第三章 计算机网络体系结构与协议

1、GDCP第三章第三章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构GDCP本章节介绍本章节介绍网络体系结构框架网络体系结构框架及其及其原理原理n OSIOSI参考模型参考模型n TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型本章内容本章内容目的与要求目的与要求n 理解网络各层结构及其功能理解网络各层结构及其功能GDCPl 写写emaill 应用层：规定应用层：规定Email头、文本、字体、编码（中头、文本、字体、编码（中文？英文？）对等协议，对方应用层识别，否则文？英文？）对等协议，对方应用层识别，否则人工解码很累的。人工解码很累的。l 表示层：是表示层：是IBM还是别的机器？不同的机器的芯还是别的机器？不

2、同的机器的芯片字节数不一样，通过表示层翻译成统一的网络片字节数不一样，通过表示层翻译成统一的网络所认可的字节去所认可的字节去l 会话层：会话层可以包装密码，会话层：会话层可以包装密码，DES 加密或加密或 IAS加密加密l 传输层：是否可靠的传输出去，传输层：是否可靠的传输出去，email走到中间走到中间如果丢失，会监测到，重传如果丢失，会监测到，重传GDCPl 网络层：构造视图，用最小路径算法得到，路由网络层：构造视图，用最小路径算法得到，路由器经常发包，通知哪条路最近器经常发包，通知哪条路最近l 链路层：成帧，如果装的是以太网卡，会打包成链路层：成帧，如果装的是以太网卡，会打包成以太网的帧

3、，如果是令牌环网卡以太网的帧，如果是令牌环网卡 ，会打包成令牌，会打包成令牌环网的帧环网的帧l 物理层：你的接口是什么？物理层：你的接口是什么？ RT45口还是口还是RS232串口出去。串口出去。l 主机做完所有的后，出去后第一步到网关，网关主机做完所有的后，出去后第一步到网关，网关可能是个路由器，可能是公司的主机，双网卡充可能是个路由器，可能是公司的主机，双网卡充当网关功能，再下一步，通过路由器跳转有效到当网关功能，再下一步，通过路由器跳转有效到达对方。达对方。GDCPOSIOSI各层功能简介各层功能简介3 2网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念3 1 TCP/IPTCP/IP参考模

4、型参考模型3 3GDCPl 计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成计算机系统通信线路和通信设备 网络协议 网络软件GDCP一、网络协议一、网络协议1、协议（protocol）:通信双方为了实现通信所进行的约定和对话规则通信双方为了实现通信所进行的约定和对话规则2、网络协议：为进行网络数据交换而建立的规则、标准或约定：为进行网络数据交换而建立的规则、标准或约定l语法（语法（ how to do 怎么做）：数据与控制信息的结构或格式怎么做）：数据与控制信息的结构或格式l语义（语义（ what to do 做什么）：需要发出何种控制信息，完做什么）：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应

5、答成何种动作以及做出何种应答l同步（同步（when to do 何时做）：事件实现顺序的详细说明何时做）：事件实现顺序的详细说明3、计算机网络中存在有多种协议TCP、IP、DNS、ARP等等4、协议之间的相互作用:l网络协议的优劣直接影响网络的性能网络协议的优劣直接影响网络的性能l为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题l协议之间可以共享数据和信息协议之间可以共享数据和信息GDCPl 网络体系结构网络体系结构l 分层原则：复杂问题简单化，层次管理l 常见的网络体系结构l 1 OSI/RMl 2 TCP/IPl

6、3 IEEE802GDCP二、网络分层体系结构二、网络分层体系结构1、层次(Layer)：人们对复杂问题处理的基本方法人们对复杂问题处理的基本方法发信者发信者收信者收信者书写信件书写信件贴邮票贴邮票送邮箱送邮箱收集信件收集信件盖邮戳盖邮戳信件分拣信件分拣信件打包信件打包送运输部门送运输部门路由选择路由选择运输运输阅读信件阅读信件信件投递信件投递信件分拣信件分拣分发邮件分发邮件邮件拆包邮件拆包转送邮局转送邮局接收邮包接收邮包通信者活动通信者活动通信者活动通信者活动邮局服务业务邮局服务业务邮局服务业务邮局服务业务邮局转送业务邮局转送业务邮局转送业务邮局转送业务运输部门的邮件运输业务运输部门的邮件运

7、输业务实际邮政系统信件发送、接收过程示意图实际邮政系统信件发送、接收过程示意图 某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口(即界面)所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。这样，整个问题的复杂程度就下降了当任何一层发生变化时(例如由于技术的变化)，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。此外，对某一层提供的服务还可进行修改。当某层提供的服务不再需要时，甚至可以将这层取消。3:28GDCP一、网络体系结构的基本概念一、网络体系结构的基本概念1.计算机网络体系结构（高

