網絡技術三章

1、第第3 3章章計算機網絡體系結構與協(xié)議計算機網絡體系結構與協(xié)議 3.1 3.1 網絡體系結構的基本概念網絡體系結構的基本概念 3.1.1 網絡協(xié)議 體系結構是研究系統(tǒng)各部分組成及相互關系的技術科學。體系結構是研究系統(tǒng)各部分組成及相互關系的技術科學。計算機網絡體系結構采用分層配對結構，定義和描述了一組計算機網絡體系結構采用分層配對結構，定義和描述了一組用于計算機及其通信設施之間互連的標準和規(guī)范的集合。遵用于計算機及其通信設施之間互連的標準和規(guī)范的集合。遵循這組規(guī)范可以方便地實現(xiàn)計算機設備之間的通信。所謂網循這組規(guī)范可以方便地實現(xiàn)計算機設備之間的通信。所謂網絡體系就是為了完成計算機間的通信合作，把

2、每臺計算機互絡體系就是為了完成計算機間的通信合作，把每臺計算機互連的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定了同層次進程通連的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定了同層次進程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務，將這些同層進程通信信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務，將這些同層進程通信的協(xié)議以及相鄰層的接口統(tǒng)稱為網絡體系結構。的協(xié)議以及相鄰層的接口統(tǒng)稱為網絡體系結構。 1 1協(xié)議協(xié)議2 2實體實體3 3接口接口3.1.3 網絡體系結構 我們將計算機網絡的各層及其協(xié)議的集合，稱為網絡我們將計算機網絡的各層及其協(xié)議的集合，稱為網絡的體系結構（的體系結構（ArchitectureArchitecture）。計算機

3、網絡的體系結構就）。計算機網絡的體系結構就是這個計算機網絡及其部件所應完成的功能的精確定義。是這個計算機網絡及其部件所應完成的功能的精確定義。 協(xié)議層次化不同于程序設計中模塊化的概念。在程序協(xié)議層次化不同于程序設計中模塊化的概念。在程序設計中，各模塊可以相互獨立、任意拼裝或者并行。而層設計中，各模塊可以相互獨立、任意拼裝或者并行。而層次則一定有上下之分，它是依數(shù)據流的流動而產生的。組次則一定有上下之分，它是依數(shù)據流的流動而產生的。組成不同計算機同等層的實體稱為對等進程。對等進程功能成不同計算機同等層的實體稱為對等進程。對等進程功能必須完全一致，且采用相同的協(xié)議。必須完全一致，且采用相同的協(xié)議。

4、3.2 OSI3.2 OSI參考模型參考模型 3.2.1 OSI參考模型的制定 1 1OSIOSI參考模型的提出參考模型的提出 2 2OSIOSI參考模型的結構參考模型的結構OSI/RMOSI/RM中的基本概念中的基本概念 1 1實體、協(xié)議、服務和服務訪問點實體、協(xié)議、服務和服務訪問點 2 2ISO/OSIISO/OSI的工作過程的工作過程3 3面向連接服務與無連接服務面向連接服務與無連接服務 4 4服務原語服務原語 3.2.3 OSI與TCP/IP體系結構的比較 1 1TCP/IPTCP/IP體系結構與體系結構與OSI/RMOSI/RM層次之間的對應關系層次之間的對應關系 TCP/IP TC

5、P/IP體系結構由一系列協(xié)議構成，其中傳輸控制體系結構由一系列協(xié)議構成，其中傳輸控制協(xié)議（協(xié)議（Transmission Control ProtocolTransmission Control Protocol，TCPTCP）和因特）和因特網協(xié)議（網協(xié)議（Internet ProtocolInternet Protocol，IPIP）是最重要的兩個協(xié)議，）是最重要的兩個協(xié)議，因此就把該體系結構稱為因此就把該體系結構稱為TCP/IPTCP/IP體系結構。體系結構。TCP/IPTCP/IP體系體系結構分為網絡接口層、網際層、運輸層和應用層結構分為網絡接口層、網際層、運輸層和應用層4 4層，它層，

6、它同樣遵循關于體系結構的原理。同樣遵循關于體系結構的原理。TCP/IPTCP/IP體系結構與體系結構與OSI/RMOSI/RM層次之間的對應關系如圖層次之間的對應關系如圖3-83-8所示。所示。 TCP/IP TCP/IP模型和模型和ISO/OSIISO/OSI模型有許多相似之處，兩種模型有許多相似之處，兩種模型中都包含能提供可靠的進程之間端到端傳輸服務的模型中都包含能提供可靠的進程之間端到端傳輸服務的傳輸層，而在傳輸層之上是面向用戶應用的傳輸服務。傳輸層，而在傳輸層之上是面向用戶應用的傳輸服務。2 2TCP/IPTCP/IP協(xié)議集協(xié)議集 TCPTCP是由一系列協(xié)議組成的，它是一套分層的通信協(xié)

