制机制用超时、确认的方式解决错误用超时、确认的方式解决错误 停止等待方式、连续工作方式4差错检验和纠正差错检验和纠正设置检错码

23、与纠错码设置检错码与纠错码 奇偶校验码，海明码，循环冗余纠错码4连接类型连接类型 对连接类型进行判定对连接类型进行判定 无确认、无连接；有确认、无连接；面向连接4流量控制流量控制确保收发双方具有相同的通讯能力确保收发双方具有相同的通讯能力 静态窗口流控，动态窗口流控，预定速率流控逻辑链路控制（逻辑链路控制（LLCLLC）层）层2.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 18 2.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层4接收端可以通过检错码检查传送一帧数据接收端可以通过检错码检查传送一帧数据是否出错，一旦发现

24、传输出错，则采用反是否出错，一旦发现传输出错，则采用反馈重发馈重发ARQ(Automatic Request for ARQ(Automatic Request for Repeat)Repeat)的方法来纠正的方法来纠正. .信源校验码编码器存储器反馈信号控制器发送装置接收装置校验码译码器信宿反馈信号控制器传传输输信信道道差错控制机制差错控制机制河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 19 4反馈重发纠错实现方法有两种：反馈重发纠错实现方法有两种： 停止等待方式停止等待方式 等到确认接收方正确无误地收到数据帧后才发送等到确认接收方正确无误地收到数据帧后才发送下一个帧。协议简

25、单，系统通信效率低。下一个帧。协议简单，系统通信效率低。11111111111ACK22222222222NAK22222222222ACK333333333332.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 20 111111222222 连续工作方式连续工作方式 拉回方式拉回方式 选择重发方式选择重发方式11111111111ACK22222222222NAK333333333334444444444422222222222ACK33333333333444444444445555555555511111111111ACK

26、22222222222NAK333333333334444444444422222222222ACK5555555555566666666666777777777772.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 21 流量控制机制流量控制机制4应答控制法应答控制法 只有接收到接收方的只有接收到接收方的“接收准备就绪接收准备就绪”信号时才能发送数据帧信号时才能发送数据帧4缓冲限制法缓冲限制法 当接收方的缓冲区满时发暂停发送指示，达到一定空闲要求时当接收方的缓冲区满时发暂停发送指示，达到一定空闲要求时发可接收指示发可接收指示4预

27、约发送法：预约发送法： 由发送方向接收方预约缓冲区，或由接收方通知发送方接收缓由发送方向接收方预约缓冲区，或由接收方通知发送方接收缓冲区的大小由发送方判断发送冲区的大小由发送方判断发送4窗口流控：窗口流控： 窗口是指可以放置一定数据帧的缓冲区。窗口是指可以放置一定数据帧的缓冲区。 窗口流控就是通过控制缓冲区来控制数据传输速度的方法。窗口流控就是通过控制缓冲区来控制数据传输速度的方法。 1 2 3 4窗口宽度11171819201211111111111111111111112131212121212121212122131413131313131313131313315141414141414

28、14141414.ACK31614141414141414141414143静态窗口流控：定义一个窗口大小，如4，选择4个帧附上窗口号发出，每收到针对一个窗口号的确认帧，该窗口号即可分配给新的帧。由此，最多未收到的确认帧数不会超过4个。动态窗口流控：接收方发阻塞帧来要求降速，发送方收到后则调小窗口；当发送方在长时间未收到阻塞帧时则尝试调大窗口。由此得到最佳速度。2.2.2 OSI2.2.2 OSI模型模型 链路层链路层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 22 4用于解决如何将源端发出的分组经过各种用于解决如何将源端发出的分组经过各种途径送到目的端途径送到目

29、的端4寻址，路径交换，路由的搜索，选择寻址，路径交换，路由的搜索，选择路径路径1 ?1 ?路径路径2 ?2 ?路径路径3 ?3 ?2.2.3 OSI2.2.3 OSI模型模型 网络层网络层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 23 4路径搜索与选择：确定合理的路由路径搜索与选择：确定合理的路由 路径选择：静态选择与动态选择路径选择：静态选择与动态选择 路径搜索：距离矢量法、链路状态法路径搜索：距离矢量法、链路状态法4网络寻址：按网络寻址：按IP地址分级传送地址分级传送 跨网段不能进行广播，否则会导致广播风暴跨网段不能进行广播，否则会导致广播风暴 三级地址结构，三级地址结构，

