第三章計算機網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議

1、1第3章 計算機網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議主要學習內容主要學習內容 ：基本概念基本概念OSI參考模型參考模型TCP/IP參考模型參考模型OSI參考模型與參考模型與TCP/IP參考模型對比參考模型對比IPX/SPX協(xié)議協(xié)議微軟使用的網(wǎng)絡協(xié)議微軟使用的網(wǎng)絡協(xié)議23.1 3.1 基本概念基本概念n 計算機網(wǎng)絡的體系結構為什么要采用分層設計的思想？n 計算機網(wǎng)絡的體系結構為什么能采用分層設計的思想？ 3.1.1 網(wǎng)絡層次化結構網(wǎng)絡層次化結構 在網(wǎng)絡中，每一層都是向它的上一層提供一定的服務，而把如何實現(xiàn)這一服務的細節(jié)對上層加以屏蔽。3中國教師德國教師翻譯翻譯秘書秘書消息“你 好”“HALLO”“HELLO”“H

2、ELLO”傳真?zhèn)髡?2/3接口 1/2接口 2/3接口 1/2接口P3P1P2對交談內容的共識用英語對話使用 傳真通信3.1 3.1 基本概念基本概念4文件傳送模塊文件傳送模塊通信服務模塊通信服務模塊網(wǎng)絡接入模塊網(wǎng)絡接入模塊網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口接口文件傳送模塊文件傳送模塊通信服務模塊通信服務模塊網(wǎng)絡接入模塊網(wǎng)絡接入模塊網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口接口通信網(wǎng)通信網(wǎng)絡絡與通信有關的報文與通信有關的報文文件及文件傳送命令文件及文件傳送命令計算機計算機1計算機計算機2劃分層次的舉例劃分層次的舉例 在計算機網(wǎng)絡中，分層的基本原則是定義每一層向上一層提供的服務，以保證每層的功能相互獨立，但不規(guī)定如何完成這些服務。3.1 3.1

3、基本概念基本概念5層次結構可以帶來很多好處：（1）各層之間是獨立的。（2）靈活性好。（3）結構上可分割開。（4）易于實現(xiàn)和維護。（5）能促進標準化工作。3.1 3.1 基本概念基本概念63.1.2 網(wǎng)絡協(xié)議網(wǎng)絡協(xié)議 計算機網(wǎng)絡中，協(xié)議的定義是計算機網(wǎng)絡中實體之間有關通信規(guī)則約定的集合，是為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定。（不同層具有各自不同的協(xié)議）。 3.1 3.1 基本概念基本概念7 一個網(wǎng)絡協(xié)議主要由以下三個要素組成，即：（1）語法（Syntax）：數(shù)據(jù)與控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼等，包括數(shù)據(jù)的組織方式、編碼方式、信號電平的表示方式等 。（2）語義（Semantics）：控制信

4、息的內容，需要做出的動作及響應，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的協(xié)調和差錯處理 。（3）時序（Timing，定時，同步）：事件先后順序和速度匹配。3.1 3.1 基本概念基本概念8實體實體：是指通信時可以發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。對等實體對等實體：位于不同系統(tǒng)內同一層次同一層次的兩個實體。協(xié)議協(xié)議：協(xié)議就是計算機網(wǎng)絡中同一層次對等實體同一層次對等實體之間，有關通信規(guī)則約定的集合集合。是為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換（通信）而建立的規(guī)則規(guī)則、標準標準或約定約定。協(xié)議作用在對等實協(xié)議作用在對等實體之間。體之間。協(xié)議棧協(xié)議棧：協(xié)議棧是指某一系統(tǒng)內的各層協(xié)議集。 3.1 3.1 基本概念基本概念9服務服務：某一

5、層及其以下各層的一種能力，通過接口提某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層供給其相鄰上層。 所謂服務，這里是指為保證網(wǎng)絡中第I層對等層的正確通信，較其低一層應提供的支撐，而這種支撐又是通過較其低層協(xié)議的執(zhí)行來實現(xiàn)的。注意：協(xié)議和服務在概念上是很不一樣的。首先，協(xié)議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供的服務。 其次，協(xié)議是協(xié)議是“水平的水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間通信的規(guī)則。但服務是服務是“垂直的垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。 3.1 3.1 基本概念基本概念10服務原語服務原語：所謂服務原語就是指網(wǎng)絡所謂服務原語就是指網(wǎng)絡相鄰層間相鄰層間進行交進行交互時所要交

