第章计算机网络

计算机网络第2章计算机网络体系结构网络协议OSI参考模型IEEE/LAN参考模型TCP/IP参考模型网络操作系统与网络协议网络协议

网络协议同等实体间通信制定的有关通信规则约定的集合网络协议三要素，语义（Semantics）、语法（Syntax）和定时（Timingsequence）。

语义是指交换的信息含义，即“讲什么”，包括用于协调与差错处理的控制信息；语法是指“如何讲”，即协议元素的格式，包括数据及控制信息的格式、编码和信号电平等；定时是指事时执行的顺序，即通信过程中通信状态的变化过程，包括速度匹配和排序等。协议分层

目的：分而治之，封装化协议栈计算机网络体系结构同样采用层次结构，它以功能作为划分层次的基础。每一层中任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程称为实体，它是活跃元素；位于不同系统内同一层次的两个实体称为对等实体；

Pn是指第n层协议，是一台机器的第n层与另一台机器的第n层对话使用的协议，它作用在对等实体之间；某一系统内的各层协议集称为协议栈。协议分层结构协议分层的基本概念n层实体在实现自身定义的功能时，直接使用n-1层提供的服务，并通过n-1层间接使用n-2层以及以下所有各层的服务；n层向第n+1层提供服务，此服务包含第n层本身和下层服务提供的功能；相邻层间有接口，所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。数据传递由上层到下层，接收由下层到上层，除物理媒体上（最底层）进行的是实通信外，其余各对等实体间（层间）都是虚通信；虚通信必须遵循该层的协议；n层的虚通信是通过n/n-1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信（通常也是虚通信）来实现的。协议分层原则在进行计算机网络层次结构的划分时，应遵循一定的分层原则，包括①必须使每层的功能明确、相互独立，各层具体实现的方法和更新不对相邻层产生影响；②层间接口必须清晰，跨过接口的信息量应尽可能少；③层数应当适中。接口和服务

接口和服务是层次结构中的两个基本概念。所谓接口，是指相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的原语操作及下层对上层的服务；而服务是指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。接口和服务几个基本概念①服务提供者和服务用户：n层向n+1层提供服务，n层实体称为服务提供者；n+1层实体为服务用户②服务访问点（SAP）：接口上相邻两层实体交换信息之处。服务是在服务访问点（SAP）提供给上层使用的。n层SAP就是n+1层可以访问n层服务的地方。每个SAP都有一个能够唯一地标识它的地址。③服务数据单元（SDU）：来自上一层，需要在本层与对等实体交换的信息。④接口控制信息（ICI）：相邻两层实体之间交换信息时的控制信息。⑤接口数据单元（IDU）：相邻两层实体之间交换的信息单元，IDU由服务数据单元和一些控制信息组成。⑥协议数据单元（PDU）：对等实体之间交换的信息单元。⑦协议控制信息（PCI）：对等实体之间交换信息时的控制信息。PCISDUICISDUICISDUIDUSAPSAP第n+1层接口第n层PDU（1）协议封装在数据上附加协议的控制信息。报头中含有该层协议的控制信息：编址机制（地址，发方/收方的地址信息）；差错控制（差错检测码，一组数据差错检测序列）；流量控制（协商、反馈）；多路复用（为多个不相关的对话使用同一个连接）；路由协议控制：用于实现协议控制功能的信息。（2）分段与重组协议应该确定PDU的最大和最小长度，并根据该值对数据流进行分段。分段的反过程即是重装，重装体现了对等实体间的透明体通信原则。对等实体之间的通信如同直接通信一样：接收的数据与原始数据大小、内容一致；如果下层需要对数据进行分组或组合，一定要在送到接收实体前还原成大小、内容一致的原始数据。（3）服务与协议的关系

服务是各层向它上层提供的一组原语。服务定义了两层之间的接口，上层是服务用户，下层是服务提供者。

协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文格式及意义的一组规则。实体利用协议来实现它们的服务定义。

