计算机网络设备与管理第3章网络体系结构

网络设备与管理

第三章网络体系结构

本章内容

AOSI七层参考模型

ATCP/IP模型

AIEEE802标准

课程议题

AOSI七层参考模型

ATCP/IP模型

AIEEE802标准

OSI参考模型

AOSI参考模型:OpenSystemInterconnect

统互连参考模型

AOSI参考模型是由ISO（国际标准化组织）定义的

OSI参考模型

网络设备传输数据的过程是按照osI参考模型来运动的

OSI参考模型

>osi模型每层都有自己的功能集

A层与层之间相互独立又相互依靠

A上层依赖于下层，下层为上层提供服务

应用层

A应用层的作用主要是为应用程序提供接口，从而

使得应用程序能够使用网络服务。

>常见的应用层协议http、ftp、smtp>pop3>

telnet>dns等

表示层

A表示层的功能

•数据的解码和编码

•数据的加密和解密

•数据的压缩和解压缩

»表示层是各节点应用程序、文件传输的翻译官

会话层

A会话层的作用主要是建立、维护、管理应用程序

之间的会话。

A会话层的责任主要有：

•对话控制

•同步

传输层

A传输层负责建立端到端的连接，负责数据在端到

端之间的传输

＞传输层通过端口号区分上层服务

传输层的主要功能

报文报文

□0.

・---------------・

/j-----互联网络一-------------------------------1

/r网络层

/主机到主机传输

t/

y传输层

端到端可靠传输

＞服务点编址

＞分段与重组

＞连接控制

＞流量控制

＞差错控制

网络层

A建立和拆除网络连接

A路径选择和中继

A网络连接多路复用

A分段和组块、服务选择

A传输和流量控制

数据链路层

＞数据链路连接的建立与释放

＞构成数据链路数据单元

A数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序

＞流量控制和差错的检测

物理层

＞物理层协调在物理媒体中传送位流所需的各种

功能。

＞物理层涉及到接口和传输媒体的机械的和电气

的规约。

＞物理层定义了物理设备和接口为所发生的传输

所必须完成的过程和功能。

＞物理层的任务就是提供网络的物理连接。

物理层所涉及的内容

＞物理层关心的是以下的一些内容：

•接口和媒体的物理特性位的表示

・传输数率

•位的同步

•线路配置：设备与媒体的连接。

•物理拓扑：星状拓扑、环状拓扑、总线拓扑等等。

・传输模式：单工、半双工或全双工。

各层间的联系

应用层允许接入网络资源

对数据进行转换、

表刁、层

加密和压缩

会话层建立、管理和终止会话

提供可靠的进程到进程的

传输层

报文传输和差错恢复

将分组从源端传送到目的端:

网络层

提供网络互联

将比特组装成帧；

数据链路层

提供节点到节点方式的传输

在媒体上传输比特；

物理层

提供机械的和电气的规约

数据封装

发送数据的过程，就是

应用层

一个数据封装的过程

表示层

会话层

端口号数据

源IP+目的IP+数据段

上层协议传输层报头数据Segment

数据包

网络层

.----------'—■—一网络层报头数据Packet

源MAC+目的MAC

数据链路层报头数据

数据链路层数据帧

Frame

将数据帧转换成高低电

平，即“0”或T代码

比特

0101110101001000010Bit

协议数据单元

数据通信过程

设备B

7

6s

sH

Hm

SW

H

010101000011110000101010s010101000011110000101010

传输媒体

数据拆封

接收数据的过程，就是一个数据拆封的过程

0101110101001000010

课程议题

AOSI七层参考模型

ATCP/IP模型

AIEEE802标准

TCP/IP协议栈

A协议栈：利用一组协议完成OSI所实现的功能。

ATCP/IP协议栈：是一组由不同的协议组合在一起构

成的协议栈。

TCP/IP中的协议

传输层TCP

数据链路层

由底层网络定义的协议

物理层Ethernet,Token-Ring,FDDLX25,Wirless,ATM,SNA,Async

应用层

ATelnet远程登陆协议

>FTP文件传输协议

AEmail电子邮件服务

>WWW服务

ASMTP简单邮件传输协议

TCP/IP传输层

TCP三次握手过程

主机A主机B

a4

1发送SYN=1

(seq#=100)