7、是由一系列協(xié)議組成的，它是一套分層的通信協(xié)議模型及協(xié)議集內部的依賴關系如圖議模型及協(xié)議集內部的依賴關系如圖3-93-9所示。所示。 3.3 3.3 物理層的功能和特性物理層的功能和特性 在建立網絡標準以確保通信和網絡設備有統(tǒng)一的標準方面，在建立網絡標準以確保通信和網絡設備有統(tǒng)一的標準方面，美國和許多國際組織發(fā)揮了重要的作用。這些組織包括：美國和許多國際組織發(fā)揮了重要的作用。這些組織包括：美國國家標準化協(xié)會（美國國家標準化協(xié)會（ANSIANSI）。）。國際通信聯(lián)盟（國際通信聯(lián)盟（ITUITU）。）。電氣電子工程師協(xié)會（電氣電子工程師協(xié)會（IEEEIEEE）。）。國際標準化組織（國際標準化組織（I

8、SOISO）。）。電子工業(yè)聯(lián)合會（電子工業(yè)聯(lián)合會（EIAEIA）和相關的通信工業(yè)聯(lián)合會（）和相關的通信工業(yè)聯(lián)合會（TIATIA）。）。 Internet Internet協(xié)會（協(xié)會（ISOCISOC）和相關的）和相關的InternetInternet工程任務組工程任務組（IETFIETF）。）。1 1物理層定義物理層定義 物理層是物理層是OSIOSI分層結構體系中最重要最基礎的一層。它分層結構體系中最重要最基礎的一層。它是建立在通信媒體基礎上實現(xiàn)設備之間的物理接口。要指是建立在通信媒體基礎上實現(xiàn)設備之間的物理接口。要指出的是，物理層并不是指連接計算機的具體物理設備或具出的是，物理層并不是指連接

9、計算機的具體物理設備或具體的傳輸媒體，而是指在物理媒體之上的為上一層提供一體的傳輸媒體，而是指在物理媒體之上的為上一層提供一個傳輸原始比特流的物理連接。個傳輸原始比特流的物理連接。3.3.1 物理層功能2 2物理層向數(shù)據鏈路層提供的服務物理層向數(shù)據鏈路層提供的服務 物理層是為高層實現(xiàn)位流傳輸?shù)奈锢硗ǖ?，通道的物理層是為高層實現(xiàn)位流傳輸?shù)奈锢硗ǖ溃ǖ赖慕M成包括連接兩個物理實體之間的傳輸介質、傳輸位流組成包括連接兩個物理實體之間的傳輸介質、傳輸位流（或碼元）所必需的設施、物理層中的中繼設備、互連（或碼元）所必需的設施、物理層中的中繼設備、互連數(shù)據電路等。數(shù)據電路等。 物理層向數(shù)據鏈路層提供下列服

10、務：物理層向數(shù)據鏈路層提供下列服務：（1 1）物理建立、連接與釋放）物理建立、連接與釋放（2 2）物理服務數(shù)據單元）物理服務數(shù)據單元（3 3）通報故障與差錯）通報故障與差錯3 3物理層要解決的主要問題物理層要解決的主要問題 （1 1）數(shù)據信號傳輸）數(shù)據信號傳輸（2 2）接口設計）接口設計（3 3）實現(xiàn)位操作）實現(xiàn)位操作（4 4）信號傳輸規(guī)程）信號傳輸規(guī)程3.3.2 物理層特性 物理層協(xié)議（面向通信的協(xié)議通常也稱為通信規(guī)程）與具物理層協(xié)議（面向通信的協(xié)議通常也稱為通信規(guī)程）與具體的物理設備、傳輸媒體和通信手段有關。物理層許多協(xié)議是體的物理設備、傳輸媒體和通信手段有關。物理層許多協(xié)議是在在OSIO

