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1、应用层协议应用层协议详解详解使用分层的模型协议模型和参考模型协议模型和参考模型通信过程协议数据单元和封装协议数据单元和封装PDU：一段数据在任意协议层的表示形式称为：一段数据在任意协议层的表示形式称为协议数据单元协议数据单元(PDU)。在封装过程中，后续的。在封装过程中，后续的每一层都根据使用的协议封装其从上一层接收每一层都根据使用的协议封装其从上一层接收的的PDU。根据根据 TCP/IP 协议簇的协议来命名协议簇的协议来命名 PDU。数据数据(Data)-一般术语，泛指应用层使用的一般术语，泛指应用层使用的 PDU 数据段数据段(Segment)-传输层传输层 PDU 数据包数据包(Pack
2、et)-网络层网络层 PDU 帧帧(Frame)-网络接入层网络接入层 PDU 比特（比特（bit）-通过介质实际传输数据时使用的通过介质实际传输数据时使用的 PDU通信过程协议数据单元和封装协议数据单元和封装 封装封装沿协议栈向下下传送 解封装解封装沿协议栈向上上传送应用程序 网络间的接口表示层与会话层表示层与会话层表示层的功能：编码、压缩、加密表示层的功能：编码、压缩、加密会话层的功能：建立、维持、终结应用程序之间的会会话层的功能：建立、维持、终结应用程序之间的会话话准备应用程序和服务常用的协议常用的协议传输层使用某种编址方案，称为端口号。端口传输层使用某种编址方案，称为端口号。端口号识别
3、应用程序及应用层服务（即源数据和目号识别应用程序及应用层服务（即源数据和目的数据）。服务器程序通常使用客户机已知的的数据）。服务器程序通常使用客户机已知的预定义端口号预定义端口号。域名系统域名系统(DNS)TCP/UDP 端口端口 53超文本传输协议超文本传输协议(HTTP)TCP 端口端口 80 简单邮件传输协议简单邮件传输协议(SMTP)TCP 端口端口 25 邮局协议邮局协议(POP)TCP 端口端口 110Telnet TCP 端口端口 23 动态主机配置协议动态主机配置协议 UDP 端口端口 67 和端口和端口 68文件传输协议文件传输协议(FTP)TCP 端口端口 20 和端口和端
4、口 21 应用程序协议与实例DNS服务及协议服务及协议人们很难记住人们很难记住IP数字地址。于是，人们创建了数字地址。于是，人们创建了可以将数字地址转换为简单易记名称的域名系可以将数字地址转换为简单易记名称的域名系统。统。用户还可以使用操作系统中名为用户还可以使用操作系统中名为 nslookup 的的实用程序手动查询域名服务器，来解析给定实用程序手动查询域名服务器，来解析给定的的主机名。主机名。应用程序协议与实例DNS服务及协议服务及协议域名系统采用分级系统创建域名数据库，从而域名系统采用分级系统创建域名数据库，从而提供域名解析服务。该层级模型的外观类似一提供域名解析服务。该层级模型的外观类似
5、一棵倒置的树，枝叶在下，而树根在上。棵倒置的树，枝叶在下，而树根在上。应用程序协议与实例WWW服务及服务及HTTP协议协议当在当在 Web Web 浏览器中输入一个浏览器中输入一个 WebWeb地址（或地址（或 URL URL 地址）地址）时，时，Web Web 浏览器将通过浏览器将通过 HTTP HTTP 协议建立与服务器上的协议建立与服务器上的 Web Web 服务之间的连接服务之间的连接。常用的三种消息类型包括常用的三种消息类型包括 GETGET、POST POST 以及以及 PUTPUT。HTTP HTTP 服务器通过返回网页的代码对请求做出相应。服务器通过返回网页的代码对请求做出相应
