计算机网络体系结构

1、Computer Networks计算机网络计算机网络Computer Networks青海青海大学机械工程学院大学机械工程学院 讲授教师:刘海雄电子邮箱:L联系电话omputer Networks教学内容教学内容第第1章章 引论引论第第2章章 数据通信基础知识数据通信基础知识第第3章章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构第第4章章 计算机局域网络计算机局域网络第第5章章 计算机广域网技术计算机广域网技术第第6章章 网络操作系统网络操作系统第第7章章 常用网络设备常用网络设备第第8章章 网络互联与因特网基础网络互联与因特网基础第第9章章 因特网的应用因特网的应用第第

2、10章章 网络管理与网络安全网络管理与网络安全Computer Networks第第3章章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 本章内容本章内容n层次化的网络体系结构层次化的网络体系结构n开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RM）nTCP/IP体系结构体系结构nOSI和和TCP/IP的主要层次功能的主要层次功能n应用层应用层n传输层传输层n网络层网络层n数据链路层数据链路层n物理层物理层Computer Networks3.1 计算机网络体系结构计算机网络体系结构n网络体系结构提出的背景网络体系结构提出的背景计算机网络的复杂性、计算机网络的复杂性、异质性异质性n不同的通信介质

3、不同的通信介质有线、无线、有线、无线、 n不同种类的设备不同种类的设备主机、路由器、交换机、复用设主机、路由器、交换机、复用设备、备、 n不同的操作系统不同的操作系统Unix、Windows、 n不同的软不同的软/硬件、接口和通信约定（协议）硬件、接口和通信约定（协议）n不同的应用环境不同的应用环境固定、移动、固定、移动、 n不同种类业务不同种类业务分时、交互、实时、分时、交互、实时、 n宝贵的投资和积累宝贵的投资和积累有形、无形、有形、无形、 n用户业务的延续性用户业务的延续性不允许出现大的跌宕起伏不允许出现大的跌宕起伏Computer Networksl结构清晰l简化设计与实现l便于更新与

4、维护l较强的独立性和适应性对于复杂的网络系统，用什么方法能合理地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：组织网络的结构，以达到：解决：分而治之！解决：分而治之！ 一个生活中的例子：空中旅行的组织空中旅行的组织Computer Networks空中旅行的组织空中旅行的组织一系列的步骤一系列的步骤机票 (购买)行李 (托运)旅客 (出发)飞机 (起飞)飞行航线机票 (投诉)行李 (认领)旅客 (到达)飞机 (着陆)飞行航线飞行航线Computer Networks空中旅行的组织空中旅行的组织: 从另一种不同的角度观察从另一种不同的角度观察层次的观点：层次的观点： 每层实现一种

5、特定的每层实现一种特定的服务服务 通过自己内部的功能通过自己内部的功能 依赖自己的下层提供的服务依赖自己的下层提供的服务机票 (购买)行李 (托运)旅客 (出发)飞机 (起飞)飞行航线机票 (投诉)行李 (认领)旅客 (到达)飞机 (着陆)飞行航线飞行航线Computer Networks从出发地到目的地的航线：导航服务柜台-to-柜台：“旅客+行李” 票务服务行李托运-to-行李认领：行李服务登机入口-to-到达出口：旅客乘务服务 跑道-to-跑道：飞机“航运”服务Computer Networks层次功能的分布式实现层次功能的分布式实现飞机 (起飞)飞机 (着陆)飞行航线起飞起飞机场机场到

6、达机场到达机场中间空中交通枢纽飞行航线飞行航线机票 (购买)机票 (投诉)行李 (托运)行李 (认领)旅客 (出发)旅客 (到达)Computer Networks层次化方法在其它领域的应用n程序设计程序设计n把一个大的程序分解为若干个层次的小模块把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来实现，如操作系统。来实现，如操作系统。n邮政系统邮政系统n邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输n银行系统银行系统 n物流系统物流系统n。Computer Networks1. 计算机网络体系结构的定义计算机网络体系结构的定义n计算机网络中也采用了计算机网络中也采用了分层分层方

7、法。方法。把复把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部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。问题，在不同层上予以解决。n网络的层次结构方法要解决的问题：网络的层次结构方法要解决的问题：n网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能分层与功能）n各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口服务与接口）n通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议协议）Computer Networksn计算机网络中，层层、协议协议和层间接口层间接口的