接收SYN2

发送SYN=1,ACK=1

接收SYN,ACK(seq#=300ack#=101)

建立连接，ACK=1

(ack#=301)

TCP的差错校验

Seq序列号：标识该数据段在已发送数据流中的位置

Ack应答：发送方通过返回一条消息来验证数据已被接收

TCP滑动窗口

发送方Windowsize=3

发送1

Windowsize=3

发送2

Windowsize=3

发送3

Windowsize=2

发送3

Windowsize=2

发送4

源/目的端口号

3主机A主机3B

潺端口

,002823I

目的端口

»应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用

的且大于1023

A目的端口号为所进行的操作。如telnet为23。

常见的端口号

应用协议传输层协议端口号

FTPTCP20,21

TelnetTCP23

HTTPTCP80

DNSTCP,UDP53

TFTPUDP69

AWeII-known端口：07023

A注册端口：1024-49151

A动态或私有端口：49152-65535

TCP协议j

>TCP---传输控制协议

>TCP属于面向连接的协议

ATCP可以提供可靠的、有序的端到端之间的传输，并且进

行流量控制

源端口号（16比特）目的端口号（16比特）

顺序号（32比特）

应答号（32比特）

窗口大小（16比特）20

校验和（16比特）

其它TCP控缶ij信息（如SYN,ACK等）

数据

UDP段格式

t

源端【I号（16比特）（16比特）8

字

节

其它UDP控制信息校验和（16比特）—

UDP应用在对延时比较敏感

或不要求确认的数据传输时。

TCP/IP网络层

＞网络层也叫Internet网络层，介于传输层和网络接

口层之间，是TCP/IP协议族中面向数据通信的低

层（也即通信子网）中最为复杂、关键的一层。

网络层的目的是实现两个通讯端系统之间的数据

透明准确地传送，在复杂的网络系统中能准确地

找到对方。

IP数据包格式

BitOBit31

▲

箫蚱度⑷

TOS(8)总长度(16)

臂段偏移(13)

标识(16)

TTL(8)协议(8)校验和(16)20-60

Bytes

源IP地址(32)

目的IP地址(32)

选项(0or32ifany)

数据20-65536

Bytes

ICMP(网际控制消息协议)

A主要用于：

•1.测试目的端的可达性(ping)

•2.测试到达目的端的路径(tracert,pathping,traceroute扩展

Ping)

ICMPjgS：|

：j

i：

IP首都市薮据

i

帧的苜部帧的数据尾部(如果有，

ARP（地址解析协议）

主机上王机B

AARP的作用：将IP地址解析为MAC地址

反向ARP

客户端RAP-P服务器

192.168.L1

.□L192.168.12C

—►"加Q02LQ012的IF地址是什么？

WT002L0012的MAC地址是<

192.162.1^

AARP的作用：将MAC地址解析为IP地址

网络接口层

＞组帧：数据链路层把从网络层收到的位流划分成可以处理的数据单元,

即帧（Frame）。

＞物理编址：如果这些帧需要发送给网络上的不同系统，那么数据链路

层就要把首部加到帧上，以明确帧的发送端或接收端。如果这个帧是

要发送给在发送端的网络以外的一个系统，则接收端地址就应当是将

本网络连接到下一个网络的连接设备的地址。

＞流量控制：如果接收端接收数据的速率小于发送端产生的速率，那么

数据链路层就应使用流量控制机制来预防接收端因过载而无法工作。

＞差错控制：数据链路层增加了一些措施来检测和重传损坏或丢失的帧,

因而将物理层增加了可靠性。它还采用前导机制来防止出现重复帧。

差错控制通常是在帧的最后加上尾部来实现的。

＞接入控制：当两个或更多的设备连接到同一条链路时，数据链路层就

必须决定哪一个设备在什么时刻对链路有控制权。

EthernetII的帧格式

单位:字节