第3章_計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、1第第3章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 本章主要研究?jī)蓚€(gè)問題：本章主要研究?jī)蓚€(gè)問題：1.分層分層將一個(gè)復(fù)雜過程分解為若干個(gè)容將一個(gè)復(fù)雜過程分解為若干個(gè)容易處理的部分，然后逐個(gè)分析處理。易處理的部分，然后逐個(gè)分析處理。2.協(xié)議協(xié)議使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)信使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享必須遵循某種互相都息交換和資源共享必須遵循某種互相都能接受的規(guī)則。能接受的規(guī)則。23.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 發(fā)展歷程 分層原理 基本概念3 所謂網(wǎng)絡(luò)體系，就是為了完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，把每個(gè)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能成定義明確的，規(guī)定了同層次進(jìn)程通信的及相鄰層之間的及。4發(fā)展

2、歷程發(fā)展歷程 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、異質(zhì)性異質(zhì)性 不同的通信介質(zhì)不同的通信介質(zhì)有線、無線等有線、無線等 不同種類的設(shè)備不同種類的設(shè)備主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)備主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)備等等 不同的操作系統(tǒng)不同的操作系統(tǒng)UNIX、Windows等等 不同的軟不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）硬件、接口和通信約定（協(xié)議） 不同的應(yīng)用環(huán)境不同的應(yīng)用環(huán)境固定、移動(dòng)等固定、移動(dòng)等 不同種類業(yè)務(wù)不同種類業(yè)務(wù)分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)等分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)等 寶貴的投資和積累寶貴的投資和積累有形、無形等有形、無形等 用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性

3、不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏5l結(jié)構(gòu)清晰l簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)l便于更新與維護(hù)l較強(qiáng)的獨(dú)立性和適應(yīng)性？對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理？對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到：地組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到：解決：分而治之！解決：分而治之！ 一個(gè)生活中的例子：空中旅行的組織空中旅行的組織6空中旅行的組織空中旅行的組織一系列的步驟一系列的步驟機(jī)票 (購(gòu)買)行李 (托運(yùn))旅客 (出發(fā))飛機(jī) (起飛)飛行航線機(jī)票 (投訴)行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (到達(dá))飛機(jī) (著陸)飛行航線飛行航線7空中旅行的組織空中旅行的組織: 從另一種不同的角度觀察從另一種不同的角度觀察層次的觀點(diǎn)：層

4、次的觀點(diǎn)： 每層實(shí)現(xiàn)一種特定的每層實(shí)現(xiàn)一種特定的服務(wù)服務(wù) 通過自己內(nèi)部的功能通過自己內(nèi)部的功能 依賴自己的下層提供的服務(wù)依賴自己的下層提供的服務(wù)機(jī)票 (購(gòu)買)行李 (托運(yùn))旅客 (出發(fā))飛機(jī) (起飛)飛行航線機(jī)票 (投訴)行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (到達(dá))飛機(jī) (著陸)飛行航線飛行航線8從出發(fā)地到目的地的航線：導(dǎo)航服務(wù)柜臺(tái)-to-柜臺(tái)：“旅客+行李” 票務(wù)服務(wù)行李托運(yùn)-to-行李認(rèn)領(lǐng)：行李服務(wù)登機(jī)入口-to-到達(dá)出口：旅客乘務(wù)服務(wù) 跑道-to-跑道：飛機(jī)“航運(yùn)”服務(wù)9層次功能的分布式實(shí)現(xiàn)層次功能的分布式實(shí)現(xiàn)飛機(jī) (起飛)飛機(jī) (著陸)飛行航線起飛起飛機(jī)場(chǎng)機(jī)場(chǎng)到達(dá)機(jī)場(chǎng)到達(dá)機(jī)場(chǎng)中間空中交通樞紐飛行航線飛

5、行航線機(jī)票 (購(gòu)買)機(jī)票 (投訴)行李 (托運(yùn))行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (出發(fā))旅客 (到達(dá))10層次化方法在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 把一個(gè)大的程序分解為若干個(gè)層次的小模塊來實(shí)把一個(gè)大的程序分解為若干個(gè)層次的小模塊來實(shí)現(xiàn)，如操作系統(tǒng)?，F(xiàn)，如操作系統(tǒng)。 郵政系統(tǒng)郵政系統(tǒng) 郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運(yùn)輸郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運(yùn)輸 銀行系統(tǒng)銀行系統(tǒng) 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng) 112. 分層原理分層原理 對(duì)于復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，采用對(duì)于復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，采用分層式分層式結(jié)結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 把復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)較小的、單把復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)較小的、單一的局部問題，在不同層上予以解決

6、。一的局部問題，在不同層上予以解決。 每一層關(guān)注和解決通信中的某一方面的每一層關(guān)注和解決通信中的某一方面的規(guī)則。規(guī)則。12 (1) 層之間是獨(dú)立的：復(fù)雜程度下降。 (2) 靈活性好 ：一層發(fā)生變化時(shí)，其他各層均不受影響。 (3) 結(jié)構(gòu)上可分割開 ：各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 (4) 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)：系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)。 (5) 能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作：每一層的功能及所提供的服務(wù)都有精確的說明。13 網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題：網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題： 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能分層與功能） 各

7、層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？（服務(wù)與接口服務(wù)與接口） 通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議協(xié)議）14 層次不能太多，也不能太少； 應(yīng)在接口服務(wù)描述工作量最少，穿越相鄰邊界相互作用次數(shù)最少或通信量最小的地方建立邊界； 每一層應(yīng)有明確的功能； 每一層的功能應(yīng)盡量局部化； 以往經(jīng)驗(yàn)證明是成功的層次應(yīng)保留； 考慮數(shù)據(jù)處理的需要； 每一層只與他的上下層產(chǎn)生接口，規(guī)定相應(yīng)的業(yè)務(wù)； 層次的劃分應(yīng)有利于標(biāo)準(zhǔn)化工作。15 所謂網(wǎng)絡(luò)體系，就是為了完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，把每個(gè)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能成定義明確的，規(guī)定了同層次進(jìn)程