8、集合被称为计算机网络体系结构计算机网络体系结构。n换句话说：体系结构包括三个内容：换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。每层的功能，服务与层间接口，协议。n最早的网络体系结构源于IBM的SNA；n其它的网络体系结构还有DEC的DNA等n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；n实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构体系结构n事实上的（de facto）标准Computer Networks层次结构方法的优点层次结构方法的优点n独立性强独立性强耦合程度低耦合程度低n上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务上层只需了解下层通

9、过层间接口提供什么服务黑箱方黑箱方法法。n适应性强适应性强n只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。n易于实现和维护易于实现和维护n把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子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：单元：n使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。n使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。Computer Networks2. 网络体系结构的分层原理网络体系结构的分层原理n 基本概念：基本概念：n实体实

10、体：任何可以发送或接收信息的硬件：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。软件进程。n对等层对等层：两个不同系统的同级层次。：两个不同系统的同级层次。n对等实体对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体n接口接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之：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。间的操作及下层对上层的服务。n服务服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口：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。提供给其相邻上层。n协议协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。：通信双方在通信中必须遵守的规则。Compu

11、ter Networks系统系统A系统系统B实体实体对等层对等层对等实体对等实体接口接口服务服务物理网络物理网络Computer Networks网网络络分分层层体体系系结结构构P3P2P1 2 1 3 2 1物理通信线路物理通信线路 3 N+1 N N-1 N+1 N N-1Pn-1PnPn+1系统系统A系统系统Bl网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的l同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次l每层使用其下层提供的服务，并向其上层提供服务l通信只在对等层间进行（间接的、逻辑的、虚拟的），非对等层之间不能互相“通信”l实际的物理通信只在最底层完成lPn：第n层协议协议，即第n层对等

12、实体间通信时必须遵循的规则或约定Computer Networks对等层通信的实质对等层通信的实质n网络分层体系结构原理网络分层体系结构原理禁止禁止不同主机的对等不同主机的对等层之间进行层之间进行直接通信直接通信。(想一想，为什么?)n实际上，每一层必须依靠下层提供的服务来实际上，每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等层通信。与另一台主机的对等层通信。n上层上层使用使用下层提供的服务下层提供的服务Service user；n下层向上层下层向上层提供提供服务服务Service provider。n第n+1层是第n层的服务用户，第n-1层是第n层的服务提供者n第n层的服务也依赖于第n-1

13、层以及以下各层的服务n例：邮政通信例：邮政通信Computer Networks对等通信例：两个人收发信件对等通信例：两个人收发信件n问题：问题：n收信人与发信人之间、邮局之间，他们是在直接通信吗？收信人与发信人之间、邮局之间，他们是在直接通信吗？n邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？n邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？信件内容信件内容邮件地址邮件地址货物地址货物地址发信人发信人邮局邮局运输系统运输系统信件内容信件内容邮件地址邮件地址货物地址货物地址收信人收信人对信件内容的共识对信件内容的共识对信件如何传递的共识

14、对信件如何传递的共识对货物如何运输的共识对货物如何运输的共识P3P2P1公路，铁路，航空公路，铁路，航空邮局邮局运输系统运输系统Computer Networks对等层通信的实质对等层通信的实质n对等层实体之间实现的是对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信；虚拟的逻辑通信；n下层向上层提供服务；下层向上层提供服务；n上层依赖上层依赖下层提供的服务下层提供的服务来与其它主机上的对等层来与其它主机上的对等层通信；通信；n实际通信在最底层完成。实际通信在最底层完成。Computer Networks 3 2 1 N+1 N N-1 2 1 3 N+1 N N-1n源进程传送消息到目标进程的过程：n消息

15、送到源系统的最高层；n从最高层开始，自上而下逐层封装封装；n经物理线路传输到目标系统；n目标系统将收到的信息自下而上逐层处理并拆封拆封；n由最高层将消息提交给目标进程。目标进程源进程P3P2P1物理通信线路物理通信线路Pn-1PnPn+1消息消息消息消息逻辑通信逻辑通信Computer Networks在各层中实现的主要功能在各层中实现的主要功能n差错控制n使对等层的通信更加可靠n流量控制n控制发送端的速率，使接收端能来得及接收n分段和重装n发送端将数据块分成更小的单位，并在接收端重新组合n复用和分用n多个高层的对等层通信会话复用一条低层连接n建立连接和释放连接Computer Network