只要不改变提供给用户的服务，实体可以任意地改变它们的协议。

n层实体利用n－1层实体提供的服务并执行n层协议来完成对n＋1层提供服务。服务原语（Primitive）

一个服务通常由一组原语操作描述，用户进程通过这些原语操作可访问该服务。大部分协议栈位于操作系统中，原语通常是系统调用。调用在内核模式中控制机器，让操作系统发送必要的分组。

请求（Request）：由一个实体发送给服务提供者的、希望得到某些操作的服务请求；

指示（Indication）：通知上层实体某个事件的发生；

响应（Response）：指示一个实体希望响应一个事件；

证实（Confirm）：原语返回对先前请求的响应。

服务辨质量蹦与类喉型面向愉连接（Co妄nn疾ec永ti镜on层-o躁ri誉en肢te够d柳Se免rv杜ic捞e）建立坦连接墓，数砌据单投元按鸟序传做输和设接收县释利放连盆接，无连爪接（Co着nn岸ec形ti导on页le满ss脊S比er指vi脱ce词）每个郊报文烂带有乓完整齐的目废的地雾址，烛各自跪独立偷，经半由系盾统选觉定的柏路线罚传递门，可帆能出现现乱店序。“有格证实栏”：包括惑请求捎、指崖示、翠响应康和证掏实四旷个原狱语“无抗证实玩”：只有需请求骡和指竟示两坦个原肠语服务掏质量袋与类忽型服务鞋质量（QO融S）用来问评价誉每种员服务盯的特患性。别通常穗面向咸可靠劳连接雀的服磨务质震量较李高，译因为逼在接吵收方如有确梯认和毛重传硬的处结理过缺程，身但增悦加了奸额外末的开亚销和浊延迟表。OS泰I参考匀模型OS接I体系兵结构味是七层歪模型，用永于进妨程间券通信鸽和协螺调各器层标统准的只制定格；服务秀定义描述扎了各闲层所雅提供脚的服廊务，贷以及航层与但层之铺间的吸抽象耐接口社和交纵互的惠服务径原语圈；各层团的协议照规范精确滑定义煌了发超送的涂控制即信息种及解育释该替控制抬信息娃的过侍程。7层样的体夸系结赤构：物理袜层、数据轻链路凉层、网络蛾层、传输扰层、会话挠层、表示磁层和应用撇层开放钢系统贱互连货（OS顶I）参考辅模型物理费层协宰议规败定了峰与建阵立、抗维持爆及断州开物仰理信勉道所富需的眯机械伯、电咐气、艰功能符和规后程特选性，总其作用是在侄物理起媒体庸之上窄为数聚据链登路层甲提供无的原乱始比伤特流所的物缩慧理连友接，究尽可阵能屏妙蔽传侵输媒亡体的种差异轨，透呈明传比送和君接收堡比特桶流。OS乓I模型骗的物理杰层定蛮义：在橡物理请信道吴实体脖间合禁理地物通过根中间宵系统南、为挑比特督传输墙所需抬的物艇理连枝接的朱激活故、保求持和扑去除台提供牙机械贫的、满电气着的、阅功能孔性和插规程山性的扎手段额。物理槐层物理抚层标氧准CC仰IT谎TV系列贝建议模拟光信道X系列讲建议数字披信道V系列珍和X系列琴建议伤的许救多标孤准和墓美国尤电子释工业须协会恢系列宣接口础标准EI奔A/窑RS弓XX弃X内容昂十分膛相近墙。数据讯链路顽层链路（li宽nk建）是指路一条攻无源服的点衰到点木的无凑任何核中间冻交换午结点攻的物让理线歪路段哄。将劣实现狼数据岭传输碰控制蹄规程糟（pr寨oc恩ed挡ur兴e）的硬倦件和损软件疗加到杏链路盟上就幼构成优了数据谈链路（da奋ta嚼l域in胜k）。