11、SI模型公布之前制定的，并為眾多廠商接受和采納，這些模型公布之前制定的，并為眾多廠商接受和采納，這些物理層協(xié)議與物理層協(xié)議與OSIOSI的嚴格要求相比有一定的差距。因為它們既的嚴格要求相比有一定的差距。因為它們既沒有按照沒有按照OSIOSI那樣嚴格的分層來制定，也沒有像那樣嚴格的分層來制定，也沒有像OSIOSI那樣將服務那樣將服務定義和協(xié)議規(guī)范區(qū)分開來，因此對物理層協(xié)議就不便利用定義和協(xié)議規(guī)范區(qū)分開來，因此對物理層協(xié)議就不便利用OSIOSI術語加以闡述，只能將物理層實現(xiàn)的主要功能描述為與傳輸媒術語加以闡述，只能將物理層實現(xiàn)的主要功能描述為與傳輸媒體接口有關的一些持性，物理層就是通過這體接口有關

12、的一些持性，物理層就是通過這4 4個特性作用，在個特性作用，在數(shù)據終端設備數(shù)據終端設備DTEDTE（Data Terminal EquipmentData Terminal Equipment）和數(shù)據電路終）和數(shù)據電路終接設備接設備DCEDCE（Data Circuit-terminating EquipmentData Circuit-terminating Equipment）之間實）之間實現(xiàn)物理通路連接?，F(xiàn)物理通路連接。2 2電氣特性電氣特性3 3功能特性功能特性4 4規(guī)程特性規(guī)程特性標準化的標準化的DTE/DCEDTE/DCE接口包括以下接口包括以下4 4個方面的特性。個方面的特性。1

13、 1機械特性機械特性3.3.3 常用物理層標準 1 1EIA RS-232-CEIA RS-232-C和和EIA RS-232-D EIA RS-232-D 2 2RS-449RS-449、RS-422-ARS-422-A和和RS-423-ARS-423-A 3 3CCITT X.21CCITT X.21數(shù)字接口數(shù)字接口 3.4 3.4 數(shù)據鏈路層數(shù)據鏈路層 3.4.1 數(shù)據鏈路層的基本概念 前面已多次使用過前面已多次使用過“鏈路鏈路”和和“數(shù)據鏈路數(shù)據鏈路”這兩個術這兩個術語。語。 “ “鏈路鏈路”和和“數(shù)據鏈路數(shù)據鏈路”并不是一回事。鏈路（并不是一回事。鏈路（1ink1ink）就是一條無源

14、的點到點的物理線路段。中問沒有任何其他就是一條無源的點到點的物理線路段。中問沒有任何其他的交換結點。在進行數(shù)據通信時，兩個計算機之間的通路的交換結點。在進行數(shù)據通信時，兩個計算機之間的通路往往是由許多的鏈路串接而成，可見一條鏈路只是一條通往往是由許多的鏈路串接而成，可見一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。數(shù)據鏈路（路的一個組成部分。數(shù)據鏈路（data linkdata link）則是另一個概）則是另一個概念，這是因為當需要在一條線路上傳送數(shù)據時，除了必須念，這是因為當需要在一條線路上傳送數(shù)據時，除了必須有一條物理線路外還必須有一些必要的通信協(xié)議來控制這有一條物理線路外還必須有一些必要的通信協(xié)議

15、來控制這些數(shù)據的傳輸。些數(shù)據的傳輸。數(shù)據鏈路層的主要功能如下：數(shù)據鏈路層的主要功能如下：（1 1）幀定界）幀定界（2 2）鏈路管理）鏈路管理（3 3）流量控制）流量控制（4 4）差錯控制）差錯控制（5 5）透明傳輸）透明傳輸（6 6）區(qū)分數(shù)據和控制信息）區(qū)分數(shù)據和控制信息（7 7）尋址）尋址3.4.2 停止等待協(xié)議1 1完全理想化的數(shù)據傳輸完全理想化的數(shù)據傳輸 當兩個主機進行通信時，應用進程要將數(shù)據從應用層當兩個主機進行通信時，應用進程要將數(shù)據從應用層逐層往下傳，經物理層到達通信線路。通信線路將數(shù)據傳逐層往下傳，經物理層到達通信線路。通信線路將數(shù)據傳到遠端主機的物理層后再逐層向上傳。最后由應用

