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1、OSI参考模型与TCPIP模型n伴随着计算机网络的飞跃发展，各大厂商根据自己的伴随着计算机网络的飞跃发展，各大厂商根据自己的协议生产出了不同的硬件和软件协议生产出了不同的硬件和软件n为了实现网络设备间的互相通讯，为了实现网络设备间的互相通讯，ISO和和IEEE相继提相继提出了出了OSI参考模型及其参考模型及其TCP/IP模型。模型。引入引入OSI参考模型标准的建立 70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但都属于专用的。为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。国际标准化组织ISO于1981
2、年正式推荐了一个网络系统结构开放系统互连模型(Open System Interconnection reference model)OSI/RM,简称OSI。由于这个标准模型的建立，使得各种计算机网络向它靠拢，大大推动了网络通信的发展。“开放”这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。一个功能完善的计算机网络需要制定一套复杂的协议一个功能完善的计算机网络需要制定一套复杂的协议集合，对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模集合，对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模型。这样分层的好处在于：每一层都实现相对的独立功能，型
3、。这样分层的好处在于：每一层都实现相对的独立功能，因而可以将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易因而可以将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。处理的更小一些的问题。在网络互连中，有两个标准可以考虑：合法的和事实在网络互连中，有两个标准可以考虑：合法的和事实的。合法的意味着用权力或法律建立。事实的意味着用实的。合法的意味着用权力或法律建立。事实的意味着用实际的事实建立。尽管没有得到官方或法律上的承认，但际的事实建立。尽管没有得到官方或法律上的承认，但TCP/IPTCP/IP为网络协议创建了一个事实标准，尽管它在得到广为网络协议创建了一个事实标准，尽管它在得到广泛接受
4、之前并没有成为标准。泛接受之前并没有成为标准。OSIOSI参考模型是一个合法的标参考模型是一个合法的标准。国际标准化组织准。国际标准化组织(ISO)(ISO)创建了创建了OSIOSI模型，并在模型，并在19841984年年发布，为供应商提供一个网络模型，这样它们的产品可以发布，为供应商提供一个网络模型，这样它们的产品可以在网络上协调工作。在网络上协调工作。计算机网络的分层模型计算机网络的分层模型计算机网络协议计算机网络协议网络协议定义：网络协议定义：即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，范。如
5、同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为则就称为网络协议网络协议。网络协议三个要素：网络协议三个要素：l语法：即数据与控制信息的结构或格式。语法：即数据与控制信息的结构或格式。l语义：即需要发出何种控制信息、完成何种协议以及做出语义：即需要发出何种控制信息、完成何种协议以及做出何种应答。何种应答。l同步：即事件实现顺序的详细说明。同步：即事件实现顺序的详细说明。分层模型的优点分层模型的优点解决通信的异质性问题解决通信的异质性问题：语言层解决不同种语言的相互翻译问题语言层解决不同种语
6、言的相互翻译问题(汉汉-日日)媒介层解决信息传递媒介层解决信息传递:语音语音(电话电话)/)/文字文字(传真传真)高层屏蔽低层细节问题高层屏蔽低层细节问题概念层只关心会话内容概念层只关心会话内容,不关心语种和会话方式不关心语种和会话方式语言层只关心语种语言层只关心语种,不关心会话内容和方式不关心会话内容和方式媒介层只关心信息的传递媒介层只关心信息的传递,不关心信息的内容不关心信息的内容分层模型的优点分层模型的优点设计实现设计实现每个层次向上一层次提供服务每个层次向上一层次提供服务每个层次向下一层次请求服务每个层次向下一层次请求服务上层是为下层指引方向的，下次为上层提供更好的服务。上层是为下层指
7、引方向的，下次为上层提供更好的服务。降低协议设计的复杂性降低协议设计的复杂性：各层相对独立，各层不必关心其它层的具体实现，只需知道上各层相对独立，各层不必关心其它层的具体实现，只需知道上下层接口；下层接口；标准化接口标准化接口：任何一层发生修改，只要接口关系不变，其它层均不受影响；任何一层发生修改，只要接口关系不变，其它层均不受影响；模块化结构：模块化结构：结构分层，各层都可独立实现；便于网络模型的设计；结构分层，各层都可独立实现；便于网络模型的设计；保证技术的互操作性保证技术的互操作性：各层向下单向依赖，易于实现和维护各层向下单向依赖，易于实现和维护最重要的一点是不同厂商生产设备时有一个共同