6、。浏览器解释浏览器解释 HTML HTML 代码并显示网页。代码并显示网页。HTTPS 可以采用可以采用身份身份验证验证和和加密加密两种方式保两种方式保障客户端和服务器间的障客户端和服务器间的数据传输安全。数据传输安全。HTTPS 中还指定了应中还指定了应用层和传输层之间数据用层和传输层之间数据通信的附加规则。通信的附加规则。应用程序协议与实例电子邮件服务及电子邮件服务及 SMTP/POP协议协议客户端使用客户端使用 SMTP SMTP 将邮件发送到服务器并使用将邮件发送到服务器并使用 POP3POP3接受电子邮件接受电子邮件.邮件服务器邮件服务器 MTA&MDAMTA&MDA 邮件传送代理邮
7、件传送代理(MTA)(MTA)进程使用进程使用SMTPSMTP将电子邮件发送将电子邮件发送MDAMDA或其它或其它MTAMTA。邮件分发代理邮件分发代理(MDA)(MDA)进程控制服务器与客户端之间的电子邮件进程控制服务器与客户端之间的电子邮件分发。分发。应用程序协议与实例FTPFTP FTP 用于客户端和服务器之间的文件传输用于客户端和服务器之间的文件传输客户端在客户端在 TCP TCP 的的 21 21 号端口建号端口建立第一条连接。该连接由客户端立第一条连接。该连接由客户端命令和服务器回复组成，用于管命令和服务器回复组成，用于管理传输流量；理传输流量；第二条连接建立在第二条连接建立在 T
8、CP TCP 的的 20 20 号端口。每当有文件需要传输时号端口。每当有文件需要传输时建立该连接，用于实际文件传输建立该连接，用于实际文件传输。应用程序协议与实例DHCP通过动态主机配置协议通过动态主机配置协议 (DHCP)(DHCP)服务，网络中的设备可以从服务，网络中的设备可以从 DHCP DHCP 服务器中获取服务器中获取 IP IP 地址和其它信息地址和其它信息。DHCP DHCP 服务器负责维护服务器负责维护 IP IP 地址池，并在客户端登录时将临时地址地址池，并在客户端登录时将临时地址分配给客户端分配给客户端。应用程序协议与实例Telnet 服务及协议服务及协议Telnet T
9、elnet 是一种客户端是一种客户端/服务器协议，规定了创建和终止服务器协议，规定了创建和终止 VTY VTY 会话会话的规则的规则。Telnet Telnet 提供使用通过网络连接的计算机访问网络设备的方法，就提供使用通过网络连接的计算机访问网络设备的方法，就如同键盘和显示器直接连接到该设备一样。如同键盘和显示器直接连接到该设备一样。安全外壳协议安全外壳协议(SSH)，提供，提供了比了比 Telnet 更为强大的身份更为强大的身份验证功能，并支持会话数据验证功能，并支持会话数据的加密传输。的加密传输。物理层 通信信号物理层的用途物理层的用途OSI OSI 物理层通过网络介质传输构成数据链路层
10、帧的比特。物理层通过网络介质传输构成数据链路层帧的比特。物理层的用途是创建物理层的用途是创建电信号电信号、光信号光信号或或微波信号微波信号，以表示每个帧，以表示每个帧中的比特。中的比特。物理层 通信信号物理层的标准物理层的标准物理层由工程师开发的硬件组成，其形式为电子电路、介质和连物理层由工程师开发的硬件组成，其形式为电子电路、介质和连接器。接器。TCP/IP TCP/IP 协议族中的服务和协议是由协议族中的服务和协议是由RFCRFC中的中的 Internet Internet 工程任务组工程任务组(IETF)(IETF)定义的。定义的。物理层技术是由以下组织定义的：物理层技术是由以下组织定义
