第3章计算机网络协议与体系结构

1、“十二五”职业教育国家级规划教材计算机网络技术基础（第4版）主编：尚晓航高等教育出版社2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航第第一一篇篇 网络技术篇网络技术篇计算机网络技术基础（第4版）主编：尚晓航高等教育出版社2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航 了解：计算机网络协议 了解：网络系统的分

2、层体系结构 掌握：ISO的OSI七层参考模型 了解：网络的3个著名标准化组织 掌握：ARPA的TCP/IP四层模型了解：IPv6协议与编址技术2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航.1协议的本质协议的本质网络中的计算机之间进行通信时，的语言被称为“协议”。只有能够讲，而且可以理解这些“语言”的计算机才能在网络上与其他计算机彼此通信。从这个意义上讲，“协议”就是网络的本质。协议定义了网络上的各种计算机和设备之间相互通信、数据管理

3、、数据交换的整套规则。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航在计算机网络的一整套规则中，任何一种协议都需要解决语义、语法和定时的问题。1.1. 协议的语法（如何讲）问题协议的语法（如何讲）问题2.2. 协议的语义（讲什么）问题协议的语义（讲什么）问题3.3. 协议的定时（讲话次序）问题协议的定时（讲话次序）问题2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机

4、网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航1.1. 协议的功能协议的功能（1 1）分割与重组）分割与重组协议的“分割”功能将较大的数据单元分割成较小的数据包，其反过程为“重组”如图3-1所示。 用户 A用户 B报文报文P报文分割为信息包信息包重组为报文分割重组PPPP图3-1 分割与重组2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（2）寻址协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以进行路径选择，如图3-2。发送方选择哪条路径？AX

5、B数据包C数据包图3-2 路径选择2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（3 3）封装与拆装）封装与拆装协议的“封装”功能是指在数据单元（数据包）的始端或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆装”，如图3-3。 用户 A数据封装用户 B拆装数据数据数据控制信息控制信息图3-3 数据封装与拆装2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4

6、4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（4 4）排序）排序数据设备1数据设备23123数据设备数据设备图3-4 排序2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（5 5）信息流控制）信息流控制协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一系列措施，如图3-5示。 传输信道信息流控制图3-5 信息流控制2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（

7、第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（6 6）差错控制）差错控制（7 7）同步）同步（8 8）干路传输）干路传输（9 9）连接控制）连接控制2.2.协议的分类协议的分类（1 1）标准或非标准协议）标准或非标准协议（2 2）直接或间接协议）直接或间接协议（3 3）整体的协议或分层的结构化协议）整体的协议或分层的结构化协议2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航.1计算机网络体系结构工作流程计算机网络体系结构工作流程计算机网

8、络体系结构的工作流程与图3-6所示的邮政系统的工作流程十分相似。图3-6中，清楚地表明了信件发送和接收的过程，以及怎样利用邮政系统来发送和接收信件。在图3-6所示的邮政系统中，将发信端和收信端从上到下分为A、B、C、D四个层次。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航1.1. 发送端（发件人所在地区）发送端（发件人所在地区）在“发信人端”是按照从上至下，即ABCD的顺序进行处理的。在每一层，都是按照本层和下层联系的要求，依次封装成新的邮包，并加

9、入本层特有的标签；之后，再传递到下一层指定的位置。2.2. 接收端（收件人所在地区）接收端（收件人所在地区）在接收端是按照由下至上，即DCBA，的顺序进行处理的。在每一层，都是依次拆封收到的包装，完成本层应当完成的功能。 2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：

10、尚晓航这种分层体系结构的最大优点是层与层相互独立。而且每层无须知道其他层次的功能；改变某一层的功能不会影响其他层的工作。.2计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述1.1.层次化体系结构中的几个基本概念层次化体系结构中的几个基本概念（1 1）协议（）协议（protocolprotocol）（2 2）层次（）层次（layerlayer）（3 3）接口（）接口（interfaceinterface）2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主