8、操作的标准，使不最重要的一点是不同厂商生产设备时有一个共同操作的标准，使不同产商设备互相兼容同产商设备互相兼容。OSI参考模型层次结构应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层1234567物理层定义了通信线路的一些规范。物理层定义了通信线路的一些规范。数据链路层规定了物理地址、网络拓扑结构、错误警数据链路层规定了物理地址、网络拓扑结构、错误警告机制、所传数据帧告机制、所传数据帧 的排序和流量控制等。的排序和流量控制等。网络层为处在不同位置的两个设备之间，提供连接网络层为处在不同位置的两个设备之间，提供连接和选择一条最佳路径。和选择一条最佳路径
9、。传输层保证数据的可靠传输。传输层保证数据的可靠传输。会话层建立、管理和终止应用程序间的会话。会话层建立、管理和终止应用程序间的会话。表示层提供多种数据格式之间的转换表示层提供多种数据格式之间的转换。应用层为用户提供相关的服务，如：应用层为用户提供相关的服务，如：e-mail服务，服务，ftp服务、服务、www服务等。服务等。OSI参考模型概述参考模型概述 l传输层传输层l数据链路层数据链路层l网络层网络层l物理层物理层l会话层会话层l表示层表示层l应用层应用层l应用层（高层）应用层（高层）l高层的功能为处高层的功能为处理用户接口、数理用户接口、数据格式及应用访据格式及应用访问。主要由操作问。
10、主要由操作系统实现系统实现l数据流层（低层）数据流层（低层）l 定义了数据如何定义了数据如何在网络传输介质之间在网络传输介质之间传送，及数据如何通传送，及数据如何通过网线和网络设备传过网线和网络设备传输到期望的终端输到期望的终端 OSI OSI参考模型的第参考模型的第5 5层及其以上各层为层及其以上各层为高层协议，实现高层协议，实现资源子网资源子网的功能，其中的功能，其中的实体为进程。实现端到端的通信。下的实体为进程。实现端到端的通信。下4 4层协议实现层协议实现通信子网通信子网的功能，其中的实的功能，其中的实体为网络互联设备和网络通信介质，实体为网络互联设备和网络通信介质，实现点到点的通信。
11、现点到点的通信。OSI参考模型概述参考模型概述通信子网和资源子网通信子网和资源子网 通信子网：由所有通信线路、网络互连设备和相应通信协议软件组成，承担通信子网：由所有通信线路、网络互连设备和相应通信协议软件组成，承担 不同主机之间数据传输的任务；不同主机之间数据传输的任务；资源子网：网络中所有的主机、通信协议和各种应用系统。资源子网：网络中所有的主机、通信协议和各种应用系统。路由器仅有低路由器仅有低3层协议，包含在通信子网中；主机有层协议，包含在通信子网中；主机有7层协议，但属于资源子层协议，但属于资源子 网范围网范围。路由器路由器 主机主机 网络系统网络系统通信线路通信线路通信子网通信子网资
12、源子网资源子网 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 L3 L2 L1L7L6L5L4L3L2L1 L3 L2 L1 L3 L2 L1按各网络单元功能分割按各网络单元功能分割321321OSI环境环境网络环境网络环境数据通数据通信网信网计算机计算机A计算机计算机B实系统环境实系统环境 应用层应用层物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层物理层物理层 数据链数据链路层路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层发送进程发送进程接收进程接收进程物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层主机主机A A主机主机B B 路由器路由器路由器
13、路由器物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层通信子网通信子网物理介质物理介质物理介质物理介质物理通信物理通信物理通信物理通信：是通信进行的真实路径，从发送主机的上层逐层向下传递，：是通信进行的真实路径，从发送主机的上层逐层向下传递，经通信介质和通信子网送达目标主机，然后在目标主机中逐层向上传递。经通信介质和通信子网送达目标主机，然后在目标主机中逐层向上传递。物理通信是由主机和网络设备中的物理通信是由主机和网络设备中的逐层通信逐层通信及通信子网中的及通信子网中的逐点通信逐点通信组组 合而成，因此物理通信具有间接通信属性。合而成，因此物理通信具有间接通信属性。网络通信子系统网络通信子系统 应
14、用层应用层物理层物理层 数据链数据链路层路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层物理层物理层 数据链数据链路层路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层发送进程发送进程接收进程接收进程应用层协议应用层协议表示层协议表示层协议会话层协议会话层协议传输层协议传输层协议物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层主机主机A A主机主机B B 路由器路由器路由器路由器物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层通信子网通信子网物理介质物理介质物理介质物理介质逻辑通信逻辑通信网络层协议网络层协议2 2链路层协议链路层协议2 2物理层协议物理层协议2 2 逻辑通信逻辑通信
