计算机网络教学课件ch1 概述3

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1、11.4.1 OSI1.4.1 OSI参考模型参考模型nOSIOSI参考模型参考模型（Open System Interconnection Open System Interconnection Reference ModelReference Model）n国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）正式发布的标准，）正式发布的标准，由七由七层构成层构成两节点间节点间可靠的数据传输Ethernet,X.25,ATM,1.传输0/12.3两端点间可靠的透明数据传输（应用进程间的逻辑通信应用进程间的逻辑通信）通信子网通信子网沿两主机间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）（主机间的逻辑通信）

2、Ethernet,X.25,ATM,4.3.4OSI/RMnOSI/RM的体系结构分为的体系结构分为7层层应用层应用层Application表示层表示层Presentation会话层会话层Session传输层传输层Transport物理层物理层Physical数据链路层数据链路层Data Link网络层网络层Network7654321为网络应用提供服务为网络应用提供服务数据表示数据表示在用户间建立会话关系在用户间建立会话关系不同主机进程间的通信不同主机进程间的通信在主机间传输分组在主机间传输分组在节点间可靠地传输帧在节点间可靠地传输帧位流的透明传输位流的透明传输5物理层物理层(physica

3、l layer)(physical layer)n传输原始比特流，处理机械的、电气的和时传输原始比特流，处理机械的、电气的和时序的接口及物理传输介质等问题序的接口及物理传输介质等问题n如：如：n用多少伏电压表示用多少伏电压表示“1”1”，多少伏电压表示，多少伏电压表示“0”0”n一个比特持续多少纳秒一个比特持续多少纳秒n单工、双工还是半双工单工、双工还是半双工n最初物理连接如何建立、完成通信后，连接如何最初物理连接如何建立、完成通信后，连接如何终止终止n网络接插件有多少针，各个针的用途网络接插件有多少针，各个针的用途6数据链路层的任务数据链路层的任务两节点间节点间可靠的数据传输Ethernet

4、,X.25,ATM,7n任务：在两个任务：在两个相邻节点相邻节点间可靠地传输数据，使之间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路。对网络层呈现为一条无错的链路。n功能与服务：功能与服务：n组帧组帧：帧封装，按顺序传送；：帧封装，按顺序传送；n定界与同步定界与同步：产生：产生/识别帧边界；识别帧边界；n差错检测差错检测/恢复恢复：如果是可靠的服务，则接收如果是可靠的服务，则接收方必须确认每个已正确接收的帧方必须确认每个已正确接收的帧；n流量控制流量控制：防止高速的发送方防止高速的发送方“淹没淹没”低速接低速接收方收方。n在广播式网络中，控制对在广播式网络中，控制对共享信道共享信道的访问。

5、的访问。数据链路层数据链路层（data link layer）8n共享信道问题共享信道问题(LAN or Wireless)：n如何控制对如何控制对共享信道共享信道的访问？的访问？n将数据链路层划分为将数据链路层划分为n逻辑链路控制逻辑链路控制(Logical Link Control,LLC)n介质访问控制介质访问控制(Media Access Control,MAC)n由由MAC子层解决共享介质访问控制问题。子层解决共享介质访问控制问题。数据链路层数据链路层（data link layer）9数据链路层的任务数据链路层的任务两节点间节点间可靠的数据传输Ethernet,X.25,ATM,网

6、络层的任务网络层的任务沿两主机间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）（主机间的逻辑通信）Ethernet,X.25,ATM,10n 网络层（网络层（network layer/internet layer）n任务：选择合适的路由，把分组从源主机任务：选择合适的路由，把分组从源主机传送到目的主机。传送到目的主机。n功能与服务：功能与服务：n异构网络互连异构网络互连n路由选择路由选择n网络流量控制网络流量控制n服务质量等服务质量等11网络层的任务网络层的任务沿两主机间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信主机间的逻辑通信）Ethernet,X.25,ATM,传输层的任务传输层的任务两端点间可靠的透