11、编：尚晓航（4 4）层次性模型结构）层次性模型结构一个功能完备的计算机网络系统，采用了层次性结构；每层都会包含一个或多个协议。为此，我们将网络层次性结构模型与各层次协议的集合定义为计算机网络的体系结构。（5 5）实体（）实体（EntityEntity）实体通常是通信时能发送和接收信息的具体的软硬件设施。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（6 6）数据单元（）数据单元（Data UnitData Unit）在OSI参考模型的不同结点内的对等

12、层传送的是相同名称的数据包。这种网络中传输的数据包，被称为“数据单元”。由于每一个层次完成的功能不同，处理的数据单元的大小、名称和内容也就不相同，如，帧、分组、报文等；另外，数据单元不同，地址的类型也不相同，如，物理（MAC）地址、IP地址、端口号等。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2.2.网络体系结构的研究意义与划分原则网络体系结构的研究意义与划分原则 各层之间相互独立。 结构上独立分割。 灵活性好。 易于实现和维护。 有益于标准化的

13、实现。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航计算机 1 向计算机 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。两个计算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。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版）

14、，主编：尚晓航版），主编：尚晓航文件传送模块计算机 1计算机 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2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航文件传送模块计算机 1计算机 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2022-4-102022-4-10，第

15、第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航文件传送模块计算机 1计算机 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。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航应用层(application layer) 运输层(tr

16、ansport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer) 数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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 PDU2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构

17、，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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）2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网

18、络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2IP 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2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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2022-4-102022-4-10，第第3

19、 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航应用层(application layer) 5432154321物理传输媒体计算机 1AP2AP1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计算机 22022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2物理层接收到比特流，上交给数据链

20、路层2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层2022-4-

21、102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程2022-4-102022-4-10，第

22、第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入

23、或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 210100110100101 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H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据2022-

24、4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航H3H4H5应 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应

25、 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网

26、络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 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2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构

27、，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航1.1. OSIOSI参考模型的基本知识参考模型的基本知识国际标准化组织（ISO）颁布的开放系统互连参考模型（OSI/RMOSI/RM），即七层网络通信模型七层网络通信模型。OSI/RM体系结构七层模型从上到下依次为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，参见图3-7。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4

28、-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2.OSI参考模型的层次划分原则网络中各结点都划分为7个相同的层次结构。不同结点的相同层次都有相同的功能。同一结点内各相邻层次之间通过层间接口，并按照接口协议进行通信。每一层直接使用下面一层提供的服务，间接的使用下面所有层的协议。每一层都向上一层提供服务。不同结点之间按同等层的同层协议的规定，实现对等层之间的通信。网络中还有其他的体系结构的模型的分层数目虽然各不相同；但目的和分层思想都是类似的。2022-4-102022-4-10，第

29、第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航3.3. OSI/RMOSI/RM七层模型的各层的功能七层模型的各层的功能（1 1）应用层（）应用层（ApplicationApplication） 功能：为了满足用户的需要，根据进程之间的通信性质，负责完成用户要完成的各种程序或网络服务的接口工作。 处理的数据单元：报文报文。 处理的地址：进程标识，端口号端口号。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算

30、机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（2 2）表示层（）表示层（PresentationPresentation） 功能：处理结点间或通信系统间信息表示方式方面的问题。 处理的数据单元：报文。（3 3）会话层（）会话层（SessionSession）功能：会话层的主要作用是组织、协商、管理两个应用进程之间的会话。会话的含义：就是在不同主机的应用进程之间建立、维持联系。 处理的数据单元：报文。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主

31、编：尚晓航（4 4）运输层（）运输层（TransportTransport） 功能：在两个端系统（源站和目的站）的会话层之间，建立一条可靠或不可靠的运输连接，以透明的方式传送报文。 处理的数据单元：报文段报文段。处理的地址：进程标识，TCPTCP和和UDPUDP端口号端口号。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（5 5）网络层（）网络层（NetworkNetwork）功能：使用逻辑地址（IP地址）进行寻址，通过路由选择算法为数据分组通过通信

32、子网选择最适当的路径，并提供网络互联及拥塞控制功能。 处理的数据单元：分组分组。处理的地址：逻辑地址逻辑地址，如，IPIP地址地址。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（6 6）数据链路层（）数据链路层（Data LinkData Link） 功能：负责在两个相邻结点间的线路上，无差错地传送以“帧”为单位的数据。 处理的数据单元：数据帧数据帧。处理的地址：硬件的物理地址硬件的物理地址。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计