30、IP地址、地址、MAC地址、服务地址地址、服务地址4路径交换：数据传送过程中在多路径间切换路径交换：数据传送过程中在多路径间切换 电路交换，报文交换，分组交换电路交换，报文交换，分组交换4连接服务：在链路层基础上加强连接连接服务：在链路层基础上加强连接 错误控制，分组顺序控制，拥塞控制错误控制，分组顺序控制，拥塞控制4网络互连：跨网络及多协议的转换网络互连：跨网络及多协议的转换 中继器，网桥，路由器，交换机，网关中继器，网桥，路由器，交换机，网关电路交换：一旦接通便固定连接，直到传完。报文交换：以报文为单位进行传送，长度无限制分组交换：以固定长信息包为单位进行传送距离矢量法：纪录与邻网的距离，

31、并与邻网相互交换如RIP协议链路状态法：将相邻路由向整个网络广播，本路由表是将所收到的各路由表进行整理而成，但只向外发相邻路由。只有路径变化的信息才发，如OSPF。错误控制：错误控制：分组最后仍需要进行差错校验，已确定是否需要补发分组。分组最后仍需要进行差错校验，已确定是否需要补发分组。分组的丢失也需要补发。由于应答信号的丢失可能造成重发，根据分组分组的丢失也需要补发。由于应答信号的丢失可能造成重发，根据分组号可重发号可重发分组顺序控制：分组顺序控制：由于采用分组传送，接收端所收到的分组可能会乱序。由于采用分组传送，接收端所收到的分组可能会乱序。就虚电路而言，尽管不应出现乱序，但如果出现线路中

32、断而需要重建虚就虚电路而言，尽管不应出现乱序，但如果出现线路中断而需要重建虚电路，重建的虚电路远比原虚电路快，仍然有乱序的可能。将各分组加电路，重建的虚电路远比原虚电路快，仍然有乱序的可能。将各分组加上组号，以便重新排序上组号，以便重新排序拥塞控制：拥塞控制：在网络出现大量发送少量接收时将要采取措施从拥塞状态恢在网络出现大量发送少量接收时将要采取措施从拥塞状态恢复出来，并在传送分组时绕过拥塞点。产生拥塞的因素有两种，一是转复出来，并在传送分组时绕过拥塞点。产生拥塞的因素有两种，一是转接节点机速度慢，速度不匹配；另一是线路容量饱和，导致节点机不能接节点机速度慢，速度不匹配；另一是线路容量饱和，导

33、致节点机不能及时接收。及时接收。一次寻址过程是先确定IP地址，再确定MAC地址，然后再确定服务地址，即端口号。2.2.3 OSI2.2.3 OSI模型模型 网络层网络层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 24 扩散式扩散式单路发送单路发送最短路由最短路由局部延时局部延时路由算法路由算法全扩散全扩散选择扩散选择扩散确定性确定性分布自适应分布自适应自适应性自适应性路由选择算法路由选择算法河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 25 4扩散式：将报文同时向多个路径广播的路由法扩散式：将报文同时向多个路径广播的路由法 全扩散：典型的广播方法，可保证以最短的时间到

34、达全扩散：典型的广播方法，可保证以最短的时间到达目的地。有两种方法可以确保不会出现洪泛现象目的地。有两种方法可以确保不会出现洪泛现象 通过设置生命周期控制，即将数据包设为路径长短的生命周通过设置生命周期控制，即将数据包设为路径长短的生命周期，每通过一个路由器就减一，使得未能到目的地的报文及期，每通过一个路由器就减一，使得未能到目的地的报文及时丢失掉。在不知路径长度时可设为网络的半径长度。时丢失掉。在不知路径长度时可设为网络的半径长度。 各路由器将接收的每一个报文均记录下来，一旦多次接收便各路由器将接收的每一个报文均记录下来，一旦多次接收便抛弃而不再向外广播。抛弃而不再向外广播。 选择扩散：向通