8、度计算机网络体系结构（高度结构化结构化层次体系）层次体系）相关概念：相关概念：l 协议（协议（protocol）:是通信双方为了实现通信所进是通信双方为了实现通信所进行的行的约定约定或所作的或所作的对话规则。对话规则。 邮政系统中的信封格式邮政系统中的信封格式GDCPl 网络协议网络协议:为为网络数据交换网络数据交换而定制的规则、约定和标准。而定制的规则、约定和标准。l 接口接口（interface） 相邻层之间交换信息的相邻层之间交换信息的连接点连接点，低层向高层通过，低层向高层通过接口接口提供提供服务服务l 体系结构体系结构（architecture） 网络层次结构模型与各层协议的集合称为

9、网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构网络体系结构TCP、IP、DNS、IPX、ARP等等GDCP2.开放开放系统系统互联互联参考参考模型模型(OSI) 为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，及不同网络之间的数据通信，20世纪世纪70年年代末，国际化标准组织代末，国际化标准组织ISO (International Standard Organization)提出了提出了开放系统互连参考开放系统互连参考模型模型OSI/RM （Open System Interconnection Reference Model ）底下三层

10、是通信子网，可能独立于主机之外，底下三层是通信子网，可能独立于主机之外，比如路由器就是底下三层，不需要上面四层。比如路由器就是底下三层，不需要上面四层。 GDCPn 开放开放 各地区都可使用该标准，使用该标准的都可各地区都可使用该标准，使用该标准的都可相互相互通信通信；n 互联互联 不同系统互相连接，实现资源共享和信息交互；不同系统互相连接，实现资源共享和信息交互；n 参考参考 不是特定的技术或者规范，而是对某一标准的支不是特定的技术或者规范，而是对某一标准的支持；持；GDCPOSIOSI参考模型的基本思想参考模型的基本思想: : 网络中各网络中各节点节点具有具有相同相同的层次；的层次； 不同

11、节点的同等层具有不同节点的同等层具有相同的功能相同的功能； 同一节点内同一节点内相邻层相邻层之间通过之间通过接口接口通信；通信； 每一层可以每一层可以使用下层提供的服务使用下层提供的服务，并，并向其上层提供服务向其上层提供服务； 不同节点的同等层按照协议实现不同节点的同等层按照协议实现对等层对等层之间的通信。之间的通信。GDCP下图给出了著名的OSI和TCP/IP的体系结构 u层次划分的目的层次划分的目的u层次是人们对复杂问题处理的基本方法：层次是人们对复杂问题处理的基本方法：u为了减少协议设计的复杂性，大多数网络都按为了减少协议设计的复杂性，大多数网络都按层的方式来设计，每一层建立在它的下层

12、之上，层的方式来设计，每一层建立在它的下层之上，不同的网络，其层的数量、各层的功能都不尽相不同的网络，其层的数量、各层的功能都不尽相同。同。u层次划分的原则层次划分的原则GDCPOSI参考模型参考模型ApplicationPresentationSessionTransportNetworkLinkPhysical通信子网通信子网资源子网资源子网GDCP一、一、 ISO/OSI的七层参考模型的七层参考模型1、ISO/OSI 模型的特点和性质是网络协议的一种抽象结构每一层功能独立、唯一低层为高层服务相邻两层之间通过接口进行通信只要保证层间接口不变，而层内的改变不会影响网通信不同结点的通信通过同等

13、层协议来实现（对等层通信）3:28GDCPOSI参考模型参考模型为用户提供访问网络的界面，由应用程序提供；（为用户提供访问网络的界面，由应用程序提供；（做什么做什么）对双方对双方语法语法和和数据格式数据格式进行转换；（进行转换；（语言翻译沟通语言翻译沟通）为双方提供会话连接，实现双方交互；（为双方提供会话连接，实现双方交互；（轮到谁说轮到谁说）为双方提供可靠的端到端服务；（为双方提供可靠的端到端服务；（找到对方程序找到对方程序）路由选择，流量控制，拥塞控制；（路由选择，流量控制，拥塞控制；（走哪条路，找到主走哪条路，找到主对方机对方机）建立建立，维护维护和和释放释放链路，管理逻辑通道；（链路，

14、管理逻辑通道；（连接中间节连接中间节点点）提供必要物理连接，提供必要物理连接，透明透明传输比特流；（传输比特流；（比特传输比特传输）GDCP一、一、 ISO/OSI的七层参考模型的七层参考模型2、ISO/OSI模型的基本思想网络中各节点具有相同的层次不同节点的同等层具有相同的功能同一节点内相邻层之间通过接口通信每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信3:28GDCPOSI环境中的数据传输过程环境中的数据传输过程网 络 层数据链路层物 理 层数据链路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层 数据链路层物 理 层应 用 层表

15、 示 层会 话 层传 输 层网 络 层数据链路层物 理 层传输介质传输介质传输介质C CC CP P网 络 层应用进程AO OS SI I环环境境应用进程B主主机机A A主主机机B BA AC CC CP PB BOSI环境（环境（OSI environment）GDCPl Communication Control Processor通信通信控制处理机控制处理机 GDCP应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层 数据链路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层数据链路层物 理 层应用进程A应用进程B比特序列帧分组报文数据单元数据单元数据数据传输介质主主机机A

