計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第三章計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、教學重點和難點：教學重點和難點：u OSIOSI模型七層功能及其關(guān)系；模型七層功能及其關(guān)系；u OSIOSI的相鄰層之間通信的過程；的相鄰層之間通信的過程；u 不同計算機上同等層之間的通信過程；不同計算機上同等層之間的通信過程；u ISO/OSIISO/OSI數(shù)據(jù)封裝與解封裝的過程；數(shù)據(jù)封裝與解封裝的過程；u TCP/IPTCP/IP模型體系結(jié)構(gòu)；模型體系結(jié)構(gòu)；u TCP/IPTCP/IP數(shù)據(jù)封裝與解封裝的過程。數(shù)據(jù)封裝與解封裝的過程。第第3章章 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（1 1）發(fā)起通信的計算機必須將數(shù)據(jù)通信的通路進行激活）發(fā)起通信的計算機必須將數(shù)據(jù)通信的通路進行激活（Activ

2、ateActivate）。）。（2 2）要告訴網(wǎng)絡(luò)如何識別接收數(shù)據(jù)的計算機。）要告訴網(wǎng)絡(luò)如何識別接收數(shù)據(jù)的計算機。（3 3）發(fā)起通信的計算機必須查明對方計算機是否已準備）發(fā)起通信的計算機必須查明對方計算機是否已準備好接收數(shù)據(jù)。好接收數(shù)據(jù)。（4 4）發(fā)起通信的計算機必須弄清楚，在對方計算機中的）發(fā)起通信的計算機必須弄清楚，在對方計算機中的文件管理程序是否已做好文件接收和存儲文件的準備工作。文件管理程序是否已做好文件接收和存儲文件的準備工作。3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述 （5 5）若計算機的文件格式不兼容，則至少其中的一個計）若計算機的文件格式不兼容，則至少其中的一個計算機

3、應完成格式轉(zhuǎn)換功能。算機應完成格式轉(zhuǎn)換功能。（6 6）對出現(xiàn)的各種差錯和意外事故，如數(shù)據(jù)傳送錯誤、）對出現(xiàn)的各種差錯和意外事故，如數(shù)據(jù)傳送錯誤、重復或丟失，網(wǎng)絡(luò)中某個結(jié)點出故障等，應當有可靠的措施重復或丟失，網(wǎng)絡(luò)中某個結(jié)點出故障等，應當有可靠的措施保證對方計算機最終能夠收到正確的文件。保證對方計算機最終能夠收到正確的文件。3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述1. 1. 實體與對等實體實體與對等實體3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述2. 2. 通信協(xié)議通信協(xié)議3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述

4、3. 3. 服務與接口服務與接口3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述4. 4. 服務類型服務類型 3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述5. 5. 服務原語服務原語 3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述3.2 ISO/OSIISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型 1 1物理層物理層(Physical Layer)(Physical Layer)物理層位于物理層位于OSIOSI參考模型的最低層，它直接面參考模型的最低層，它

5、直接面向原始比特流的傳輸。為了實現(xiàn)原始比特流的物向原始比特流的傳輸。為了實現(xiàn)原始比特流的物理傳輸，物理層必須解決好包括傳輸介質(zhì)、信道理傳輸，物理層必須解決好包括傳輸介質(zhì)、信道類型、數(shù)據(jù)與信號之間的轉(zhuǎn)換、信號傳輸中的衰類型、數(shù)據(jù)與信號之間的轉(zhuǎn)換、信號傳輸中的衰減和噪聲等在內(nèi)的一系列問題。減和噪聲等在內(nèi)的一系列問題。3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型2 2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)(Data Link Layer)數(shù)據(jù)鏈路層涉及相鄰結(jié)點之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層涉及相鄰結(jié)點之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層通過加強物理層傳輸原始比特的功能，使