8、通信的及相鄰層之間的及。16 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，層層、協(xié)議協(xié)議和層間接口層間接口的集合被稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。換句話說：體系結(jié)構(gòu)包括三個(gè)內(nèi)容：換句話說：體系結(jié)構(gòu)包括三個(gè)內(nèi)容：分層結(jié)構(gòu)與分層結(jié)構(gòu)與每層的功能、服務(wù)與層間接口、協(xié)議。每層的功能、服務(wù)與層間接口、協(xié)議。 最早的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)源于IBM的SNA 其他的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)還有DEC的DNA等 由國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO制定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是OSI/RM 實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 事實(shí)上的（de facto）標(biāo)準(zhǔn)17層次結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點(diǎn)層次結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點(diǎn) 獨(dú)立性強(qiáng)獨(dú)立性強(qiáng)耦合程度低耦合程度低 上層只需了解下層

9、通過層間接口提供什么服務(wù)上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務(wù)黑箱黑箱方法方法。 適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng) 只要服務(wù)和接口不變，每層的實(shí)現(xiàn)方法可任意改變。只要服務(wù)和接口不變，每層的實(shí)現(xiàn)方法可任意改變。 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù) 把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成若干個(gè)涉及范圍小、功能簡(jiǎn)單的子把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成若干個(gè)涉及范圍小、功能簡(jiǎn)單的子單元：?jiǎn)卧?使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù)變得簡(jiǎn)單和容易。使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù)變得簡(jiǎn)單和容易。 使設(shè)計(jì)人員能專心設(shè)計(jì)和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。使設(shè)計(jì)人員能專心設(shè)計(jì)和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。183. 基本概念基本概念 實(shí)體實(shí)體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件：任何可

10、以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進(jìn)程。軟件進(jìn)程。 協(xié)議協(xié)議：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。 對(duì)等層對(duì)等層：兩個(gè)不同系統(tǒng)的同級(jí)層次。：兩個(gè)不同系統(tǒng)的同級(jí)層次。 對(duì)等實(shí)體對(duì)等實(shí)體：分別位于不同系統(tǒng)對(duì)等層中的兩個(gè)實(shí)體：分別位于不同系統(tǒng)對(duì)等層中的兩個(gè)實(shí)體 接口接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對(duì)上層的服務(wù)。間的操作及下層對(duì)上層的服務(wù)。 服務(wù)服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層。提供給其相鄰上層。19系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)B實(shí)體實(shí)體對(duì)等層對(duì)等層對(duì)等實(shí)

11、體對(duì)等實(shí)體接口接口服務(wù)服務(wù)物理網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)20網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分層層體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)P3P2P1 2 1 3 2 1物理通信線路物理通信線路 3 N+1 N N-1 N+1 N N-1Pn-1PnPn+1系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)Bl網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)系統(tǒng)都是按照層次結(jié)構(gòu)來組織的l同一網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個(gè)端系統(tǒng)必須具有相同的層次l每層使用其下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)l通信只在對(duì)等層間進(jìn)行（間接的、邏輯的、虛擬的），非對(duì)等層之間不能互相“通信”l實(shí)際的物理通信只在最底層完成lPn：第n層協(xié)議協(xié)議，即第n層對(duì)等實(shí)體間通信時(shí)必須遵循的規(guī)則或約定21對(duì)等層通信的實(shí)質(zhì)對(duì)等層通信的實(shí)質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)原理網(wǎng)絡(luò)分層體

12、系結(jié)構(gòu)原理禁止禁止不同主機(jī)的對(duì)等不同主機(jī)的對(duì)等層之間進(jìn)行層之間進(jìn)行直接通信直接通信。(想一想，為什么?) 實(shí)際上，每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來實(shí)際上，每一層必須依靠下層提供的服務(wù)來與另一臺(tái)主機(jī)的對(duì)等層通信。與另一臺(tái)主機(jī)的對(duì)等層通信。 上層上層使用使用下層提供的服務(wù)下層提供的服務(wù)Service user； 下層向上層下層向上層提供提供服務(wù)服務(wù)Service provider。 第n+1層是第n層的服務(wù)用戶，第n-1層是第n層的服務(wù)提供者 第n層的服務(wù)也依賴于第n-1層以及以下各層的服務(wù)例：郵政通信例：郵政通信2223對(duì)等通信例：兩個(gè)人收發(fā)信件對(duì)等通信例：兩個(gè)人收發(fā)信件 想一想想一想： 收信人與

13、發(fā)信人之間、郵局之間，是在直接通信嗎？收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，是在直接通信嗎？ 郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？郵局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務(wù)？ 郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務(wù)？信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址發(fā)信人發(fā)信人郵局郵局運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)信件內(nèi)容信件內(nèi)容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址收信人收信人對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)P3P2P1公路，鐵路，航空公路，鐵路，航空郵局郵局運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)24對(duì)等層通信的實(shí)質(zhì)對(duì)等層通信的實(shí)質(zhì)