15、：位于不同主机和网络设备中同层通信实体间的对话，对话遵循某一特定协议，：位于不同主机和网络设备中同层通信实体间的对话，对话遵循某一特定协议，且每层协议各不相同；且每层协议各不相同；传输层及以上层不同主机通信实体间的逻辑通信是直接点对点的传输层及以上层不同主机通信实体间的逻辑通信是直接点对点的通信，下通信，下3层中主机与路由器和路由器与路由器之间的通信也是直接通信，且同层中主机与路由器和路由器与路由器之间的通信也是直接通信，且同 层通信协层通信协议不尽相同。议不尽相同。网络层协议网络层协议1 1网络层协议网络层协议3 3链路层协议链路层协议1 1链路层协议链路层协议3 3物理层协议物理层协议1
16、1物理层协议物理层协议3 3对等层通信对等层通信在分层模型中，对等是一个很重要的概念，在分层模型中，对等是一个很重要的概念，因为只有对等层才能相互通信，一方在某层上因为只有对等层才能相互通信，一方在某层上的协议是什么，对方在同一层次上也必须是什的协议是什么，对方在同一层次上也必须是什么协议。么协议。两个网络在物理层就相同，使用中继器就两个网络在物理层就相同，使用中继器就可以连起来；如果两个网络物理层不同，链路可以连起来；如果两个网络物理层不同，链路层相同，使用桥接器可以连起来；如果两个网层相同，使用桥接器可以连起来；如果两个网络物理层、链路层都不同，而网络层相同，使络物理层、链路层都不同，而网
17、络层相同，使用路由器可以互连；如果两个网络协议完全不用路由器可以互连；如果两个网络协议完全不同，使用协议转换器（网关）可以互连。同，使用协议转换器（网关）可以互连。对等通信每一层都使用自己的协议每一层都利用下层提供的服务与对等层通信HostAHostBAPDUPPDUSPDU Segment（段）（段）Packet（包）（包）Frame（帧）（帧）Bit（比特）（比特）应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层数据封装和解封装数据封装和解封装数据封装：数
18、据封装：OSI OSI模型的每一层用其自己的协议与目的设模型的每一层用其自己的协议与目的设备的相同层进行通信。为了交换信息，每层都使备的相同层进行通信。为了交换信息，每层都使用用协议数据单元协议数据单元（PDUPDU）。）。PDUPDU包括控制信息和用包括控制信息和用户数据。比如，帧是一个除上层控制信息和数据户数据。比如，帧是一个除上层控制信息和数据外还包含了数据链路层控制信息的外还包含了数据链路层控制信息的PDUPDU。将控制将控制信息添加到一个信息添加到一个PDUPDU的过程称作封装。的过程称作封装。当一个层当一个层收到收到PDUPDU时，它为该时，它为该PDUPDU添加一个头和尾，并将封
19、添加一个头和尾，并将封装后的装后的PDUPDU传送到下一层。添加到传送到下一层。添加到PDUPDU上的控制信上的控制信息将被远端设备的相同层所解读。息将被远端设备的相同层所解读。数据解封装：数据解封装：当一个远端设备收到一串比特数据时，当一个远端设备收到一串比特数据时，它将它们传送给数据链路层进行帧操作。当它将它们传送给数据链路层进行帧操作。当数据链路层收到一个帧时，它完成以下工作：数据链路层收到一个帧时，它完成以下工作：读出同层源设备提供的控制信息，从帧中剥读出同层源设备提供的控制信息，从帧中剥离控制信息，将帧传给上一层，同时执行在离控制信息，将帧传给上一层，同时执行在帧的控制域给出的指令。
20、这样，帧的控制域给出的指令。这样，将控制信息将控制信息从从PDUPDU剥离的过程就称作解封装。剥离的过程就称作解封装。数据封装和解封装数据封装和解封装数据封装数据封装PPDU传输层传输层 数据链数据链路层路层物理层物理层 网络层网络层 上层数据上层数据上层数据上层数据传输层控制信息传输层控制信息数据数据网络层控制信息网络层控制信息数据数据逻辑链路子层控制信息逻辑链路子层控制信息0101110101001000010数据数据表示层表示层应用层应用层会话层会话层段段包包比特比特帧帧FCSFCS介质访问控制子层控制信息介质访问控制子层控制信息SPDUAPDU数据解封装数据解封装上层数据上层数据逻辑链
21、路控制子层控制信息逻辑链路控制子层控制信息+网络层控制信网络层控制信息息+传输层控制信息传输层控制信息+上层数据上层数据媒体访问控制子层控制信息媒体访问控制子层控制信息网络层控制信息网络层控制信息+传输层控制信传输层控制信息息+上层数据上层数据逻辑链路子层控制信息逻辑链路子层控制信息传输层控制信息传输层控制信息+上层数据上层数据网络层控制信息网络层控制信息上层数据上层数据传输层控制信息传输层控制信息0101110101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层数据封装与解封装(拆封)DataData第7层头+第7层头+第
