《【教学课件】第3章网络体系结构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【教学课件】第3章网络体系结构.ppt（58页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第3章章 网络体系结构网络体系结构 本章详细介绍两种网络体系结构模型：本章详细介绍两种网络体系结构模型：OSI参考模型参考模型和和TCP/IP参考模型。在此基础上介绍参考模型。在此基础上介绍TCP/IP参考模型参考模型中中IP地址以及子网掩码概念与组成地址以及子网掩码概念与组成。3.1 计算机网络体系结构基本概念计算机网络体系结构基本概念3.2 分层结构设计基本思想分层结构设计基本思想3.3 ISO/OSI参考模型参考模型3.4 TCP/IP参考模型参考模型3.5 IP地址地址3.6 子网掩码子网掩码3.7 域名系统域名系统13.1 计算机网络体系的基本概念计算机网络体系的基本概念1.协议协
2、议（Protocol）协议协议3要素：要素：语法、语义、时序语法、语义、时序语法语法（Syntax）：数据格式、编码和信号电平等，即用户：数据格式、编码和信号电平等，即用户 数据和控制信息的结构与格式。数据和控制信息的结构与格式。两个实体间控制数据交换规则的集合，即规定交流用语言、两个实体间控制数据交换规则的集合，即规定交流用语言、交流内容、交流方式及交流时间等必须遵守、相互接受的规则交流内容、交流方式及交流时间等必须遵守、相互接受的规则的集合。的集合。语义语义（Semantics）：用于协调和差错处理的控制信息，即：用于协调和差错处理的控制信息，即 发出何种控制信息及完成的动作和做出的响应。
3、发出何种控制信息及完成的动作和做出的响应。时序时序（Timing）：传输速率匹配和先后顺序，即对事件实现：传输速率匹配和先后顺序，即对事件实现 顺序的详细说明。顺序的详细说明。22.层（层（Layer）或级（）或级（Level）3.1 计算机网络体系的基本概念 层次是人们对复杂问题的处理方法，是网络体系结构的基本层次是人们对复杂问题的处理方法，是网络体系结构的基本单元，由一些实体（软件单元，由一些实体（软件/硬件）组成。硬件）组成。每一层均建立在其下一层之上，每一层的目的都是向上一层每一层均建立在其下一层之上，每一层的目的都是向上一层提供一定的提供一定的服务服务，但具体实现的细节对上一层屏蔽。
4、，但具体实现的细节对上一层屏蔽。3.网络体系结构网络体系结构（Network Architecture）层层与与协议协议的的集合集合，包括计算机网络的分层、各层协议与功能，包括计算机网络的分层、各层协议与功能以及层间的接口。以及层间的接口。同一体系结构的计算机系统易于互联在一起，而不同体系同一体系结构的计算机系统易于互联在一起，而不同体系结构的计算机系统需遵循某些结构的计算机系统需遵循某些规范标准规范标准以实现相互通信。以实现相互通信。33.2 分层结构设计的基本思想分层结构设计的基本思想1.协议的分层结构协议的分层结构对等进程对等进程（Peer）：对应层的实体，利用协议进行对应层的实体，利用
5、协议进行通信。通信。分层（层次）结构是指把一个复杂系统的设计问题分解成多分层（层次）结构是指把一个复杂系统的设计问题分解成多个层次分明的局部问题，并规定每一层次所必须解决的问题，个层次分明的局部问题，并规定每一层次所必须解决的问题，避免把所有功能都集中到一个软件中；避免把所有功能都集中到一个软件中；分层可使软件设计分层可使软件设计模块化模块化；分层把网络实体间的通信分为分层把网络实体间的通信分为对等关系对等关系和和客户客户/服务关系服务关系两个两个逻辑组。逻辑组。第第 1 层层第第 1 层层第第 1 层协议层协议第第 2 层层第第 2 层层第第 2 层协议层协议第第 3 层层第第 3 层层第第
6、 3 层协议层协议第第 4 层层第第 4 层层第第 4 层协议层协议物理介质物理介质层、协议和接口层、协议和接口 1/2 层接口层接口 2/3 层接口层接口 3/4 层接口层接口主机主机 1主机主机 243.2 分层结构设计的基本思想1.协议的分层结构协议的分层结构接口接口（Interface）存在于相邻层之间，定义下层存在于相邻层之间，定义下层向上层提供的向上层提供的原语操作原语操作和和服务服务。第第 1 层层第第 1 层层第第 1 层协议层协议第第 2 层层第第 2 层层第第 2 层协议层协议第第 3 层层第第 3 层层第第 3 层协议层协议第第 4 层层第第 4 层层第第 4 层协议层协