14、 對(duì)等層實(shí)體之間實(shí)現(xiàn)的是對(duì)等層實(shí)體之間實(shí)現(xiàn)的是虛擬的邏輯通信虛擬的邏輯通信； 下層向上層提供服務(wù)；下層向上層提供服務(wù)； 上層依賴上層依賴下層提供的服務(wù)下層提供的服務(wù)來與其他主機(jī)上的對(duì)等層來與其他主機(jī)上的對(duì)等層通信；通信； 實(shí)際通信在最底層完成實(shí)際通信在最底層完成。25 3 2 1 N+1 N N-1 2 1 3 N+1 N N-1 源進(jìn)程傳送消息到目標(biāo)進(jìn)程的過程： 消息送到源系統(tǒng)的最高層； 從最高層開始，自上而下逐層封裝封裝； 經(jīng)物理線路傳輸?shù)侥繕?biāo)系統(tǒng)； 目標(biāo)系統(tǒng)將收到的信息自下而上逐層處理并拆封拆封； 由最高層將消息提交給目標(biāo)進(jìn)程。目標(biāo)進(jìn)程源進(jìn)程P3P2P1物理通信線路物理通信線路Pn-1P

15、nPn+1消息消息消息消息邏輯通信邏輯通信26體系結(jié)構(gòu)各層中實(shí)現(xiàn)的主要功能體系結(jié)構(gòu)各層中實(shí)現(xiàn)的主要功能 差錯(cuò)控制 使對(duì)等層的通信更加可靠 流量控制 控制發(fā)送端的速率，使接收端能來得及接收 分段和重裝 發(fā)送端將數(shù)據(jù)塊分成更小的單位，并在接收端重新組合 復(fù)用和分用 多個(gè)高層的對(duì)等層通信會(huì)話復(fù)用一條低層連接 建立連接和釋放連接27通信協(xié)議通信協(xié)議 人際交流的協(xié)議人際交流的協(xié)議: 人類之間 “我有一個(gè)問題?！?“現(xiàn)在幾點(diǎn)了?” 說明發(fā)送的消息 說明接收到某消息后所應(yīng)采取的行動(dòng) 說明動(dòng)作的次序協(xié)議：協(xié)議： 定義定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間發(fā)送和接收發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文的格式、順序以及當(dāng)傳報(bào)文的格式、順序以及當(dāng)傳送

16、和接收消息時(shí)應(yīng)采取的行送和接收消息時(shí)應(yīng)采取的行動(dòng)。動(dòng)。（語義、語法和時(shí)序語義、語法和時(shí)序）28HiHiWhats thetime?2:00請(qǐng)求連接傳送文件：xxxxx.xxxtime連接確認(rèn)29通信協(xié)議的三要素通信協(xié)議的三要素 語義語義 對(duì)協(xié)議中各協(xié)議元素的含義的解釋，例如：對(duì)協(xié)議中各協(xié)議元素的含義的解釋，例如： 在在HDLC協(xié)議中，標(biāo)志協(xié)議中，標(biāo)志Flag(7EH)表示報(bào)文的開始和結(jié)束表示報(bào)文的開始和結(jié)束 在在BSC協(xié)議中，協(xié)議中，SOH(01H)表示報(bào)文的開始，表示報(bào)文的開始，STX(02H)表示報(bào)文表示報(bào)文正文的開始，正文的開始，ETX(03H)表示報(bào)文正文的結(jié)束表示報(bào)文正文的結(jié)束 語法

17、語法 協(xié)議元素與數(shù)據(jù)的組合格式，即報(bào)文格式。例如：協(xié)議元素與數(shù)據(jù)的組合格式，即報(bào)文格式。例如： 時(shí)序時(shí)序 通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則Flag Address CtrlDataFCSS FlagSOHHEADSTXTEXTETX BCCBSCHDLC30確認(rèn)釋放連接釋放確認(rèn)釋放確認(rèn)連接確認(rèn)數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求連接確認(rèn)tt 時(shí)序例時(shí)序例釋放連接釋放連接數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸建立連接建立連接31 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中： 每層可能會(huì)有若干個(gè)協(xié)議每層可能會(huì)有若干個(gè)協(xié)議 一個(gè)協(xié)議只屬于一個(gè)層次一個(gè)協(xié)議只屬于一個(gè)層次 協(xié)議可以由軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)：協(xié)議可以由軟

18、件或硬件來實(shí)現(xiàn)： 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件 常用協(xié)議組：常用協(xié)議組： TCP/IP（Windows、UNIX、Linux、） NetBEUI（Windows） IPX/SPX（NetWare、Windows）32數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元(n)協(xié)議控制信息協(xié)議控制信息PCI(Protocol Control Information) ：(n)實(shí)體為了協(xié)調(diào)其共同操作使用(n-1)連接而交換的信息。(n)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)UD(User Data) ：以(n+1)實(shí)體的名義在(n)實(shí)體之間傳送的數(shù)據(jù)。 (n)協(xié)議數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(Protocol

19、 Data Unit) ：由(n)協(xié)議控制信息和可能的(n)用戶數(shù)據(jù)組成。(n)接口控制信息接口控制信息ICI(Interface Control Information) ：在(n+1)實(shí)體和(n)實(shí)體之間為協(xié)調(diào)其共同操作而傳送的信息。(n)接口數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)ID(Interface Data) ：在(n)連接上，為了傳送給一個(gè)通信(n+1)實(shí)體而從(n+1)實(shí)體遞交給(n)實(shí)體的信息。或在(n)連接上，收到通信(n+1)實(shí)體的信息后從(n)實(shí)體遞交給(n+1)實(shí)體的信息。(n)接口數(shù)據(jù)單元接口數(shù)據(jù)單元IDU(Interface Data Unit) ： 在(n+1)實(shí)體和(n)實(shí)體之間，在一