数据凯链路拿控制社规程是为瓣使数护据能叉迅速勺、正滨确、惧有效金地从寄发送显点到涝达接甲收点挪所采洗用的蔽控制跃规则造和约酿定，床目的僚是为护了在妙给定恰的通居信链隶路上着提供纵发送后端和宫接收界端之慕间的驻无差捉错信耳息传俩输。成帧：帧歼的定责界，吼实现捆识别描帧开屡始和层结束尖的结叶构。类型稍：面向诱字符者（又勾称面券向字米节）狂和面林向比汁特网络击层IS绣O定义网络鼓层为摆一个锦网络厘连接姐的两犯个传准送实使体间序交换借网络枯服务强数据船单元忧提供桃功能鄙和规时程的捆方法态，使诵传送修实体法独立肌于路惰由选碧择和驳交换辱方式骂。网络元层要掉解决抛的关键桐问题司是了解闭通信雕子网统的拓疼扑结辉构，牵进行诉选择尘路由立。网络缎层的基本搅设计反原则是服宰务与向子网证技术寨不依与赖，捏对上雕层用扔户屏转蔽子华网通迎信的柔细节尺，包揉括子粘网类闷型、稳拓扑躲结构挖、子访网数示目，厅向上劝层提值供一飞致的苹服务耽、统很一的驻地址态。网络史层服坑务面向碑连接征服务域：将复找杂的虚功能唱放在主网络洞层(中通信诊子网业)无连律接服苗务：将晒复杂颜的功恶能放骗在传甲输层言。路由严选择法：网络丧节点粗在收彻到一奔个分芬组后鸦，确喘定向老下一激节点泊传送帝的路城径，宏这就袖是路须由选欢择。数据盲报：网岸络节治点为肯每个惜分组威路由授做出限选择携；虚电释路：只在王连接穿建立币时确挂定路筐由。路由货算法猪：确定骑路由坟选择源的策尊略称靠。阻塞亮控制阻塞卷（co离ng唤es全ti卖on阴）：到达黎分组港过多析，来倒不及捞处理锣，目网鱼络性安能下局降锻死找锁增加涛网络桌资源锁解决含拥塞传输迈层传输梦层位凡于网耗络层帖之上爹、会坑话层缝之下俯，利卫用网挣络层坟子系搁统提碍供的肯服务晋开发基本层聪的功帽能，垦实现奥对会灯话层佣的服蜡务，峡并负斧责端冠到端磨的通敌信。传输若服务传输承实体更（tr秋an售sp裹or休t道en舅ti倚ty泳）是指旗完成观传输仆层功傅能的副硬软唯件昼。采盛用全抽双工葵或半贴双工姓传输脆用户麻数据概和控悟制数蛾据，昨数据纪可分酷为正剃常的住服务甚数据饱分组否和快惊递服迅务数乱据分贸组两击种垮。面向惩连接梅的服疲务提供坑运输赚服务倒用户锣之间替逻辑园连接婚的建忙立、宽维持搜和拆亲除，纺是可轻靠的粱服务胳，可冠提供臣流量武控制庙、差累错控纺制和续序列插控制著；无连嫌接服撤务只能案提供温不可减靠的睬服务膊。传输魄层协誓议服督务等驰级：可靠垦的面田向连冲接的拔协议击、不砌可靠举的无纱连接患协议兄、需迁定序暖和定伙时传涝输的遗话音举传输蛮协议编、需歇快速崭和高指可靠帽的实靠时协办议服务矛质量会话落层会话加层是县在传荒输层椒提供棵的服残务上亚，提继供会仇话管郑理、领同步盈和活旅动管塘理等江功能锅。会话者层功雨能①会话含管理烫：连接饺建立约、数裳据传修送、吵连接唱释放汁，会犬话连港接到秧运输婚连接谁的映拉射。②令盘牌管猴理效：会话嫩服务剑用户泥对某饱种服伟务的乓独占贵使用爱权，夏拥有证令牌蛙的用豆户才楼可发多送数眯据，抹另一同方必川须保填持沉逮默。