33、算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（7 7）物理层（）物理层（PhysicalPhysical） 功能：为“数据链路层”提供一个物理连接。物理层定义了以下4个规章特性，用以确定如何使用物理传输介质来实现两个结点间的物理连接。 物理层协议 处理的数据：二进制比特信号二进制比特信号，如，二进制的基带信号或模拟信号。 处理的地址：直接面向物理端口的各个管脚各个管脚，如RS-232的管脚。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网

34、络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航4.4. OSIOSI参考模型的各个部分参考模型的各个部分（1 1）OSIOSI模型在功能上分为模型在功能上分为3 3个部分个部分（2 2）OSIOSI模型从控制上分为模型从控制上分为2 2个部分个部分第1、2、3层：即物理层、数据链路层和网络层属于通信子网，负责处理数据的传输、转发、交换等通信方面的问题；第4、5、6、7层：即传输层、会话层、表示层和应用层属于资源子网，负责数据的处理、网络服务、网络资源的访问和服务方面的问题。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络

35、协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航在OSI环境中，主机与主机之间通信时，实际的数据流是如何传递的呢？ 1.1. OSIOSI参考模型主机结点间通信的数据流参考模型主机结点间通信的数据流不同的主机之间在没有中间结点设备时，主机之间数据通信的数据流动参见图3-8。 2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构

36、，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（1 1）发送结点）发送结点在发送方结点内的上层和下层之间传输数据时，每经过一层都对数据附加一个信息头部，即“封装”，而该层的功能正是通过这个“控制头”（附加的各种控制信息，）来实现的。（2 2）接收结点）接收结点在接收方结点内，这七层的功能又依次发挥作用，并将各自的“控制头”去掉，即“拆封”，同时完成各层相应的功能。不同的主机之间在有中间结点（网络互联设备）时，主机之间进行数据通信的实际传输的数据流动参见图3-9。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协

37、议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航1.1. 模型的名称与制定者模型的名称与制定者（1 1）TCP/IPTCP/IP的名称的名称中文名称是“传输控制协议互连网络协议”。TCP/IP模型是一个协议集。（2 2）制定者）制定者ARPA的英文全称是“Advanced Research Projects Agency”，其中

38、文名称是“美国国防部高级研究计划局”。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2.TCP/IP2.TCP/IP四层参考模型分层四层参考模型分层参见表3-1和表3-2。表3-1 TCP/IP参考模型与各层协议之间的关系应用层应用层TelnetFTPSMTPHTTPDNSSNMPTFTP传输层传输层TCPUDPIP网际层网际层ARPRARP网络接网络接口层口层EthernetToken RingX.25其他协议2022-4-102022-4-10，

39、第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航TCP/IP四层参考模型，虽然不是ISO的标准，是Internet上使用的主要标准，因而成为一种“实际上的工业标准”。1. 1. 网络接口层网络接口层TCP/IP的最低层是网络接口层。该层可以直接兼容常用的局域网和广域网协议。2. 2. 网际层（网际层（

40、InternetInternet）2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航网际层又被称为互联层、互联网络层或网间网络层。主要负责相邻结点之间，数据分组的逻辑（IP）地址寻址与路由。IP（Internet Protocol，网际协议）：为IP数据包进行寻址和路由。ICMP（Internet Control Message Protocol，网际控制报文协议）：用于处理路由、协助IP层实现报文传送的控制机制，并为IP协议提供差错报告。2022-4-

41、102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）：用于完成主机的IP（Internet）地址向物理地址的转换。RARP（Reverse Address Resolution Protocol，逆向地址解析协议）：用来完成主机的物理地址到IP地址的转换或映射功能。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计

42、算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航3.3.传输层（传输层（TransportTransport）传输层又称运输层。提供端到端的可靠或不可靠的通信服务。端到端的通信服务通常是指网络结点间应用程序之间的连接服务。TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议：是一种面向连接的、高可靠性的、提供流量与拥塞控制的传输层协议。UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议：是一种面向无连接的、不可靠的、没有流量控制的传输层层协议。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协