20、次交互作用中穿過服務(wù)訪問點(diǎn)傳輸?shù)男畔卧?n)服務(wù)數(shù)據(jù)單元服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU(Service Data Unit) ：(n)接口數(shù)據(jù)的總和。33服務(wù)數(shù)據(jù)單元服務(wù)數(shù)據(jù)單元34協(xié)議數(shù)據(jù)單元（協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU） 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對(duì)等層之間交換的信息報(bào)文統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，對(duì)等層之間交換的信息報(bào)文統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)協(xié)議數(shù)據(jù)單元據(jù)單元（Protocol Data Unit，PDU）。）。 傳輸層及以下各層的傳輸層及以下各層的PDU另外還有各自特定的名稱：另外還有各自特定的名稱： 傳輸層傳輸層段（段（Segment） 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層分組分組/包（包（Packet） 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層幀（幀（Frame）

21、 物理層物理層比特（比特（Bit） PDU由由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（SDU）組成）組成: 協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息協(xié)議頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息: 地址、序號(hào)、長(zhǎng)度、分段標(biāo)志、差錯(cuò)控制信息地址、序號(hào)、長(zhǎng)度、分段標(biāo)志、差錯(cuò)控制信息協(xié)議控制信息協(xié)議控制信息數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（SDU）35 下層把上層的下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)加以作為本層的數(shù)據(jù)加以封裝封裝，然后，然后加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的PDU。 封裝封裝：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。：就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。 因此，數(shù)

22、據(jù)在源站自上而下遞交的過程實(shí)際上就是因此，數(shù)據(jù)在源站自上而下遞交的過程實(shí)際上就是不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。程就是不斷拆封的過程。類比：發(fā)送信件類比：發(fā)送信件 數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，其外面實(shí)際上要被包封多層數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，其外面實(shí)際上要被包封多層“信封信封”。數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)協(xié)議頭協(xié)議頭數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)N+1層層PDUN層層PDU36數(shù)據(jù)多層封裝數(shù)據(jù)多層封裝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組頭頭幀頭幀頭 段頭段頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組頭分組頭幀尾幀尾封裝封裝段段分組分組幀幀拆封拆封37 TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)

23、應(yīng)用層數(shù)據(jù) TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)IP頭頭幀頭幀頭 TCP頭頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)IP頭頭幀尾幀尾例：例：TCP/IP協(xié)議的封裝過程協(xié)議的封裝過程應(yīng)用層應(yīng)用層 傳輸層傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層鏈路層 38 在目的站，某一層只能識(shí)別由源站對(duì)等層封在目的站，某一層只能識(shí)別由源站對(duì)等層封裝的裝的“信封信封”，而對(duì)于被封裝在，而對(duì)于被封裝在“信封信封”內(nèi)內(nèi)部的部的“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”僅僅是拆封后將其提交給上層，僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。本層不作任何處理。 每一層只處理本層的協(xié)議頭部！每一層只處理本層的協(xié)議頭部！39服務(wù)與協(xié)議之間的關(guān)系服務(wù)與協(xié)議之間的關(guān)系(n)(n+1)(n-1)

24、（n）服務(wù)(n)(n+1)(n-1)（n）協(xié)議40兩種服務(wù)兩種服務(wù) 面向連接服務(wù)面向連接服務(wù) 在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接，當(dāng)數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，則應(yīng)終止這個(gè)連接。 具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放三個(gè)階段 。 無連接服務(wù)無連接服務(wù) 是指兩個(gè)實(shí)體在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分配通信時(shí)所需的資源 。41兩種服務(wù)的比較兩種服務(wù)的比較Connection Oriented Connectionless參考模式參考模式電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)郵政系統(tǒng)郵政系統(tǒng)特點(diǎn)特點(diǎn)靜態(tài)分配資源；傳輸靜態(tài)分配資源；傳輸前需要建立連接前需要建立連接動(dòng)態(tài)分配資源動(dòng)態(tài)分配資源可靠性可靠性提供可靠的傳輸服務(wù)：無提供可靠的傳輸服務(wù)：無錯(cuò)、按序、

25、無丟失錯(cuò)、按序、無丟失/無重復(fù)無重復(fù)不能防止報(bào)文的損壞、失不能防止報(bào)文的損壞、失序、丟失和重復(fù)序、丟失和重復(fù)對(duì)目的地址對(duì)目的地址 的要求的要求僅在連接階段需要完整的僅在連接階段需要完整的目的地址目的地址需要為每一個(gè)報(bào)文提供完需要為每一個(gè)報(bào)文提供完整的目的地址整的目的地址適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合在一段時(shí)間內(nèi)向同一目的地在一段時(shí)間內(nèi)向同一目的地發(fā)送大量報(bào)文發(fā)送大量報(bào)文; 實(shí)時(shí)性要求實(shí)時(shí)性要求少量零星報(bào)文少量零星報(bào)文分類及示例分類及示例1.可靠消息流可靠消息流 - 文件傳輸文件傳輸2.可靠字節(jié)流可靠字節(jié)流 - 遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄3.不可靠連接不可靠連接 - 數(shù)字化聲音數(shù)字化聲音1.數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào) - 廣播廣播/

26、組播組播2.可靠的數(shù)據(jù)報(bào)可靠的數(shù)據(jù)報(bào)- 掛號(hào)郵件掛號(hào)郵件3.請(qǐng)求應(yīng)答請(qǐng)求應(yīng)答 - 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)查詢42無連接服務(wù)的類型 數(shù)據(jù)報(bào)（數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）它的特點(diǎn)不需要接收端做出任何響應(yīng)，因而是一種不可靠的服務(wù)。 證實(shí)交付（證實(shí)交付（confirmed delivery）這種服務(wù)要求接收端對(duì)收到的每一個(gè)報(bào)文都要產(chǎn)生一個(gè)證實(shí)發(fā)送給發(fā)送端，該證實(shí)只能保證報(bào)文已經(jīng)發(fā)送到遠(yuǎn)端的目的地了，但不能保證目的地的用戶已收到這個(gè)報(bào)文。 請(qǐng)求應(yīng)答（請(qǐng)求應(yīng)答（request-reply）這種類型的數(shù)據(jù)報(bào)要求接收端用戶每收到一個(gè)報(bào)文，就要向發(fā)送端用戶發(fā)送一個(gè)應(yīng)答報(bào)文。43服務(wù)原語服務(wù)原語 服務(wù)原語（Service