7、明数据传输（应用进程间的逻辑通信应用进程间的逻辑通信）通信子网通信子网12n 传输层（传输层（transport layer）n任务：在任务：在源端与目的端之间源端与目的端之间提供可靠的透明数据提供可靠的透明数据传输，使上层服务用户不必关心通信子网的实现传输，使上层服务用户不必关心通信子网的实现细节。细节。n接收来自上层的数据，并在必要时把这些数据分割成接收来自上层的数据，并在必要时把这些数据分割成小的单元，然后把数据单元传递给网络层，并确保这小的单元，然后把数据单元传递给网络层，并确保这些数据片段都能到达另一端些数据片段都能到达另一端n传输层的特点传输层的特点n以上各层：面向应用，本层及以下

8、各层：面向传输；以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；n只存在于端主机中；只存在于端主机中；n实现源主机到目的主机实现源主机到目的主机“端到端端到端”的连接；的连接；n在这一点上与网络层的区别是什么？在这一点上与网络层的区别是什么？n网络层：为网络层：为主机之间主机之间提供逻辑传输提供逻辑传输n传输层：为传输层：为应用进程之间应用进程之间提供逻辑传输提供逻辑传输13OSIOSI参考模型高三层协议参考模型高三层协议5.5.会话层会话层n允许不同机器上的用户之间建立会话允许不同机器上的用户之间建立会话n会话：会话：指各种服务，包括对话控制、令牌管理、同步功能指各种服务，包括对话控制、令牌管

9、理、同步功能6.6.表示层表示层n解决用户信息的语义、语法表示问题解决用户信息的语义、语法表示问题n实现不同信息格式和编码之间的转换实现不同信息格式和编码之间的转换7.7.应用层应用层n包含了直接针对用户需要的协议包含了直接针对用户需要的协议如：如：HTTPHTTP、文件传输、电子邮件、远程登录等、文件传输、电子邮件、远程登录等14OSIOSI参考模型如何传输数据参考模型如何传输数据-封装和解封装封装和解封装15OSI Model Data Flow-Encapsulating&De-encapsulating Data 16OSI Model Data Flow-Encapsulating&

10、De-encapsulating Data 地地址址？17OSI Model Data Flow-Encapsulating&De-encapsulating Data 举例：某人给他的朋友写一封信信信信信 封封邮政信邮政信袋袋邮政袋邮政袋箱箱应用层传输层网络层数据链路层物理层18OSI Model Data Flow-Encapsulating&De-encapsulating Data u在目的站，某一层只能识别由源站对等层封装的在目的站，某一层只能识别由源站对等层封装的“信封信封”u对于被封装在对于被封装在“信封信封”内部的内部的“数据数据”仅仅是拆封仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作

11、任何处理。后将其提交给上层，本层不作任何处理。u每一层只处理本层的协议头部！每一层只处理本层的协议头部！19OSI Model Data Flow-Encapsulating&De-encapsulating Data u协议：对等体用协议进行通信协议：对等体用协议进行通信u接口：定义了下层向上层提供哪些原语操作和服接口：定义了下层向上层提供哪些原语操作和服务务u协议栈：一个特定系统所使用的一组协议（协议栈：一个特定系统所使用的一组协议（协议协议和层的关系？和层的关系？）20OSI Model Data Flow-Encapsulating&De-encapsulating Data 21广域

12、网（回顾）广域网（回顾）n通信子网通信子网（简称子网）（简称子网）的功能的功能n把消息从主机传到另一台主机把消息从主机传到另一台主机n广域网中子网由两个独立部分组成广域网中子网由两个独立部分组成n传输线和交换单元传输线和交换单元主机和通信子网间的关系主机和通信子网间的关系22通信子网边界传输层只存在于端主机中传输层只存在于端主机中23OSI Model Data Flow-Encapsulating&De-encapsulating Data 集线器交换机/网桥路由器网关 Gateway241.4.2 TCP/IP1.4.2 TCP/IP参考模型参考模型nTCP/IPTCP/IP协议是协议是A