6、數(shù)據(jù)鏈路層通過加強物理層傳輸原始比特的功能，使之對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無錯線路。為了能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰之對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無錯線路。為了能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰結(jié)點之間無差錯的數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)點之間無差錯的數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)傳輸過程中提供了確認、差錯控制和流量控制等機制。過程中提供了確認、差錯控制和流量控制等機制。 3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型3 3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)(Network Layer)網(wǎng)絡(luò)中的兩臺計算機進行通信時，中間可能網(wǎng)絡(luò)中的兩臺計算機進行通信時，中間可能要經(jīng)過許多中間結(jié)點甚至不同的通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)要經(jīng)過許多中間結(jié)點甚至

7、不同的通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的任務就是在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑層的任務就是在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠通過所選，使發(fā)送端傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠通過所選擇的路徑到達目的端。擇的路徑到達目的端。 3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型5 5會話層會話層(Session Layer)(Session Layer)會話層的主要功能是在兩個結(jié)點間建立、維護和會話層的主要功能是在兩個結(jié)點間建立、維護和釋放面向用戶的連接，并對會話進行管理和控制，保釋放面向用戶的連接，并對會話進行管理和控制，保證會話數(shù)據(jù)可靠傳送。證會話數(shù)據(jù)可靠傳送。在會話層和傳輸

8、層都提到了連接，那么會話連接在會話層和傳輸層都提到了連接，那么會話連接和傳輸連接到底有什么區(qū)別呢？會話連接和傳輸連接和傳輸連接到底有什么區(qū)別呢？會話連接和傳輸連接之間有三種關(guān)系：一對一關(guān)系，即一個會話連接對應之間有三種關(guān)系：一對一關(guān)系，即一個會話連接對應一個傳輸連接；一對多關(guān)系，一個會話連接對應多個一個傳輸連接；一對多關(guān)系，一個會話連接對應多個傳輸連接；多對一關(guān)系，多個會話連接對應一個傳輸傳輸連接；多對一關(guān)系，多個會話連接對應一個傳輸關(guān)系。關(guān)系。3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型6 6表示層表示層(Presentation Layer)(Presentation L

9、ayer)OSIOSI模型中，表示層以下的各層主要負責數(shù)據(jù)模型中，表示層以下的各層主要負責數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時不出錯。但數(shù)據(jù)的傳輸沒有出錯，在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時不出錯。但數(shù)據(jù)的傳輸沒有出錯，并不代表數(shù)據(jù)所表示的信息不會出錯。表示層專門并不代表數(shù)據(jù)所表示的信息不會出錯。表示層專門負責有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中計算機信息表示方式的問題。表示負責有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中計算機信息表示方式的問題。表示層負責在不同的數(shù)據(jù)格式之間進行轉(zhuǎn)換操作，以實層負責在不同的數(shù)據(jù)格式之間進行轉(zhuǎn)換操作，以實現(xiàn)不同計算機系統(tǒng)間的信息交換?，F(xiàn)不同計算機系統(tǒng)間的信息交換。 3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型 基于基于ASCIIASCII

10、碼的計算機將信息碼的計算機將信息“HELLO”HELLO”的的ASCIIASCII編碼發(fā)編碼發(fā)送出去。但因為接收方使用送出去。但因為接收方使用EBCDICEBCDIC編碼，所以數(shù)據(jù)必須編碼，所以數(shù)據(jù)必須加以轉(zhuǎn)換。因此，傳送的是十六進制字符加以轉(zhuǎn)換。因此，傳送的是十六進制字符48454C4C4F48454C4C4F，接收到的卻是接收到的卻是C8C5D3D3D6C8C5D3D3D6?；诨贏SCIIASCII碼的計算機碼的計算機基于基于EBCDICEBCDIC碼的計算機碼的計算機3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型7 7應用層應用層(Application Layer)

11、(Application Layer)應用層是應用層是OSIOSI參考模型中最靠近用戶的一層，負責參考模型中最靠近用戶的一層，負責為用戶的應用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務。應用層還包含大量為用戶的應用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務。應用層還包含大量的應用協(xié)議，如虛擬終端協(xié)議（的應用協(xié)議，如虛擬終端協(xié)議（TelnetTelnet）、簡單郵件）、簡單郵件傳輸協(xié)議（傳輸協(xié)議（SMTPSMTP）、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（）、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMPSNMP）、域）、域名服務系統(tǒng)（名服務系統(tǒng)（DNSDNS）和超文本傳輸協(xié)議（）和超文本傳輸協(xié)議（HTTPHTTP）等。）等。 1.OSI1.OSI模型每一層數(shù)據(jù)的名稱模型每一層數(shù)據(jù)的名稱