7、议物理介质物理介质层、协议和接口层、协议和接口 1/2 层接口层接口 2/3 层接口层接口 3/4 层接口层接口主机主机 1主机主机 2 上层仅利用下层接口提供的上层仅利用下层接口提供的功能，而不问实现功能的协议功能，而不问实现功能的协议和算法；和算法；下层仅使用上层传来下层仅使用上层传来的参数。此乃的参数。此乃层次间无关性层次间无关性。原语原语Primitive 供用户和其他供用户和其他实体访问该服务。实体访问该服务。原语原语含义含义请求请求Request一个实体希望得到某些操作的服务一个实体希望得到某些操作的服务指示指示Indication通知另一个实体，有某个事件发生通知另一个实体，有某
8、个事件发生响应响应Response另一个实体对事件的响应另一个实体对事件的响应证实证实Confirm返回对先前实体请求的响应返回对先前实体请求的响应53.2 分层结构设计的基本思想2.接口与服务接口与服务 服务提供者（服务提供者（Service Provide）为网络体系结构中上一层（为网络体系结构中上一层（第第 n+1 层层）提供服务的层（）提供服务的层（第第 n 层层），），第第 n+1 层层则称为服务用户（则称为服务用户（Service User）。）。服务接入点（服务接入点（Service Access Point，SAP）服务用户（服务用户（第第 n+1 层层）可以访）可以访问服务提
9、供者（问服务提供者（第第 n 层层）的地方；）的地方；第第 n+1 层层第第 n 层层SAPICISDU报头报头 SDUn-PDUICI SDUIDUIDU 接口数据单元接口数据单元SDU服务数据单元服务数据单元ICI 接口控制信息接口控制信息PDU协议数据单元协议数据单元 每个每个SAP均有唯一的地址，均有唯一的地址，相当于电话系统中的相当于电话系统中的电话号码电话号码或或 邮政系统中的邮政系统中的街名街名与与信箱号信箱号。63.2 分层结构设计的基本思想3.面向连接的服务和无连接服务面向连接的服务和无连接服务 面向连接的服务（面向连接的服务（Connection-oriented Serv
10、ice）以电话系统为模式，即先建立连接、使用连接传送数据、以电话系统为模式，即先建立连接、使用连接传送数据、释放连接。数据按发送端相同的顺序接收。释放连接。数据按发送端相同的顺序接收。无连接服务（无连接服务（Connection Service）以邮政系统为模式，即每个报文（信件）带有完整的目的以邮政系统为模式，即每个报文（信件）带有完整的目的地址，并独立于其他报文，经由系统选定的路线传输。接收地址，并独立于其他报文，经由系统选定的路线传输。接收到的先后顺序可能与发送时不一致。到的先后顺序可能与发送时不一致。服务质量（服务质量（Quality of Service）评价每一种服务的特性。如评价
11、每一种服务的特性。如 面向连接的可靠性服务（面向连接的可靠性服务（报文报文序列序列或或字节流字节流）；由确认引起的延迟不可接受（）；由确认引起的延迟不可接受（电话电话或或传输传输电影电影）；不可靠数据包（电报）；不可靠数据包（电报/邮件）；有确认数据包（挂号邮件）；有确认数据包（挂号件件/电子商务）；问答请求（数据搜索）。电子商务）；问答请求（数据搜索）。73.2 分层结构设计的基本思想4.服务与协议的关系服务与协议的关系 服务是各层向服务是各层向上层上层提供的一组原语（提供的一组原语（操作操作）；而协议是定义）；而协议是定义 同层同层对等实体之间交换的帧、分组或报文的格式及其意义的对等实体之
12、间交换的帧、分组或报文的格式及其意义的 一组一组规则规则。服务只定义在一个目标上执行的操作（服务只定义在一个目标上执行的操作（功能功能），但不说明该），但不说明该 如何实现；协议关系到服务的实现，但对服务的用户来说是如何实现；协议关系到服务的实现，但对服务的用户来说是 不可见的。不可见的。同一服务可由不同协议实现，服务与协议应能同一服务可由不同协议实现，服务与协议应能完全分离完全分离，即，即 实现两者的实现两者的无关性无关性。（。（OSI之前的协议未能实现无关性要求）之前的协议未能实现无关性要求）83.3 ISO/OSI参考模型参考模型1.OSI/RM的层次结构（开放系统互联参考模型）的层次结
13、构（开放系统互联参考模型）2.（Open System Interconnection/Reference Model）层次结构方法要解决的问题层次结构方法要解决的问题 网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能）（分层与功能）层次结构方法包括三个内容：层次结构方法包括三个内容：分层及每层功能，服务分层及每层功能，服务与层间接口，协议。与层间接口，协议。各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口）（服务与接口）通信双方的数据传输要遵循哪些规则？通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）（