16、A主主机机B BOSI环境中的数据传输过程环境中的数据传输过程GDCP数据多层封装数据多层封装数据数据1001110110011101包包头头(IP)帧头帧头(Mac)帧尾帧尾封装封装拆封拆封端口：端口：8000数据数据100111010101110011101101信息：信息： 你好吗？你好吗？数据数据10011101100111011001110110011101端口：端口：8000包包头头(IP)信息信息数据数据数据数据报文报文P93数据包数据包P163、94帧帧P59BitGDCP二、二、OSI各层功能介绍各层功能介绍GDCP1. 物理层物理层Physical layer物理层物理层功

17、能功能：利用传输设备和线路传输比特流；：利用传输设备和线路传输比特流；传输的数据单元传输的数据单元：比特比特 很多电信号，规定了很多电信号，规定了1代表多少电压，代表多少电压，0代表多少代表多少电压，曼彻斯特码正跳变表示电压，曼彻斯特码正跳变表示1，负跳变表示，负跳变表示0物物理理层层数据数据终端终端设备设备DTE（Data Terminal Equipment ）数据电路数据电路端接端接设备设备DCE（Data Circuit Terminating Equipment ）功能：发送和接收数据功能：发送和接收数据功能：不同线路之间信号的转化和编码功能：不同线路之间信号的转化和编码GDCP 1

18、 1001.101数据链路层（帧）数据链路层（帧）物理层物理层DTE任务任务GDCP物理层物理层n 为实体间提供必要的为实体间提供必要的物理连接物理连接，把比特发送到链路上，并规，把比特发送到链路上，并规范范DTE与与DCE之间的之间的4个个接口特征接口特征（机械机械、电气电气、功能功能和和规规程程）；）；机械特性：规定网络的物理线路连接；机械特性：规定网络的物理线路连接； 例如：规定接插件的规格、尺寸，引脚线数量及排列方式例如：规定接插件的规格、尺寸，引脚线数量及排列方式等；等；DCE连接器的几何尺寸及插孔芯数和排列方式连接器的几何尺寸及插孔芯数和排列方式 GDCP电气特性：规定信号传输的表

19、示方法（光信号电气特性：规定信号传输的表示方法（光信号和电信号）和电信号） 例如：物理信道上传输比特流时信号电平的大小、数据例如：物理信道上传输比特流时信号电平的大小、数据编码方式、阻抗匹配情况、传输速率和距离限制等。编码方式、阻抗匹配情况、传输速率和距离限制等。功能特性：规定物理接口上各条信号线的功能功能特性：规定物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。分配和确切定义。 例如：信号线有数据线、控制线、抗拉线、接地线；例如：信号线有数据线、控制线、抗拉线、接地线；GDCP规程特性：规定线路上各种动作的协调规则；规程特性：规定线路上各种动作的协调规则； 例如：实现建立、维持和释放电路各控制信号

20、的协调关例如：实现建立、维持和释放电路各控制信号的协调关系；在物理连接的建立、维护和交换信息时数据通信设备之系；在物理连接的建立、维护和交换信息时数据通信设备之间交换数据的顺序。间交换数据的顺序。GDCPl 通过物理层提供的比特通过物理层提供的比特流服务，在相邻节点之流服务，在相邻节点之间建立链路，间建立链路，传送以帧传送以帧为单位的数据信息为单位的数据信息，并，并且对传输中可能出现的且对传输中可能出现的差错差错进行进行检错和纠错检错和纠错，向网络层提供无差错的向网络层提供无差错的透明传输。透明传输。l 传输的数据单元是传输的数据单元是：帧帧2. 数据链路层数据链路层 打包成帧的功能打包成帧的

21、功能bit帧（点到点连接）帧（点到点连接）GDCP数据链路层功能数据链路层功能 成帧和传输成帧和传输链路管理链路管理流量控制流量控制差错控制差错控制GDCPl 成帧和传输：成帧和传输： 数据链路层把数据组织成一定大小的数据帧，以数据链路层把数据组织成一定大小的数据帧，以帧帧为单位进行发送、接收、检验和应答。为单位进行发送、接收、检验和应答。 常用位流成帧的方法：用常用位流成帧的方法：用01111110作为一帧的作为一帧的开始或结束标志。开始或结束标志。GDCPl 流量控制流量控制n 为保证为保证发送发送和和接收接收速度的匹配，避免发送过快导速度的匹配，避免发送过快导致接收不及而造成的致接收不及

22、而造成的数据丢失数据丢失； 停等协议（停等协议（stop and wait） 滑动窗口协议滑动窗口协议 流量：计算机网络的流量：计算机网络的通信量通信量GDCP停等协议停等协议n 发送方发送一帧数据后，停下等待接收方发送方发送一帧数据后，停下等待接收方应答信号应答信号；n 接收方接到数据后，返回一个应答信号，表示准备接接收方接到数据后，返回一个应答信号，表示准备接收下一帧；收下一帧；n 发送方发送下一帧数据；发送方发送下一帧数据； 0010100100101001发送方发送方接收方接收方应答信号应答信号存在问题：整条线路只有存在问题：整条线路只有一条帧一条帧在传输，造成在传输，造成线路浪费线路