27、 Primitive）專供用戶和其他實(shí)體訪問服務(wù)。 服務(wù)原語只是對(duì)服務(wù)進(jìn)行概念性的功能描述，至于如何實(shí)現(xiàn)并不作明確規(guī)定。 原語類型含義請(qǐng)求(Request)（N+1）實(shí)體請(qǐng)求（N）實(shí)體提供服務(wù)指示(Indication)（N）實(shí)體通知（N+1）實(shí)體發(fā)生了某一事件響應(yīng)(Response)（N+1）實(shí)體對(duì)（N）實(shí)體指示的響應(yīng)證實(shí)(Confirm)（N）實(shí)體向（N+1）實(shí)體確認(rèn)，（N+1）實(shí)體請(qǐng)求的服務(wù)已完成44一個(gè)面向連接例子中使用的原語 CONNECT.request：請(qǐng)求建立連接 CONNECT.indication：指示有連接建立請(qǐng)求 CONNECT.response：被呼叫方用來表示接收拒

28、絕建立連接的請(qǐng)求 CONNECT.confirm：通知呼叫方建立連接的請(qǐng)求是否被接受 DATA.request：請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù) DATA.indication：表示數(shù)據(jù)已到達(dá) DISCONNECT.request：請(qǐng)求釋放連接 DISCONNECT.indication：通知對(duì)等實(shí)體釋放連接的完成情況1234565678計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2（N+1）（N）（N+1）（N）12345678910時(shí)間453.2 網(wǎng)絡(luò)參考模型網(wǎng)絡(luò)參考模型 OSI/RM參考模型 TCP/IP參考模型46（Internation Standard Organization）的TC97于1983年提出了（Open System

29、 Interconnection-Referce Model）參考模型，將網(wǎng)絡(luò)分為7層。47應(yīng)用層應(yīng)用層 Application表示層表示層 Presentation會(huì)話層會(huì)話層 Session傳輸層傳輸層 Transportation物理層物理層 Physical數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 Data Link網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 Network7654321為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示在用戶間建立會(huì)話關(guān)系在用戶間建立會(huì)話關(guān)系不同主機(jī)進(jìn)程間的通信不同主機(jī)進(jìn)程間的通信在主機(jī)間傳輸分組在主機(jī)間傳輸分組在節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸幀在節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸幀位流的透明傳輸位流的透明傳輸484950物理層物

30、理層（Physical Layer)Physical Layer)提供建立、維護(hù)和拆除物理鏈路所需的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性；提供建立、維護(hù)和拆除物理鏈路所需的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性；通過傳輸介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)流的物理傳輸，故障檢測(cè)和物理層管理。通過傳輸介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)流的物理傳輸，故障檢測(cè)和物理層管理。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)(Data Link Layer)在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體間提供數(shù)據(jù)傳輸功能和控制；提供數(shù)據(jù)的流量控制；檢在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體間提供數(shù)據(jù)傳輸功能和控制；提供數(shù)據(jù)的流量控制；檢測(cè)和糾正物理鏈路產(chǎn)生的差錯(cuò)。測(cè)和糾正物理鏈路產(chǎn)生的差錯(cuò)。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層(Network La

31、yer)(Network Layer)提供路由選擇、擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能；根據(jù)傳輸層的要求，選提供路由選擇、擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能；根據(jù)傳輸層的要求，選擇服務(wù)質(zhì)量；向傳輸層指示未恢復(fù)的差錯(cuò)。擇服務(wù)質(zhì)量；向傳輸層指示未恢復(fù)的差錯(cuò)。傳輸層傳輸層(Transport Layer)(Transport Layer)提供建立、維護(hù)和拆除傳輸連接的功能；監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量；提供端到端提供建立、維護(hù)和拆除傳輸連接的功能；監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量；提供端到端可靠的透明的數(shù)據(jù)傳輸、差錯(cuò)控制和流量控制。可靠的透明的數(shù)據(jù)傳輸、差錯(cuò)控制和流量控制。會(huì)話層會(huì)話層(Session Layer)(Session Layer)提供兩個(gè)進(jìn)

32、程之間建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能；提供會(huì)話流量提供兩個(gè)進(jìn)程之間建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能；提供會(huì)話流量控制和交叉會(huì)話功能?？刂坪徒徊鏁?huì)話功能。表示層表示層(Presentation Layer)(Presentation Layer)提供不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換；提供數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)提供不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換；提供數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密功能。據(jù)加密功能。應(yīng)用層應(yīng)用層(Application Layer)(Application Layer)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如事務(wù)處理程序、文件傳輸程序、網(wǎng)絡(luò)管理程序等提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如事務(wù)處理程序、文件傳輸程序、網(wǎng)絡(luò)管理程序等等。等

33、。51物理層（物理層（Physical Layer） 功能：在物理媒體功能：在物理媒體(介質(zhì)介質(zhì))上上正確地正確地、透明地透明地傳送比傳送比特流。特流。 服務(wù)：串行和并行服務(wù)：串行和并行 協(xié)議協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))：規(guī)定了物理接口的各種特性：規(guī)定了物理接口的各種特性： 機(jī)械機(jī)械：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格 電氣電氣：信號(hào)電平，信號(hào)的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速：信號(hào)電平，信號(hào)的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳輸距離等率，最大傳輸距離等 功能功能：接口引（線）腳的功能和作用：接口引（線）腳的功能和作用 規(guī)程規(guī)程：信號(hào)時(shí)序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程：信號(hào)時(shí)序，應(yīng)答關(guān)系，操作過