14、协议）93.3 ISO/OSI参考模型1.OSI参考模型的层次结构参考模型的层次结构应用层应用层 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 Network7 76 65 54 43 32 21 1处理网络应用处理网络应用数据表示数据表示主机间通信主机间通信端到端的连接端到端的连接寻址和最短路径寻址和最短路径介质访问（接入）介质访问（接入）二进制传输二进制传输 定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系以及各层定义了开放系统的层次结构
15、、层次之间的相互关系以及各层 所包括的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层所包括的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层 协议的制定，也是对网络内部结构最精炼的概括与描述；协议的制定，也是对网络内部结构最精炼的概括与描述；103.3 ISO/OSI参考模型1.OSI参考模型的层次结构参考模型的层次结构 划分划分7个层次的主要原则：个层次的主要原则：1)根据不同层次的抽象分层；根据不同层次的抽象分层；2)每层应实行一个定义明确的功能；每层应实行一个定义明确的功能；3)每层功能的选择应有助于制定网络协议的国际标准；每层功能的选择应有助于制定网络协议的国际标准；4)各层边界的选择应尽量
16、避免跨接口的通信量；各层边界的选择应尽量避免跨接口的通信量；5)层数应足够多，以避免不同功能混杂在同一层，但也不能层数应足够多，以避免不同功能混杂在同一层，但也不能太多，否则体系结构会过于庞大。太多，否则体系结构会过于庞大。服务定义详细说明了各层所提供的服务；服务定义详细说明了各层所提供的服务；各种协议定义了应当发送什么样的信息以及用什么样的过程各种协议定义了应当发送什么样的信息以及用什么样的过程 来解释该控制信息。来解释该控制信息。112.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能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表示层表示层会话层会话层应用层应用层网络层网络层数据链路
17、层数据链路层物理层物理层传输层传输层表示层表示层会话层会话层应用层应用层物理层物理层中继器、集线器中继器、集线器 物理层（物理层（Physical Layer）建立在物理媒体（双绞线、同轴电缆、光纤等）之上，为建立在物理媒体（双绞线、同轴电缆、光纤等）之上，为上一层（数据链路层）提供物理连接，透明地上一层（数据链路层）提供物理连接，透明地传送比特流传送比特流；在在电缆段间电缆段间复制复制比特信号比特信号3.3 ISO/OSI参考模型122.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能 物理层（物理层（Physical Layer）定义定义1、0的表示电压（或光强度）及其持续时间；的表示电压（或光
18、强度）及其持续时间；关于物理层互联的问题有许多标准，如美国电子工业协会关于物理层互联的问题有许多标准，如美国电子工业协会 （EIA）的）的 RS-232、RS-422、RS-423、RS-485等，国际电报等，国际电报 电话咨询委员会（电话咨询委员会（CCITT）的）的 X.25、X.75、X.21等。等。连接的建立与拆除、全双工或半双工传输；连接的建立与拆除、全双工或半双工传输；接插件的针数、排列顺序、尺寸及用途（机械特性）；接插件的针数、排列顺序、尺寸及用途（机械特性）；信号的阻抗、电压、波形、速率等电气性能及数据电路、信号的阻抗、电压、波形、速率等电气性能及数据电路、控制电路、时钟电路等
19、；控制电路、时钟电路等；针对特定的物理传输介质如何进行光或电的转换等问题；针对特定的物理传输介质如何进行光或电的转换等问题；3.3 ISO/OSI参考模型13 数据链路层（数据链路层（Data Link Layer）建立在比特流传输基础之上，在通信实体间建立数据链路建立在比特流传输基础之上，在通信实体间建立数据链路连接、以帧为单位传输数据，采用差错控制、流量控制方法连接、以帧为单位传输数据，采用差错控制、流量控制方法使有差错的物理线路变为无差错的数据链路；使有差错的物理线路变为无差错的数据链路；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表示层表示层会话层会话层应用层应用层网络层网