13、RPANETARPANET和因特网上使用的一和因特网上使用的一组协议，是一个协议簇组协议，是一个协议簇nTCP/IPTCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)(DARPA)的一项研究计划的一项研究计划实现若干台主实现若干台主机的相互通信。机的相互通信。nInternetInternet在世界的飞速发展，使得在世界的飞速发展，使得TCP/IPTCP/IP协议得协议得到了广泛的应用，成为到了广泛的应用，成为实事上的标准实事上的标准，并形成了，并形成了TCP/IPTCP/IP的体系结构。的体系结构。251.4.2 TCP/IP1.4.2 TCP/IP参考模

14、型参考模型26应用层 Application表示层 Presentation会话层 Session传输层 Transport网络层 Network链路层 Data Link物理层 PhysicalTCP UDP ICMPIP ARPNetwork InterfaceApplicationSessionhttpsmtpdnsftptftpOSI参考模型 TCP/IP协议（Ethernet,802.3,802.5,FDDI）等 TCP/IP支持所有、的 标准的物理和数据链路协议2728n主要包含高层协议服务。这些服务利用低层协议如主要包含高层协议服务。这些服务利用低层协议如TCP和和UDP来提供常

15、见的因特网服务。来提供常见的因特网服务。n应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、络管理、Web浏览等应用。浏览等应用。应用层应用层传输层传输层网络接口网络接口网际层网际层文件传输文件传输 FTP、TFTP、NFS电子邮件电子邮件 SMTP、POP3WWW应用应用 HTTP远程登录远程登录 Telnet、rlogin网络管理网络管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 应用层应用层29传输层传输层n功能功能n使源端和目的端主机上的对等实体可以进行使源端和目的端主机上的对等实体可以进行会话会话n两个传输协议（两个传输协议（TCPTCP

16、和和UDPUDP）nTCPTCP（transmission control protocoltransmission control protocol）可靠的、面向连接的协议，实现端到端的无差错地可靠的、面向连接的协议，实现端到端的无差错地传输字节流，具有流量控制传输字节流，具有流量控制30传输层传输层nUDPUDP（User Datagram ProtocolUser Datagram Protocol）不可靠的、无连接协议不可靠的、无连接协议 应用于应用于n“快速递交比准确递交更重要快速递交比准确递交更重要”的应用程序，如：的应用程序，如：传输语音或影象传输语音或影象n“只有一次的、客户只

17、有一次的、客户-服务器模式的请求服务器模式的请求-应答查应答查询询”的应用的应用31传输层传输层TCP service:TCP service:n面向连接面向连接:需要在需要在客户端与服务器之客户端与服务器之间建立连接间建立连接n发送和接收过程的发送和接收过程的可靠传输可靠传输n流量控制流量控制n拥塞控制等拥塞控制等UDP service:UDP service:n无连接无连接：不需要在：不需要在客户端与服务器之客户端与服务器之间建立连接间建立连接n发送和接收过程的发送和接收过程的不可靠传输不可靠传输n无流量控制无流量控制n无拥塞控制等无拥塞控制等 TCPTCP与与UDPUDP对比对比32互联

18、网层互联网层n功能功能n使主机可以把分组发往任何网络，并使分组使主机可以把分组发往任何网络，并使分组独立地传向目标（可经由不同网络）独立地传向目标（可经由不同网络）n互联网层定义了正式的分组格式和协议，互联网层定义了正式的分组格式和协议，该协议为该协议为IPIP协议协议（无连接的网际协议）（无连接的网际协议）n分组路由、避免阻塞和异构网络互连是分组路由、避免阻塞和异构网络互连是互联网层主要的任务互联网层主要的任务33主机主机-网络层网络层n也称网络接口层也称网络接口层n功能功能n管理实际的网络媒体，定义如何使用实际网管理实际的网络媒体，定义如何使用实际网络（如：以太网、络（如：以太网、PPPP

19、PP、X.25X.25或或SDHSDH等）传输等）传输IPIP包包nTCP/IPTCP/IP参考模型参考模型没有没有真正描述这一部分，真正描述这一部分，只是指出必须使用某种协议与网络相连，只是指出必须使用某种协议与网络相连，以便能在其上传递以便能在其上传递IPIP包包34 TCP/IPTCP/IP协议栈协议栈应用层应用层传输层传输层IP层层主机主机-网络层网络层351.4.3 OSI1.4.3 OSI、TCP/IPTCP/IP参考模型比较参考模型比较n相同处相同处n都是基于独立的协议栈概念都是基于独立的协议栈概念n都有功能相似的应用层、传输层、网络层都有功能相似的应用层、传输层、网络层n在传输