22、6层头Data第7层头第6层头+第5层头Data第7层头第6层头第5层头+第4层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头+第3层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头第3层头+第2层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头第3层头第2层头+第1层头应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头二进制的数据流二进制的数据流第1层头Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第4层头第5层头第6层头第7层头Data第5层头
23、第6层头第7层头Data第6层头第7层头Data第7层头封装封装解封装解封装多层通信示例：国际外交l多层通信示例多层通信示例计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 54361计算机计算机 1AP2AP1计算机计算机 2应用进程数据先传送到应用层应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层协议数据单元加上应用层首部，成为应用层协议数据单元PDU275436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 54361计算机计算机 1AP2AP1计算机计算机 2应用层协议数据单元再传送到表示层应用层协议数据单元再传送到表示层加上表示层首
24、部，成为表示层协议数据单元加上表示层首部，成为表示层协议数据单元PDU275436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 54361计算机计算机 1AP2AP1计算机计算机 2表示层协议数据单元再传送到会话层表示层协议数据单元再传送到会话层加上会话层首部，成为会话层协议数据单元加上会话层首部，成为会话层协议数据单元PDU275436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1会话层协议数据单元再传送到传输层会话层协议数据单元再传送到传输层 加上传输层首部，成为传输层加上传输层首部，成为传输层数据段数据段计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发
25、送数据发送数据 54361AP127AP2计算机计算机 25436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 传输层数据段再传送到网络层传输层数据段再传送到网络层 加上网络层首部，成为加上网络层首部，成为 IP 数据数据包包（或分组）（或分组）AP2计算机计算机 2543612754361AP127计算机计算机 1物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 计算机计算机 1 IP 数据包再传送到数据链路层数据包再传送到数据链路层 加上链路层首部和尾部，成为数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧帧AP2计
26、算机计算机 2543612754361AP127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 计算机计算机 1 数据链路层帧再传送到物理层数据链路层帧再传送到物理层 最下面的物理层把最下面的物理层把比特比特流传送到物理媒体流传送到物理媒体AP2计算机计算机 2543612754361AP127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 电信号（或光信号）在物理媒体中传播电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层从发送端物理层传送到接收端物理层AP2计算机计
27、算机 2543612754361AP127计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 计算机计算机 1物理层接收到比特流，上交给数据链路层物理层接收到比特流，上交给数据链路层54361AP127AP2计算机计算机 25436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 数据链路层剥去帧首部和帧尾部数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层取出数据部分，上交给网络层计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 网络层剥去首
28、部，取出数据部分上交给传输层网络层剥去首部，取出数据部分上交给传输层计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 传输层剥去首部，取出数据部分上交给会话层传输层剥去首部，取出数据部分上交给会话层计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127物理传输媒体物理传输媒体会话层剥去首部，取出数据部分上交给表示层会话层剥去首部，取出数据部分上交给表示层计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发
