网络技术第2次课.ppt

第第第第2 2 2 2次次次次 计算机网络体系结构计算机网络体系结构计算机网络体系结构计算机网络体系结构第2章 目目 录录计算机网络体系结构计算机网络体系结构一TCP/IP参考模型参考模型二二三三OSI参考模型参考模型北京工业大学通州分校（一）网络体系结构产生的原因（一）网络体系结构产生的原因（二）体系结构或层次结构的优势（二）体系结构或层次结构的优势（三）分层结构的原则和工作原理（三）分层结构的原则和工作原理（四）分层结构相邻层的服务类型（四）分层结构相邻层的服务类型计算机网络体系结构计算机网络体系结构一北京工业大学通州分校先看一个现实通信的例子先看一个现实通信的例子写信人写信人邮局邮局运输部门运输部门收信人收信人邮局邮局甲地甲地乙地乙地（一）体系结构产生的原因（一）体系结构产生的原因北京工业大学通州分校（一）体系结构产生的原因（一）体系结构产生的原因　　 ***我们从连网的目的和实质谈起我们从连网的目的和实质谈起***１、网络通信面临的问题１、网络通信面临的问题：：•连接问题：连接问题：设备不同，接口不同，规则不同 ，如何连接？•地址问题：地址问题：发给谁？怎么找到对方？•数据问题：数据问题：计算机能看懂吗？对方也能看懂吗？（不同的操作系统)•传送问题：传送问题：怎么传？先传给谁，后传给谁？什么时候传？传错了怎么办？没到达怎么办？有保障措施没有？•。

为了解决上面这些问题，人们开始制定规则，对上述问题进行规则限制，以达到网络通信的目的，网络协议诞生了北京工业大学通州分校2、网络协议：、网络协议：–计算机网络中为进行数据通信而建立的一系列规则、标准或者约定，称为网络协议由语法、语义、定时关系组成复杂的网络通信问题在协议的作用下，貌似已经解决了）（一）体系结构产生的原因（一）体系结构产生的原因然而，左面的大的协议体如果有所改动，怎么办？人们对复杂事物的通常处理方法促使网络体系结构诞生了地址地址规则规则连接连接规则规则传送传送规则规则编码编码规则规则其他其他规则规则所有所有规则规则协议协议体体北京工业大学通州分校**为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计**3、网络体系结构的概念：、网络体系结构的概念： 网络的体系结构指的是网络的层次结构和协议的实现层次和协议的结合体，就叫做~~层次结构产生的最终原因是什么？协议最终在哪里？）（一）体系结构产生的原因（一）体系结构产生的原因北京工业大学通州分校中间节点物理通信设备A设备B中间节点应用层7-6层接口表示层6-5层接口会话层5-4层接口传输层4-3层接口网络层3-2层接口数据链路层2-1层接口物理层7654321应用层7-6层接口表示层6-5层接口会话层5-4层接口传输层4-3层接口网络层3-2层接口数据链路层2-1层接口物理层7654321对等协议（第7层）对等协议（第6层）对等协议（第5层）对等协议（第4层）网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层第3层第2层第1层第3层第3层第2层第1层第2层第1层一个分层结构的实例一个分层结构的实例北京工业大学通州分校（二）体系结构或层次结构的优势lA、各层相互独立，每层变化不会影响其他层，包括协议的变化和设备的变化，只要接口不变，就不会影响其他层。