20、层及传输层以上的层都希望为通信的在传输层及传输层以上的层都希望为通信的进程提供端到端的、与网络无关的传输服务进程提供端到端的、与网络无关的传输服务361.4.3 OSI1.4.3 OSI、TCP/IPTCP/IP参考模型比较参考模型比较n不同处不同处nOSIOSI模型使服务、接口和协议三个概念区分明确模型使服务、接口和协议三个概念区分明确n层的数量不同：层的数量不同：OSIOSI模型有模型有7 7层，层，TCP/IPTCP/IP模型有模型有4 4层层n面向连接和无连接通信的范围面向连接和无连接通信的范围nOSIOSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，但模型在网络层支持无连接和面向连接的通

21、信，但在传输层仅有面向连接的通信在传输层仅有面向连接的通信nTCP/IPTCP/IP模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式但在传输层支持两种模式nTCP/IPTCP/IP模型中不区分、甚至不提起物理层和数据链模型中不区分、甚至不提起物理层和数据链路层路层37本书所使用的混合参考模型本书所使用的混合参考模型应用层应用层Application传输层传输层Transport物理层物理层Physical数据链路层数据链路层Data Link网络层网络层Network381.5 1.5 网络实例网络实例（自学）（自学）nInternetIn

22、ternetn面向连接的网络面向连接的网络nX.25X.25、帧中继和、帧中继和ATMATMnEthernetEthernetnWireless LANsWireless LANsn802:11802:11391.6 1.6 网络标准化组织网络标准化组织n电信界电信界最有影响的组织最有影响的组织n国际电信联盟国际电信联盟ITUITU（International International Telecommunication Union Telecommunication Union）nITUITU主要部门主要部门n无线通信部门（无线通信部门（ITU-RITU-R）关注全球范围内的无线电频率分配

23、关注全球范围内的无线电频率分配n电信标准化部分（电信标准化部分（ITU-TITU-T）对电话、电报和数据通信接口提供一些技术性的建议对电话、电报和数据通信接口提供一些技术性的建议n开发部门（开发部门（ITU-DITU-D）http:/www.itu.inthttp:/www.itu.int401.6 1.6 网络标准化组织网络标准化组织n国际标准界国际标准界最有影响的组织最有影响的组织n国际标准化组织国际标准化组织ISOISO（International Standards International Standards OrganizationOrganization）在）在19461946

24、年成立的一个自愿的、非条约的年成立的一个自愿的、非条约的组织。组织。http:/www.iso.org/http:/www.iso.org/n美国国家标准协会美国国家标准协会ANSIANSI是一个私有的、非政府的、非营是一个私有的、非政府的、非营利性的组织。利性的组织。ISOISO的美国代表。的美国代表。http:/www.ansi.orghttp:/www.ansi.orgn电器和电子工程师协会电器和电子工程师协会IEEEIEEE（Institute of Institute of Electrical and Electronics EngineersElectrical and Elec

25、tronics Engineers）发表行业标）发表行业标准。例如准。例如IEEE 802IEEE 802标准。标准。http:/www.ieee.orghttp:/www.ieee.org41IEEE802IEEE802标准标准nANSI/IEEE Std 802-1990,IEEE Standards for LAN/MAN:Overview ANSI/IEEE Std 802-1990,IEEE Standards for LAN/MAN:Overview and Architecture.and Architecture.n802.1B-1992,IEEE Standards for

26、Local and Metropolitan Area 802.1B-1992,IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks:LAN/MAN Management.Networks:LAN/MAN Management.n802.2-1989 LLC802.2-1989 LLCn802.3,1993(CSMA/CD)Type 10BASE-X802.3,1993(CSMA/CD)Type 10BASE-Xn802.3802.3,1995 100Mbps Fast Ethernet,1995 100Mbps Fast Ethern