29、送数据 物理传输媒体物理传输媒体表示层剥去首部，取出数据部分上交给会话层表示层剥去首部，取出数据部分上交给会话层计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 物理传输媒体物理传输媒体应用层剥去首部，取出应用程序数据应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程上交给应用进程计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 物理传输媒体物理传输媒体计算机计算机 154361AP127AP2计算机计算机 25436127计算机计算机 1
30、 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 AP2收到了收到了 AP1 发来的发来的应用程序数据！应用程序数据！物理传输媒体物理传输媒体物理层物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等物理层介质：同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆双绞线（twisted pair）：UTP、STP光纤（fiber）：单模、多模无线（wireless）：红外线、蓝牙Blue Tooth、WLAN技术应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层是物理层是OSIOSI参考模型参考模型的最低层，与传输媒体直接相连，主要作用是的最低层，与传输媒体直接相
31、连，主要作用是建立、保持和断开物理连接，以确保二进制建立、保持和断开物理连接，以确保二进制比特流比特流的正确传输。的正确传输。物理层物理层特性特性机械特征：规定线缆与网络接口卡的连接头的形状、几何尺寸、引脚线数、引线排列方式、锁定装置等一系列外形特征。电气特征：规定了在传输过程中多少伏特的电压代表“1”，多少伏特代表“0”。功能特征：规定了连接双方每个连接线的作用：用于传输数据的数据线、用于传输控制信息的控制线、用于协调通信的定时线、用于接地的地线。规程特征：具体规定了通信双方的通信步骤。物理层主要功能示意图物理层主要功能示意图 L2数据数据10010110101物理层物理层L2数据数据100
32、10110101物理层物理层从数据链路层从数据链路层到数据链路层到数据链路层传输媒体传输媒体典型物理层标准和设备物理层介质双绞线、同轴电缆、光纤、无线电信号等局域网物理层常见标准：10Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX常见设备：中继器、集线器广域网物理层常见标准：RS-232、V.24、V.35常见设备：Modem数据链路层数据链路层的功能：编帧和识别帧数据链路的建立、维持和释放 传输资源控制流量控制 差错验证寻址 标识上层数据 局域网数据链路层分为LLC子层和MAC子层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链
33、路层数据链路层物理层物理层数据链路层数据链路层 主要负责数据链路的建立、维持和拆除，确保在一主要负责数据链路的建立、维持和拆除，确保在一段物理链路上数据帧的正确传输，段物理链路上数据帧的正确传输，将有差错的物理链路将有差错的物理链路转化成对网络层来说是没有传输错误的数据链路转化成对网络层来说是没有传输错误的数据链路:差错检差错检测和数据流量控制测和数据流量控制。该层用于建立相邻结点之间的数据传输；它将不可靠的该层用于建立相邻结点之间的数据传输；它将不可靠的物理信道处理为可靠的通道，使高层不必考虑物理介质的具物理信道处理为可靠的通道，使高层不必考虑物理介质的具体特性；该层的数据单元为帧体特性；该
34、层的数据单元为帧(frame)frame)；IEEEIEEE标准将该层又标准将该层又分为介质访问控制层分为介质访问控制层(MAC)(MAC)和逻辑链路控制层和逻辑链路控制层(LLC)LLC)。物理层只负责传输无结构的原始比特流，是不可靠的。物理层只负责传输无结构的原始比特流，是不可靠的。数据链路层将不可靠的物理连接（数据电路）转换成（对网数据链路层将不可靠的物理连接（数据电路）转换成（对网络层来说）可靠的数据链路。为实现转换：络层来说）可靠的数据链路。为实现转换：首先，必须将物理层的无结构原始比特流划分成一定首先，必须将物理层的无结构原始比特流划分成一定长度的结构数据单元长度的结构数据单元帧帧
35、（frameframe）其次，对帧进行其次，对帧进行差错控制差错控制（error controlerror control），实现），实现检错检错/纠错功能。纠错功能。最后，通过合适的最后，通过合适的流量控制流量控制（flow controlflow control）协议保）协议保证收发双方的传输同步，为网络层提供透明可靠的证收发双方的传输同步，为网络层提供透明可靠的服务。服务。数据链路层数据链路层数据链路层数据封装示意图 L3数据数据L3数据数据l L2数据数据L2数据数据T2T2H2H2到物理层到物理层从物理层从物理层从网络层从网络层到网络层到网络层数据链数据链路层路层数据链数据链路层路层