16、層交給到遠端主機的物理層后再逐層向上傳。最后由應用層交給遠程的應用進程。但現(xiàn)在為了把主要精力放在數(shù)據鏈路層遠程的應用進程。但現(xiàn)在為了把主要精力放在數(shù)據鏈路層的協(xié)議上，可以采用一個簡化的模型，如圖的協(xié)議上，可以采用一個簡化的模型，如圖3-133-13）。即把）。即把數(shù)據鏈路層以上的各層用一個主機來代替，而物理層和通數(shù)據鏈路層以上的各層用一個主機來代替，而物理層和通信線路則等效成一條簡單的數(shù)據鏈路。信線路則等效成一條簡單的數(shù)據鏈路。 在發(fā)方和收方數(shù)據鏈路層分別有一個發(fā)送緩存和接收在發(fā)方和收方數(shù)據鏈路層分別有一個發(fā)送緩存和接收緩存，若進行全雙工通信，則在每一方都要同時設有發(fā)送緩存，若進行全雙工通信，

17、則在每一方都要同時設有發(fā)送緩存和接收緩存。緩存就是一個存儲空間，它是必不可少緩存和接收緩存。緩存就是一個存儲空間，它是必不可少的。這是因為在通信線路上數(shù)據是以比特流形式串行傳輸?shù)?。這是因為在通信線路上數(shù)據是以比特流形式串行傳輸?shù)模谟嬎銠C內部數(shù)據傳輸則是以字節(jié)（或若干個字節(jié)）的，但在計算機內部數(shù)據傳輸則是以字節(jié)（或若干個字節(jié)）為單位并行傳輸?shù)摹閱挝徊⑿袀鬏數(shù)摹?2 2具有最簡單流量控制的數(shù)據鏈路層協(xié)議具有最簡單流量控制的數(shù)據鏈路層協(xié)議 3 3實用停止等待協(xié)議實用停止等待協(xié)議 這就是說傳輸數(shù)據的信道不能保證使所傳的數(shù)據不產生差錯，這就是說傳輸數(shù)據的信道不能保證使所傳的數(shù)據不產生差錯，并且還需

18、要對數(shù)據的發(fā)送端進行流量控制。并且還需要對數(shù)據的發(fā)送端進行流量控制。 3.4.3 連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理 用圖用圖3-163-16所示的簡單例子來討論連續(xù)所示的簡單例子來討論連續(xù)ARQARQ協(xié)議的工協(xié)議的工作原理，它的要點就是在發(fā)送完一個數(shù)據幀后，不是停作原理，它的要點就是在發(fā)送完一個數(shù)據幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據幀。下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據幀。如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可以接著如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據幀，由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量發(fā)送數(shù)據幀，由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量就提高了

19、。就提高了。 如圖如圖3-163-16所示，結點所示，結點A A向結點向結點B B發(fā)送數(shù)據幀，當結點發(fā)送數(shù)據幀，當結點A A發(fā)發(fā)完完0 0號幀后，不是停止等待，而是繼續(xù)發(fā)送后續(xù)的號幀后，不是停止等待，而是繼續(xù)發(fā)送后續(xù)的1 1號幀、號幀、2 2號幀等，號幀等，A A每發(fā)送完一幀就要為該幀設置超時計時器。由于每發(fā)送完一幀就要為該幀設置超時計時器。由于連續(xù)發(fā)送了許多幀，所以確認幀必須要指明是對哪一幀進連續(xù)發(fā)送了許多幀，所以確認幀必須要指明是對哪一幀進行確認。圖行確認。圖3-163-16中，中，ACK nACK n表示對第（表示對第（n-1n-1）號幀的確認，）號幀的確認，這表示對發(fā)送方說，這表示對發(fā)

20、送方說，“我已正確收到了第（我已正確收到了第（n-1n-1）號幀，下）號幀，下一次我期望收到第一次我期望收到第n n號幀號幀”。 1 1HDLCHDLC協(xié)議概述協(xié)議概述 計算機通信的早期人們就發(fā)現(xiàn)，對于經常產生誤碼計算機通信的早期人們就發(fā)現(xiàn)，對于經常產生誤碼的實際鏈路，只要加上合適的控制規(guī)程，就可以使通信變的實際鏈路，只要加上合適的控制規(guī)程，就可以使通信變?yōu)楸容^可靠。那時為比較可靠。那時ARPANETARPANET和和IBMIBM公司分別使用了各自的控公司分別使用了各自的控制規(guī)程，它們分別是制規(guī)程，它們分別是IMP-IMPIMP-IMP協(xié)議和協(xié)議和BSCBSC規(guī)程。這些規(guī)程都規(guī)程。這些規(guī)程都是