35、往目的节点的部分端口送报文，有两选择扩散：向通往目的节点的部分端口送报文，有两种选择方法种选择方法 向大概方向发送，一般不会出现逆向连接向大概方向发送，一般不会出现逆向连接 随机选择一些通道发送出去。随机选择一些通道发送出去。路由选择算法路由选择算法河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 26 4单路发送：只选择一个端口发送报文的路由法单路发送：只选择一个端口发送报文的路由法 确定性路由算法：典型的静态路由法，事先人为地确定性路由算法：典型的静态路由法，事先人为地确定路由信息，可以设置概率路径。确定路由信息，可以设置概率路径。 自适应路径算法自适应路径算法 最短路径法：通过纪

36、录实际的报文传输中最短传输时间所最短路径法：通过纪录实际的报文传输中最短传输时间所对应的路径，即通过接收了带有路径纪录参数的报文后获对应的路径，即通过接收了带有路径纪录参数的报文后获得出发节点到本节点的路径长度，保留短的纪录。是一种得出发节点到本节点的路径长度，保留短的纪录。是一种基于全网的全局算法。基于全网的全局算法。 局部延时法：通过纪录到达各直达邻点的传输时间来确定局部延时法：通过纪录到达各直达邻点的传输时间来确定最短路径，也可以无条件将报文交到排队最少的端口通道。最短路径，也可以无条件将报文交到排队最少的端口通道。这是一种孤立式路径选择。这是一种孤立式路径选择。 分布式适应性路由算法：

37、如同距离矢量法一样，将分布式适应性路由算法：如同距离矢量法一样，将本节点到其它节点的延迟时间传送出去，以便确定本节点到其它节点的延迟时间传送出去，以便确定哪条路径传输最短，是上两种方法的结合。哪条路径传输最短，是上两种方法的结合。路由选择算法路由选择算法河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 27 通信系统通信系统DCEDTEDCEDTE通信线路数据电路数据通信链路网络网络端到端传输层端到端传输层4传输层的目的是在源端与目的端之间建立可靠传输层的目的是在源端与目的端之间建立可靠的端到端服务。隔离网络的上下层协议，使得的端到端服务。隔离网络的上下层协议，使得网络应用与下层无关。

38、网络应用与下层无关。4在网络中负责相当于链路层的错误控制，流量在网络中负责相当于链路层的错误控制，流量控制及顺序问题控制及顺序问题4寻址，段合并，连接服务寻址，段合并，连接服务2.2.4 OSI2.2.4 OSI模型模型 传输层传输层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 28 4寻址：端到端的服务方式寻址：端到端的服务方式 连接标识符表明所建立的一次连接连接标识符表明所建立的一次连接 事务标识符表明一次请求与响应事务标识符表明一次请求与响应连接标识符连接标识符(connection identifier)：用于标识传输双方的每次用于标识传输双方的每次通话。即端口通话。即端口

39、(port)或套接字或套接字(socket)。每个连接标识符对应每个连接标识符对应于一个特定的会话者。于一个特定的会话者。事务标识符事务标识符(transaction identifier)：跟踪一次请求与响应，多跟踪一次请求与响应，多次事务构成一个连接。次事务构成一个连接。与与IP地址中的域名一样，端口地址过多，使得难以记忆，因地址中的域名一样，端口地址过多，使得难以记忆，因此也存在地址此也存在地址/名称转换的问题。通常有两种方法名称转换的问题。通常有两种方法1、服务提供者推动：即用户先访问目录服务器，由该服务器、服务提供者推动：即用户先访问目录服务器，由该服务器提供相应的端口地址，如同域名

40、访问。提供相应的端口地址，如同域名访问。2、服务请求者推动：即用户给出服务名称，系统提供端口号。、服务请求者推动：即用户给出服务名称，系统提供端口号。 用户用户进程服务器进程服务器进程提供者进程提供者n公公共共端端口口指指定定端端口口建立进程发往公共端口建立连接建立域服务提供者的连接 4段合并段合并 在传输层处理不了超长信息时需要分段，接收方则在传输层处理不了超长信息时需要分段，接收方则需要进行合并需要进行合并4连接服务连接服务 最后一次确认信息传输的正确性最后一次确认信息传输的正确性 段同步：设置段序号，确保段间顺序段同步：设置段序号，确保段间顺序 错误控制：校验，设置分组生命周期等错误控制