20、络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层表示层表示层会话层会话层应用层应用层物理层物理层网桥、交换机网桥、交换机数据链路层数据链路层在在网段间网段间转发转发数据帧数据帧（根据物理地址）（根据物理地址）链路管理链路管理 交换必要的信息来建立、维持和释放数据链路；交换必要的信息来建立、维持和释放数据链路；3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能14 数据链路层（数据链路层（Data Link Layer）数据帧数据帧：报文（：报文（Message）经分块而成的包（）经分块而成的包（Packet）+实现实现 差错控制及首尾分界标志的差错控制及首尾分界标志的
21、“封皮封皮”，如，如以太网以太网帧格式帧格式前同步码前同步码Preamble目标地址目标地址Destination Add.源地址源地址Source Add.类型类型/长度长度Type Field数据字段数据字段Data FieldCRC校验码校验码Cyclical Redundancy Check64位位48位位48位位16位位可变长度可变长度32位位用于同步和分离用于同步和分离跨网络移动的数据包跨网络移动的数据包用于定义包含于用于定义包含于数据字段中的协议类型数据字段中的协议类型差错控制差错控制 重发错误帧直至该帧正确接收为止；重发错误帧直至该帧正确接收为止；流量控制流量控制 发送端调整发
22、送速率使得接收端来得及接收，以发送端调整发送速率使得接收端来得及接收，以 防止接收端缓冲区溢出。防止接收端缓冲区溢出。3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能15 网络层（网络层（Network Layer）选择选择合适的路由合适的路由，使发送端的传输层所传下来的分组能正确，使发送端的传输层所传下来的分组能正确无误地按照地址找到目的端，并交付给目的端的传输层；无误地按照地址找到目的端，并交付给目的端的传输层；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表示层表示层会话层会话层应用层应用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表示
23、层表示层会话层会话层应用层应用层物理层物理层路由器路由器数据链路层数据链路层网络层网络层在在网络间网络间转发转发报文分组报文分组（根据逻辑地址）（根据逻辑地址）数据传送单位是数据传送单位是分组分组或或包包，由数据和源、目的地址组成。，由数据和源、目的地址组成。3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能16 网络层（网络层（Network Layer）拥塞控制机制拥塞控制机制 避免网络中因过多分组而相互阻塞通路形成避免网络中因过多分组而相互阻塞通路形成 瓶颈的现象出现；瓶颈的现象出现；记账功能记账功能 对分组数、字符数或比特数进行记录，以便生成对分组数、字符数或
24、比特数进行记录，以便生成 账单；账单；异种网络互联异种网络互联 对跨越网络的分组传输，需解决可能的寻址对跨越网络的分组传输，需解决可能的寻址 方法转换、分组长短转换、网络协议转换等方法转换、分组长短转换、网络协议转换等 问题。问题。地址转换地址转换 将分组的逻辑地址和名称转换为物理地址；将分组的逻辑地址和名称转换为物理地址；寻址功能寻址功能 确定从源端到目的端的路径；按确定从源端到目的端的路径；按静态路由表静态路由表决定决定 或或 会话会话开始开始时刻时刻决定决定 或或 根据网络负载状况灵活根据网络负载状况灵活 地（地（动态动态）决定每一个分组的路由。）决定每一个分组的路由。3.3 ISO/O
25、SI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能17 传输层（传输层（Transport Layer）负责负责端到端端到端节点之间的数据传输和控制，节点之间的数据传输和控制，连接不同体系的连接不同体系的网络网络，发挥，发挥承上承上（面向用户主机的（面向用户主机的3层）层）启下启下（面向网络通信（面向网络通信的的3层）的作用。层）的作用。数据传送单位为数据传送单位为报文报文，如报文较长，则先行，如报文较长，则先行分割成组分割成组（包包）再交由传输层。再交由传输层。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表示层表示层会话层会话层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层