43、议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航 TCPTCP或或UDPUDP端口号（端口号（portport）定义：不同的进程用进程号或进程标识惟一地标识出来。进程标识符就是“端口号”，又被称为“进程地址”。端口号的表示：端口号的长度定义为16位二进制，其值可以是065535之间的任意十进制整数。全局端口号：又称“默认端口号”或“公认端口号”，每个客户进程都知道相应服务器的全局端口号。默认端口号的值定义在01023范围内。端口号与传输层协议的关联： TCP和UDP有各自独立的端口号，如表3-3和表3-4所示。2022-4-102022-4-

44、10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航 套接字（套接字（SocketSocket）：套接字中的IP地址组件可以协助标识和定位目标计算机，而其中的端口则决定数据所要送达的具体应用程序。l定义定义：套接字，即Socket地址，又称“套接字”或“插口”，它是应用子程序连接的标识，也是传输层的一种地址。l组成组成：套接字由IP地址（32 位）和端口号（16 位），总共48 位二进制组成。l应用应用：有了编程套接字的信息，网络通信的编程才能实现。2022-4-102022-4-10，

45、第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航4.4.应用层（应用层（ApplicationApplicat

46、ion）TCP/IP模型的应用层与OSI模型的上3层相对应。应用层常用的协议有下几类：（1）依赖于TCP协议的应用层协议（2）依赖于无连接UDP协议的应用层协议（3）非标准化协议非标准化协议属于用户自己开发的专用应用程序，它们建立在TCP/IP协议簇基础上。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航.1 IPV4 IPV4编址技术编址技术在TCP/IP网络中，每个节点（计算机或设备）都有一个惟一的IP地址。根据其IP地址，可以找到

47、这台计算机所在网络的编号，以及该计算机在该网络上的主机编号。1.1. IPIP地址的表示地址的表示每个IP地址由32位二进制位组成；IP地址分为4个部分，每部分的8位二进制使用十进制数字表示。使用点分十进制的方式表示，如，。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2.2. IPIP地址的结构地址的结构每个IP地址由两部分组成，其两层地址结构如图3-10所示。图3- 10 TCP/IP网络中IP地址的结构2022-4-102

48、022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（1 1）网络地址）网络地址网络地址用于辨认网络，又被称为：网络编号、网络ID或网络标识。（2 2）主机地址）主机地址主机地址用于辨认同一网络中的主机，也被称为主机ID、主机编号或主机标识。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航3.3. IPIP地址的划分地址的划分Inte

49、rnet委员会定义了5种标准的IP地址类型，格式参见图3-11。（1 1）A A类地址类地址: :一般分配给大规模的网络。一般分配给大规模的网络。（2 2）B B类地址类地址: :一般分配给中等规模的网络。一般分配给中等规模的网络。（3 3）C C类地址类地址: :一般分配给小规模的网络。一般分配给小规模的网络。（4 4）D D类地址：用于多播，所谓的多播就是把数类地址：用于多播，所谓的多播就是把数据同时发送给一组主机。据同时发送给一组主机。（5 5）E E类地址：是为将来预留的，也可以作为实类地址：是为将来预留的，也可以作为实验地址。验地址。2022-4-102022-4-10，第第3 3章

50、章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航4.4. 特殊特殊IPIP地址及其使用地址及其使用（1 1）本网地址）本网地址将IP地址中主机地址位的各位全为“0”的IP地址叫做“本网地址”，也被称为“0”地址。 （2 2）直接广播地址（）直接广播地址（Directed BrordcastingDirected

51、Brordcasting）将主机号各位全为“1”的IP地址称为直接广播地址。该地址主要用于广播。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（3 3）有限广播地址（）有限广播地址（Limiting BrordcastingLimiting Brordcasting）TCP/IP协议规定，32比特位全为“1”的IP地址（55）为“有限广播地址”，这个地址主要用来进行本网广播。当需要在本网内广播，又不知道本网的网络号时，即可使