36、帧帧帧帧典型数据链路层标准局域网数据链路层标准IEEE802.1 基本局域网问题IEEE802.2 定义LLC子层IEEE802.3 以太网标准IEEE802.4 令牌总线网IEEE802.5 令牌环网广域网数据链路层标准HDLCPPPFrame Relay网络层编址路由拥塞控制异种网络互连应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层网络层主要作用是将从高层传送下来的数据分组打包，再网络层主要作用是将从高层传送下来的数据分组打包，再进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等处理
37、，使数据正确无误地传送到目的端。处理，使数据正确无误地传送到目的端。将网络逻辑地址转换成物理机器地址：将网络逻辑地址转换成物理机器地址：IP=MACIP=MAC。决定服务质量决定服务质量(如消息的优先权如消息的优先权)，从发送者到接收者从发送者到接收者之间存在多条线路径时之间存在多条线路径时,还需要进行路由选择：还需要进行路由选择：路由路由选择选择。当数据包的大小比数据链路层允许的最大数据帧还要当数据包的大小比数据链路层允许的最大数据帧还要大时大时,网络层将其分成多个数据段，在接收端负责将多网络层将其分成多个数据段，在接收端负责将多个数据段组合数据包：个数据段组合数据包：包的拆分和重组包的拆分
38、和重组。网络层数据封装示意图网络层数据封装示意图 L4数据数据L4数据数据L3数据数据L3数据数据H3H3到数据链路层到数据链路层从传输层从传输层到传输层到传输层网络层网络层网络层网络层分组分组从数据链路层从数据链路层分组分组网络层网络层网络层地址网络层地址通常由两部分组成网络地址主机地址网络层地址是全局唯一的IP 地址地址IPX 地址地址网络地址网络地址主机地址主机地址10.8.2.48网络地址网络地址主机地址主机地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25IP网络IP网络路由协议与可路由协议可路由协议（routed protocol）定义数据包内各个字段的格式和用途，对数据进行网络层
39、封装 路由协议（routing protocol）在路由器之间传递信息，计算路由并形成路由表，为可路由协议选择路径1.1.1.11.1.2.1可路由协议：IP路由协议：RIP、OSPF、BGP2.1.1.1RIPOSPFBGP面向连接和无连接的服务面向连接的服务通信之前先建立连接，通信完成后断开连接有序传递应答确认差错重传适合于对可靠性要求高的应用无连接的服务尽力而为的服务无需建立连接无序列号机制，无确认机制，无重传机制适合于对延迟敏感的应用网络层协议操作网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网
40、络层数据链路层数据链路层物理层物理层表示层表示层会话层会话层传输层传输层应用层应用层RTARTBRTCRTDRTERTARTBRTC网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层表示层表示层会话层会话层传输层传输层应用层应用层HostAHostBHostAHostB传输层传输层功能：分段上层数据建立端到端连接透明、可靠传输流量控制传输层协议：主要有TCP/IP协议族的TCP协议和UDP协议，以及IPX/SPX协议组的SPX协议等。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层 传输层的主要作用是为利用通信子网进行通信的两传输层的主要作用是
41、为利用通信子网进行通信的两个主机，提供可靠的、透明的个主机，提供可靠的、透明的端端-端端多路多路数据传输数据传输服服务务。本层提供了两个实体之间本层提供了两个实体之间端对端端对端的通信，掩盖了通的通信，掩盖了通信网服务的差别。传输层向高层用户屏蔽了通信子网的信网服务的差别。传输层向高层用户屏蔽了通信子网的细节。该层的数据单元是段（细节。该层的数据单元是段（Segment)Segment)，该层通常提供该层通常提供两种服务：面向连接的服务和面向无连接的服务。主要两种服务：面向连接的服务和面向无连接的服务。主要协议包括协议包括InternetInternet的的TCPTCP、UDPUDP，Nove
42、llNovell的的SPXSPX等。等。传输层传输层传输层的功能传输层的功能:端对端通信：端对端通信：传输层用于网络内两实体间建立端到端的通信信道用于传输信息或报文分组。传输层不关心路径选择。传输层服务：传输层服务：传输层提供端点间的可靠、透明数据传输、执行端点间的差错检测和恢复、顺序控制流量控制，管理多路复用。传输层数据封装及功能示意图传输层数据封装及功能示意图 H4H4H4H4H4H4L4数据数据L4数据数据L4数据数据L5数据数据L5数据数据L4数据数据L4数据数据L4数据数据到网络层到网络层从网络层从网络层 从会话层从会话层到会话层到会话层传输传输层层传输传输层层传输层传输层会话层、表