26、物理层物理层传输层传输层表示层表示层会话层会话层应用层应用层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层网关网关3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能18 传输层（传输层（Transport Layer）传输连接服务传输连接服务 以可靠、经济的方式为两个端系统的会话以可靠、经济的方式为两个端系统的会话 建立、维持和拆除连接，透明地传输报文。建立、维持和拆除连接，透明地传输报文。数据传输服务数据传输服务 在两个端系统间提供数据交换方法，透明地在两个端系统间提供数据交换方法，透明地 传输报文，并在规定的时间间隔内被确认。传输报文，并在规定的时间间隔内被确认。多
27、路复用多路复用 将几个将几个报文流报文流多路复用到一条通道上。多路复用到一条通道上。流量控制流量控制 使高速主机不会发生过快地向低速主机传输数据使高速主机不会发生过快地向低速主机传输数据 的现象。（与路由器之间的流量控制不同）的现象。（与路由器之间的流量控制不同）3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能19 会话层（会话层（Sessions Layer）在两个节点（可以是不同类型的计算机）之间在两个节点（可以是不同类型的计算机）之间建立建立、维护维护和和释放释放面向用户的面向用户的连接连接，并对，并对会话会话进行进行管理和控制管理和控制，以保证会话，以保证会
28、话数据的可靠性。数据的可靠性。在会话层及以上的更高层中，数据传输单位未另取名，一般在会话层及以上的更高层中，数据传输单位未另取名，一般可称为可称为报文报文。3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能管理对话管理对话 允许信息同时双向传送，或任一时刻只能单向传允许信息同时双向传送，或任一时刻只能单向传 送；送；令牌管理令牌管理 保证双方不能同时进行同样的操作，持有令牌保证双方不能同时进行同样的操作，持有令牌 的一方可以执行某种关键操作。令牌可在会话的一方可以执行某种关键操作。令牌可在会话 双方进行交换。双方进行交换。20 会话层（会话层（Sessions Lay
29、er）3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能 目前很多网络没有定义会话层。目前很多网络没有定义会话层。同步服务同步服务 在数据流中在数据流中插入检查点插入检查点来保护用户任务之间的来保护用户任务之间的 同步；检查点将会话同步；检查点将会话分割分割成明显的成明显的会话会话单元，单元，在出现传输故障时仅需从最后一个检查点开始在出现传输故障时仅需从最后一个检查点开始 重传数据。重传数据。验证用户之间的连接，包括口令和登录确认；验证用户之间的连接，包括口令和登录确认；控制数据交换，决定以何种顺序将对话单元传送到传输层，控制数据交换，决定以何种顺序将对话单元传送到传
30、输层，以及在传输过程的哪一点需要接收端的确认；以及在传输过程的哪一点需要接收端的确认；协调数据发送方的发送时间和数据包大小；协调数据发送方的发送时间和数据包大小；允许两个应用程序跨网络通信；允许两个应用程序跨网络通信；21 表示层（表示层（Presentation Layer）负责处理两个通信系统中负责处理两个通信系统中交换信息的表示交换信息的表示方式。包括数据方式。包括数据格式的变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能；格式的变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能；提供了一种对不同控制码、字符集和图形字符等的解释，而提供了一种对不同控制码、字符集和图形字符等的解释，而这种解释是使两台设
31、备都能以相同方式理解相同的传输内容所这种解释是使两台设备都能以相同方式理解相同的传输内容所必须的必须的。3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能 表示层以下只关心可靠地传输比特流，而表示层关心的是表示层以下只关心可靠地传输比特流，而表示层关心的是所传输的信息的语法和语义；所传输的信息的语法和语义；不同的机器用不同的代码表示字符串不同的机器用不同的代码表示字符串（如如ASCII和和Unicode）、整型整型（如二进制反码和二进制补码如二进制反码和二进制补码）等；等；22 应用层（应用层（Application Layer）OSI模型的最高层，应用程序访问网络服