52、用“有限广播地址”。（4 4）回送地址）回送地址IP地址中以127开始的IP地址作为保留地址，被称为“回送地址”。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航1.1. IPIP地址中网络地址的使用规则地址中网络地址的使用规则 网络地址必须惟一。 网络地址的各位不能全为“0”。 网络地址字段的各位不能全为“1”。 网络地址不能以127开头。 IP地址的32位不等全为“1” 。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结

53、构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2.2. IPIP地址中主机地址的使用规则地址中主机地址的使用规则 在网络地址相同时，主机地址（编号）必须惟一。 主机编号的各位不能全为0。 主机编号的各位不能全为“1”。 2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航3.3. 私有地址和公有地址私有地址和公有地址允许在Internet中使用的IP地址为公有地址，仅在局域网中使用的IP

54、地址为私有地址。 InterNIC在IP地址中专门保留了以下三个区域作为私有地址： /8/8：55，8表示32位二进制中的前8位是网络地址。 /12/12：55，12表示32位中的前12位是网络地址。 /16/16：192.168.055，16表示32位中的前16位是网络地址。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与

55、体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航4.4.IPIP地址的分配和使用的基本原则地址的分配和使用的基本原则同一个网络内的所有主机应当分配相同的网络地址，而同一个网络内的所有主机必须分配不同的主机编号。不同网络内的主机必须分配不相同的网络地址，但是可以分配相同的主机编号。例如：不同网络和中的A主机和X主机。在私有网络中，仅使用IP地址是无法区分网络地址和主机编号的。因此，IP地址必须结合子网掩码一起使用。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协

56、议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航在配置TCP/IP协议时，一共有3个重要参数，即IP地址、子网掩码和默认网关。1.1. 子网掩码（子网掩码（subnet maskssubnet masks）（1）什么是子网掩码（2）默认子网掩码的类型表3-5 列出了各类网络默认的子网掩码（3）子网掩码的两个功能 区分IP地址的网络编号与主机编号。 用于划分子网。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编

57、：尚晓航2. 2. 默认网关或默认网关或IPIP路由路由（default gatewaydefault gateway或或 IP routerIP router） “默认网关”又称IP路由。简单地说，默认网关就是通向远程网络的接口。默认网关负责对非本网段的数据包进行处理，并转发到目的网络上。在配置TCP/IP时若没有指明默认网关，则通信仅局限于本地网络。当TCP/IP主机在不同网络（包含子网段）之间通信时，至少应当配置IP地址、子网掩码和默认网关3个参数。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技

58、术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航1.1. 子网和超网子网和超网子网的类型有IP子网、超网和VLAN子网等。（1 1）IPIP子网（子网（subnetsubnet） 子网技术就是将一个大网络划分成几个较小网络的技术。子网是多网络环境中的一个网络。将网络分解成多个子网时，要求各子网使用不同的子网编号。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航（2 2）超网（）超网（supernetsupernet）由于Internet迅猛发展，因

59、特网中的主机数目剧增，IPv4中的地址已消耗殆尽。为了解决这个问题，Internet信息管理中心设计了“超网”的管理方法。超网就是将一个单位所属的多个同类型的网络地址（大多是C类地址）合并为一个更大地址范围的逻辑网络。这样既可以满足用户的需求，又避免了IP地址的浪费。2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航2.2.划分划分IPIP子网的原因子网的原因（1 1）充分利用现有的）充分利用现有的IPIP地址资源地址资源（2 2）减轻网络的拥挤，提高网

60、络的性能）减轻网络的拥挤，提高网络的性能（3 3）提高网络层设备的工作效率）提高网络层设备的工作效率（4 4）提高安全性和可管理性）提高安全性和可管理性（5 5）利于混合不同的物理网络技术）利于混合不同的物理网络技术2022-4-102022-4-10，第第3 3章章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第计算机网络技术基础（第4 4版），主编：尚晓航版），主编：尚晓航3.3. 划分子网后划分子网后IPIP地址的三层结构地址的三层结构（1 1）划分子网的思想）划分子网的思想划分子网就是将原来IP地址两层结构中的主机地址部分位转化为“子网地址”的位；将原来IP