23、浪费0010100100101001GDCP1. 自动请求重发协议自动请求重发协议2. 循环冗余校验码循环冗余校验码 差错控制技术差错控制技术GDCPl 链路管理：发送端和接收端之间通过交换控制信链路管理：发送端和接收端之间通过交换控制信息，来建立、维护和释放数据链路。息，来建立、维护和释放数据链路。请求请求 证实证实响应响应 指示指示网络层网络层 链路层链路层 物理层物理层发送端发送端网络层网络层向其数据链路层发出连接向其数据链路层发出连接请求请求，要求数据链路层，要求数据链路层为它建立一条连接。数据链路层通过接收端向其网络层发出连为它建立一条连接。数据链路层通过接收端向其网络层发出连接指示

24、，并通知接指示，并通知网络层网络层。接收端网络层。接收端网络层响应响应并并指示指示数据链路层数据链路层向其网络层发出连接确认信息。向其网络层发出连接确认信息。GDCPbit帧（点到点连接）帧（点到点连接）数据包（分组）数据包（分组）传输的数据单元是传输的数据单元是：分组分组：大多数计算机网络：大多数计算机网络都不能连续地传送任意长的都不能连续地传送任意长的数据，所以实际上网络系统数据，所以实际上网络系统把数据分割成小块，然后逐把数据分割成小块，然后逐块地发送，这种小块就称作块地发送，这种小块就称作分组分组 3.网络层网络层怎么到达对方，怎么到达对方，寻路的功能寻路的功能为为数据分组数据分组进行

25、路进行路由选择，并负责通由选择，并负责通信子网的信子网的流量控制流量控制、拥塞控制拥塞控制,网际互连网际互连。GDCPl 我们在邮局邮寄产品时，虽然产品本身带有自己我们在邮局邮寄产品时，虽然产品本身带有自己的包装盒，但是在邮寄的时候只用的包装盒，但是在邮寄的时候只用产品原包装盒产品原包装盒来包装显然是不行的。必须把内装产品的包装盒来包装显然是不行的。必须把内装产品的包装盒放到一个邮局指定的专用纸箱里，这样才能够邮放到一个邮局指定的专用纸箱里，这样才能够邮寄。这里，寄。这里，产品包装盒产品包装盒相当于数据包，里面放着相当于数据包，里面放着的产品相当于可用的数据，而专用纸箱就相当于的产品相当于可用

26、的数据，而专用纸箱就相当于帧，且一个帧中只有一个数据包。帧，且一个帧中只有一个数据包。 GDCPGDCPl 通过数据包捕获软件，也可以将数据包捕获并加通过数据包捕获软件，也可以将数据包捕获并加以分析。以分析。 用数据包捕获软件用数据包捕获软件Iris捕获到的数据包捕获到的数据包的，在此，大家可以很清楚地看到捕获到的数据的，在此，大家可以很清楚地看到捕获到的数据包的包的MAC地址、地址、IP地址、协议类型端口号等细地址、协议类型端口号等细节。通过分析这些数据，网管员就可以知道网络节。通过分析这些数据，网管员就可以知道网络中到底有什么样的数据包在活动了。中到底有什么样的数据包在活动了。GDCPGD

27、CPl 数据包主要由数据包主要由“目的目的IP地址地址”、“源源IP地址地址”、“净载数据净载数据”等部分构成。等部分构成。 数据包的结构与我们数据包的结构与我们平常写信非常类似，目的平常写信非常类似，目的IP地址是说明这个数据地址是说明这个数据包是要发给谁的，相当于收信人地址；源包是要发给谁的，相当于收信人地址；源IP地址地址是说明这个数据包是发自哪里的，相当于发信人是说明这个数据包是发自哪里的，相当于发信人地址；而净载数据相当于信件的内容。地址；而净载数据相当于信件的内容。 正是因为正是因为数据包具有这样的结构，安装了数据包具有这样的结构，安装了TCP/IP协议的协议的计算机之间才能相互通

28、信。计算机之间才能相互通信。GDCP网络层：网络层：发送方发送方和和接收方接收方的连接，的连接，将数据分组从将数据分组从源端源端传传送到送到目的端目的端; ;网络层功能：网络层功能：GDCP网络层网络层两大两大功能功能两种传两种传输方式输方式路由选择路由选择拥塞控制拥塞控制面向连接服务面向连接服务(虚电路传输分组交换虚电路传输分组交换)Connectionoriented 无连接服务（数据报传输分组交换）无连接服务（数据报传输分组交换）Connectionless Communication GDCP1.面向连接的服务面向连接的服务网络层的两种传输方式：网络层的两种传输方式：GDCP发送方发送

29、方接收方接收方4 41 12 25 57 76 63 3逻辑连接已经建立好逻辑连接已经建立好发送请求报文发送请求报文报文报文报文报文报文报文报文报文回应确认连接回应确认连接报文1.面向连接的服务面向连接的服务GDCP发送方发送方接收方接收方4 41 12 25 57 76 63 3报文123131232面向连接服务面向连接服务1.面向连接的服务面向连接的服务GDCP2.无连接服务无连接服务GDCP发送方发送方接收方接收方4 41 12 25 57 76 63 3报文123123123无连接服务无连接服务2.无连接服务无连接服务GDCP1. 路由选择路由选择 为源主机到目标主机选择为源主机到目标