16、s3. 通信协议通信协议n人际交流的协议人际交流的协议:n人类之间n“我有一个问题.”n“现在几点了?”n 说明发送的消息n 说明接收到某消息后所应采取的行动n 说明动作的次序协议：协议： 定义定义网络实体间网络实体间发送和接收发送和接收报文的格式、顺序以及当传报文的格式、顺序以及当传送和接收消息时应采取的行送和接收消息时应采取的行动。动。（语义、语法和时序语义、语法和时序）Computer NetworksHiHiWhats thetime?2:00请求连接传送文件：xxxxx.xxxtime连接确认Computer Networks通信协议的三要素通信协议的三要素n语义语义n对协议中各协议

17、元素的含义的解释，例如：对协议中各协议元素的含义的解释，例如：n在在HDLC协议中，标志协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始和结束表示报文的开始和结束n在在BSC协议中，协议中，SOH(01H)表示报文的开始，表示报文的开始，STX(02H)表示报表示报文正文的开始，文正文的开始，ETX(03H)表示报文正文的结束表示报文正文的结束n语法语法n协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：n时序时序n通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则Flag Address CtrlDataFCSS FlagSOH

18、HEADSTXTEXTETX BCCBSCHDLCComputer Networks确认释放连接释放确认释放确认连接确认数据连接请求连接确认ttn时序例时序例释放连接释放连接数据传输数据传输建立连接建立连接Computer Networksn网络体系结构中：网络体系结构中：n每层可能会有若干个协议每层可能会有若干个协议n一个协议只属于一个层次一个协议只属于一个层次n协议可以由软件或硬件来实现：协议可以由软件或硬件来实现：n网络通信协议软件、网络驱动程序网络通信协议软件、网络驱动程序n网络硬件网络硬件n常用协议组：常用协议组：nTCP/IP（Windows、Unix、Linux、）nNetBEU

19、I（Windows）nIPX/SPX（NetWare、Windows）Computer Networks协议数据单元（协议数据单元（PDU）n网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文统称为网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文统称为协议数协议数据单元据单元（Protocol Data Unit，PDU）。）。n传输层及以下各层的传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：另外还有各自特定的名称：n传输层传输层段（段（Segment） n网络层网络层分组分组/包（包（Packet）n数据链路层数据链路层帧（帧（Frame）n物理层物理层比特（比特（Bit）nPDU由由协议控制信息（协议头协

20、议控制信息（协议头）和和数据数据（SDU）组成）组成:n协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息:n地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、协议控制信息协议控制信息数据（数据（SDU）Computer Networksn下层把上层的下层把上层的PDU作为本层的数据加以作为本层的数据加以封装封装，然后，然后加入本层的协议头部（和尾部）形成本层的加入本层的协议头部（和尾部）形成本层的PDU。n封装封装：就是在数据前面加上特定的协议头部。：就是在数据前面加上特定的协议头部。n因此，数据在源站自上而下递交的过程实际上就

21、是因此，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。程就是不断拆封的过程。类比：发送信件类比：发送信件n数据在传输时，其外面实际上要被包封多层数据在传输时，其外面实际上要被包封多层“信封信封”。数数 据据协议头协议头数数 据据N+1层层PDUN层层PDUComputer Networks 数据多层封装数据多层封装数据数据 段头段头数据数据 段头段头数据数据分组分组头头帧头帧头 段头段头数据数据分组头分组头帧尾帧尾封装封装段段分组分组帧帧拆封拆封Computer Networks TCP头头应

22、用层数据应用层数据应用层数据应用层数据 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧头帧头 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧尾帧尾实例：实例：TCP/IP协议的封装过程协议的封装过程应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 链路层链路层 Computer Networksn在目的站，某一层只能识别由源站对等层封在目的站，某一层只能识别由源站对等层封装的装的“信封信封”，而对于被封装在，而对于被封装在“信封信封”内内部的部的“数据数据”仅仅是拆封后将其提交给上层，仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。本层不作任何处理。n每一层只处理本层的协议头部！每一层只处理本层的协议头部！Comp

23、uter Networks3.2 OSI/RM与与TCP/IP体系结构体系结构nOSI/RM的体系结构分为的体系结构分为7层层应用层应用层Application表示层表示层Presentation会话层会话层Session传输层传输层Transport物理层物理层Physical数据链路层数据链路层Data Link网络层网络层Network7654321为网络应用提供服务为网络应用提供服务数据表示数据表示在用户间建立会话关系在用户间建立会话关系不同主机进程间的通信不同主机进程间的通信在主机间传输分组在主机间传输分组在节点间可靠地传输帧在节点间可靠地传输帧位流的透明传输位流的透明传输Compu