6、換的一些必要的命令互時所要交換的一些必要的命令。3.1 3.1 基本概念基本概念11A系統(tǒng)服務用戶（N+1）服務提供者（N）B系統(tǒng)服務用戶（N+1）服務提供者（N）ResponseConfirmRequestRequestIndicationIndication需證實無需證實服務原語的執(zhí)行過程：3.1 3.1 基本概念基本概念12接口接口：是指同一節(jié)點內相鄰兩層之間交互的界面層之間交互的界面，定義了相鄰兩層之間的原語操作及下層對上層的服務。服務訪問點服務訪問點：服務訪問點SAP（Service Access Point）是指同同一系統(tǒng)內相鄰兩實體之間，一系統(tǒng)內相鄰兩實體之間，通過接口調用服務或

7、提供服務的的聯(lián)聯(lián)系點系點。如訪問端口、實體標識。協(xié)議數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元：協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol Data Unit）是指各對等實體之間各對等實體之間通過協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元。3.1 3.1 基本概念基本概念 PDUPDU由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和數(shù)據(jù)（SDU）組成: 協(xié)議頭部協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息: :地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、協(xié)議控制信息協(xié)議控制信息數(shù)數(shù) 據(jù)（據(jù)（SDU）13接口數(shù)據(jù)單元接口數(shù)據(jù)單元：接口數(shù)據(jù)單元IDU（Interface Data Unit）是指相鄰層次之間相鄰層次之間通過接口

8、傳遞的數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元，接口數(shù)據(jù)單元又稱服務數(shù)據(jù)單元SDU（Service Data Unit）。網(wǎng)絡體系結構：網(wǎng)絡體系結構：計算機網(wǎng)絡的層次結構及其協(xié)議的集合，稱為網(wǎng)絡體系結構(Network Architecture)。 注意：體系結構是抽象的，不關心具體實現(xiàn)。 3.1 3.1 基本概念基本概念 下層把上層的下層把上層的PDUPDU作為本層的數(shù)據(jù)加以作為本層的數(shù)據(jù)加以封裝封裝，然后加入本層的，然后加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的PDUPDU。封裝封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)協(xié)議頭協(xié)議頭數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)N+

9、1N+1層層PDUPDUN N層層PDUPDU14基于上述概念，在任何相鄰兩層之間的關系可概括為圖所示。 協(xié)議協(xié)議 對等層對等層PDUPDU 交換交換 交換交換 原語原語 SDU SDU 提供服務提供服務 SDU SDU 原語原語 SAP SAP SAP SAP 相鄰兩層之間的關系相鄰兩層之間的關系服務用戶服務用戶服務用戶服務用戶 服務提供者服務提供者3.1 3.1 基本概念基本概念15面向連接的服務：面向連接的服務：服務的提供者需要建立連接建立連接、維護連接維護連接和拆除連接拆除連接?？煽啃愿?，且能保證數(shù)據(jù)的順序傳輸。該服務在傳送數(shù)據(jù)時是按序傳送按序傳送的。如打電話，TCP 服務，F(xiàn)TP，H

10、TTP，Telnet，SMTP。無連接的服務：無連接的服務：兩個實體之間的通信不需要先建立好一個連兩個實體之間的通信不需要先建立好一個連接接。該服務不需要通信的兩個實體同時是活躍的(即處于激活態(tài))。無連接服務的優(yōu)點是靈活方便和比較迅速。但無連接服務不能防止報文的丟失、重復或失序，可靠性較低。如發(fā)信，IP服務，DNS，Streaming media，IPhone 。3.1 3.1 基本概念基本概念16較高層：與應用有較高層：與應用有關關較低層：與數(shù)據(jù)傳較低層：與數(shù)據(jù)傳輸有關輸有關3.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型應用程序：應用程序：FTP、E-mail、Telnet數(shù)據(jù)結構表示、數(shù)據(jù)轉