30、主机选择最佳路径最佳路径 ;2. 拥塞控制拥塞控制 网络中网络中通信量通信量超过网络超过网络承载承载能力时，导致性能严能力时，导致性能严重下降；重下降；网络层的两大功能：网络层的两大功能：GDCPl IP协议定义在协议定义在OSI-RM第三层第三层网络层，是层，是internet最重要的协议。在最重要的协议。在IP协议中规定了在协议中规定了在internet上进行通信时应遵守的规则，例如上进行通信时应遵守的规则，例如IP数据包的组成、数据包的组成、路由器如何将如何将IP数据包送到目的数据包送到目的主机等。主机等。GDCPl IP（Internet Protocol）协议的英文名直译）协议的英文

31、名直译就是：因特网协议。从这个名称我们就可以知道就是：因特网协议。从这个名称我们就可以知道IP协议的重要性。在现实生活中，我们进行货物协议的重要性。在现实生活中，我们进行货物运输时都是把货物包装成一个个的纸箱或者是集运输时都是把货物包装成一个个的纸箱或者是集装箱之后才进行运输，在网络世界中各种信息也装箱之后才进行运输，在网络世界中各种信息也是通过类似的方式进行传输的。是通过类似的方式进行传输的。IP协议规定了数协议规定了数据传输时的基本单元和格式。如果比作货物运输，据传输时的基本单元和格式。如果比作货物运输，IP协议规定了货物打包时的包装箱尺寸和包装的协议规定了货物打包时的包装箱尺寸和包装的程

32、序。程序。 除了这些以外，除了这些以外，IP协议还定义了数据包协议还定义了数据包的递交办法和路由选择。同样用货物运输做比喻，的递交办法和路由选择。同样用货物运输做比喻，IP协议规定了货物的运输方法和运输路线。协议规定了货物的运输方法和运输路线。GDCPl 各种各种物理网络在链路层（二层）所传输的基本单网络在链路层（二层）所传输的基本单元为元为帧（MAC帧），其帧格式随物理网络而异，帧），其帧格式随物理网络而异，IP协议的作用就是向传输层（的作用就是向传输层（TCP层）提供统一层）提供统一的的IP包，包，GDCPl 即将各种不同类型的帧转换为统一的即将各种不同类型的帧转换为统一的IP包，并将包，

33、并将MAC帧的物理地址变换为全网统一的帧的物理地址变换为全网统一的逻辑地址地址（IP地址）。这样，这些不同物理网络地址）。这样，这些不同物理网络MAC帧帧的差异对上层而言就不复存在了。正因为这一转的差异对上层而言就不复存在了。正因为这一转换，才实现了不同类型物理网络的互联。换，才实现了不同类型物理网络的互联。l IP协议面向无连接，协议面向无连接，IP网中的节点路由器根据每网中的节点路由器根据每个个IP包的包头包的包头IP地址进行寻址，这样同一个主机地址进行寻址，这样同一个主机发出的属于同一报文的发出的属于同一报文的IP包可能会经过不同的路包可能会经过不同的路径到达目的径到达目的主机.GDCP

34、4.传输层基本功能传输层基本功能 保证路的可靠的到达保证路的可靠的到达传输层传输层地位地位高三层（应用）高三层（应用）低三层（通信）低三层（通信）数据单元是数据单元是:报文报文GDCPl 传输层（传输层（Transport Layer）是）是OSI中最重要中最重要, 最关键的一层最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层控制的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务,对对网络层提供可靠的目的地站点信息。网络层提供可靠的目的地站点信息。 GDC

35、Pl 传输层也称为运输层传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统传输层只存在于端开放系统中中,是介于低是介于低3层通信子网系统和高层通信子网系统和高3层之间的一层之间的一层层,但是很重要的一层但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层数据传送进行控制从低到高的最后一层. GDCPl 有一个既存事实，即世界上各种通信子网在性能有一个既存事实，即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异上存在着很大差异.例如电话交换网例如电话交换网,分组交换网分组交换网,公用数据交换网，局域网等通信子网都可互连公用数据交换网，局域网等通信子网都可互连,但但它

36、们提供的吞吐量它们提供的吞吐量,传输速率传输速率,数据延迟通信费用数据延迟通信费用各不相同各不相同.对于会话层来说对于会话层来说,却要求有一性能恒定却要求有一性能恒定的界面的界面.GDCPl 传输层就承担了这一功能传输层就承担了这一功能.它采用分流它采用分流/合流，复合流，复用用/介复用技术来调节上述通信子网的差异介复用技术来调节上述通信子网的差异,使会使会话层感受不到话层感受不到.此外传输层还要具备差错恢复，流此外传输层还要具备差错恢复，流量控制等功能量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是传输层面

37、对的数据对象已不是网络地址和主机地址网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口而是和会话层的界面端口. GDCPl 传输层，是两台计算机经过网络进行数据通信时传输层，是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。它只用很少的工作。GDCP声音信号电信号声音信号电信号点到点点到点点到点端到端GDCPl 计算机一般只有一条网线，又要用计算机一