11、的：国际标准化组织国际标准化组织 (ISO)(ISO)电气电子工程师协会电气电子工程师协会 (IEEE)(IEEE)美国国家标准学会美国国家标准学会 (ANSI)(ANSI)国际电信联盟国际电信联盟 (ITU)(ITU)电子工业联盟电子工业联盟/电信工业协会电信工业协会 (EIA/TIA)(EIA/TIA)国有电信机构，例如美国联邦通讯委员会国有电信机构，例如美国联邦通讯委员会 (FCC)(FCC)。物理层 通信信号物理层的标准物理层的标准由以上组织定义的技术包括四个领域的物理层标准：由以上组织定义的技术包括四个领域的物理层标准：介质的物理和电气属性介质的物理和电气属性连接器的机械性能（材料、
12、尺寸和引脚输出）连接器的机械性能（材料、尺寸和引脚输出）通过信号表示的比特（编码）通过信号表示的比特（编码）控制信息信号的定义控制信息信号的定义物理层 通信信号物理层的基本原理物理层的基本原理物理层的三个基本功能是：物理层的三个基本功能是：物理组件物理组件数据编码数据编码信号信号物理层信号和编码：表示比特适用于介质的信号比特适用于介质的信号比特通信以二进制数字的形式通过物理介质逐个传输。通信以二进制数字的形式通过物理介质逐个传输。可以通过更改信号的以下一个或多个特征在介质上表示信号：可以通过更改信号的以下一个或多个特征在介质上表示信号：信号表示方法信号表示方法:NRZNRZ信号信号曼彻斯特编码
13、曼彻斯特编码4B/5B4B/5B物理层信号和编码：表示比特数据传输能力数据传输能力使用以下三种方式测量数据传输：使用以下三种方式测量数据传输：带宽：数字带宽可以测量在给定时间内从一个位置流向另一带宽：数字带宽可以测量在给定时间内从一个位置流向另一个位置的信息量。个位置的信息量。吞吐量：吞吐量是给定时段内通过介质传输的比特的量度。吞吐量：吞吐量是给定时段内通过介质传输的比特的量度。实际吞吐量：实际吞吐量是在给定时间内传输的可用数据的量实际吞吐量：实际吞吐量是在给定时间内传输的可用数据的量度，它也是网络用户最感兴趣的量度。度，它也是网络用户最感兴趣的量度。物理层 连接通信以太网介质以太网介质无线介
14、质无线介质物理层 连接通信铜介质铜介质同轴电缆同轴电缆双绞线双绞线 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 屏蔽双绞线屏蔽双绞线非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线物理层 连接通信光纤介质的线缆设计光纤介质的线缆设计用激光或发光二极管用激光或发光二极管 (LED)(LED)产生的光脉冲来表示介质上的数据。产生的光脉冲来表示介质上的数据。电子半导体设备（称为光电二极管）检测光脉冲并将其转换为可电子半导体设备（称为光电二极管）检测光脉冲并将其转换为可重现为数据帧的电压。重现为数据帧的电压。物理层 连接通信无线介质无线介质常用适用于无线介质的数据通信标准：常用适用于无线介质的数据通信标准：标准标准 IEE
15、E 802.11-IEEE 802.11-通常也称为通常也称为 Wi-FiWi-Fi标准标准 IEEE 802.15IEEE 802.15通常称为通常称为“蓝牙蓝牙”标准标准 IEEE 802.16-IEEE 802.16-通常称为通常称为 WiMAXWiMAX全球移动通信系统全球移动通信系统 (GSM)(GSM)物理层 连接通信介质连接器介质连接器物理层 双绞线的制作与使用MDI和和MDIX接口接口MDIMDI接口：路由器以太网口，接口：路由器以太网口，PCPC网卡接口等网卡接口等MDIXMDIX接口：交换机接口，接口：交换机接口，HUBHUB接口，网桥接口等接口，网桥接口等同种类型接口使用交叉电缆，异种类型接口使用直通电缆同种类型接口使用交叉电缆，异种类型接口使用直通电缆某些厂商的设备支持某些厂商的设备支持端口端口MDIX自协商自协商