34、程 例：例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.70452RS-232-C 外形為外形為25針或針或9針的針的D形連接器形連接器 通信速率（通信速率（b/s）：）： 100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56K 信號(hào)電平：信號(hào)電平： 邏輯“1”：-3V-15V 邏輯“0”：+3V+15V 引腳定義：引腳定義：5354 H：Host（DTE），），M：Modem（DCE） 設(shè)備握手設(shè)備握手 DTR：HM（保持，表示H已可以工作） DSR：HM（保持，表示M已可以工作） 監(jiān)視載波信號(hào)監(jiān)視載波信號(hào) DCD：HM載波（表示

35、數(shù)據(jù)鏈已建立） 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) RD： HM數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào) 斷開連接斷開連接 DCD消失、H撤除DTR、M撤除DSR信號(hào)時(shí)序（接收）信號(hào)時(shí)序（接收）55 設(shè)備握手設(shè)備握手 DTR：HM（保持） DSR：HM（保持） 請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送 RTS：HM（保持），M載波，在對(duì)方產(chǎn)生DCD CTS：HM（保持） 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) TD：HM數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào) 斷開連接斷開連接 H撤除RTS/DTR M撤除CTS/DSR，停止發(fā)送載波信號(hào)時(shí)序（發(fā)送）信號(hào)時(shí)序（發(fā)送）56DTE和DCE DTE (Data Terminal Equipment)是指具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及收發(fā)能力的數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備、終端設(shè)備或

36、計(jì)算機(jī)等終端裝置。 DCE(Data Communication Equipment) 是指自動(dòng)呼叫應(yīng)答設(shè)備、交換機(jī)以及其他一些中間裝置的集合,其作用就是在DTE和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接。 57 在兩個(gè)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯(cuò)的鏈路。呈現(xiàn)為一條無錯(cuò)的鏈路。 PDU：幀（：幀（Frame） 功能：功能： 建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接 組幀組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀 物理尋址物理尋址：MAC地址地址/物理地

37、址物理地址 定界與同步定界與同步：產(chǎn)生：產(chǎn)生/識(shí)別幀邊界識(shí)別幀邊界 錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè)/恢復(fù)恢復(fù)：可靠的傳輸，：可靠的傳輸，CRC，ARQ 流量控制流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來得及接收得及接收數(shù)據(jù)鏈路層（數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）58 服務(wù)服務(wù) 無確認(rèn)無連接服務(wù) 有確認(rèn)無連接服務(wù) 面向連接的服務(wù)根據(jù)確認(rèn)的發(fā)送條件，將確認(rèn)機(jī)制分為三種方式： 正向確認(rèn) 雙向確認(rèn) 負(fù)向確認(rèn)59 協(xié)議：協(xié)議： 面向字符的：面向字符的： 數(shù)據(jù)以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信數(shù)據(jù)以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信 IBM的的BSC規(guī)程規(guī)程 面向比特的：

38、面向比特的： 數(shù)據(jù)以位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通信數(shù)據(jù)以位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通信 ISO的的HDLC規(guī)程規(guī)程 共享信道問題共享信道問題(LAN or Wireless)： 如何控制對(duì)如何控制對(duì)共享信道共享信道的訪問？的訪問？ 將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制(Logical Link Control, LLC)和和介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制(Media Access Control, MAC)兩個(gè)子層，由兩個(gè)子層，由MAC子層解決共享介質(zhì)訪問控制問題。子層解決共享介質(zhì)訪問控制問題。 LAN使用的兩種主要介質(zhì)訪問控制方法：使用的兩種主要介質(zhì)訪問控制

39、方法： CSMA/CD（Carry Sense Multiple Access With Collision Detect） TOKEN PASSING60 尋址并選擇合適的路由，把數(shù)據(jù)報(bào)從源端傳送到目尋址并選擇合適的路由，把數(shù)據(jù)報(bào)從源端傳送到目的端，在需要時(shí)對(duì)上層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段和重組。的端，在需要時(shí)對(duì)上層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段和重組。 PDU：數(shù)據(jù)報(bào)（：數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram，IP-分組分組Packet） 功能：功能： 在源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接在源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接 尋址、路由選擇和分組中轉(zhuǎn)尋址、路由選擇和分組中轉(zhuǎn) 分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合分

40、段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合 流量控制和擁塞控制流量控制和擁塞控制 多路復(fù)用：為多個(gè)傳輸層實(shí)體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)多路復(fù)用：為多個(gè)傳輸層實(shí)體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù) 差錯(cuò)檢測(cè)與恢復(fù)差錯(cuò)檢測(cè)與恢復(fù) 流量統(tǒng)計(jì)和記賬流量統(tǒng)計(jì)和記賬 IP協(xié)議協(xié)議RFC 791網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer，Internet Layer）61 服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)層從運(yùn)輸層接受報(bào)文（發(fā)送時(shí)）并拆分為報(bào)文分組，把每一個(gè)分組作為一個(gè)獨(dú)立的信息單位傳送。 特征：不需建立連接、每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都附有網(wǎng)絡(luò)地址、要求路由選擇、數(shù)據(jù)報(bào)不能保證按序到達(dá)目的地、對(duì)故障的適應(yīng)性強(qiáng)、易于平衡網(wǎng)絡(luò)流量 虛電路（Virtu