③活恨动管蚊理南：会话裤服务第用户龄之间东的合济作可厌以划谎分为岗不同介的逻巡寿辑单漫位，涨每一或个逻吼辑单杆位称机为一悉个活动雅(Ac圣ti胳vi坊ty鸡)，每个夹活动追的内验容具确有相适对的录完整客性和晶独立仇性。祸在任药一时章刻，舌一个订会话借连接潜只能字为一伏个活锅动所雹使用姑，但算允许今某个随活动萝跨越亚多个剂会话膜连接越。④同劫步管蜜理：使装会话泳服务蹦用户载对会料话的升进展腾情况哲有一赠致的皂了解许，在呀会话芹中断溪后可唐以从妻中断芦处继援续下握去。刚主同容步点卡和次取同步录点。⑤异侨常情兄况处喷理：在会斗话期确间，艰会话戒层将太报告弟来自坐网络暂层以秀下的凭异常疼情况夸，保冠证会遭话连预接释师放前痰所有胳的数膛据单明元被悲应用坡进程帜接收顷。表示由层问题彩：描述疏数据安结构皮，使乘之与居具体露机器塔无关肝。对原寇站内旅部的荣数据供结构饱进行编码，使检之形拖成适恶合于传输的比青特流塑，到段了目长的站益再进如行解码，转乒换成声用户枝所要比求的淘格式碗。功能独：语法仪转换宫语窃法协丽商评连接巩管理抽象依语法晌标记AS我N.遭1(A灰bs贱tr盯ac盲t蝴Sy介nt故ax缝N佩ot炕at耐io音n叉On好e）可灵皱活地秒定义灭各种沃数据衡结构竞，包吓括一逆些基恢本类哪型和县结构统类型陕，并两允许偿用户第定义狂更复自杂的对数据欧结构秀。应用模层开放绘系统尊互连安环境腥与本厌地操低作系登统和么应用瓣系统坡的直接渠接口。应岗用层挽向应会用进贵程提夏供的服务是OS稀I所有展层直历接或蚕间接绒提供罗服务种的总俘和。应用能层由疲应用赔进程AP豪(A厚pp院li翻ca坛ti腿on牙P都ro坛ce跑ss斧）和应售用实白体AE剪(A如pp弃li惕ca迷ti责on览E班nt初it虑y）组成纲。应咳用进铃程间赵数据畜交换扎通过披应用烧层协追议和政表示瓣层服降务完孟成。IE尊EE蓬/L地AN参考塘模型局域默网特岗点：通信晶传输种方面般，局蜻域网窄的数融据以凳帧为惜单位吗传输浴，一庭般不貌需要悦中间挥转换紧，路谣径选睬择功遣能也酸可大夕大简侨化。参考OS窗I/絮RM参考凶模型细，IE催EE侄80缎2提出丑了局蚀域网帆的参铃考模等型LA茎N/绩RM。IE恭EE打/L浊AN参考听模型功能晚描述物理听层负责尿体现卫机械秆、电郑气和谷过程市方面喜的特龄性，昂完成棕建立顿、维研持和传拆除川物理衫链路浙的功佩能，箱它提供识在物由理层柔实体柄间发贤送和栏接收症比特粪的能铅力。MA狼C子层支持谈数据究链路炭功能沸，为LL芽C子层歪提供鲁服务称。LL肃C子层负责中传送异带有搏校验征的数谢据帧绢，采暂用差纤错控狮制和稼帧确牲认技间术，阳把不厨可靠掏的传晚输信汪道转仁换成虎可靠梳的传探输信摩道。IE戚EE的8贸02横标准，包厉括CS瘦MA珠/C后D、令牌怎总线肝和令应牌环遇等，尖它被AN内SI接受坚为美朴国国模家标举准，吼被IS岛O作为属国际苗标准扛（称慰为IS网O8罩80蚊2标准赌，现晒在IE疲EE忘80样2.肃1～辛IE肥EE加80月2.开6已成杀为IS寨O8月80换2.铲1～兔88零02初.6闭）。TC饿P/盏IP参考原模型In旨te备rn施et网络陆体系暗结构响是以TC柳P/驻IP协议为核差心的茎。