12、為了使數(shù)據(jù)分組從源主機傳送到目的主機，源主機為了使數(shù)據(jù)分組從源主機傳送到目的主機，源主機OSIOSI模型的每一層要與目標主機的每一層進行通信。用模型的每一層要與目標主機的每一層進行通信。用Peer-to-peer communicationsPeer-to-peer communications（對等實體間通信）表示（對等實體間通信）表示源主機與目的主機對等層間的通信。在這一過程中，每源主機與目的主機對等層間的通信。在這一過程中，每一層的協(xié)議交換的信息稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（一層的協(xié)議交換的信息稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDUPDU，Protocol Data UnitProtocol Data Unit）

13、，通常在該層的），通常在該層的PDUPDU前面增加一個前面增加一個單字母的前綴，表示為哪一層數(shù)據(jù)。單字母的前綴，表示為哪一層數(shù)據(jù)。3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型2. 2. 數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封裝封裝（封裝（EncapsulationEncapsulation）是指網(wǎng)絡(luò)結(jié)點將要傳送的數(shù)據(jù)用）是指網(wǎng)絡(luò)結(jié)點將要傳送的數(shù)據(jù)用特定的協(xié)議頭打包來傳送數(shù)據(jù)，有時候也可能在數(shù)據(jù)尾部特定的協(xié)議頭打包來傳送數(shù)據(jù)，有時候也可能在數(shù)據(jù)尾部加上報文。加上報文。OSIOSI七層模型的每一層都對數(shù)據(jù)進行封裝，以保七層模型的每一層都對數(shù)據(jù)進行封裝，以保證數(shù)據(jù)能夠正確無誤的到達目的地，并被終端主機理解

14、及證數(shù)據(jù)能夠正確無誤的到達目的地，并被終端主機理解及處理。下面來看一下數(shù)據(jù)從主機處理。下面來看一下數(shù)據(jù)從主機A A到主機到主機B B的封裝過程。的封裝過程。 3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型3. 3. 同一臺計算機之間相鄰層的通信同一臺計算機之間相鄰層的通信 3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型4. 4. 不同計算機上同等層之間的通信不同計算機上同等層之間的通信主機主機A A的應用層與主機的應用層與主機B B的應用層

15、通信。同樣，主機的應用層通信。同樣，主機A A的的傳輸層、會話層和表示層也與主機傳輸層、會話層和表示層也與主機B B的對等層進行通信。的對等層進行通信。OSIOSI參考模型的分層禁止了不同主機間的對等層之間的參考模型的分層禁止了不同主機間的對等層之間的直接通信。因此，主機直接通信。因此，主機A A的每一層必須依靠主機的每一層必須依靠主機A A相鄰層提相鄰層提供的服務來與主機供的服務來與主機B B的對應層通信。假定主機的對應層通信。假定主機A A的第的第4 4層必須層必須與主機與主機B B的第的第4 4層通信。那么，主機層通信。那么，主機A A的第的第4 4層就必須使用主層就必須使用主機機A A的第的第3 3層提供的服務。第層提供的服務。第4 4層叫服務用戶，第層叫服務用戶，第3 3層叫服務層叫服務提供者。第提供者。第3 3層通過一個服務接入點（層通過一個服務接入點（SAPSAP）給第）給第4 4層提供服層提供服務。這些服務接入點使得第務。這些服務接入點使得第4 4層能要求第層能要求第3 3層提供服務。層提供服務。 3.2 ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型3.3 TCP/IP 模型模型3.3 TCP/IP 參考模型參考模型3.3 TCP/IP 參考模型參考模型3.3 TCP/IP 參考模型參考模