32、务的窗口。直接支模型的最高层，应用程序访问网络服务的窗口。直接支持用户的应用程序，如文件传输、数据库访问和电子邮件等。持用户的应用程序，如文件传输、数据库访问和电子邮件等。3.3 ISO/OSI参考模型2.OSI参考模型的各层功能参考模型的各层功能 负责两个应用程序或进程之间通信的建立负责两个应用程序或进程之间通信的建立、同步、错误纠正、同步、错误纠正 和控制数据完整性过程的协商；和控制数据完整性过程的协商；包括大量的应用协议，如远程登录（包括大量的应用协议，如远程登录（Telnet）、简单邮件传输）、简单邮件传输 协议（协议（SMTP）、简单网络管理协议（）、简单网络管理协议（SNMP）和超
33、文本传输）和超文本传输 协议（协议（HTTP）等；）等；提供网络服务，包括文件服务、打印服务、报文服务提供网络服务，包括文件服务、打印服务、报文服务MHS、目录服务目录服务DS、网络管理以及数据库服务等。、网络管理以及数据库服务等。233.3 ISO/OSI参考模型3.OSI参考模型中各层之间的通信参考模型中各层之间的通信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表示层表示层会话层会话层应用层应用层Bits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表示层表示层会话层会话层应用层应用层DataDHDTDataNHDataTHDataSHDataPHDataAHData
34、应用协议应用协议表示协议表示协议会话协议会话协议传输协议传输协议发送进程发送进程接收进程接收进程243.4 TCP/IP参考模型参考模型1.TCP/IP的起源与发展的起源与发展TCP/IP：传输协议（：传输协议（Transmission Control Protocol）和网际）和网际 协议（协议（Internet Protocol）簇；）簇；该组通信协议的代名词，因特网的核心；该组通信协议的代名词，因特网的核心；既提供通信服务（如文件传输、电子邮件、远程既提供通信服务（如文件传输、电子邮件、远程 登录），又提供数据传输和路由。登录），又提供数据传输和路由。源于美国国防部高级研究规划署（源于美
35、国国防部高级研究规划署（DARPA）的一项研究计划）的一项研究计划 实现若干台主机的相互通信；实现若干台主机的相互通信；最初称为最初称为网络控制协议网络控制协议（Network Control Protocol,NCP）；）；1973年引入年引入TCP，1981年引入年引入IP构成构成TCP/IP簇，簇，1982年取代年取代 NCP；现为；现为Internet上通信的标准。上通信的标准。25 TCP/IP模型的层次结构：网络接口、网际、传输、应用层模型的层次结构：网络接口、网际、传输、应用层3.4 TCP/IP参考模型2.TCP/IP参考模型参考模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传
36、输层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层7 76 65 54 43 32 21 1OSI体系结构体系结构应用层应用层传输层传输层网络接口层网络接口层网际层网际层TCP/IP协议协议TCP/IP协议簇与协议簇与OSI体系结构的关系体系结构的关系7 76 65 54 43 32 21 1 网络接口层网络接口层（Network Interface）最低层，负责接收来最低层，负责接收来自自网络层网络层的的IP数据包数据包并并将将IP数据通过数据通过底层物理底层物理网网发送出去；或从底层发送出去；或从底层物理网络上接收物理网络上接收物理帧物理帧并抽出并抽出IP数据包，交给数据包，交给网络层；网络
37、层；由由网络接口卡网络接口卡及驱动及驱动程序实现网络互联。程序实现网络互联。263.4 TCP/IP参考模型2.TCP/IP参考模型参考模型 网际层（网际层（Internet）负责处理来自传输层的负责处理来自传输层的分组发送请求分组发送请求，同时负责从网络接口，同时负责从网络接口层接收的层接收的IP数据包数据包；为分组提供最佳为分组提供最佳路径路径的的选择选择（通过检查网络拓扑结构）和（通过检查网络拓扑结构）和交换功能交换功能，并使这一过程与它们经过的路径和网络无关。，并使这一过程与它们经过的路径和网络无关。常用协议常用协议：网际协议（网际协议（IP）负责通过网络负责通过网络交付数据包交付数据