24、ter NetworksnTCP/IP体系结构分为体系结构分为4层层：n应用层应用层n传输层传输层n网际层网际层n网络接口层网络接口层n数据链路层物理层数据链路层物理层applicationtransportinternetnetwork interfacedata linkphysicaln注：注： TCP/IP体系结构有时也采用体系结构有时也采用5层表示方法，即用数层表示方法，即用数据链路层和物理层代替网络接口层。据链路层和物理层代替网络接口层。Computer NetworksnTCP/IP与与OSI/RM的对应关系的对应关系nOSI/RM和和TCP/IP相结合的相结合的5层结构层结构原

25、理体系结构：原理体系结构：n应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层7654321OSI/RM应用层应用层传输层传输层网络接口层网络接口层网际层网际层TCP/IPPPP, HDLC, FDDI, Ethernet, 802.3, 802.5等等等等TCP/IP支持支持所有标准的物所有标准的物理层和数据链理层和数据链路层协议路层协议Computer Networks3.3 原理体系结构各层概述原理体系结构各层概述n物理层（物理层（physical layer）n

26、任务：在物理媒体任务：在物理媒体(介质介质)上上正确地正确地、透明地透明地传送比特流。传送比特流。n协议协议(标准标准)：规定了物理接口的各种特性：规定了物理接口的各种特性：n机械机械：物理连接器的尺寸、形状、规格：物理连接器的尺寸、形状、规格n电气电气：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等传输距离等n功能功能：接口引（线）脚的功能和作用：接口引（线）脚的功能和作用n规程规程：信号时序，应答关系，操作过程：信号时序，应答关系，操作过程n功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理n例

27、：例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.704Computer NetworksRS-232-Cn外形为外形为25针或针或9针的针的D型连接器型连接器n通信速率（通信速率（b/s）：）：n100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56Kn信号电平：信号电平：n逻辑“1”：-3V-15Vn逻辑“0”：+3V+15Vn引脚定义：引脚定义：Computer NetworksComputer Networksn信号时序（接收）信号时序（接收）nH：Host（DTE），），M：Modem（DCE）n设备握手设备握手nDTR：H

28、M（保持，表示H已可以工作）nDSR：HM（保持，表示M已可以工作）n监视载波信号监视载波信号nDCD：HM载波（表示数据链已建立）n接收数据接收数据nRD： HM数据调制信号n断开连接断开连接nDCD消失、H撤除DTR、M撤除DSRComputer Networksn信号时序（发送）信号时序（发送）n设备握手设备握手nDTR：HM（保持）nDSR：HM（保持）n请求发送请求发送nRTS：HM（保持），M载波，在对方产生DCDnCTS：HM（保持）n发送数据发送数据nTD：HM数据调制信号n断开连接断开连接nH撤除RTS/DTRnM撤除CTS/DSR，停止发送载波Computer Networ

29、ksn数据链路层（数据链路层（data link layer）n任务：在两个任务：在两个相邻节点相邻节点间可靠地传输数据，使之间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路。对网络层呈现为一条无错的链路。n功能与服务：功能与服务：n建立与拆除数据链路连接建立与拆除数据链路连接n组帧组帧：帧封装，按顺序传送，处理返回的确认：帧封装，按顺序传送，处理返回的确认帧；帧；n定界与同步定界与同步：产生：产生/识别帧边界；识别帧边界；n差错检测差错检测/恢复恢复：可靠的传输，：可靠的传输，CRC，ARQ；n流量控制流量控制：抑止发送方的传输速率，使接收方：抑止发送方的传输速率，使接收方来得及接收。来得

30、及接收。Computer Networksn协议：两类协议：两类n面向字符的：面向字符的：n数据以字符为单位传输，用控制字符控制通信数据以字符为单位传输，用控制字符控制通信nIBM的的BSC规程，例子见规程，例子见p76，图，图3.6n面向比特的：面向比特的：n数据以位为单位传输，用帧中的控制字段控制通信数据以位为单位传输，用帧中的控制字段控制通信nISO的的HDLC规程，例子见规程，例子见p76，图，图3.7n共享信道问题共享信道问题(LAN or Wireless)：n如何控制对如何控制对共享信道共享信道的访问？的访问？n将数据链路层划分为将数据链路层划分为逻辑链路控制逻辑链路控制(Log