41、：校验，设置分组生命周期等 端到端流控：在网络中间进行流控，低速设备发送端到端流控：在网络中间进行流控，低速设备发送端缓存，高速设备接收端缓存端缓存，高速设备接收端缓存网络服务通常分为三类：网络服务通常分为三类：A类：该服务不存在分组错误，丢失及乱序。这种情况类：该服务不存在分组错误，丢失及乱序。这种情况仅存在于局域网中。仅存在于局域网中。B类：这类分组很少发生单个分组的丢失，丢失的分组类：这类分组很少发生单个分组的丢失，丢失的分组可在底层恢复，但由于拥塞的问题及软硬件的缘故仍然可在底层恢复，但由于拥塞的问题及软硬件的缘故仍然会有问题，因此在传输层解决差错问题。如会有问题，因此在传输层解决差错

42、问题。如X.25网。网。C类：是一种完全不可靠的服务，分组丢失和重复，顺类：是一种完全不可靠的服务，分组丢失和重复，顺序也完全无规律，通常不提供连接。因此主要靠传输层序也完全无规律，通常不提供连接。因此主要靠传输层来完成差错控制及重发等工作来完成差错控制及重发等工作C类服务并不一定是最差，通常下层作了大量的工作并类服务并不一定是最差，通常下层作了大量的工作并不一定是上层所需要的，还需重做。因此数据报类型的不一定是上层所需要的，还需重做。因此数据报类型的传输也有其市场。传输也有其市场。2.2.4 OSI2.2.4 OSI模型模型 传输层传输层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocol

43、s 29 4 TCP/UDP协议协议 传输控制层协议传输控制层协议(TCP)和用户数据报协议和用户数据报协议(UDP)是是Internet的传输层协议，其支持主机之间的端到端的传输层协议，其支持主机之间的端到端的连接。的连接。TCP包括分组排序、流控、差错控制等，包括分组排序、流控、差错控制等，UDP 不包括差错控制、重排序等，是不可靠的高不包括差错控制、重排序等，是不可靠的高速协议。速协议。4 SPX协议协议 序列分组交换序列分组交换(SPX)协议是协议是Novell的传输层协议，的传输层协议，是面向连接的协议，其包括连接控制、数据流控制、是面向连接的协议，其包括连接控制、数据流控制、差错控

44、制、分组排序。差错控制、分组排序。4 AppleTalk协议协议 ATP协议是苹果公司的传输层协议，提供两个主机协议是苹果公司的传输层协议，提供两个主机之间的可靠的不丢失的分组发送技术。之间的可靠的不丢失的分组发送技术。2.2.4 OSI2.2.4 OSI模型模型 传输层传输层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 30 4 为会话用户提供一个建立连接及在上按顺序传送为会话用户提供一个建立连接及在上按顺序传送数据的方法。数据的方法。4 负责每一站究竟什么时间可以传送与接收数据。负责每一站究竟什么时间可以传送与接收数据。4 会话连接与传输层有差别，前者需双方同意才可会话连接与传

45、输层有差别，前者需双方同意才可中断连接，后者可单方中断，有如电话。中断连接，后者可单方中断，有如电话。4 会话：网络里面的一次通信过程（一次远程登录、会话：网络里面的一次通信过程（一次远程登录、一次文件传输等），会话过程：建立、维持和结一次文件传输等），会话过程：建立、维持和结束。束。2.2.5 OSI2.2.5 OSI模型模型 会话层会话层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 31 4对话控制对话控制 单工、半双工，双工单工、半双工，双工 原则上，所有原则上，所有OSI连接都是双工的，但是多连接都是双工的，但是多数情况下高层软件采用半双工形式，要求数情况下高层软件采用半双

46、工形式，要求用户轮流发送数据，目的是方便软件设计用户轮流发送数据，目的是方便软件设计。4会话管理会话管理 帮助在服务请求者与服务提供者之间建立帮助在服务请求者与服务提供者之间建立和维护通信和维护通信 建立连接，数据传输，连接释放建立连接，数据传输，连接释放2.2.5 OSI2.2.5 OSI模型模型 会话层会话层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 32 4 功能：对应用层数据进行格式转换，功能：对应用层数据进行格式转换，4 将用户信息转换成易于发送的比特流，在目的端将用户信息转换成易于发送的比特流，在目的端再转换回去的方式。再转换回去的方式。4 数据压缩、数据转换、数据加