11、換、加密、數(shù)據(jù)結構表示、數(shù)據(jù)轉換、加密、壓縮壓縮進程管理、雙工、半雙工、單工、進程管理、雙工、半雙工、單工、斷點續(xù)發(fā)斷點續(xù)發(fā)將數(shù)據(jù)傳給正確的應用程序，提將數(shù)據(jù)傳給正確的應用程序，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸供可靠的數(shù)據(jù)傳輸將包傳給正確的主機，數(shù)據(jù)分組、將包傳給正確的主機，數(shù)據(jù)分組、路由選擇路由選擇將數(shù)據(jù)組成幀，差錯控制、流量將數(shù)據(jù)組成幀，差錯控制、流量控制、媒體訪問控制控制、媒體訪問控制規(guī)定物理信號、接口、信號形式、規(guī)定物理信號、接口、信號形式、速率速率物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層會話層會話層表示層表示層應用層應用層面向應用面向應用面向面向服務服務面向通信面向通信通通 信信子

12、子 網(wǎng)網(wǎng)173.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層鏈路層物理層網(wǎng)絡層鏈路層物理層網(wǎng)絡層鏈路層物理層應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層鏈路層物理層子網(wǎng)內部協(xié)議應用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議網(wǎng)絡層協(xié)議鏈路層協(xié)議物理層協(xié)議通信子網(wǎng)轉接結點轉接結點系統(tǒng)系統(tǒng)1系統(tǒng)系統(tǒng)2層次7654321協(xié)議數(shù)據(jù)單元報文報文報文報文分組幀比特183.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -物理層物理層( (第第1 1層層) )u 實現(xiàn)透明地比特流傳送，盡可能的屏蔽物理設備或傳輸媒體的差異。 u 傳輸數(shù)據(jù)的單位是比特。u 為建立、維持和拆除物理連接，規(guī)定了傳輸介質的機械機械特

13、性、電氣特性、功能特性特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性規(guī)程特性。u 為高層（數(shù)據(jù)鏈路層）提供統(tǒng)一的服務。u 例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.704。注意：傳遞信息所利用的一些物理介質，如雙絞線、同軸電纜、注意：傳遞信息所利用的一些物理介質，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，并不在物理層之內而是在物理層的下面。光纜等，并不在物理層之內而是在物理層的下面。因此也有人把因此也有人把物理介質層當作第物理介質層當作第0 0層。層。 193.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -物理層物理層( (第第1 1層層) )物理層物理層用于傳輸比特用于傳輸比特的物理連接的

14、的物理連接的方法方法規(guī)定在物理層傳規(guī)定在物理層傳送送0、1數(shù)據(jù)的電數(shù)據(jù)的電參數(shù)（波形、頻參數(shù)（波形、頻率、電平）率、電平）規(guī)定所用的規(guī)定所用的連接器連接器傳送二進傳送二進制位流制位流203.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層( (第第2 2層層) ) 所謂鏈路(link)，在這里是指一條無源的點到點的物理線路段，且中間沒有任何其它的交換結點。數(shù)據(jù)鏈路的概念數(shù)據(jù)鏈路的概念 當需要在一條線路上傳送數(shù)據(jù)時，除了必須有一條物理線路外，還必須有一些必要的規(guī)程(procedure)來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。把實現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路就象一條

15、數(shù)字管道，可以在它上面進行數(shù)據(jù)通信。 鏈路的概念鏈路的概念 213.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層( (第第2 2層層) )u通過數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。即在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。 u傳輸數(shù)據(jù)的單位是幀（Frame）。格式中包括： 地址信息 控制信息 數(shù)據(jù)信息 校驗信息u數(shù)據(jù)鏈路層還要解決如下一些主要問題：（1）代碼透明性的問題（2）流量控制的問題（3）共享信道問題（4）尋址問題223.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層( (第第2 2層層) )數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路

16、層鏈路管理鏈路管理幀的分界幀的分界和同步和同步差錯檢測差錯檢測與控制與控制順序控制及順序控制及層內管理層內管理流量控制流量控制傳送幀傳送幀數(shù)據(jù)鏈路的建立、數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放維持和釋放 檢錯糾錯技術檢錯糾錯技術/檢錯檢錯重發(fā)技術重發(fā)技術 收收/發(fā)雙方收發(fā)速率發(fā)雙方收發(fā)速率的同步的同步 從比特流中區(qū)分出從比特流中區(qū)分出一幀的開始一幀的開始/結束結束 233.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層( (第第3 3層層) )u網(wǎng)絡層的主要任務就是路由選擇功能。 u傳送的數(shù)據(jù)單位是報文分組或包。u路由選擇的好壞在很大程度上決定了網(wǎng)絡的性能，如網(wǎng)絡吞吐量（在一個特定的時間內成功