21、數(shù)據鏈路層的協(xié)議。是數(shù)據鏈路層的協(xié)議。3.4.4 面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC2 2HDLCHDLC的幀結構的幀結構 數(shù)據鏈路層的數(shù)據傳送是以幀為單位。一個幀的結數(shù)據鏈路層的數(shù)據傳送是以幀為單位。一個幀的結構具有固定的格式，見圖構具有固定的格式，見圖3-173-17。從網絡層交下來的分組。從網絡層交下來的分組變成為數(shù)據鏈路層的數(shù)據。這就是圖變成為數(shù)據鏈路層的數(shù)據。這就是圖3-173-17中的信息字段，中的信息字段，信息字段的長度沒有具體規(guī)定，數(shù)據鏈路層在信息字段信息字段的長度沒有具體規(guī)定，數(shù)據鏈路層在信息字段的頭尾各加上的頭尾各加上24bit24bit的控制信息，這樣就構成了一個完整的控制信

22、息，這樣就構成了一個完整的幀。的幀。3.4.5 點對點協(xié)議PPP PPP PPP 主要由以下幾部分組成。主要由以下幾部分組成。封裝。封裝。 網絡控制協(xié)議（網絡控制協(xié)議（NCPNCP）。）。 1 1PPP PPP 的組成的組成鏈路控制協(xié)議。鏈路控制協(xié)議。 2 2PPP PPP 的幀格式的幀格式 3.5 3.5 網絡層協(xié)議網絡層協(xié)議 3.5.1 網絡層概述 數(shù)據鏈路層研究和解決的問題是兩個相鄰的節(jié)點之間數(shù)據鏈路層研究和解決的問題是兩個相鄰的節(jié)點之間的通信問題。實現(xiàn)的任務是在兩個相鄰節(jié)點間透明的無差的通信問題。實現(xiàn)的任務是在兩個相鄰節(jié)點間透明的無差錯的幀級信息的傳送，數(shù)據鏈路層不能解決由多條鏈路組錯

23、的幀級信息的傳送，數(shù)據鏈路層不能解決由多條鏈路組成的道路的數(shù)據傳輸問題。成的道路的數(shù)據傳輸問題。 網絡層的主要功能就是實現(xiàn)整個網絡系統(tǒng)內連接。為網絡層的主要功能就是實現(xiàn)整個網絡系統(tǒng)內連接。為運輸層提供整個網絡范圍內兩個終端用戶之間數(shù)據傳輸?shù)倪\輸層提供整個網絡范圍內兩個終端用戶之間數(shù)據傳輸?shù)耐?。網絡層所研究和解決的問題如下。通路。網絡層所研究和解決的問題如下。（1 1）為上一層提供服務。）為上一層提供服務。（2 2）路徑選擇又稱路由選擇。）路徑選擇又稱路由選擇。 （3 3）流量控制。數(shù)據鏈路層的流量控制是針對數(shù)據鏈）流量控制。數(shù)據鏈路層的流量控制是針對數(shù)據鏈路相鄰節(jié)點進行的，網絡層的流量控制是

24、對整個通信子路相鄰節(jié)點進行的，網絡層的流量控制是對整個通信子網內的流量進行控制，是對進入分組交換網的通信量進網內的流量進行控制，是對進入分組交換網的通信量進行控制。行控制。（4 4）連接的建立、保持和終止問題。）連接的建立、保持和終止問題。3.5.2 網絡層所提供的服務 網絡層所提供的服務有兩個大類：面向連接的網網絡層所提供的服務有兩個大類：面向連接的網絡服務和無連接的網絡服務。絡服務和無連接的網絡服務。 所謂連接是兩個對等實體為進行數(shù)據通信而進行的所謂連接是兩個對等實體為進行數(shù)據通信而進行的一種結合。面向連接的網絡服務在數(shù)據交換之前必須先建一種結合。面向連接的網絡服務在數(shù)據交換之前必須先建立

25、連接，當數(shù)據交換結束后斷開連接。無連接服務是兩個立連接，當數(shù)據交換結束后斷開連接。無連接服務是兩個實體之間的通信，不需要先建立好一個連接，通信所需的實體之間的通信，不需要先建立好一個連接，通信所需的資源無需事先預定保留，所需的資源是在數(shù)據傳輸時動態(tài)資源無需事先預定保留，所需的資源是在數(shù)據傳輸時動態(tài)地進行分配的。地進行分配的。3.5.3 路徑選擇 1 1路由算法的設計考慮路由算法的設計考慮2 2靜態(tài)路由算法靜態(tài)路由算法3 3動態(tài)路由算法動態(tài)路由算法3.5.4 流量控制與死鎖 網絡層中的流量是指計算機網絡中的通信量。即計算網絡層中的流量是指計算機網絡中的通信量。即計算機網絡中的報文流或分組流。網絡

