单元2 认识计算机网络协议

组建与维护企业网络单元2认识计算机网络协议学习内容认识OSI/RM协议认识TCP/IP协议认识局域网协议和标准引入各公司使用自己的协议组建了网络，如何才能让各公司网络相互通信呢？计算机网络协议协议其实就是网络通信时计算机与计算机之间达成的一种约定网络协议就是为网络数据交换而制定的规则、约定和标准，主要包含语义、语法、时序语义：用于解释传输数据每一部分的含义，说明通信双方应当怎么做，规定发出何种控制信息用于协调与差错处理。通常讲就是要做什么语法：用来规定数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。通常表示要怎么做时序：定义了何时通信，是对事件实现顺序的详细说明。通常表示要什么时候做计算机网络协议网络分层结构计算机网络使用的是分层的模型结构，各层及其协议的集合称为网络的体系结构好处：分层后，将复杂的系统分成低复杂性的单元，各层间相互独立，降低了难度某一层的变化不会影响到其他层，可以专心设计和开发层次模块功能促进了标准化工作，使网络更易于实现和维护OSI/RM协议体系OSI/RM（OpenSystemInterconnection/

ReferenceModel），即开放系统互联参考模型OSI是为了解决异构的网络体系而提出的网络通信标准。始于1978年，1983年推出参考模型正式文件OSI参考模型是一个公开的模型，是一个外部标准，网络系统只要遵守了这个标准就可以和其他任何遵守该标准的网络进行通信OSI参考模型层次结构OSI参考模型分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层每一层都具有独立性，完成该层协议所定义的功能，每一层仅为上层提供服务，层次之间通过接口进行通信。OSI参考模型层次结构1、物理层（PhysicalLayer）OSI最低一层，直接与传输介质相连，是唯一在对等层之间交换信息的一层该层传输的是二进制比特流（bit，0或1），但不管比特流的含义和结构功能：实现了相邻计算机节点之间比特数据流的透明传送，并尽可能屏蔽具体传输介质和物理设备的差异OSI参考模型层次结构2、数据链路层（DataLinkLayer）位于OSI参考模型的第二层，主要对来自物理层的未经加工的原始位流进行处理，通过校验、确认和重发等手段将原始的不可靠的物理连接改为无差错的数据链路本层的数据传送单元为帧（frame）功能：通过一些数据链路层协议和链路控制规程，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输OSI参考模型层次结构3、网络层（NetworkLayer）位于OSI参考模型的第三层，通过对通信子网的运行实施控制，依靠路径选择算法，以使分组从源端选择一条最佳的路径传到目的端。要解决分组在传输中可能遇到的拥塞，还要解决网际互联的问题本层的数据传输单位是“分组”或“包”（packet）功能：通过分组传送、路由选择和流量控制，主要实现了端到端通信系统中中间节点的路由选择的功能OSI参考模型层次结构4、传输层（TransportLayer）位于OSI参考模型的第四层，实现的是端到端的传输，具体包括端到端连接的建立、维护和释放，端－端顺序、流量和差错控制，多路复用与分流以及端－端的可靠、透明数据传输等本层传送的数据单位是报文（message），或称作数据段（segment）功能：主要管理两个节点间的数据传输，在网络层通信网络建立的基础上，完成端到端通信链路的建立、维护和管理OSI参考模型层次结构5、会话层（SessionLayer）位于OSI参考模型的第五层本层数据传送的单位一般都称为报文功能：本层主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信，即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话OSI参考模型层次结构6、表示层（PresentationLayer）位于OSI参考模型的第六层，主要处理两个应用实体之间进行数据交换的语法变换功能：主要负责数据的转换，对发送节点的数据进行编码，到了目的节点再进行解码，转换成用户所要求的格式并保持数据的意义不变OSI参考模型层次结构7、应用层（ApplicationLayer）位于OSI参考模型的第七层，提供了应用程序和网络之间的接口，直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。