43、示层和应用层应用层协议：为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务SQL、NFS、RPC等表示层协议：定义数据格式与结构协商上层数据格式ASCII、MPEG、JPEG等会话层协议：主机间通信建立、维护、终结应用程序之间的会话文字处理、邮件、电子表格等应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层会话层会话层 管理不同主机上各进程间的对话。该层使应用进程之间能够建立、维护会话的连接；会话层可以通知进程之间实现同步通信：管理和控制会话连接会话连接同步数据交换会话交互管理异常报告 会话层会话层会会话话层层传送报文传送报文为通信的两个进为通
44、信的两个进程建立会话连接，程建立会话连接，进行交换进行交换会话管理会话管理令牌管理令牌管理同步管理同步管理会话层数据封装及功能示意图会话层数据封装及功能示意图 L6数据数据H5L5数据数据到传输层到传输层从传输层从传输层从表示层从表示层到表示层到表示层会话会话层层L6数据数据H5L5数据数据会话会话层层表示层表示层 为上下层之间提供对数据或信息的语法和语义的转换。该层完成某些特定的功能，它提供了一种公共语言，可以使不同类型的计算机相互通信、相互理解；该层还能够提供数据压缩、解压缩的服务，以及加密解密的服务：转换信息的格式和编码数据压缩和数据加密、解密表示层连接管理机制为应用层提供表示连接服务原
45、语 表示层表示层表表示示层层信息格式信息格式的转换的转换数据的加数据的加密和解密密和解密OSIOSI内部语法内部语法表示层数据封装示意图表示层数据封装示意图 L6数据数据数据的编码、加密和压缩数据的编码、加密和压缩H6L7数据数据从应用层从应用层到会话层到会话层表示表示层层L6数据数据数据的解码、解密和解压缩数据的解码、解密和解压缩H6L7数据数据到应用层到应用层从会话层从会话层表示表示层层 表示层表示层 应用层应用层 为应用进程提供访问为应用进程提供访问OSIOSI环境的手段。如文件传输、环境的手段。如文件传输、电子邮件、网络管理等。该层预先定义的完整功能直电子邮件、网络管理等。该层预先定义
46、的完整功能直接面向用户，该层的接面向用户，该层的应用程序应用程序有有 FTPFTP、TELNETTELNET、SMTPSMTP等：等：n网络完整的透明性网络完整的透明性n用户资源的配置用户资源的配置n应用管理和系统管理应用管理和系统管理n分布式信息服务分布式信息服务n分布式数据库管理分布式数据库管理应用层作用用户接口用户接口应用层应用层 Telnet HTTP应用层功能示意图 L7数据数据 FTP DNS NFS用户用户应用层应用层到应用层到应用层L7数据数据 FTP DNS NFS用户用户应用层应用层从应用层从应用层 应用层应用层为用户的应用进程访问OSI环境提供服务 负责整个网络应用程序一
47、起很好地工作 计算机计算机应用程序应用程序l字处理字处理l演示文稿演示文稿l电子表格电子表格l数据库数据库l设计和制造设计和制造l项目计划项目计划l其他其他网络网络应用程序应用程序l电子邮件电子邮件l文件传输文件传输l远程访问远程访问l客户客户/服务器服务器 处理处理l信息查询信息查询l网络管理网络管理l其他其他网络参考模型网络参考模型归纳总结归纳总结ISO/OSIISO/OSI参考模型：参考模型：物理层：二进制传输数据链路层：介质访问网络层：确定地址和最佳路径传输层：端到端连接会话层：互连主机通信表示层：数据表示应用层：为应用程序提供网络服务nOSI参考模型参考模型nTCP/IP模型模型目录
48、目录TCP/IP模型的层次结构 应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层1234567应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层1234OSI参考模型TCP/IP模型网络接口层负责处理与传输介质相关的细节物理线路和接口链路层通信 主要协议以太网/FDDI/令牌环SLIP/HDLC/PPPX.25/帧中继/ATM应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层1234TCP/IP模型网络层负责将数据包送达正确的目的数据包的路由路由的维护主要协议IPICMPIGMP应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层12
49、34TCP/IP模型传输层负责提供端到端通信数据完整性校验差错重传数据的重新排序主要协议TCPUDP应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层1234TCP/IP模型应用层负责处理特定的应用程序细节远程访问资源共享 主要协议TelnetFTP/TFTPSMTP/POP3SNMP/HTTP应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层1234TCP/IP模型nOSI参考模型和参考模型和TCP/IP的出现，为清晰地理解互的出现，为清晰地理解互联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大的方便，推动了计算机网络的飞速发展的方便，推动了计算机网络的飞速发展nOSI参考模型分为七层结构，而参考模型分为七层结构，而TCP/IP模型分为模型分为四层结构四层结构本章总结本章总结