27、etn802.3z,1998 Gigabit Ethernet,on fiber optic cable802.3z,1998 Gigabit Ethernet,on fiber optic cablen802.4 Token-Passing Bus Specifications802.4 Token-Passing Bus Specificationsn802.5e,Token Ring Specifications802.5e,Token Ring Specificationsn802.6,Distributed Queue Dual Bus(DQDB)for MAN802.6,Distr

28、ibuted Queue Dual Bus(DQDB)for MANn802.7-1989,Broadband Local Area Networks802.7-1989,Broadband Local Area Networksn802.8,Fiber Optic TAG 802.8,Fiber Optic TAG n802.9,Isochronous Services CSMA/CD MAC Service802.9,Isochronous Services CSMA/CD MAC Servicen802.10-1992,IEEE Standards for Interoperable L

29、AN/MAN Security802.10-1992,IEEE Standards for Interoperable LAN/MAN Securityn802.11,Wireless LAN802.11,Wireless LANn802.12,LAN/MAN Demand Priority802.12,LAN/MAN Demand Priority42IEEE802IEEE802标准标准n802.11802.11 Wireless LAN Working Group Wireless LAN Working Group n802.14802.14 Cable Modem Working Gr

30、oup Cable Modem Working Groupn802.15802.15 Wireless Personal Area Network(WPAN)Wireless Personal Area Network(WPAN)Working Group Working Group n802.16802.16 Broadband Wireless Access Working Broadband Wireless Access Working Group Group n802.17802.17 Resilient Packet Ring Working Group Resilient Pac

31、ket Ring Working Group n802.18802.18 Radio Regulatory TAG Radio Regulatory TAG n802.19802.19 Coexistence TAG Coexistence TAG n802.20802.20 Mobile Broadband Wireless Access Mobile Broadband Wireless Access(MBWA)Working Group(MBWA)Working Group 431.6 1.6 网络标准化组织网络标准化组织n因特网标准界因特网标准界最有影响的组织最有影响的组织n互联网协会

32、互联网协会 ISOCISOC（Internet SocietyInternet Society）是一个最权威的是一个最权威的“InternetInternet全球协调与使用的国际化全球协调与使用的国际化组织组织”，重要任务是与其他组织合作，共同完成互联网，重要任务是与其他组织合作，共同完成互联网标准与协议的制定标准与协议的制定 http:/www.isoc.orghttp:/www.isoc.orgn互联网体系结构委员会互联网体系结构委员会 IABIAB（Internet Internet Architecture BoardArchitecture Board）是是ISOCISOC的技术咨询

33、机构，的技术咨询机构，IABIAB下设下设IETF IETF 和和IRTFIRTF等机构等机构 http:/www.iab.orghttp:/www.iab.org441.6 1.6 网络标准化组织网络标准化组织n互联网工程任务组互联网工程任务组 IETF IETF（Internet Internet Engineering Task ForceEngineering Task Force）处理互联网有关的短期的工程处理互联网有关的短期的工程 http:/www.ietf.orghttp:/www.ietf.orgn互联网研究任务组互联网研究任务组 IRTF IRTF（Internet Int

34、ernet Research Task ForceResearch Task Force）致力于与互联网有关的长期项目的研究致力于与互联网有关的长期项目的研究 http:/www.irtf.orghttp:/www.irtf.org45思考题思考题在在OSI/RMOSI/RM中，各层都有差错控制过程，试指出以下每种差中，各层都有差错控制过程，试指出以下每种差错发生在错发生在OSI/RMOSI/RM的哪些层？的哪些层？（1 1）噪声使传输链路上的一个）噪声使传输链路上的一个0 0变为一个变为一个1 1；（2 2）一个分组被传送到错误的目的站；）一个分组被传送到错误的目的站；（3 3）收到一个序号错误的帧；）收到一个序号错误的帧；（4 4）分组交换网交付给一个终端的分组的序号错误；）分组交换网交付给一个终端的分组的序号错误；（5 5）把传输的位流分成帧；）把传输的位流分成帧；（6 6）在通过子网时决定使用哪条路由路径。）在通过子网时决定使用哪条路由路径。46P.69 11P.69 11、1313、1414、1818P.69 19P.69 19、2020、2222P.70 25P.70 25作业作业