26、層流量控制的作用就是保機網絡中的報文流或分組流。網絡層流量控制的作用就是保證通信子網提供能使信息在節(jié)點之間暢通無阻，順利流通的證通信子網提供能使信息在節(jié)點之間暢通無阻，順利流通的通路。它的主要功能就是：通路。它的主要功能就是：（1 1）避免死鎖。）避免死鎖。（2 2）防止網絡過載而引起的網絡數(shù)據吞吐量下降和時延增）防止網絡過載而引起的網絡數(shù)據吞吐量下降和時延增加。加。（3 3）公平地在用戶之間分配資源。）公平地在用戶之間分配資源。1 1死鎖的產生及解決方法死鎖的產生及解決方法2 2流量控制的實現(xiàn)流量控制的實現(xiàn) 運輸級流量控制。運輸級流量控制。 進網級流量控制。進網級流量控制。 入口出口級流量控

27、制。入口出口級流量控制。 段級流量控制。段級流量控制。 3.5.5網絡層協(xié)議 實現(xiàn)網絡全網范圍內交換方式為線路交換和存儲轉實現(xiàn)網絡全網范圍內交換方式為線路交換和存儲轉發(fā)交換兩種。針對這兩種交換方式，發(fā)交換兩種。針對這兩種交換方式，CCITTCCITT制定了制定了X.25X.25建建議和議和X.21X.21建議。這兩個建議是為實現(xiàn)網絡層的適用于線建議。這兩個建議是為實現(xiàn)網絡層的適用于線路交換方式協(xié)議和適用于存儲轉發(fā)方式協(xié)議制訂的。路交換方式協(xié)議和適用于存儲轉發(fā)方式協(xié)議制訂的。 X.21X.21建議在物理層介紹過，這里不再重復。建議在物理層介紹過，這里不再重復。X.25X.25建建議是在公用數(shù)據網

28、絡上，終端以分組形式進行操作的數(shù)議是在公用數(shù)據網絡上，終端以分組形式進行操作的數(shù)據終端設備（據終端設備（DTEDTE）和數(shù)據電路終接設備（）和數(shù)據電路終接設備（DCEDCE）之間接）之間接口標準。以此接口構成的網絡被稱為公用報文分組交換口標準。以此接口構成的網絡被稱為公用報文分組交換網。網。X.25X.25建議包括：建議包括：DTEDTE和網絡節(jié)點上鏈路控制級實體的同等協(xié)議。和網絡節(jié)點上鏈路控制級實體的同等協(xié)議。DTEDTE和和DCEDCE中的物理級實體之間的同等協(xié)議。中的物理級實體之間的同等協(xié)議。DTEDTE和網絡節(jié)點上分組交換分組級實體之間的同等協(xié)議。和網絡節(jié)點上分組交換分組級實體之間的同

29、等協(xié)議。X.25X.25于于19761976年被年被CCITTCCITT采納成為國際標準。采納成為國際標準。X.25X.25建議在公建議在公用數(shù)據網上提供的網絡服務有：用數(shù)據網上提供的網絡服務有：數(shù)據報；數(shù)據報；永久虛電路；永久虛電路；轉接虛擬電路（也稱為虛呼叫）。轉接虛擬電路（也稱為虛呼叫）。 3.6 3.6 傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議 從通信和信息處理角度看，運輸層向它上面的應用層從通信和信息處理角度看，運輸層向它上面的應用層提供通信服務，屬于面向通信部分的最高層，同時也是用提供通信服務，屬于面向通信部分的最高層，同時也是用戶功能中的最低層。在通信子網中沒有運輸層，運輸層只戶功能中的最低層。在通

30、信子網中沒有運輸層，運輸層只存在于通信子網以外的主機中。存在于通信子網以外的主機中。 嚴格地講兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的嚴格地講兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應用進程互相通信。應用進程互相通信。IPIP協(xié)議雖能把分組送到目的主機，但協(xié)議雖能把分組送到目的主機，但是這個分組還停留在主機的網絡層而沒有交付給主機的應是這個分組還停留在主機的網絡層而沒有交付給主機的應用進程。用進程。3.6.1 傳輸層概述1 1傳輸層的功能傳輸層的功能（1 1）彌補了各個通信子網提供服務的差異和不足。）彌補了各個通信子網提供服務的差異和不足。 （2 2）復用是指當通信子網提供的服務不能滿足高層要求時