47、密。数据压缩、数据转换、数据加密。2.2.6 OSI2.2.6 OSI模型模型 表示层表示层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 33 2.2.6 OSI2.2.6 OSI模型模型 表示层表示层4数据压缩数据压缩 有穷符号的等价表示法，最小表示空间有穷符号的等价表示法，最小表示空间 频率依赖法，频率依赖法，Hoffman算法算法 上下文依赖编码，尤其适于动态图像上下文依赖编码，尤其适于动态图像4数据转换数据转换 位序转换位序转换:补码还是反码？向左读还是向右读？补码还是反码？向左读还是向右读？ 字节顺序字节顺序:左起字节左起字节(IBM)还是右起字节还是右起字节(DEC)？

48、 字符代码：字符代码：EBCDIC码码(a=81)与与ASCII码码(a=61) 语法转换：长文件名向语法转换：长文件名向DOS转换转换4数据加密数据加密 公开密钥（公开密钥（RSA） 私用密钥（私用密钥（DES）河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 34 4提供面向用户的界面，即实用程序，使得提供面向用户的界面，即实用程序，使得用户可以利用这些程序完成实际的工作。用户可以利用这些程序完成实际的工作。4涉及到网络服务、服务公告及服务使用方涉及到网络服务、服务公告及服务使用方式。式。2.2.7 OSI2.2.7 OSI模型模型 应用层应用层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP

49、 Protocols 35 4网络服务网络服务 文件服务文件服务FTP、NFS等等 打印服务打印服务网络打印机网络打印机 消息服务消息服务Email、IP Phone、Group、目录服务、目录服务 应用程序服务应用程序服务.服务等服务等 数据库服务数据库服务网络数据库网络数据库4服务公告服务公告 用户如何得知网络提供什么样的服务，在哪台用户如何得知网络提供什么样的服务，在哪台机器上提供，这需要有提供服务者声明，被称为网机器上提供，这需要有提供服务者声明，被称为网络服务公告。其内容包括服务地址（我在哪），服络服务公告。其内容包括服务地址（我在哪），服务器（我是谁），服务器名（我能为你做什么）。

50、务器（我是谁），服务器名（我能为你做什么）。 主动服务公告主动服务公告 所有的服务器周期地向网上广播消息，其中包所有的服务器周期地向网上广播消息，其中包含该服务器所能提供的服务器类型及其服务器地址。含该服务器所能提供的服务器类型及其服务器地址。客户机把这些消息收集起来形成一个包含有服务名客户机把这些消息收集起来形成一个包含有服务名及其地址的表格，供资源访问时使用。及其地址的表格，供资源访问时使用。 被动服务公告被动服务公告 将自己的服务名和地址登记在莫一目录服务器将自己的服务名和地址登记在莫一目录服务器中，在该目录服务器中形成一张服务表。客户端在中，在该目录服务器中形成一张服务表。客户端在需要

51、了解网络能提供哪些服务时不需要接收全部服需要了解网络能提供哪些服务时不需要接收全部服务器发出的广播包，只要向目录服务器发出请求即务器发出的广播包，只要向目录服务器发出请求即可获得服务名及其地址可获得服务名及其地址2.2.7 OSI2.2.7 OSI模型模型 应用层应用层河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 36 本地操作系统意识不到网络操本地操作系统意识不到网络操作系统的存在网络服务对本地操作作系统的存在网络服务对本地操作系统是透明的。系统是透明的。如：如：DIR F:（网络盘），通过重定（网络盘），通过重定向交由网卡发向服务器，回传结果向交由网卡发向服务器，回传结果交给交

52、给DOS。 一种远程仿真模式。本地操作一种远程仿真模式。本地操作系统能看到网络操作系统，并可向系统能看到网络操作系统，并可向其请求服务。但服务器却不能区分其请求服务。但服务器却不能区分请求信号是网络用户发的还是本地请求信号是网络用户发的还是本地用户发的。用户发的。 类似类似Windows NT这类操作系统这类操作系统是可以看到网络的，这样网络中服是可以看到网络的，这样网络中服务的提供者和请求者可相互务的提供者和请求者可相互“认识认识”并能共同工作。这样就可把同一任务并能共同工作。这样就可把同一任务分布在网上多个实体间共同完成，从分布在网上多个实体间共同完成，从而实现协同计算。而实现协同计算。2