功能：主要功能是负责网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，包括建立与结束用户之间的联系，监督、管理连接的应用系统及资源，以及提供各种服务OSI数据传输过程网络中两台主机进行通信，数据在通信的两端主要完成数据封装和解封装的过程。提问小结什么是网络协议？OSI参考模型七层的功能分别是什么？OSI通信数据处理包括哪些过程？学习内容认识OSI/RM协议认识TCP/IP协议认识局域网协议和标准引入OSI/RM协议系统而全面，那么因特网中，为什么广泛使用TCP/IP协议而不是OSI/RM呢？TCP/IP协议体系简介TCP/IP起源于ARPANET中的一个研究机构，1982年TCP/IP协议具体规范确定下来，1984年成为互联网指定的协议OSI/RM有着严格的功能层次划分，侧重于解释互联网络通信机制，而TCP/IP协议体系侧重于互联设备间的数据传送，突出实际应用TCP/IP主要由传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）等协议组成，是因特网上使用的一组完整的标准网络连接协议TCP/IP层次结构TCP/IP协议体系由四层结构组成，包括应用层、传输层、网际层和网络接口层在实际学习研究中，往往会将网络接口层细分为物理层和数据链路层，从而形成五层体系结构TCP/IP层次结构1、网络接口层（NetworkInterfaceLayer）位于TCP/IP体系结构的最低层，与OSI/RM中的物理层、数据链路层相对应负责通过网络发送和接收IP数据包，允许主机连接网络时使用多种现成的或流行的协议该层传送的是数据帧主要功能：对上接收网际层的IP数据包并通过物理网络发送对下接收物理层的数据帧，去掉控制信息后传到网际层对数据进行差错控制TCP/IP层次结构2、网际层（InternetLayer）位于TCP/IP体系结构的第二层，与OSI/RM中的网络层相对应该层使用IP协议，基于IP地址转发分包数据该层传送的是IP数据包主要功能：使用IP地址作为主机的标识，确定主机在整个网络中的位置选择路径（路由功能）发送分组数据完成不同类型的网络（异构网）互联对网络进行拥塞控制TCP/IP层次结构3、传输层（TransportLayer）位于TCP/IP体系结构的第三层，与OSI/RM中的传输层相对应该层主要包括传输控制协议（transmissioncontrolprotocol,TCP）和用户数据报协议（userdatagramprotocol,UDP）该层传送的是报文主要功能：使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话让应用程序之间实现通信，使用端口识别不同的应用程序TCP/IP层次结构4、应用层（ApplicationLayer）位于TCP/IP体系结构的第四层，集成了OSI/RM中的会话层、表示层和应用层这三层的主要功能应用层包括了所有的高层协议应用层产生用户数据，传送的是消息、数据主要功能：向用户提供调用和访问网络中各种应用程序的接口向用户提供各种标准的应用程序及相应的协议TCP/IP通信处理过程在TCP/IP协议体系中，数据封装与解封装过程如下：TCP/IP各层主要协议TCP/IP包含一系列协议，其中TCP和IP两个是最重要、最基本的协议。每一层都包含一些协议，有些协议是为了提供数据传输的功能，如TCP、UDP，有些协议是为了完成特定应用，如HTTP、DHCP、Telnet等提问小结TCP/IP协议体系各层的功能分别是什么？TCP/IP通信处理包括哪些过程？应用层具体有哪些协议？学习内容认识OSI/RM协议认识TCP/IP协议认识局域网协议和标准引入以太网是最常见的一种局域网，那么以太网通信要遵循什么标准呢？