38、包、主机间数据包的、主机间数据包的路由路由和主机和主机寻址寻址；数据包是有限长的，包括报头（源数据包是有限长的，包括报头（源/目的地址、报文长度等）目的地址、报文长度等）以及数据，报头信息由接收端系统的主机和路由器处理；以及数据，报头信息由接收端系统的主机和路由器处理；确定主机和路由器处理分组的规则，以及产生差错报文后的确定主机和路由器处理分组的规则，以及产生差错报文后的处理方法；处理方法；273.4 TCP/IP参考模型2.TCP/IP参考模型参考模型 网际层（网际层（Internet）常用协议常用协议：网际控制报文协议（网际控制报文协议（ICMP）：）：传送各类消息，包括与包交付有关的错误
39、报告；传送各类消息，包括与包交付有关的错误报告；地址解析协议（地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）：）：将将IP地址（逻辑地址）解析为物理地址（地址（逻辑地址）解析为物理地址（MAC）；）；反向地址解析协议（反向地址解析协议（Reverse ARP，RARP）：）：通过通过RARP广播将物理地址（广播将物理地址（MAC）解析为逻辑地址。）解析为逻辑地址。网际协议（网际协议（IP）每个主机和路由器保持一张每个主机和路由器保持一张路由选择表路由选择表，对每个可能的目的，对每个可能的目的网络，路径选择给出网络，路径选择给出IP数据包应该送往数据包应该送往下一
40、个路由器的地址下一个路由器的地址及及到达目的到达目的地址的地址的步数步数；283.4 TCP/IP参考模型2.TCP/IP参考模型参考模型 传输层（传输层（Transport）负责主机到主机，即端对端通信。提供确认、差错控制和负责主机到主机，即端对端通信。提供确认、差错控制和流量控制等机制，以确保数据传输的可靠性；必要时将数据流量控制等机制，以确保数据传输的可靠性；必要时将数据分成较小的单元。分成较小的单元。常用协议常用协议：传输控制协议（传输控制协议（TCP）通过消息分段、差错检验及恢复等手段提供可靠的数据传输。通过消息分段、差错检验及恢复等手段提供可靠的数据传输。用户数据包协议（用户数据包
41、协议（User Datagram Protocol，UDP）面向无连接的不可靠的传输层协议。提供高效数据包传送，面向无连接的不可靠的传输层协议。提供高效数据包传送，不保证传送被完成；运用不保证传送被完成；运用UDP的应用程序需执行自己的错误的应用程序需执行自己的错误检验和恢复。检验和恢复。293.4 TCP/IP参考模型2.TCP/IP参考模型参考模型 应用层（应用层（Application）最高层，为用户提供网络应用，并为应用提供网络支撑服务最高层，为用户提供网络应用，并为应用提供网络支撑服务即将用户数据发送数据至低层、为应用程序提供网络接口；即将用户数据发送数据至低层、为应用程序提供网络接
42、口；处理高层协调、数据表达和对话控制任务等。处理高层协调、数据表达和对话控制任务等。常用协议常用协议：超文本传输协议（超文本传输协议（HTTP）：）：WWW服务；服务；网络终端协议（网络终端协议（TELNET）：互联网络中的远程登录；）：互联网络中的远程登录；文件传输协议（文件传输协议（FTP）：互联网络中交互式文件传输；）：互联网络中交互式文件传输；简单邮件传输协议（简单邮件传输协议（SMTP）：互联网络中电子邮件传送；）：互联网络中电子邮件传送；域名服务（域名服务（DNS）：实现网络设备名字与）：实现网络设备名字与IP地址的映射；地址的映射；简单网络管理协议（简单网络管理协议（SNMP）：
43、管理程序与代理程序间通信。）：管理程序与代理程序间通信。303.4 TCP/IP参考模型2.TCP/IP参考模型参考模型 应用层（应用层（Application）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 313.4 TCP/IP参考模型3.OSI模型与模型与TCP/IP参考模型的比较参考模型的比较相似点相似点：均属层次结构模型；均属层次结构模型；最低层均面向通信子网；最低层均面向通信子网；
44、相似的传输层和网络层；相似的传输层和网络层；最高层都是向各种用户应用进程提供服务的应用层。最高层都是向各种用户应用进程提供服务的应用层。不同点不同点：两者所划分的层次数不同，两者所划分的层次数不同，TCP/IP中没有表示层和会话层；中没有表示层和会话层；TCP/IP没有明确规定通信子网的协议，也不再区分通信子网没有明确规定通信子网的协议，也不再区分通信子网 中的物理层和数据链路层，均包含在网络接口层中；中的物理层和数据链路层，均包含在网络接口层中；OSI模型的网络层和模型的网络层和TCP/IP模型的传输层均提供面向连接和模型的传输层均提供面向连接和 无连接服务，但无连接服务，但OSI模型中传输