lB、方便开发，同时能够促进网络标准化的发展lC、易于网络的维护lD、容易实现网络互联互通lE、使我们更加容易学习网络知识北京工业大学通州分校(三三)分层结构的原则工作原理分层结构的原则工作原理原则：层内功能内聚，层间松散耦合原理：l纵向通信:–在分层结构中，上层借助于下层提供的服务下层为上层提供服务l横向通信：–对应的分层协同工作，以保证能够完成通信工作北京工业大学通州分校（四）服务类型（四）服务类型l面向连接的服务–先建立连接再传输数据，之后再断开连接–数据传输过程中，数据包不需要携带目的地址–保证数据传输的可靠性l无连接的服务–不需要事先建立连接，直接发送数据–每个报文都带有完整的目的地址–不保证报文传输的可靠性–依靠的服务原语：请求、指示、响应、确认北京工业大学通州分校OSI OSI 协议模型协议模型通信通信协议协议协议协议分层分层OSI7OSI7层层模型模型通信的双方需要通信的双方需要“讲讲”相同的语言相同的语言网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性1978年，年，ISO组织发布了组织发布了OSI参考模型参考模型v OSI(Open System Interconnection)是开放的通信系统互联参考模型是开放的通信系统互联参考模型产生过程和原则二北京工业大学通州分校（一）（一）OSI体系结构图体系结构图（二）数据封装与解封装的过程（二）数据封装与解封装的过程（三）数据在网络中通信的过程（三）数据在网络中通信的过程（四）分层结构相邻层的服务类型（四）分层结构相邻层的服务类型OSI 协议模型协议模型二北京工业大学通州分校4.传输层传输层2.数据链路层数据链路层3.网络层网络层1.物理层物理层5.会话层会话层 6.表示层表示层 7.应用层应用层面向用户应用面向用户应用面向数据传输面向数据传输1.OSI的核心是两个终端用户在远程通讯网络中的通讯可以分成层，的核心是两个终端用户在远程通讯网络中的通讯可以分成层，每层有自己的功能集。