38、般只有一条网线，又要用QQ, 要用要用IE, 2个程序怎么从一条线上读取发送数据而不搞混个程序怎么从一条线上读取发送数据而不搞混呢，所以就出现端口概念，纯软件概念，一个网呢，所以就出现端口概念，纯软件概念，一个网络相关程序至少占用一个端口来发络相关程序至少占用一个端口来发/收数据。收数据。 GDCPl 传输层就是为上三层提供传输层就是为上三层提供端端到到端端的传输服务的传输服务 GDCPBT进程进程qq进程进程IE进程进程端口端口80端口端口8000端口端口8899传输层传输层网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 BT进程进程qq进程进程IE进程进程端口端口80端口端口8000端口

39、端口8899传输层传输层网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 你好你好8000GDCPBT进程进程qq进程进程IE进程进程端口端口80端口端口8000端口端口8899传输层传输层网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 BT进程进程qq进程进程IE进程进程端口端口80端口端口8000端口端口8899传输层传输层网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 你好你好8000GDCPBT进程进程qq进程进程IE进程进程端口端口80端口端口8000端口端口8899传输层传输层网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 BT进程进程qq进程进程IE进程进程端口端口80端口

40、端口8000端口端口8899传输层传输层网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 你好你好8000GDCPl 在网络层由于现在大家都使用在网络层由于现在大家都使用IP协议，它只提供一种服协议，它只提供一种服务，即无连接服务。在使用务，即无连接服务。在使用IP协议的网络层的下面和上协议的网络层的下面和上面，都可以使用面向连接服务或无连接服务。面，都可以使用面向连接服务或无连接服务。l 在网络层下面的数据链路层可以使用面向连接服务（如使在网络层下面的数据链路层可以使用面向连接服务（如使用拨号上网的用拨号上网的PPP协议），即协议），即IP可运行在面向连接的网可运行在面向连接的网络之上。络之

41、上。l 但网络层下面也可以使用无连接服务但网络层下面也可以使用无连接服务,即即IP可运行在无连可运行在无连接网络之上。接网络之上。l 网络层的上面是运输层。运输层可以使用面向连接的网络层的上面是运输层。运输层可以使用面向连接的TCP，也可以使用无连接的也可以使用无连接的UDP。GDCPl TCP和和UDP两个服务只存在两个服务只存在4层传输层，层传输层，TCP和和UDP都都是用端口通信的和网络层一点关系都没有是用端口通信的和网络层一点关系都没有 下三层只下三层只管数据的可达行，上层通讯与它们一点关系都没有，每一管数据的可达行，上层通讯与它们一点关系都没有，每一层都是独立的它们之间通过访问控制点

42、联系层都是独立的它们之间通过访问控制点联系 l 以以QQ为例，为例，QQ用的就是用的就是UDP，UDP协议就是无连接，协议就是无连接，无连接的简单解释就是你和对方通讯，你没必要和对方同无连接的简单解释就是你和对方通讯，你没必要和对方同时在线，你发你的，他接他接的，你只管把数据发出去就时在线，你发你的，他接他接的，你只管把数据发出去就行双方可以是同步，也可以是异步这就是为什么你行双方可以是同步，也可以是异步这就是为什么你QQ上可以留言，别人几天后都用接到的原因上可以留言，别人几天后都用接到的原因 l TCP以以FTP服务为列，双方要同时在线，发数据之前，服务为列，双方要同时在线，发数据之前，有一

43、个三次握手的过程，也就是先要建立连接，才能传和有一个三次握手的过程，也就是先要建立连接，才能传和接数据，双方是必须同步的接数据，双方是必须同步的 GDCPl 另外，对于另外，对于HTTP、FTP等，对数据的可靠性要等，对数据的可靠性要求较高，在使用这些服务时，必须保证数据包能求较高，在使用这些服务时，必须保证数据包能够完整无误的送达，所以要使用面向连接服务够完整无误的送达，所以要使用面向连接服务;l 而另外一些服务，如即时聊天工具等，并不需要而另外一些服务，如即时聊天工具等，并不需要这么高的可靠性，高效率和实时性才是它们所关这么高的可靠性，高效率和实时性才是它们所关心的，所以使用面向无连接的心

44、的，所以使用面向无连接的UDP协议。协议。 GDCP5. 会话层会话层 TCP/IP忽略了，但忽略了，但ssl安全安全套接字、套接字、UNIX登陆口令远登陆口令远程控制等在这做程控制等在这做l 所谓会话：就是两个用户进所谓会话：就是两个用户进程之间为完成一次完整的通程之间为完成一次完整的通信而建立会话连接。信而建立会话连接。l 会话层负责在发送节点和目会话层负责在发送节点和目的节点之间建立通信链接或的节点之间建立通信链接或会话，此外还负责管理已经会话，此外还负责管理已经在这两个节点之间建立起来在这两个节点之间建立起来的通信会话。的通信会话。传输的数据单元：传输的数据单元：报文报文GDCPl 会