17、發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量），平均延遲時間、資源的有效利用率等。u 網(wǎng)絡層還要解決擁塞控制問題。u 提供面向連接的虛電路服務和無面向連接的數(shù)據(jù)報服務案例應用：案例應用：通常上Internet所采用的TCP/IP協(xié)議中的IP（網(wǎng)際協(xié)議）協(xié)議就是屬于網(wǎng)絡層。解決了不同網(wǎng)絡互聯(lián)問題。登錄NOVELL服務器所必須使用的IPX/SPX協(xié)議中的IPX（網(wǎng)際包交換協(xié)議）協(xié)議也是屬于網(wǎng)絡層。243.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層( (第第3 3層層) )路徑選擇路徑選擇網(wǎng)絡中擁網(wǎng)絡中擁擠控制擠控制網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層傳送分組傳送分組253.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -傳輸層傳輸層(

18、 (第第4 4層層) )u它完成資源子網(wǎng)中兩結點的直接邏輯通信，實現(xiàn)通信子網(wǎng)中端到端的透明傳輸。即在兩端主機（也就是源站和目的站）的進程之間，建立一條傳輸連接，以透明地傳送報文。u傳輸層信息的傳送單位是報文。u進行數(shù)據(jù)分段并組裝成報文流。u差錯控制和信息流控制案例應用：案例應用： 通常上互連網(wǎng)所采用的TCP/IP協(xié)議中的TCP（傳輸控制協(xié)議）協(xié)議就是屬于傳輸層。 登錄NOVELL服務器所必須使用的IPX/SPX協(xié)議中的SPX（順序包交換協(xié)議）協(xié)議也是屬于傳輸層。263.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -傳輸層傳輸層( (第第4 4層層) )傳輸層傳輸層提供兩個端系統(tǒng)提供兩個端系統(tǒng)之

19、間可靠、透明之間可靠、透明的數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送差錯控制差錯控制流量控制流量控制傳送報文傳送報文數(shù)據(jù)的失序、丟失、數(shù)據(jù)的失序、丟失、重復重復 進程到進程間的流進程到進程間的流控控 進程標示進程標示 支持多個進程的連支持多個進程的連接接 273.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -會話層會話層( (第第5 5層層) )u 會話層實現(xiàn)兩個進程之間的建立、維護和結束會話連接。u會話層就是用戶和網(wǎng)絡的接口（在不看表示層的情況下），這是進程到進程之間的層次。u會話層對高層提供的服務主要是“管理會話”。u令牌管理：管理全雙工和半雙工的通信u會話層提供的另一種服務叫“同步服務”。如斷點續(xù)傳技術運用。

20、283.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -會話層會話層( (第第5 5層層) )會話層會話層傳送報文傳送報文為通信的兩個進為通信的兩個進程建立會話連接，程建立會話連接，進行交換進行交換會話管理會話管理令牌管理令牌管理同步管理同步管理293.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -表示層表示層( (第第6 6層層) )u信息格式的轉換。表示層管理這些抽象數(shù)據(jù)結構，并且在計算機內部表示和網(wǎng)絡的標準表示法之間進行轉換。u提供數(shù)據(jù)的加密和解密功能。u提供文本的壓縮功能。303.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -表示層表示層( (第第6 6層層) )表示層表示層信息格式信息

21、格式的轉換的轉換數(shù)據(jù)的加數(shù)據(jù)的加密和解密密和解密OSI內部語法內部語法文本壓縮文本壓縮313.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -應用層應用層( (第第7 7層層) )u提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件之間的接口。應用層是OSI網(wǎng)絡協(xié)議體系結構的最高層，是計算機網(wǎng)絡與最終用戶的界面。u使協(xié)同工作的應用程序之間進行同步；u提供應用層協(xié)議：遠程登錄協(xié)議Telnet、文件傳輸協(xié)議FTP、超文本傳輸協(xié)議HTTP、域名服務DNS、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3等323.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -應用層應用層( (第第7 7層層) )應用層應用層為用戶使用網(wǎng)為用戶使用網(wǎng)絡提

