《计算机网络基础1》-项目2

任务一

认识网络体系结构

在计算机网络中，实现不同计算机之间的数据交换，通常采用层次化结构的方法，以便于将复杂的网络问题分解成若干较小的、界限比较清晰的、定义明确的层次来处理，并规定了同层次通信的协议和相邻层之间的接口服务。这些层、同层通信的协议及相邻层接口服务统称为网络体系结构。2.1.1认识网络协议协议（protocol）是通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则网络协议的优劣直接影响网络的性能网络协议的组成语义：做什么（whattodo）语法：怎么做（howtodo）时序：何时做（whentodo）2.1.1认识网络协议计算机网络中存在有多种协议协议之间的相互作用为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题协议之间可以共享数据和信息

网络的层次模型对网络进行层次划分，将计算机网络这个庞大的二复杂的问题划分成若干个小而简单的问题。通常把一组相近的功能放在一起，形成网络的一个结构层次。不同的计算机网络具有不同的体系结构，其层的数量、各层名称、内容和功能及各相邻层之间的接口都不一样。2.1.2层次模型与网络体系结构层次划分的目的将网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题层次划分的原则层内功能内聚层间耦合松散2.1.2层次模型与网络体系结构2.1.2层次模型与网络体系结构层次结构的优越性各层之间相互独立灵活性好，各层可以采用最合适的实现技术易于实现和维护有利于网络标准化计算机网络分层模型示意图

OSI/RM并不是一个具体的网络，它只给出了一些原则性的说明，规定了开放系统的层次结构和各层所提供的服务。它将整个网络的功能划分为7个层次，而且在两个通信实体之间的通信必须遵循这7层协议。OSI参考模型，从下到上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。任务二OSI/RM参考模型ISO/OSI的7层参考模型OSI参考模型每一层需要解决的主要问题2.2.2OSI各层的主要功能物理层（physicallayer）数据链路层（datalinklayer）网络层（networklayer）传输层（transportlayer）会话层（sessionlayer）表示层（presentationlayer）应用层（applicationlayer）2.2.3OSI模型中的数据传输网络中数据的封装与解封一个完整的OSI模型中数据的传输过程：1、发送端在传输数据给接收端的过程中，发送端的应用层为数据增加本

层的控制报头AH，然后传送给表示层。2、表示层接收到此数据后，增加上本层控制报头PH，然后传送到会话层。3、会话层收到此数据，加上会话层的控制报头SH，然后发送给传输层。4、传输层接收数据，加上本层控制报头TH，形成传输层的协议数据单元PDU，之后发送到网络层。5、网络层的数据单元有长度限制，所以接收到的数据如果过长将会被分

割成多个较短的数据字段，每个分割后的数据字段加上本层的控制报

头NH后，形成网络层的PDU。6、分组传送到数据链路层，加上本层的控制报头DH和控制报尾DT，形

成帧（frame）。帧是数据链路层的协议数据单元，需被送往物理层

处理。7、物理层收到帧后，将以比特流的方式通过传输介质传输到接收端的物

理层。8、接收端收到比特流后，从物理层依次向上传递。每一层对收到的数据

进行解析和处理，去掉对应的报头和报尾，也就是对数据解封，然后

得到所需的原始数据。OSI模型中数据的传输任务三TCP/IP协议簇OSI参考模型的提出在计算机网络发展史上具有里程碑的意义，以至于提到计算机网络就不能不提OSI参考模型。但是，OSI参考模型具有定义过于繁杂、实现困难等缺点。1973年9月，美国斯坦福大学的文顿·瑟夫与卡恩提出了TCP/IP。TCP/IP是一组协议的代名词，目前包括了100多个协议，组成了TCP/IP协议簇，是目前被广泛使用的网络协议，几乎所有的厂商和操作系统都支持它。利用TCP/IP协议可以很方便地实现不同厂商的计算机、不同结构的网络之间的互通。所以，它既是一个协议，更是一种标准，它使网络迅速发展。2.3.1TCP/IP协议的构成2.3.2TCP/IP的层次结构

TCP/IP采用分层的体系结构，共分为4层，每一层具有特定的功能，各层之间相互独立，采用标准接口传送数据，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。它们由下至上分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。TCP/IP参考模型与OSI参考模型的关系OSI参考模型与TCP/IP参考模型的主要差别：1、ISO最初只考虑到使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起。而TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将IP协议作为TCP/IP的重要组成部分。2、OSI在开始时只强调面向连接服务，而TCP/IP一开始就对面向连接和无连接并重。3、OSI没有较好的网络管理功能，而TCP/IP却弥补了这一缺点。

TCP/IP体系通信2.3.3IP地址在网络中，为了实现不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个地址，而且同一个网络中的地址不允许重复。一般情况下在网络上任何两台计算机之间进行数据传输时，所传输的数据开头必须包括某些附加信息，这些附加信息中最重要的是发送数据的计算机地址和接收数据的计算机地址。IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个字节，也就是4个“8位二进制数”。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a，b，c，d都是0~255之间的十进制整数。五类IP地址：

五类IP地址能适用不同的网络规模，具有一定的灵活性。网络类别第一字节范围最大网络数最大主机数网络规模A1～12612616777214大型网络B128～1911638465534中型网络C192～2232097152254小型网络2.3.4子网地址与子网掩码

在互联网中，A、B、C三类IP地址是经常使用的。由于IP地址是具有层次结构的，它们能适应于不同规模的网络。随着网络技术的进步和计算机的发展，个人计算机的应用迅速普及，小型网络（特别是小型局域网络）越来越多。这些网络多则拥有几十台主机，少则拥有两三台主机。对于这样一些小规模网络即使采用一个Ｃ类地址仍然是一种浪费，因此在实际应用中，人们开始采用子网地址来避免IP地址的浪费。

子网地址包括网络ID、子网ID和主机ID三个部分，其中子网ID是网络管理员从标准IP地址的主机ID部分“借”位并把它们指定为子网ID2.3.5IP层服务IP协议作为一种因特网协议，屏蔽各个物理网络的细节和差异，使网络层向上提供统一的服务，不要求下层使用相同的物理网络。运行IP协议的互连层为上层用户提供3种服务：

一、不可靠数据投递服务。

二、尽最大努力投递服务。

三、面向无连接的传输服务。2.3.6路由选择

路由器（Router，又称路径器）是一种典型的网络层设备，也是互联网的主要结点设备，执行OSI参考模型网络层及其下层的协议转换，可用于连接两个或者多个仅在低三层有差异的网络。由中央处理单元、内存和接口等部件构成，具有判断网络地址和选择IP路径的功能。静态路由动态路由动态路由的数据传输2.3.7流量控制

流量控制，即控制发送端数据的发送量及发