每层有自己的功能集2.层与层之间相互独立而又相互依靠（为什么分了层与层之间相互独立而又相互依靠（为什么分了7层？）层？）（一）（一）OSI体系结构图体系结构图1OSI/RM参参考考模模型型ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalAll People Seem To Need Data Processing.OSI的七层框架图的七层框架图2物理层协议物理层协议数据链路层协议数据链路层协议网络层协议网络层协议传输层协议传输层协议会话层协议会话层协议表示层协议表示层协议应用层协议应用层协议 比特流比特流 数据帧数据帧数据包数据包数据段数据段SPDUPPDUAPDU1 接口接口2 接口接口3 接口接口4 接口接口5 接口接口6 接口接口主机主机A A主机主机B B数据单元数据单元层层北京工业大学通州分校（二）数据的封装与解封装过程（二）数据的封装与解封装过程InternetHello!北京工业大学通州分校传输层 数据链路层物理层 网络层 数据数据数据数据传输层报头传输层报头数据数据网络层报头网络层报头数据数据数据链路层报头数据链路层报头0101110101001000010 表示层表示层应用层应用层会话层会话层数据段数据段Segment数据包数据包Packet比特比特Bit数据帧数据帧Frame协议数据单元协议数据单元端口号端口号源源IP+目的目的IP＋＋上层协议上层协议源源MAC+目的目的MAC将数据帧转换成高低电将数据帧转换成高低电平，即平，即“0”或或“1”代代码码数据封装数据封装北京工业大学通州分校IP包头包头数据的封装数据的封装Hello 比特比特 帧帧包包段段PDUHelloTCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层TCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层TCP/UDP头头HelloTCP/UDP头头高层数据高层数据FCS北京工业大学通州分校IP包头包头数据的解封装数据的解封装Hello 比特比特 帧帧 报文报文段段PDUHelloTCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层TCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层FCSTCP/UDP头头HelloTCP/UDP头头高层数据高层数据北京工业大学通州分校中间节点物理通信设备A设备B中间节点应用层7-6层接口表示层6-5层接口会话层5-4层接口传输层4-3层接口网络层3-2层接口数据链路层2-1层接口物理层7654321应用层7-6层接口表示层6-5层接口会话层5-4层接口传输层4-3层接口网络层3-2层接口数据链路层2-1层接口物理层7654321对等协议（第7层）对等协议（第6层）对等协议（第5层）对等协议（第4层）网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层第3层第2层第1层第3层第3层第2层第1层第2层第1层（三）数据在网络中的传输过程（三）数据在网络中的传输过程北京工业大学通州分校（四）（四）OSI的七层框架及功能的七层框架及功能名称功能实例应用层用户接口HTTPTelnet表示层数据的表现形式、特定功能的实现如-加密ASCII、EBCDICJPEG会话层对应用会话的管理、同步操作系统/应用读取传输层可靠与不可靠的传输、传输前的错误检测、流控TCP、UDP网络层提供逻辑地址、选路IP数据链路层成帧、用MAC地址访问媒介、错误检测与修正802.3 / 802.2HDLC物理层设备之间的比特流的传输、物理接口、电气特性等EIA/TIA-232V.35北京工业大学通州分校 从从OSIOSI参参考考模模型型的的确确定定说说起起，，与与OSIOSI参参考考模模型型不不同同，，TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构将将网网络络划划分分为为应应用用层层、、传传输输层层、、互互联联层层、、和和网网络络接接口口层层4 4层层 TCP/IPTCP/IP协议参考模型协议参考模型三北京工业大学通州分校（一）两个模型的对照图（一）两个模型的对照图（二）（二） TCP/IP模型网络协议分布图模型网络协议分布图（三）（三） TCP/IP与与OSI模型比较模型比较（四）（四） TCP/IP体系结构的特点体系结构的特点TCP/IP协议参考模型协议参考模型三北京工业大学通州分校（一）两模型的对照图（一）两模型的对照图1lTCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部为ARPANET开发的网络体系结构TCP/IPTCP/IP 4 4层模型层模型层模型层模型OSI 7层模型层模型TCP/IP 5层模型层模型北京工业大学通州分校两模型的对照图两模型的对照图2TCP/IP参考模型参考模型TCP/IP协议集协议集OSI参考模型参考模型Application应用层Telnet、、FTP、、SMTP、、HTTP、、Gopher、、SNMP、、DNS等等Application应用层应用层Presentation表示层表示层Session会话层会话层Transport传输层TCP、、UDPTransport传输层传输层Inter-network网间互联层网间互联层IP、、ARP、、RARP、、ICMP、、OSPF、、RIP、、IGMPNetwork网络层网络层Network Interface网络接口层网络接口层各种底层网络协议各种底层网络协议Data link数据链路层数据链路层Physic物理层物理层北京工业大学通州分校（二）（二）TCP/IP模型网络协议分布图模型网络协议分布图HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层………网络接口 1网络接口 2网络接口 3 ICMP ARP RARP北京工业大学通州分校（三）（三）TCP/IP与与OSI模型比较模型比较l相同点–两者都是以协议栈的概念为基础–协议栈中的协议彼此相互独立–下层对上层提供服务l不同点–OSI是先有模型；TCP/IP是先有协议，后有模型–OSI适用于各种协议栈；TCP/IP只适用于TCP/IP网络–层次数量不同北京工业大学通州分校（四）（四）TCP/IPTCP/IP体系结构的特点体系结构的特点l（1）开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。

l（2）独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，以及互联网中l（3）统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都有惟一的地址l（4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务l（自己总结TCP/IP各层的功能及使用的协议，后续课程还要重点讲解，其他的模型自己了解）北京工业大学通州分校分层模型分层模型下层对上层：提供服务下层对上层：提供服务同层之间：协议相同同层之间：协议相同协议分层协议分层OSI OSI 参考模型介绍参考模型介绍数据包封装与解封装过程数据包封装与解封装过程网络体系结构的产生网络体系结构的产生网络协议概念网络协议概念OSI 参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP与与OSIOSI模型的对比模型的对比本章总结本章总结OSI 7层模型包括哪层模型包括哪七层？七层？物理层、数据链路层、物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话网络层、传输层、会话层、表示层、应用层层、表示层、应用层TCP/IP模型与模型与OSI模型模型之间的层次对应关系之间的层次对应关系北京工业大学通州分校。