45、层仅有面向连接的通信，而模型中传输层仅有面向连接的通信，而 TCP/IP模型中网络层仅支持无连接的服务。模型中网络层仅支持无连接的服务。323.5 IP地址地址1.物理地址与逻辑地址物理地址与逻辑地址 物理地址物理地址MAC（Medium/Media Access Control，媒介访问控制媒介访问控制）网络中进行通信的任一设备（如网络中进行通信的任一设备（如 网络适配器网络适配器 或或 路由器）的路由器）的编码；由设备制造商植入硬件中。编码；由设备制造商植入硬件中。示例示例：45-33-e7-68-01-00，前前3位属供应商代码，位属供应商代码，后后3位属设备代码。位属设备代码。如如 以
46、太网以太网中物理地址由中物理地址由24位供应商代码（位供应商代码（Vendor Code）和）和24位设备代码组合而成，确保位设备代码组合而成，确保全世界范围内每台设备均有全世界范围内每台设备均有独一无二的独一无二的48位物理地址。位物理地址。网络适配器网络适配器333.5 IP地址1.物理地址与逻辑地址物理地址与逻辑地址 逻辑地址逻辑地址 在整个在整个Internet范围内唯一的、与物理地址无关的范围内唯一的、与物理地址无关的虚拟地址虚拟地址，由软件来提供和维护。由软件来提供和维护。（IP地址地址）IP地址类似于电话网中的电话号码，是每个主机和网络设备地址类似于电话网中的电话号码，是每个主机
47、和网络设备的地址号码。的地址号码。物理地址物理地址（MAC地址地址）物理地址只能将数据传输到与发送数据的网络设备物理地址只能将数据传输到与发送数据的网络设备直接连接直接连接的接收设备上。的接收设备上。343.5 IP地址2.IP地址结构与分类地址结构与分类 32位二进制数；屏蔽不同物理网络的地址差异；位二进制数；屏蔽不同物理网络的地址差异；层次结构；分为层次结构；分为网络地址网络地址（网络（网络ID）和）和主机地址主机地址（主机（主机ID）两部分；两者形成完整的两部分；两者形成完整的IP地址；地址；网络地址网络地址指明主机所在的网络，为路由器提供主机所在网络指明主机所在的网络，为路由器提供主机
48、所在网络 的信息，以便路由器在通信子网中为的信息，以便路由器在通信子网中为IP分组选择合适的路径；分组选择合适的路径；网络地址部分（网络地址部分（网号网号）在一个）在一个IP网络中是固定不变的；主机网络中是固定不变的；主机 ID部分分配给部分分配给IP网络内的主机，每台主机在网络内的主机，每台主机在IP网内的网内的主机号主机号 是唯一的；是唯一的；当一个主机同时连到两个网络上时，该主机就必须同时具有当一个主机同时连到两个网络上时，该主机就必须同时具有 两个相应的两个相应的IP地址，其网络地址不同，此乃地址，其网络地址不同，此乃多地址主机多地址主机。353.5 IP地址2.IP地址结构与分类地址
49、结构与分类 以点分十进制（以点分十进制（Dotted Decimal Notation）法表示；）法表示；4个个8位二进制数（位二进制数（4个个8位组），每个位组），每个8位组用句点（位组用句点（.）隔开，）隔开，每个每个8位组用位组用0255之间的十进制数表示。之间的十进制数表示。示例示例：本人办公室计算机：本人办公室计算机IP地址地址，用，用4个个8位位 二进制表示为：二进制表示为：11010011 01000101 11000001 10000101 分为基本型分为基本型A类类、B类类、C类类和特殊型和特殊型D类类、E类类；地址结构对应网络地址结构对应网络 的层次结构。的层次结构。Int
50、ernet子网子网m子网子网1网络网络n网络网络1主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机130.1.0.0130.n.*.*130.1.m.11130.1.1.1130.1.m.0130.1.1.0130.n.0.0363.5 IP地址2.IP地址结构与分类地址结构与分类（用于用于大型网络大型网络）A类地址类地址 总是将高位（第一个总是将高位（第一个8位组的首位）设置为位组的首位）设置为0；第一个第一个8位组指定网络位组指定网络ID，后，后3个个8位组（位组（24位）指定主机位）指定主机ID；网络网络ID主机主机ID008162432 第一个第一个8位组中仅位组中仅7位可创建独一无二