31、運）復用是指當通信子網提供的服務不能滿足高層要求時運輸層能把一個運輸連接復用到多個網絡連接上傳送，即向下多輸層能把一個運輸連接復用到多個網絡連接上傳送，即向下多路復用（分流）。路復用（分流）。 （3 3）提高服務質量。）提高服務質量。 （4 4）網絡層所傳送的分組的大小是有限的。）網絡層所傳送的分組的大小是有限的。 2 2運輸層與上下層的關系運輸層與上下層的關系OSIOSI使用了簡潔的象方法將運輸層與其上下層之間的關系歸納使用了簡潔的象方法將運輸層與其上下層之間的關系歸納如圖如圖3-233-23所示。所示。3 3端口的概念端口的概念 UDPUDP和和TCPTCP都使用了與應用層接口處的端口（都

32、使用了與應用層接口處的端口（portport）與上）與上層的應用進程進行通信。應用層各種進程是通過相應的端口層的應用進程進行通信。應用層各種進程是通過相應的端口與運輸實體進行交互。因此，在運輸協(xié)議數(shù)據單元首部中都與運輸實體進行交互。因此，在運輸協(xié)議數(shù)據單元首部中都要寫入源端口號和目的端口號。當運輸層收到要寫入源端口號和目的端口號。當運輸層收到IPIP層交上來的層交上來的數(shù)據就要根據其目的端口號來決定應當通過哪一個端口上交數(shù)據就要根據其目的端口號來決定應當通過哪一個端口上交給目的應用進程。給目的應用進程。 用戶數(shù)據報協(xié)議用戶數(shù)據報協(xié)議UDPUDP，只在，只在IPIP的數(shù)據報服務之上增加了的數(shù)據報

33、服務之上增加了很少一點功能。這就是端口的功能（有了端口，運輸層就能很少一點功能。這就是端口的功能（有了端口，運輸層就能進行復用和分用）和差錯檢測的功能。雖然進行復用和分用）和差錯檢測的功能。雖然UDPUDP用戶數(shù)據報用戶數(shù)據報只能提供不可靠的交付，但只能提供不可靠的交付，但UDPUDP在某些方面有其特殊的優(yōu)點。在某些方面有其特殊的優(yōu)點。例如：例如：(1)(1)發(fā)送數(shù)據之前不需要建立連接，因此減少了開銷和發(fā)送發(fā)送數(shù)據之前不需要建立連接，因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據之前的時延。數(shù)據之前的時延。(2)UDP(2)UDP用戶數(shù)據報只有用戶數(shù)據報只有8 8個字節(jié)的首部開銷，比個字節(jié)的首部開銷，比TCPTCP

34、的的2020個字個字節(jié)的首部要短。節(jié)的首部要短。3.6.2 用戶數(shù)據報協(xié)議UDP(3)UDP(3)UDP不使用擁塞控制也不保證可靠交付，因此主機不不使用擁塞控制也不保證可靠交付，因此主機不需要維持具有許多參數(shù)的、復雜的連接狀態(tài)表。需要維持具有許多參數(shù)的、復雜的連接狀態(tài)表。(4)(4)由于由于UDPUDP沒有擁塞控制。因此網絡出現(xiàn)擁塞不會使源沒有擁塞控制。因此網絡出現(xiàn)擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低，這對某些實時應用是很重要的。主機的發(fā)送速率降低，這對某些實時應用是很重要的。很多的實時應用（如很多的實時應用（如IPIP電話、實時視頻會議等）要求源電話、實時視頻會議等）要求源主機以恒定速率發(fā)送數(shù)據，

35、并且允許在網絡發(fā)生擁塞時主機以恒定速率發(fā)送數(shù)據，并且允許在網絡發(fā)生擁塞時丟失一些數(shù)據，但卻不允許數(shù)據有太大的時延，丟失一些數(shù)據，但卻不允許數(shù)據有太大的時延，UDPUDP正好正好適合這種要求。適合這種要求。3.6.3 傳輸控制協(xié)議TCP 1 1TCPTCP概述概述 TCPTCP是是TCP/IPTCP/IP體系中面向連接的運輸層協(xié)議，它提供全雙體系中面向連接的運輸層協(xié)議，它提供全雙工和可靠交付的服務。工和可靠交付的服務。TCPTCP與與UDPUDP最大的區(qū)別就是：最大的區(qū)別就是：TCPTCP是面向是面向連接的，而連接的，而UDPUDP是無連接的。是無連接的。 圖圖3-263-26是是TCPTCP發(fā)