45、话层虽然不参与具体的数据传输，但它却对数会话层虽然不参与具体的数据传输，但它却对数据传输进行管理。会话层在两个互相通据传输进行管理。会话层在两个互相通 信的应用信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互进程之间，建立、组织和协调其交互（Interaction）。例如，确定是双工工作（两）。例如，确定是双工工作（两方同时发送和接收）方同时发送和接收）, 还是半双工工作（两方交还是半双工工作（两方交替发送和接收）。当发生意外时（如已建立的连替发送和接收）。当发生意外时（如已建立的连接突然断了）接突然断了）,要确定在重新恢复会话时应从何处要确定在重新恢复会话时应从何处开始。开始。 GDCP6. 表示层

46、表示层网络的复杂性，需要表示层，高网络的复杂性，需要表示层，高低字节序，比如主机是高低字节低字节序，比如主机是高低字节序，而网络是低位在前，高位在序，而网络是低位在前，高位在后，就要表示层进行字节的转化。后，就要表示层进行字节的转化。表示层从会话层取得数据，然后表示层从会话层取得数据，然后将其转换为接收节点的应用层能将其转换为接收节点的应用层能够读取的格式，够读取的格式，l 数据数据格式变换格式变换（不同机器的有不（不同机器的有不同的字长、不同的字符编码）同的字长、不同的字符编码）l 数据数据加密加密与与解密解密l 数据数据压缩压缩与与恢复恢复传输的数据单元：传输的数据单元：报文报文GDCPl

47、 表示层主要解决用户信息的语法表示问题。表示表示层主要解决用户信息的语法表示问题。表示层将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法层将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法（Abstract Syntax）,变换为适合于变换为适合于OSI系统系统内部使用的传送语法（内部使用的传送语法（Transfer Symax）。）。有了这样的表示层，用户就可以把精力集中在他有了这样的表示层，用户就可以把精力集中在他们所要交谈的问题本身，而不必更多地考虑对方们所要交谈的问题本身，而不必更多地考虑对方的某些特性。例如，对方使用什么样的语言。此的某些特性。例如，对方使用什么样的语言。此外，对传送信息加密（和解密）

48、也是表示层的任外，对传送信息加密（和解密）也是表示层的任务之一。务之一。 GDCPl 在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密与加密，如系统口不同。表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理如果在令的处理如果在Internet上查询你银行账户，上查询你银行账户，使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到的数据解密。除

49、此之外，表示层协议还对图片和的数据解密。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。文件格式信息进行解码和编码。 GDCP7.应用层应用层计算机网络与用户的界面计算机网络与用户的界面l 为应用程序提供了网络服务为应用程序提供了网络服务;如：如：FTP、Email、WWW等等l 应用层需要识别并保证通信对方的应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步之间的同步;l 建立传输错误纠正与保证数据完整建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制性的控制机制传输的数据单元：传输的数据单元：报文报文GDCPl 应用层应用层（Applic

50、ation layer）是七层OSI模型的第七层。应用层直接和应用程序接口并提供常见的网络应用服务。应用层也向表示层发出请求。 应用层是开放系统的最高层,是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务. GDCPTELNET：本地主机作为仿真终端登录到远程主机上运行应用程序。本地主机作为仿真终端登录到远程主机上运行应用程序。FTP：实现主机之间文件的传送。实现主机之间文件的传送。SMTP：实现主机之间电子邮件的传送。实现主机之间电子邮件的传送。DNS：用于实现主机名与用于实现主机名与IP地址之间的映射。地址之间的映射。DHCP：实现对主机

51、的地址分配和配置工作。实现对主机的地址分配和配置工作。RIP：用于网络设备之间交换路由信息用于网络设备之间交换路由信息。HTTP：用于用于Internet中的客户机与中的客户机与WWW服务器之间的数据传输。服务器之间的数据传输。BOOTP：用于无盘主机或工作站的启动用于无盘主机或工作站的启动。SNMP：实现网络的管理。实现网络的管理。GDCPApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalGDCPOSI各层的功能概述各层的功能概述层名层名主要功能主要功能7应用层应用层为网络用户或应用程序提供各种服务，如文件传输(FT

52、P)、电子邮件(Email)、分布式数据库以及网络管理等。6表示层表示层用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。5会话层会话层为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理服务等功能4传输层传输层向用户提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务3网络层网络层为数据在结点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制授、网络互连。2数据链数据链路层路层在物理层提供比特流服务的基础上，线路变成无差错的数据链路1物理层物理层利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实

53、现比特流的透明传输3:28GDCPOSI/RM功能小结功能小结（Open System Interconnection/Reference Model）l 应用层与用户应用进程的接口与用户应用进程的接口即相当于：即相当于：做什么？l 表示层数据格式的转换数据格式的转换即相当于：即相当于：对方数据看起来像什么？l 会话层会话的管理与数据传输的同步会话的管理与数据传输的同步即相当于：即相当于：轮到谁讲话和从何处讲？l 传输层从端到端经网络透明地传输报文从端到端经网络透明地传输报文即相当于：即相当于：对方在何处？l 网络层分组传输、路由选择和流量控制分组传输、路由选择和流量控制即相当于：即相当于：走