53、.2.7 OSI2.2.7 OSI模型模型 应用层应用层4服务使用方式服务使用方式 操作系统调用截获操作系统调用截获(OS Call Interception) 远程操作远程操作(Remote Operation) 协同计算协同计算(Collaborative)河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 37 4在计算机网络中，作为资源子网主体在计算机网络中，作为资源子网主体的计算机也参与通信操作，因为网络的计算机也参与通信操作，因为网络的重要目的是提供用户之间的资源共的重要目的是提供用户之间的资源共享，通信只是一种手段。因此，计算享，通信只是一种手段。因此，计算机网络可划分为通

54、信服务提供者与通机网络可划分为通信服务提供者与通信服务使用者。信服务使用者。4通信子网是通信服务提供者，主机则通信子网是通信服务提供者，主机则分为两个部分，即两者均包含分为两个部分，即两者均包含2.3 2.3 与协议分层相对应的网络结构与协议分层相对应的网络结构河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 38 应用程序应用程序传输层传输层网络层网络层主机主机网络层网络接口板传输介质传输介质转发部件传输介质通信服务提供者(子网)通信服务使用者通信服务使用者局域网局域网广域网广域网应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机

55、应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服

56、务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)应用程序传输层网络层主机应用程序传输层网络层主机网络接口板通信服务提供者(子网)一次网络操作一次网络操作一次网络操作一次网络操作网络层传输介质2.3 2.3 与协议分层相对应的网络结构与协议分层相对应的网络结构河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 39 2.4 TCP/IP2.4 TCP/IP协议族协议族4TCP/IP是由一组协议集合所组成，主要表是由一组协议集合所组成，主要表现在传输层与网络层上。现

57、在传输层与网络层上。IP协议确定了数协议确定了数据的到达，据的到达，TCP协议确定了数据的分解与协议确定了数据的分解与还原。还原。IP目的地址目的地址IP源地址源地址IP目的地址目的地址IP源地址源地址IP目的地址目的地址IP源地址源地址IP目的地址目的地址IP源地址源地址IP目的地址目的地址IP源地址源地址IP目的地址目的地址IP源地址源地址TCP清单清单TCP清单清单河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 40 2.4 TCP/IP2.4 TCP/IP协议族协议族4TCP/IPTCP/IP的设计目标是无缝隙的连接多个网的设计目标是无缝隙的连接多个网络，使网络不受子网硬件损

58、失的影响，因络，使网络不受子网硬件损失的影响，因此要求网络体系结构必须相当灵活，能支此要求网络体系结构必须相当灵活，能支持多种服务请求。持多种服务请求。4TCP/IPTCP/IP协议的分层模式及组成协议的分层模式及组成 TCP/IPTCP/IP作为一个协议族作为一个协议族, ,其定义在四个其定义在四个层次上，包括网络接口层、网间网层、层次上，包括网络接口层、网间网层、传输层及应用层。传输层及应用层。河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 41 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型应用层应用层应用层应用层传输层传输层传输层传输层Internet层层Internet层层网络接

59、口层网络接口层网络接口层网络接口层报文流报文流TCP分组分组网络帧网络帧应用层7传输层4网络层3链路层2物理层1表示层6会话层5IP数据报数据报河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 42 2.4 TCP/IP2.4 TCP/IP协议族协议族应用层应用层传输层传输层Internet层层网络接口层网络接口层硬件协议（链路控制和介质访问）硬件协议（链路控制和介质访问）ARPRARPIP ICMPTCP UDPRloginrshSMTPFTPTFTPSNMPDNSTelnet地址解析协议地址解析协议反向地址解析协议反向地址解析协议Internet协议协议Internet控制报文协议

60、控制报文协议简单邮件传输协议简单邮件传输协议简单网络管理协议简单网络管理协议远程登录远程登录文件传输协议文件传输协议传输控制协议传输控制协议用户数据报协议用户数据报协议简单文件传输协议简单文件传输协议域名服务域名服务远程登录远程登录河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 43 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型- -网络接口层网络接口层4是最低一层，是最低一层，负责与物理网络的连接。负责与物理网络的连接。4任何可用于任何可用于IP数据报交换的分组传输数据报交换的分组传输的链路层协议均包含在其中。的链路层协议均包含在其中。 定义了数据帧及其格式定义了数据帧及其格式 基于物