局域网体系结构局域网地理覆盖范围小，数据传输速率高，种类繁多，为了促进产品的标准化增加互操作性，1980年美国电气和电子工程师学会（IEEE）成立了局域网标准化委员会，研究并制定了IEEE802局域网标准IEEE802主要针对以太网（Ethernet）、令牌环网（TokenRing）、光纤分布式接口网络（FDDI）、异步传输模式网（ATM）及无线局域网（WLAN）等定义标准局域网体系结构主要涉及OSI模型的物理层和数据链路层，当需要实现不同网络互连时涉及网络层局域网体系结构局域网的数据链路层分为逻辑链路控制（LLC）和介质访问控制（MAC）两个功能子层介质访问控制子层负责介质访问控制机制的实现逻辑链路控制子层负责屏蔽MAC子层的不同实现，为网络层提供统一的接口局域网体系结构IEEE802参考模型物理层IEEE802.3CSMA/CD、EthernetIEEE802.4令牌总线网IEEE802.5令牌环网IEEE802.2逻辑链路控制（LLC）TCP/IP(主流)IPXNetBEUILLC子层MAC子层网络层及以上数据链路层物理层局域网标准IEEE802系列标准（1）IEEE802.1：包含了多个标准，定义了局域网体系结构、网络管理和性能测量等。（2）IEEE802.2：定义了逻辑链路控制（LLC）子层的功能。（3）IEEE802.3：定义了CSMA/CD媒体接入控制方式和相关物理层规范。（4）IEEE802.4：定义了Token-Bus媒体接入控制方式和相关物理层规范。（5）IEEE802.5：定义了Token-Ring媒体接入控制方式和相关物理层规范。（6）IEEE802.6：定义了城域网（MAN）媒体接入控制方式和相关物理层规范。（7）IEEE802.7：定义了宽带网媒体接入控制方式和相关物理层规范。（8）IEEE802.8：定义了FDDI媒体接入控制方式和相关物理层规范。（9）IEEE802.9：定义了综合语音、数据局域网技术。（10）IEEE802.10：定义了局域网网络安全标准。（11）IEEE802.11：定义了无线局域网媒体接入控制方式和相关物理层规范。介质访问控制方法CSMA/CD早期以太网为介质共享型网络，多个设备共享一个通信介质，采用半双工通信CSMA/CD即载波监听多路访问/冲突检测，用于共享式以太网解决访问冲突的协议信道分配方法：争用方式网络拓扑结构：总线型要点先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。CDAEBB向D发送数据接受介质访问控制方法令牌环访问控制方法令牌环（Token-Ring）是定义在IEEE802.5标准中的一种局域网接入方式，令牌环网络是利用令牌（代表发讯号的许可）来避免网络中的冲突令牌环（TokenRing）访问控制方法信道分配方法：轮转网络拓扑结构：环状要点用令牌来控制对介质的访问，只有得到令牌才能发送或接收信息以太网以太网（Ethernet）是目前使用最广泛的一种局域网技术1980年由美国Xerox、DEC与Intel三家公司联合提出以太网规范，IEEE802.3定义了以太网系列标准IEEE802.3通常指以太网，描述了物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法IEEE802.3定义了CSMA/CD，还定义了许多扩展标准，如快速以太网IEEE802.3u，千兆以太网的IEEE802.3z等局域网络中应用最多的就是基于IEEE802.3标准的各类以太网以太网IEEE802.3系列标准（1）IEEE802.3：描述CSMA/CD媒体接入控制方式和相关物理层规范（2）IEEE802.3ab：描述1000Base-T访问控制方法和物理层技术规范（3）IEEE802.3ac：描述VLAN的帧扩展（4）IEEE802.3ad：描述多重链接分段的聚合协议（5）IEEE802.3i：描述10Base-T访问控制方法和物理层技术规范（6）IEEE802.3u：描述100Base-T访问控制方法和物理层技术规范（7）IEEE802.3z：描述1000Base-X访问控制方法和物理层技术规范（8）IEEE802.3ae：描述10GBase-X访问控制方法和物理层技术规范以太网以太网类型（1）标准以太网：10Mb/s的吞吐量，10Base-T为最常用的