54、哪条路可以到达该处？l 数据链路层在链路上无差错地传送数据帧在链路上无差错地传送数据帧即相当于：即相当于：每一步该怎么走？l 物理层将比特流送到物理介质上传送将比特流送到物理介质上传送即相当于：即相当于：对上一层的每一步应怎样利用物理介质？GDCPl 在在OSI模型中，模型中，提供流量控制功能的层是（）；提供流量控制功能的层是（）；提供建立、维护和拆除端到端连接的层是（）；提供建立、维护和拆除端到端连接的层是（）；为数据分组提供在网络中路由功能的是（）；为数据分组提供在网络中路由功能的是（）；传输层提供（）的数据传送；传输层提供（）的数据传送；为网络层实体提供数据发送和接受功能的是（）。为网络

55、层实体提供数据发送和接受功能的是（）。网络管理员全真题GDCP网络管理员全真题l 在在ISO OSI/RM中，七层协议中的（中，七层协议中的（ ）利用通信子网提供）利用通信子网提供服务实现两个用户进程之间端到端的通信。服务实现两个用户进程之间端到端的通信。l 在这个模型中，如果在这个模型中，如果A用户需要通过网络向用户需要通过网络向B用户传送数据，则用户传送数据，则将数据送入应用层，在该层给予控制信息后送入表示层；将数据送入应用层，在该层给予控制信息后送入表示层；在表示层对数据进行必要的变换后加标头信息并送入会话层；在表示层对数据进行必要的变换后加标头信息并送入会话层；在会话层加头信息送入传输

56、层；在会话层加头信息送入传输层；在传输层将数据分解为（在传输层将数据分解为（ ）后送至网络层；）后送至网络层；在网络层将数据封装为（在网络层将数据封装为（ ）后送至数据链路层；）后送至数据链路层；在数据链路层将数据加上头标和尾标封装成（在数据链路层将数据加上头标和尾标封装成（ ）后发送到）后发送到物理层；物理层；在物理层数据以（在物理层数据以（ ）的形式发送到物理线路）的形式发送到物理线路报文分组报文分组数据帧数据帧数据段（报文）数据段（报文）比特流比特流网络层网络层物理层物理层数据链路层数据链路层GDCP网络管理员全真题l TCP/IP网络体系结构分为网络体系结构分为( )、传输层、传输层、

57、网络互联层和网络互联层和( )。属于传输层协议。属于传输层协议的是（的是（ ）。）。TCPICMPFTPUDPIP网络层网络层物理层物理层应用层应用层表示层表示层网络接口层网络接口层GDCP三、三、TCP/IP参考模型参考模型 GDCPTCP/IP参考模型参考模型高三层，操作系统高三层，操作系统OSI参考模型参考模型应用层应用层传输层传输层网际层网际层主机主机-网络层网络层网络接口层网络接口层GDCPGDCP主机主机- -网络层网络层l 参考模型的参考模型的最低层最低层，负责通过网络，负责通过网络发送和接收发送和接收IP数据数据报报;l 允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，如允许主机

58、连入网络时使用多种现成的与流行的协议，如局域网的局域网的Ethernet、令牌网、分组交换网的令牌网、分组交换网的X.25、帧中继、帧中继、ATM协议等协议等;l 当一种物理网被用作传送当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以数据包的通道时，就可以认为是这一层的内容认为是这一层的内容;l 充分体现出充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性，它也为协议的兼容性与适应性，它也为TCP/IP的成功奠定了基础。的成功奠定了基础。 GDCP互联层互联层/网际层网际层l 相当相当OSI参考模型网络层无连接网络服务；参考模型网络层无连接网络服务； l 处理互连的处理互连的路由选择路由选择、流控流控

59、与与拥塞拥塞问题；问题；l IP协议是无连接的、提供协议是无连接的、提供“尽力而为尽力而为”服务的网络层服务的网络层协议。协议。 GDCP传输层传输层l 主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的间建立用于会话的端端- - -端端连接；连接；l TCP/IPTCP/IP的传输层提供了两个主要协议：的传输层提供了两个主要协议：l传输控制协议传输控制协议TCP是一种可靠的是一种可靠的面向连接面向连接协议；协议；l用户数据报协议用户数据报协议UDP是一种不可靠的是一种不可靠的无连接无连接协议协议。 传输层传输层GDCP传输层向上提供传

60、输层向上提供可靠的可靠的和和不可靠的不可靠的逻辑通信信道逻辑通信信道GDCP指标指标TCPTCPUDPUDP是否连接是否连接面向连接面向连接无连接无连接传输可靠性传输可靠性可靠可靠不可靠不可靠速度速度较慢较慢较快较快传输质量传输质量较高较高较差较差GDCP1.端口端口用于区别应用程序（进程）用于区别应用程序（进程）TCP/IP 定义一个定义一个16Bit长度的整数作为端口标长度的整数作为端口标识。识。 0-65535个端口个端口GDCPGDCP端口端口在在进程进程之间的通信中所起的作用之间的通信中所起的作用GDCPTCP/IP端口号分为三部分：端口号分为三部分：l 0 -255 被规定作为被规