36、送報文段的過程示意圖，為了突出示意圖發(fā)送報文段的過程示意圖，為了突出示意圖的要點，只畫出了一個方向的數(shù)據流，實際上，只要建立了的要點，只畫出了一個方向的數(shù)據流，實際上，只要建立了TCPTCP連接，就能支持同時雙向通信的數(shù)據流。連接，就能支持同時雙向通信的數(shù)據流。2 2TCPTCP報文段的首部報文段的首部 一個一個TCPTCP報文段分為首部和數(shù)據兩部分，如圖報文段分為首部和數(shù)據兩部分，如圖3-273-27。TCPTCP的全部功能都體現(xiàn)在它首部中各字段的作用，因此只的全部功能都體現(xiàn)在它首部中各字段的作用，因此只有弄清有弄清TCPTCP首部各字段的作用才能掌握首部各字段的作用才能掌握TCPTCP的工

37、作原理。的工作原理。TCPTCP報文段首部的前報文段首部的前2020個字節(jié)是固定的，后面有個字節(jié)是固定的，后面有4N4N字節(jié)是字節(jié)是根據需要而增加的選項（根據需要而增加的選項（N N必須是整數(shù)），因此必須是整數(shù)），因此TCPTCP首部的首部的最小長度是最小長度是2020字節(jié)。字節(jié)。3.7 3.7 會話層、表示層和應用層會話層、表示層和應用層 會話層是建立在運輸層之上的。其基本功能就是向表示會話層是建立在運輸層之上的。其基本功能就是向表示層提供建立和使用連接的方法。層提供建立和使用連接的方法。 1 1基本概念基本概念 會話層服務就如同兩個人進行對話，考察兩個人之間會話層服務就如同兩個人進行對話，

38、考察兩個人之間的對話包括如下幾個方面：的對話包括如下幾個方面：（1 1）會話協(xié)調：通過會話雙方的表情、手勢、語調等進行）會話協(xié)調：通過會話雙方的表情、手勢、語調等進行發(fā)言權交替等協(xié)調工作，使會話能夠順利進行。發(fā)言權交替等協(xié)調工作，使會話能夠順利進行。（2 2）會話方式：一般兩個人面對面的交談采用的是一人講）會話方式：一般兩個人面對面的交談采用的是一人講另一個人聽的方式進行，這叫半雙工交互。另一個人聽的方式進行，這叫半雙工交互。3.7.1 會話層（3 3）會話隔離：說話方要讓聽話方能分清所說不同內容）會話隔離：說話方要讓聽話方能分清所說不同內容的界限，這就是會話隔離。的界限，這就是會話隔離。（4

39、 4）會話同步：會話雙方進展必須是一致的，如果一方）會話同步：會話雙方進展必須是一致的，如果一方說的話另一方沒有聽懂，或沒有聽清楚，聽話一方需要說說的話另一方沒有聽懂，或沒有聽清楚，聽話一方需要說話方重說一遍，這就是會話同步，否則會話就會出現(xiàn)混亂。話方重說一遍，這就是會話同步，否則會話就會出現(xiàn)混亂。 2 2會話層的特點會話層的特點（2 2）會話連接的釋放）會話連接的釋放（3 3）會話層管理）會話層管理（1 1）會話連接到傳輸連接的映射）會話連接到傳輸連接的映射3 3會話層服務會話層服務 （1 1）交互管理。）交互管理。 （2 2）隔離服務。）隔離服務。 （3 3）會話連接同步。）會話連接同步。

40、（4 4）異常報告。）異常報告。3.7.2 表示層 1 1表示層為應用層提供的服務表示層為應用層提供的服務 （1 1）語法轉換。）語法轉換。 （2 2）語法選擇。）語法選擇。 （3 3）連接管理。）連接管理。 2 2抽象語法和傳送語法抽象語法和傳送語法3 3表示層的功能表示層的功能 （1 1）表示連接的建立與釋放。）表示連接的建立與釋放。 （2 2）數(shù)據傳送。）數(shù)據傳送。 （3 3）語法變換。）語法變換。 （4 4）語法協(xié)商。）語法協(xié)商。 3.7.3 應用層1 1應用層的作用應用層的作用2 2應用層的客戶一服務器方式應用層的客戶一服務器方式 習題習題一填空題一填空題1 1體系結構是研究體系結構是研究( )( )及及( )( )的技術科學。的技術科學。2 2協(xié)議是用來描