hTCPIP协议族与OSI参考模型.ppt

1、1,第2章 TCP/IP协议族与OSI参考模型,2,主要内容,网络协议与分层 OSI参考模型 TCP/IP协议族 客户-服务器模型,3,2.1 网络协议与分层,1协议的概念 网络协议是通信双方共同遵守的规则和约定的集合。 协议必须将各种不利的条件事先都估计到，而不能假定一切都是很理想、很顺利的。 必须非常仔细地检查所设计协议能否应付所有的不利情况。 整个计算机网络的实现体现为协议的实现！ 2、网络协议分层的必要性 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这“协调”是相当复杂的。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。,4,为了保

2、证网络的各个功能的相对独立性，以及便于实现和维护，通常将协议划分为多个子协议，并且让这些协议保持一种层次结构，子协议的集合通常称为协议簇。 3、划分层次原则 层次数目不能太少，若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。 层次数目不能太多，层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。,5,4、协议分层的好处 网络协议分层有利于将复杂问题分解成多个简单的问题，从而分而治之； 分层有利于网络的互联，进行协议转换时可能只涉及某一个或几个层次而不是所有层次； 分层可以屏蔽下层的变化，新的底层技术的引入，不会对上层的应用协议产生影响。 有利于标准化 方便实现和维护,6,分层的体系结构中层、

3、协议和接口的关系示意图,7,2.2 OSI体系结构 网络划分为资源子网和通信子网。 通信子网由通信设备和线路构成，资源子网由主机和其他末端系统构成。交换结点属于通信子网，访问结点属于资源子网。 因为主机也具有通信功能，所以严格地讲，主机中负责底层通信的部分也应该属于通信子网。,8,20世纪70年代出现了多种网络体系结构。针对这一问题，国际标准化组织ISO 1984年提出了著名的开放系统互连参考模型，简称OSI/RM，OSI/RM的层次结构中下三层为通讯子网，上四层为资源子网。 OSI：Open System Interconnection，开放系统互连 RM：Reference Model，参

4、考模型,9,物理层：规定数据传输时的物理特性。每一步怎样利用物理媒体 数据链路层：查看及向数据上加入MAC地址；流量控制；差错检测。每一步如何走？ 网络层：向数据上加入网络地址；根据目的网络地址为数据选择网络路径。走哪条路可以到达 传输层：将数据分段重组保证数据传输无误性。信息以什么方式传输 会话层：建立、保持、结束会话。轮到谁和什么时候开始 表示层：翻译。如何表达的内容 应用层：将用户请求交给相应应用程序。做什么,OSI/RM各层的功能,10,7,6,5,4,3,2,1,图2为两个设备使用七层参考模型的示意：,11,OSI/RM的数据封装拆封,（1）数据封装过程（发送方）,12,（2）数据拆

5、封装过程（接受方）,13,2.3 TCP/IP协议族,TCP/IP协议族是一个Internet协议系列，它的前身是实验性分组交换网APRANET（由美国国防部高级研究计划署DoD ARPA所资助）。 TCP/IP协议族包含了大量由Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board, IAB）作为Internet标准发布的协议。 TCP/IP协议族由应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层构成。每一层的功能由一个或多个协议实现。,14,TCP/IP参考模型,15,TCP/IP协议族的层次结构,16,网络接口层,网络接口层（Host-to-network La

6、yer），也有翻译成主机网络层的。 在TCP/IP参考模型中并没有详细定义这一层的功能，只是指出通信主机必须采用某种协议连接到网络上，并且能够传输网络数据分组。具体使用哪种协议，在本层里并没有规定。实际上根据主机与网络拓扑结构的不同，局域网基本上采用了802系列的协议，如802.3以太网协议、802.5令牌环网协议；广域网较常采用的协议有帧中继、X.25等。,17,网 络 层,网络层（Internet Layer）的主要功能是负责在互连网上传输数据分组。网络层与OSI参考模型的网络层相对应，相当于OSI参考模型中网络层的无连接网络服务。 网络层是TCP/IP参考模型中最重要的一层，它是通信的枢

7、纽 从底层来的数据包要由它来选择继续传给其他网络结点或是直接交给传输层 对从传输层来的数据包，要负责按照数据分组的格式填充报头，选择发送路径，并交由相应的线路发送出去。 在网络层，主要定义了网络协议（IP）以及数据分组的格式。它的主要功能是路由选择和拥塞控制。另外，本层还定义了地址解析协议ARP和反向地址解析协议RARP、Internet控制报文协议(ICMP)、Internet组管理协议IGMP以及路由选择协议。,18,传 输 层,传输层（Transport Layer）的主要功能是负责端到端的对等实体之间进行通信。 TCP/IP的传输层定义了两个协议： 传输控制协议（Transport C

8、ontrol Protocol）TCP，参见RFC793； 用户数据报协议（User Datagram Protocol）UDP，参见RFC768。 TCP协议是可靠的、面向连接的协议 它用于包交换的计算机通信网络、互连系统以及类似的网络上，保证通信主机之间有可靠的字节流传输。 UDP是一种不可靠的、无连接协议。 它最大的优点是协议简单，额外开销小，效率较高；缺点是不保证正确传输，也不排除重复信息的发生。UDP不是面向连接的。 需要可靠数据传输保证的应用应选用TCP协议；相反，对数据精确度要求不是太高，而对速度、效率要求很高的环境，如声音、视频的传输，应该选用UDP 协议。,19,应 用 层,

9、应用层（Application Layer）是TCP/IP协议族的最高层，直接针对用户需求的协议。它包含了所有OSI参考模型中会话层、表示层和应用层这些高层的协议的功能。每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题。 互连网络上应用层协议有下面几种： 电子邮件协议（SMTP） 超文本传输协议（HTTP） 网络终端协议（TELNET） 文件传输协议（FTP） 网络新闻传输协议（NNTP） 域名系统（DNS） 简单网络管理协议（SNMP）,20,2.4客户-服务器模型,客户-服务器方式(client-server model )是TCP/IP的进程之间经常使用的通信方式，这种方式所描述的是进程之间服务

10、和被服务的关系。,21,客户服务器交互模型,22,客户程序和服务器程序特性对比,23,客户程序和服务器程序特性对比举例,24,客户-服务器方式的基本工作过程,1) 服务器进程在一台主机上启动，等待客户进程的服务请求。 2) 一个客户进程向服务器发出建立连接的请求。 3) 服务器端收到来自客户的请求连接报文后，按照预定的通信协议做出响应。 4) 如果服务器同意这一连接请求，则由服务器进程向客户返回一个同意连接的报文。 5) 客户进程收到服务器发回的同意连接的报文后，即可通过所建立的连接向服务器进程发送客户访问服务器资源的具体要求和参数。 6) 服务器进程收到客户访问服务器的具体要求后，响应这个请求。 7) 服务器进程完成