41、al Circuit）服務(wù) 在源主機(jī)要與目的主機(jī)通信之前，應(yīng)先建立一條網(wǎng)絡(luò)連接。 特征：要求先建立連接、全網(wǎng)地址、路由選擇、按序到達(dá)、可靠性較高、適用于交互式作用 永久虛電路 呼叫虛電路 62項(xiàng)目項(xiàng)目目的主機(jī)地址目的主機(jī)地址初始化設(shè)置初始化設(shè)置分組順序分組順序差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制流量控制流量控制連接的建立和釋放連接的建立和釋放63 路由選擇路由選擇如何在多條通信路徑中找一條如何在多條通信路徑中找一條最佳路徑最佳路徑？ 依據(jù)：依據(jù)：速度速度、 距離距離(步跳數(shù)步跳數(shù))、 價(jià)格價(jià)格、 擁塞程度擁塞程度路由器路由器路由表建立與維護(hù)路由表建立與維護(hù)靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小

42、型網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)：運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動(dòng)地動(dòng)態(tài)維護(hù)動(dòng)態(tài)：運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動(dòng)地動(dòng)態(tài)維護(hù)路由算法路由算法建立與維護(hù)路由表的方法建立與維護(hù)路由表的方法距離向量算法：距離向量算法：RIP、CGP等等鏈路狀態(tài)算法：鏈路狀態(tài)算法：OSPF等等64鏈路層的任務(wù)鏈路層的任務(wù)兩節(jié)點(diǎn)間節(jié)點(diǎn)間可靠的數(shù)據(jù)傳輸Ethernet, X.25, ATM, 網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點(diǎn)間端點(diǎn)間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機(jī)間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 65 對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的連接進(jìn)行管理，在源端與目的端之間提對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的連接進(jìn)行管理，在源端與目的端之間提供可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必供可靠的

43、、透明的數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必關(guān)心通信子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。關(guān)心通信子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。 傳輸層的特點(diǎn)傳輸層的特點(diǎn) 以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸；以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸； 與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層功能的強(qiáng)弱；層功能的強(qiáng)弱； 只存在于端主機(jī)中；只存在于端主機(jī)中； 實(shí)現(xiàn)源主機(jī)到目的主機(jī)實(shí)現(xiàn)源主機(jī)到目的主機(jī)“端到端端到端”的連接的連接 在這一點(diǎn)上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？在這一點(diǎn)上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？ 網(wǎng)絡(luò)層：為網(wǎng)絡(luò)層：為主機(jī)之間主機(jī)之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸 傳輸層：為傳輸層：為應(yīng)用進(jìn)程之間

44、應(yīng)用進(jìn)程之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸傳輸層傳輸層（Transport Layer）66 功能：功能： 地址映射：地址映射：源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之； 多路復(fù)用與分割：多路復(fù)用與分割：多個(gè)傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接；多個(gè)傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接；一條傳輸連接使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接；一條傳輸連接使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接； 進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝； 傳輸連接的建立與釋放；傳輸連接的建立與釋放； 提供提供“面向連接面向連接” 和和“無連接無連接” 兩種服務(wù)：兩種服務(wù)：TCP/IP協(xié)議：協(xié)議：TCP和和UDP 傳輸差錯(cuò)校驗(yàn)與恢復(fù)；傳輸

45、差錯(cuò)校驗(yàn)與恢復(fù)； 流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。67傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系 網(wǎng)絡(luò)層則提供網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)間的“邏輯通信” ；而傳輸層提供主機(jī)中的進(jìn)程間的“邏輯通信” 。 二者之間的差別：微妙而又重要 類比 主機(jī)：?jiǎn)挝坏膫鬟_(dá)室 進(jìn)程：?jiǎn)挝恢械穆毠?應(yīng)用層報(bào)文：信件 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議=郵局的投遞服務(wù)，只負(fù)責(zé)遞送到傳達(dá)室 傳輸層協(xié)議=傳達(dá)室的收發(fā)服務(wù)，負(fù)責(zé)遞送到每個(gè)職工68網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點(diǎn)間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機(jī)間的邏輯通信主機(jī)間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 傳輸層的任務(wù)傳輸層的任務(wù)兩端點(diǎn)間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸（應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯

46、通信應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信）通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)69會(huì)話層（會(huì)話層（Session Layer ） 在傳輸層服務(wù)的基礎(chǔ)上增加控制會(huì)話(Session)的機(jī)制，建立、組織和協(xié)調(diào)應(yīng)用進(jìn)程之間的交互過程。 功能：功能：為用戶建立、引導(dǎo)和釋放會(huì)話連接。 服務(wù) 服務(wù)類型：雙向同時(shí)(雙工)、雙向交替(半雙工)和單向(單工) 同步 70表示層表示層（Presentation Layer ） 定義用戶或應(yīng)用程序之間交換數(shù)據(jù)的格式，提供數(shù)據(jù)表示之間的轉(zhuǎn)換服務(wù)，保證傳輸?shù)男畔⒌竭_(dá)目的端后意義不變。 功能：功能：對(duì)源站內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼，形成適合于傳輸?shù)谋忍亓?符合“傳輸語法”)，到了目的站再進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換成目的站用戶所

47、要求的格式(符合目的站“局部語法”)，保持傳輸數(shù)據(jù)的意義不變。 服務(wù)：服務(wù)：不同類型計(jì)算機(jī)中內(nèi)部格式的轉(zhuǎn)換、密碼轉(zhuǎn)換和文本壓縮的轉(zhuǎn)換 71 為為End-user的應(yīng)用進(jìn)程提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用的應(yīng)用進(jìn)程提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用接口。接口。 功能：功能： 提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進(jìn)程的需求；提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進(jìn)程的需求； 為用戶進(jìn)程提供應(yīng)用接口；為用戶進(jìn)程提供應(yīng)用接口； 識(shí)別并證實(shí)目的通信方的可用性；識(shí)別并證實(shí)目的通信方的可用性； 使協(xié)同工作的應(yīng)用進(jìn)程之間進(jìn)行同步；使協(xié)同工作的應(yīng)用進(jìn)程之間進(jìn)行同步； 為通信過程申請(qǐng)資源。為通信過程申請(qǐng)資源。 應(yīng)用層協(xié)議的例子：應(yīng)用層協(xié)議的