22、供接口絡提供接口333.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程接口數(shù)據(jù)單元控制信息服務數(shù)據(jù)單元接口數(shù)據(jù)單元控制信息服務數(shù)據(jù)單元基于網(wǎng)絡體系結構的數(shù)據(jù)傳遞過程基于網(wǎng)絡體系結構的數(shù)據(jù)傳遞過程類似平信發(fā)送類似平信發(fā)送/接收過程接收過程 343.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型總結OSI失敗的原因，大致可歸納為：OSI的專家們缺乏實際經(jīng)驗，他們在完成OSI標準時沒有商業(yè)驅動力；OSI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復雜，而且運行效率很低； OSI標準的制定周期太長，因而使得按OSI標準生產的設備無法及時進入市場； 最后，OSI的層次劃分不太合理，有些功能在不同層次重復出現(xiàn)。3

23、53.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型 TCP/IP是一組協(xié)議，它主要包括傳輸控制協(xié)議TCP（Transmission Control Protocol）和網(wǎng)絡互聯(lián)協(xié)議IP（Internet Protocol），它是國際互聯(lián)網(wǎng)絡事實上的工業(yè)標準。與TCP配合使用的網(wǎng)絡層協(xié)議是IP。 TCP/IP是為廣域網(wǎng)研制的，但可用于局域網(wǎng)。363.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型 網(wǎng)際層網(wǎng)際層 373.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型383.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)絡接口層網(wǎng)絡接口層負責接收從IP層提交IP數(shù)據(jù)

24、報，并將IP數(shù)據(jù)報通過底層網(wǎng)絡發(fā)送出去。從低層物理網(wǎng)絡上接收數(shù)據(jù)幀，抽出IP數(shù)據(jù)報，交給網(wǎng)際層。網(wǎng)絡接口層使網(wǎng)絡之間能夠互聯(lián)，包括屬于操作系統(tǒng)的設備驅動程序和網(wǎng)絡接口卡，以及處理具體的硬件的物理接口。應用層應用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡接口層網(wǎng)絡接口層網(wǎng)際層網(wǎng)際層沒有定義任何實際協(xié)議，僅定義了網(wǎng)絡接口；任何已有的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物 理 層 協(xié) 議 都 可 用 來 支 持TCP/IP，如Ethernet、Token Ring、HDHL、X.25、ATM。39負責處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求負責處理從網(wǎng)絡接口層接受IP數(shù)據(jù)報，并為分組提供最佳路徑的選擇和交換功能。3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參

25、考模型參考模型- -網(wǎng)際層網(wǎng)際層40 IP協(xié)議提供統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)報格式，以消除各通信子網(wǎng)的差異，為信息發(fā)送方和接收方提供透明的傳輸通道。 網(wǎng)際協(xié)議IP的基本特征 （1）基于面向無連接數(shù)據(jù)報服務；（2）具雙重作用，既可以作為獨立的網(wǎng)絡層協(xié)議（這也是TCP/IP體系最初的考慮），也可作為加在某一網(wǎng)絡協(xié)議之上（如X.25之上）的網(wǎng)絡互連層的協(xié)議；（3）與之配套使用的協(xié)議還有三個，即 Internet控制報文協(xié)議ICMP（Internet Control Message Protocol） ； 地址解析協(xié)議ARP（Address Resolution Protocol）； 逆地址解析協(xié)議RARP（Re

26、verse Address Resolution Protocol）。3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)際層網(wǎng)際層41網(wǎng)絡互聯(lián)層有四個主要的協(xié)議：網(wǎng)絡互聯(lián)層有四個主要的協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議IPIP互連網(wǎng)控制報文協(xié)議互連網(wǎng)控制報文協(xié)議ICMPICMP地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議ARPARP逆地址解析協(xié)議逆地址解析協(xié)議RARPRARP無連接的數(shù)據(jù)報傳送和數(shù)據(jù)無連接的數(shù)據(jù)報傳送和數(shù)據(jù)報的路由選擇，即報的路由選擇，即IPIP協(xié)議提協(xié)議提供主機間不可靠的、無連接供主機間不可靠的、無連接數(shù)據(jù)報傳送。數(shù)據(jù)報傳送。ICMPICMP允許主機或路由器報告數(shù)允許主機或路由器報告數(shù)據(jù)傳送過