TC甩P/志IP的核睛心思慈想是将利使用夹不同娇低层缘瑞协议钥的异霉构网土络，孝在传害输层映和网忌络层阅建立雨统一泡的虚铅拟逻蛙辑网鹊络，固以此盼来屏捉蔽、凝隔离西所有阳物理幕网络事的硬哀件差脆异，雁从而贯实现捎网络勤的互口联。IP协议为各屯种不桌同的钟通信喜子网采或局猛域网维提供伪一个翼统一恶的互饭连平爪台。TC芒P协议为应拼用程牛序提莲供端采到端译的通秆信和姿控制破功能再。TC页P/颠IP体系办结构TC裤P/页IP不是廊一个昆简单糖的协基议，蓄而是朋一组俱小的役专业树化协跃议，哨包括TC错P、芹IP铃、UD季P、晶AR抹P、慕IC即MP协议祸及其蒙他一许些子僵协议秆。TC架P/次IP协议希簇是承层次鹅结构订，共放分为4层。TC缩慧P/桶IP体系擦结构（1泻）主机拳至网欧络层可（网贫络接睛口层腊）：主机渣至网奋络层驴提供IP数据浆报的衫发送沉和接普收。（2继）互连免网层没：互连微网层逼提供处计算瞒机间笨的分雪组传荷输，要负责稀高层态数据尽的分害组生打成、寄底层彼数据祖报的于分组煎组装气、处肆理路闯由、荐流控盈、拥岸塞等馒问题骄。（3贼）传输迟层：供应芦用程捎序间番的通俘信，两负责果格式葬化信布息流演和提叔供可挣靠传朝输，悟使源衬端和广目标异端主袭机上守的对所等实辱体进拾行会饿话。（4省）应用严层：提供勾常用帅的应劣用程逼序，砍包含郑高层耻协议辨。OS悲I参考沫模型矩和TC监P/腐IP模型捡的对臂比相似坑之处盗：基于主独立梳的协锐议栈点概念冒，层帜的功桌能大只体相籍似，帅如在针两个雅模型夜中，霉自底柄向上闸直至挽和包趣括传值输层先的若嫌干层搂为希弱望通毁信的晶进程甜提供驶端到腥端的疤与网类络无乞关的鼻传输尽服务夏。传输厚层以伴上的厦层都像是面烦向应蒙用的盟传输湖服务伏的用尖户。差别：模型馋：OS碗I模型南有服讯务、治接口厚和协称议3个主堂要概准念，注而TC垂P/掠IP体系吹结构捧没有替明确夕区分娇服务瓜、接谢口和凭协议夹，因崇此OS扫I模型设中的粒协议日比TC效P/晒IP结构戚中的育协议目具有肆更好愁的隐午藏性冷，在织技术既发生译变化披时能哥相对荷容易黄地进毫行替拦换。层数托：OS轿I模型倦7层枝，TC怖P/房诚IP结构奴4层关；服务偿：OS油I网络屠层支痛持无焰连接浴的和环面向必连接尤的通目信，壤传输券层仅尘有面番向连爬接的击通信衰，TC余P/服IP结构缘瑞的网高络层柱仅有喷无连揪接通吴信，亦传输惕层支双持两惰种模菜式。面向谣连接乖的网术络电话笋公司饱：服渔务质渡量(皱资源奔预留妄)邪记账X.蔑25和帧貌中继妄(fr苏am愉e全re籍la顺y)70年代灶，每枪个连矿接一焦个连棍接号拌运炭行1姨0年狼左右80咐年代兼，帧骂中继泡—无错泉误控遣制的骨、无辫流控午制的孕面向顶连接愧的网梁络。旁最重碧要的旷应用箱将公猾司的喊多个粒办公以区域丘的LA桑N相互戴连接醒起来主。异步皮传输丙模式冈（AT覆M）90年代鹿早期偏设计姻，主太要被行承运叨商用旧于内修部传豪输虚电枝路耻永撇久虚蛮电路AT怀M信元AT距M参考聋模型信元畅和传使输电压纸、位冬时序撞等物杰理介概质问傅题分组股划分说与合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