48、例子： OSI: VTP、MHS、FTAM、DS、 TCP/IP: Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、應(yīng)用層應(yīng)用層（Application Layer）7273 綜觀整個(gè)OSI模型的設(shè)計(jì)，可以歸納出以下優(yōu)點(diǎn) 1分工合作，責(zé)任明確 性質(zhì)相似的工作劃分在同一層，性質(zhì)相異的工作則劃分到不同層。 2對(duì)等交談 所謂“對(duì)等”是指所處的層級(jí)相同，“對(duì)等交談”的意思是同一層找同一層談，例如：第3層找第3層談、第4層找第4層談等，以此類推。74只有位于同一層的協(xié)議才會(huì)彼此交談 75 3逐層處理，層層負(fù)責(zé) 既然層次分得很清楚，處理事情時(shí)當(dāng)然應(yīng)該按部就班，逐層處理，決不允許越過上一層，直接面向最高層

49、；或是越過下一層，直接調(diào)度指揮。 76 TCP/IP不是一個(gè)單個(gè)的協(xié)議，而是由數(shù)十個(gè)具有層不是一個(gè)單個(gè)的協(xié)議，而是由數(shù)十個(gè)具有層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議組成的一個(gè)協(xié)議集。次結(jié)構(gòu)的協(xié)議組成的一個(gè)協(xié)議集。 TCP和和IP是該協(xié)議集中的兩個(gè)最重要的核心協(xié)議。是該協(xié)議集中的兩個(gè)最重要的核心協(xié)議。 TCP/IP是是Internet上的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議集。上的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議集。 TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)以標(biāo)準(zhǔn)以“請(qǐng)求注釋請(qǐng)求注釋”（RFC）文檔發(fā)布：）文檔發(fā)布： TCP RFC 768, UDP RFC793 IP RFC 791 DNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 16357778Message（報(bào)

50、文）（報(bào)文）Segment（段）（段）Packet（分組）（分組）Frame（幀）（幀）Bit（比特）（比特）TCP/IP協(xié)議棧協(xié)議棧PDU應(yīng)用層應(yīng)用層HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, 傳輸層傳輸層TCP, UDP網(wǎng)際網(wǎng)際(網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò))層層IP, ICMP, ARP, RARP網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層(數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層+物理層物理層)PPP, Ethernet, Token ring, ATM TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)層次的體系結(jié)構(gòu)層次79TCP/IP的應(yīng)用層的應(yīng)用層 應(yīng)用層協(xié)議為文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議為文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、網(wǎng)絡(luò)管理、絡(luò)管理、

51、Web瀏覽等應(yīng)用提供了支持。瀏覽等應(yīng)用提供了支持。 有些協(xié)議的名稱與以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序同名。有些協(xié)議的名稱與以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序同名。應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層網(wǎng)際層文件傳輸文件傳輸 FTP、TFTP、NFS電子郵件電子郵件 SMTP、POP3WWW應(yīng)用應(yīng)用 HTTP遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄 Telnet、rlogin網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 80TCP/IP的傳輸層的傳輸層 傳輸層的主要功能：傳輸層的主要功能：提供進(jìn)程提供進(jìn)程間可靠的傳輸服務(wù)間可靠的傳輸服務(wù)。 傳輸層包括傳輸層包括TCP和和UDP兩種傳兩種傳輸協(xié)議：輸協(xié)議： TCP是是面向連接的面

52、向連接的傳輸協(xié)議。傳輸協(xié)議。 在數(shù)據(jù)傳輸之前建立連接；在數(shù)據(jù)傳輸之前建立連接； 把報(bào)文分解為多個(gè)段進(jìn)行傳輸，把報(bào)文分解為多個(gè)段進(jìn)行傳輸，在目的站再重新裝配這些段；在目的站再重新裝配這些段； 必要時(shí)重新傳輸沒有收到或錯(cuò)誤必要時(shí)重新傳輸沒有收到或錯(cuò)誤的段，因此它是的段，因此它是“可靠可靠”的的。 UDP是是無連接的無連接的傳輸協(xié)議。傳輸協(xié)議。 在數(shù)據(jù)傳輸之前不建立連接；在數(shù)據(jù)傳輸之前不建立連接； 對(duì)發(fā)送的段不進(jìn)行校驗(yàn)和確認(rèn)，對(duì)發(fā)送的段不進(jìn)行校驗(yàn)和確認(rèn)，因此它是因此它是“不可靠不可靠”的的； 主要用于請(qǐng)求主要用于請(qǐng)求/應(yīng)答式的應(yīng)用和應(yīng)答式的應(yīng)用和語音、視頻應(yīng)用。語音、視頻應(yīng)用。應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層網(wǎng)際層面向連接的面向連接的 TCP無連接的無連接的 UDP使用UDP時(shí)，可靠性問題由應(yīng)用層協(xié)議解決。使用TCP時(shí)，可靠性問題在傳輸層已經(jīng)解決。81HTTPFTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP2123255369161TCP UDP應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層TCP和和UDP都用端口都用端口(port)號(hào)來識(shí)別應(yīng)用層實(shí)體，以號(hào)來識(shí)別應(yīng)用層實(shí)體，以便準(zhǔn)確地把信息提交給上層對(duì)應(yīng)的協(xié)議