27、程中的差錯情況和提據(jù)傳送過程中的差錯情況和提供有關異常情況的報告，如供有關異常情況的報告，如pingping應用與攻擊等，接入應用與攻擊等，接入InternetInternet時，可以通過網(wǎng)絡部時，可以通過網(wǎng)絡部件提供的件提供的pingping工具（命令）來工具（命令）來測試網(wǎng)絡無法接通的原因。測試網(wǎng)絡無法接通的原因。查找與給定查找與給定IPIP地址相對應地址相對應主機的網(wǎng)絡物理地址（主機的網(wǎng)絡物理地址（MACMAC地址）。地址）。解決物理網(wǎng)絡地址解決物理網(wǎng)絡地址到到IPIP地址的轉換。地址的轉換。3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)際層網(wǎng)際層423.3 TCP/I

28、P3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)絡連接測試網(wǎng)絡連接測試 接入Internet時，可能由于某種原因網(wǎng)絡不通，這時可以通過網(wǎng)絡部件提供的ping命令工具來測試，用以找出故障原因。43 Ping回環(huán)地址以驗證TCP/IP協(xié)議已經(jīng)安裝且正確裝入。 命令：Ping 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)絡連接測試網(wǎng)絡連接測試44 Ping工作站的IP地址以驗證工作站是否正確加入，并檢驗IP地址是否沖突。 命令：ping工作站IP地址3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)絡連接測試網(wǎng)絡連接測試45 Ping默認網(wǎng)關的IP地

29、址，以驗證默認網(wǎng)關打開且在運行，驗證是否可以與本地網(wǎng)絡通信。命令：Ping 默認網(wǎng)關IP地址3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)絡連接測試網(wǎng)絡連接測試46 Ping 遠程網(wǎng)絡上主機的IP地址以驗證你能通過路由器進行通信。 命令：Ping遠程主機的IP地址3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -網(wǎng)絡連接測試網(wǎng)絡連接測試473.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -傳輸層傳輸層 負責主機中進程之間的通信，提供可靠傳輸、流量與差錯控制 。 TCP/IP的運輸層提供了兩個主要的協(xié)議，即傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。 兩協(xié)

30、議都基于IP協(xié)議之上，其功能是使源主機和目的主機的對等實體之間可以進行會話。48 TCP是面向連接的協(xié)議。即在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接。當數(shù)據(jù)交換結束后，則應終止這個連接。面向連接服務具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個階段。在傳送數(shù)據(jù)時是按序傳送的，提供高可靠性服務。TCP用于一次傳輸要交換大量報文的情形，如文件傳輸?shù)取?UDP是無連接的服務。在無連接服務的情況下，兩個實體之間的通信不需要先建立好一個連接，因此其下層的有關資源不需要事先進行預定保留。這些資源將在數(shù)據(jù)傳輸時動態(tài)地進行分配，提供高效率服務。UDP用于一次傳輸交換少量報文的情形，其可靠性由應用程序保證，如消息通信、視頻傳輸?shù)?/p>

31、。 一般情況下，TCP和UDP共存于一個互連網(wǎng)中，前者提供高可靠性服務，后者提供高效率服務。 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -傳輸層傳輸層49運輸層端口 從進程通信角度上看，網(wǎng)絡通信的最終地址不僅僅是主機地址，還應包括可以描述進程的某種標識符。為此，TCP/IP提出了協(xié)議端口的概念，以用于標識兩個通信的進程。 端口就是在傳輸層與應用層的層間接口上所設置的一個16位的地址量，用于指明運輸層與應用層之間的服務訪問點，端口地址一般稱之為端口號，TCP和UDP各自的端口號相互獨立。端口分成兩大類，熟知端口（數(shù)值為0255 ）和自由端口。 應用程序FTP TELENETSM

32、TP DNS TFTPHTTP SNMP熟知端口2123255369801613.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -傳輸層傳輸層50 將IP地址和端口號捆綁在一起，用于唯一表示某一主機的某個進程。3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -傳輸層傳輸層513.3 TCP/IP3.3 TCP/IP參考模型參考模型- -應用層應用層 在TCP/IP體系結構中并沒有OSI的會話層和表示層，TCP/IP把它們都歸結到應用層。應用層應用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口互聯(lián)層互聯(lián)層文件傳輸：FTP、TFTP、NFS電子郵件：SMTP、POP3WWW應用：HTTP遠程