31、ical Link Control, LLC)和和介质访问控制介质访问控制(Media Access Control, MAC)两个子层，由两个子层，由MAC子层解决共享介质子层解决共享介质访问控制问题。访问控制问题。nLAN使用的两种主要介质访问控制方法：使用的两种主要介质访问控制方法：nCSMA/CDnTOKEN PASSINGComputer Networksn网络层（网络层（network layer，internet layer）n任务：选择合适的路由，把分组从源端传送到目任务：选择合适的路由，把分组从源端传送到目的端。的端。n功能与服务：功能与服务：n在源端与目的端之间建立、维护、

32、终止网络的连接在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接n路由选择和分组中转路由选择和分组中转n流量控制和拥塞控制流量控制和拥塞控制n多路复用：为多个传输层实体提供网络连接服务多路复用：为多个传输层实体提供网络连接服务n分段与组合：大数据块分段，小数据块组合分段与组合：大数据块分段，小数据块组合n差错检测与恢复差错检测与恢复n流量统计和记账流量统计和记账nIP协议协议RFC 791：n提供无连接的数据报服务提供无连接的数据报服务Computer Networksn路由选择路由选择n如何在多条通信路径中找一条如何在多条通信路径中找一条最佳路径最佳路径？ n依据：依据：速度速度, 距离距离(步跳

33、数步跳数), 价格价格, 拥塞程度拥塞程度n路由器路由器路由表建立与维护路由表建立与维护n静态：人工设置，只适用于小型网络静态：人工设置，只适用于小型网络n动态：运行过程中根据网络情况自动地动态维护动态：运行过程中根据网络情况自动地动态维护n路由算法路由算法建立与维护路由表的方法建立与维护路由表的方法n距离向量算法：距离向量算法：RIP、CGP等等n链路状态算法：链路状态算法：OSPF等等Computer Networks链路层的任务链路层的任务两节点间节点间可靠的数据传输Ethernet, X.25, ATM, 网络层的任务网络层的任务沿两端点间端点间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）E

34、thernet, X.25, ATM, Computer Networksn传输层（传输层（transport layer）n任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据任务：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系通信子网的实现传输，使上层服务用户不必关系通信子网的实现细节。细节。n传输层的特点传输层的特点n以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；n与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网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；络层功能的强弱；n只存在于端主机中；只存在于端主机中；n实现源主

35、机到目的主机实现源主机到目的主机“端到端端到端”的连接；的连接；n在这一点上与网络层的区别是什么？在这一点上与网络层的区别是什么？n网络层：为网络层：为主机之间主机之间提供逻辑传输提供逻辑传输n传输层：为传输层：为应用进程之间应用进程之间提供逻辑传输提供逻辑传输Computer Networksn功能：功能：n地址映射：地址映射：n源端进程地址映射到网络地址，或反之；源端进程地址映射到网络地址，或反之；n多路复用与分割：多路复用与分割：n多个传输连接共用一条网络连接；多个传输连接共用一条网络连接；n一条传输连接使用多个网络连接；一条传输连接使用多个网络连接；n进行数据分段并在目的端重新组装；进

36、行数据分段并在目的端重新组装；n传输连接的建立与释放；传输连接的建立与释放；n提供提供“面向连接面向连接” 和和“无连接无连接” 两种服务：两种服务：nTCP/IP协议：协议：TCP和和UDPn传输差错校验与恢复；传输差错校验与恢复；n流量控制，防止数据传输过载。流量控制，防止数据传输过载。Computer Networks传输层两种服务的比较传输层两种服务的比较Connection Oriented Connectionless参考模式参考模式电话系统电话系统邮政系统邮政系统特点特点静态分配资源；传输静态分配资源；传输前需要建立连接前需要建立连接动态分配资源动态分配资源可靠性可靠性提供可靠的

37、传输服务：无提供可靠的传输服务：无错、按序、无丢失错、按序、无丢失/无重复无重复不能防止报文的损坏、失不能防止报文的损坏、失序、丢失和重复序、丢失和重复对目的地址对目的地址 的要求的要求仅在连接阶段需要完整的仅在连接阶段需要完整的目的地址目的地址需要为每一个报文提供完需要为每一个报文提供完整的目的地址整的目的地址适用场合适用场合在一段时间内向同一目的地在一段时间内向同一目的地发送大量报文发送大量报文; 实时性要求实时性要求少量零星报文少量零星报文分类及示例分类及示例1.可靠消息流可靠消息流 - 文件传输文件传输2.可靠字节流可靠字节流 - 远程登录远程登录3.不可靠连接不可靠连接 - 数字化声