33、登錄：Telnet、rlogin網(wǎng)絡管理：SNMP域名管理：DNS 路由：RIP523.4 OSI3.4 OSI與與TCP/IPTCP/IP對比對比OSI參考模型應用層表示層會話層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡層應用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡接口層TCP/IP資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)OSI參考模型與參考模型與TCP/IP模型的對照關系模型的對照關系: 都是層次結構模型：協(xié)議分層； 都有網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層，且它們的功能相似； 都能提供面向連接和無連接的服務； 傳輸層以上是面向用戶應用的，以下各層的面向通信的；相同點：3.4 OSI3.4 OSI與與TCP/IPTCP/IP對比對比 兩者所劃分的層次數(shù)不同，TCP

34、/IP包括4層，而OSI有7層； TCP/IP中沒有表示層和會話層。 TCP/IP沒有明確規(guī)定通信子網(wǎng)的協(xié)議，也不再區(qū)分通信子網(wǎng)中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層。 OSI在網(wǎng)絡層和傳輸層都支持無連接和面向連接的通信。而TCP/IP在網(wǎng)絡層中只提供無連接的服務，在傳輸層中支持面向連接和無連接的兩種服務。 TCP/IP結構簡單，更多地體現(xiàn)了設計與實現(xiàn)，實用性強；OSI結構嚴密，理論性強，具有更高的學術價值。不同點：3.4 OSI3.4 OSI與與TCP/IPTCP/IP對比對比 TCP/IP 是四層的體系結構：應用層、傳輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡接口層。 最下面的網(wǎng)絡接口層并沒有具體內容，僅僅是個接口。 往

35、往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結構 。 說明：3.4 OSI3.4 OSI與與TCP/IPTCP/IP對比對比 應用層(application layer) 傳輸層(transport layer) 網(wǎng)絡層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) 物理層(physical layer) 數(shù)據(jù)鏈路層5 應用層4 傳輸層3 網(wǎng)絡層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應用進程數(shù)據(jù)先傳送到

36、應用層加上應用層首部，成為應用層 PDU3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應用層應用層 PDU 再傳送到傳輸層再傳送到傳輸層加上傳輸層加上傳輸層首部首部，成為傳輸層，成為傳輸層報文報文計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2傳輸層報文再傳送到網(wǎng)絡層傳輸層報文再傳送到網(wǎng)絡層加上網(wǎng)絡層加上網(wǎng)絡層首部首部，成為，成為 IP 數(shù)據(jù)報（或數(shù)據(jù)報（或分組分組）計算機 1 向計算機 2 發(fā)

37、送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2IP 數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層加上鏈路層首部首部和和尾部尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀幀計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理介質最下面的物理層把比特流傳送到物理介質計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5

38、 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321物理傳輸介質計算機 1AP2AP1電信號（或光信號）在物理介質中傳播電信號（或光信號）在物理介質中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層計算機 2計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)

39、傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部取出數(shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡層取出數(shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡層計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2網(wǎng)絡層剝去首部，取出數(shù)據(jù)部分網(wǎng)絡層剝去首部，取出數(shù)據(jù)部分上交給傳輸層上交給傳輸層計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2傳輸層剝

40、去首部，取出數(shù)據(jù)部分傳輸層剝去首部，取出數(shù)據(jù)部分上交給應用層上交給應用層計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應用層剝去首部，取出應用程序數(shù)據(jù)應用層剝去首部，取出應用程序數(shù)據(jù)上交給應用進程上交給應用進程計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2AP2收到了收到了 AP1 發(fā)來的發(fā)來的應用程序數(shù)據(jù)！應用程序數(shù)據(jù)！計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù)

41、3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應 用 程 序 數(shù) 據(jù)應用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝去首部（尾部）的層次注意觀察加入或剝去首部（尾部）的層次應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4傳輸層首部H3網(wǎng)絡層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程5432154

42、321計算機 1AP2AP1計算機 210100110100101 比 特 流 110101110101計算機計算機 2 的物理層收到比特流后的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程H3H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部后數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部后把幀的數(shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡層把幀的數(shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡層H2T2H3H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)計算機 1 向計算

43、機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2網(wǎng)絡層剝去分組首部后網(wǎng)絡層剝去分組首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給傳輸層把分組的數(shù)據(jù)部分交給傳輸層計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2傳輸層剝去報文首部后傳輸層剝去報文首部后把報文的數(shù)據(jù)部分交給應用層把報文的數(shù)據(jù)部分交給應用層計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 3.5 3.5 五層協(xié)議體系結構五層協(xié)議體系結構- -數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程應 用 程 序