38、音数字化声音1.数据报数据报 - 广播广播/组播组播2.可靠的数据报可靠的数据报- 挂号邮件挂号邮件3.请求应答请求应答 - 数据库查询数据库查询Computer Networks网络层的任务网络层的任务沿两端点间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信主机间的逻辑通信）Ethernet, X.25, ATM, 传输层的任务传输层的任务两端点间可靠的透明数据传输（应用进程间的逻辑通信应用进程间的逻辑通信）通信子网通信子网Computer Networksn应用层（应用层（application layer）n任务：为用户的应用进程提供网络通信服务。任务：为用户的应用进程提供网络通信服务。n功能：功

39、能：n提供各种不同的应用协议以满足应用进程的需求；提供各种不同的应用协议以满足应用进程的需求；n识别并证实目的通信方的可用性；识别并证实目的通信方的可用性；n使协同工作的应用进程之间进行同步；使协同工作的应用进程之间进行同步；n为通信过程申请资源。为通信过程申请资源。n应用层协议的例子：应用层协议的例子：nOSI:nVTP、MHS、FTAM、DS、nTCP/IP:nTelnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、Computer NetworksnTCP/IP不是一个单个的协议，而是由数十不是一个单个的协议，而是由数十个具有层次结构的协议组成的一个协议集。个具有层次结构的协议组成的一个协议集

40、。nTCP和和IP是该协议集中的两个最重要的核心协议。是该协议集中的两个最重要的核心协议。nTCP/IP是是Internet上的标准通信协议集。上的标准通信协议集。nTCP/IP以以“请求注释请求注释”（RFC）文档发布：）文档发布：nTCP RFC 768, UDP RFC793nIP RFC 791nDNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 1635TCP/IP体系结构体系结构Computer NetworksMessage（报文）（报文）Segment（段）（段）Packet（分组）（分组）Frame（帧）（帧）Bit（比特）（比特）TCP/IP协议栈协议栈PDU

41、应用层应用层HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, 传输层传输层TCP, UDP网际网际(网络网络)层层IP, ICMP, ARP, RARP网络接口层网络接口层(数据链路层数据链路层+物理层物理层)PPP, Ethernet, Token ring, ATM nTCP/IP的体系结构层次的体系结构层次Computer NetworksTCP/IP的应用层的应用层n应用层协议为文件传输、电子邮件、远程登录、网应用层协议为文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、络管理、Web浏览等应用提供了支持。浏览等应用提供了支持。n有些协议的名称与以其为基础的应用程序同名。有些协议的名称

42、与以其为基础的应用程序同名。应用层应用层传输层传输层网络接口层网络接口层网际层网际层文件传输文件传输 FTP、TFTP、NFS电子邮件电子邮件 SMTP、POP3WWW应用应用 HTTP远程登录远程登录 Telnet、rlogin网络管理网络管理 SNMP名字管理名字管理 DNS Computer NetworksTCP/IP的传输层的传输层n传输层的主要功能：传输层的主要功能：提供进程提供进程间可靠的传输服务间可靠的传输服务。n传输层包括传输层包括TCP和和UDP两种传两种传输协议：输协议：nTCP是是面向连接的面向连接的传输协议。传输协议。n在数据传输之前建立连接；在数据传输之前建立连接；

43、n把报文分解为多个段进行传输，把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段；在目的站再重新装配这些段；n必要时重新传输没有收到或错误必要时重新传输没有收到或错误的段，因此它是的段，因此它是“可靠可靠”的的。nUDP是是无连接的无连接的传输协议。传输协议。n在数据传输之前不建立连接；在数据传输之前不建立连接；n对发送的段不进行校验和确认，对发送的段不进行校验和确认，因此它是因此它是“不可靠不可靠”的的；n主要用于请求主要用于请求/应答式的应用和应答式的应用和语音、视频应用。语音、视频应用。应用层应用层传输层传输层网络接口网络接口网际层网际层面向连接的面向连接的 TCP无连接的无连接的 UDP使用UDP时，可靠性问题由应用层协议解决。使用TCP时，可靠性问题在传输层已经解决。Computer NetworksHTTP