2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)課件

2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2.3OSI參考模型2.4TCP/IP參考模型2.5兩種參考模型的比較2.6IP地址2.1網(wǎng)絡(luò)的層次機構(gòu)當(dāng)你遇到一個復(fù)雜的問題，如何去解決？解決問題的方法有多種，最為科學(xué)的故障解決方法是將問題分層，將復(fù)雜的問題分解成一系列相互銜接的小任務(wù)，然后逐一解決，最終得到整個問題的解決。2.1網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)運輸規(guī)則運輸規(guī)則鐵路信紙信信袋長沙寄信過程地址、郵編、分發(fā)規(guī)則發(fā)信人郵局南京站收信人郵局長沙站上海站長沙信紙信信袋鐵路南京長沙郵政系統(tǒng)的分層2.1網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)把計算機網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解成若干個功能模塊，每個模塊完成一部分功能，所有模塊共同完成網(wǎng)絡(luò)的全部功能。

層次結(jié)構(gòu)特點：上層是服務(wù)請求者，下層是服務(wù)提供者。層與層之間通過接口完成服務(wù)請求和服務(wù)提供。2.1網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分層機構(gòu)的好處：1.各層之間可相互獨立。2.靈活性好，易于實現(xiàn)和維護。3.有利于促進標(biāo)準化。2.1網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的分層及各層協(xié)議的集合稱為“計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”。

2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議：由雙方共同商定，由雙方共同認可；共同遵守協(xié)議，按協(xié)議規(guī)定辦事；有針對性，有一定的法律效力和權(quán)威。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：通信雙方為了實現(xiàn)通信而設(shè)計的約定或會話規(guī)則。2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常由三部分組成：1.語法2.語義3.時序2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議→定義怎么做→定義做什么→定義何時做2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2.3OSI參考模型2.3OSI參考模型ISO（國際標(biāo)準化組織）開發(fā)了“開放”系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI，只要遵循OSI標(biāo)準，一個標(biāo)準就可以與任何與遵循OSI標(biāo)準的其他任何系統(tǒng)進行互聯(lián)。2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層OSI七層參考模型2.3OSI參考模型實現(xiàn)在物理線路上傳送原始比特流主要功能基于傳遞介質(zhì)提供的信號傳輸服務(wù)物理層是OSI模型的最低層，它向下直接與傳輸介質(zhì)相連接，向上相鄰且服務(wù)于數(shù)據(jù)鏈路層，其任務(wù)是實現(xiàn)物理上互連系統(tǒng)間的信息傳輸。該層將信息按比特一位一位地從一個系統(tǒng)經(jīng)一個系統(tǒng)物理通道送往另一系統(tǒng)，以實現(xiàn)兩系統(tǒng)間的物理通信。只有該層是真正的物理通信，其它各層均是虛擬通信物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)傳輸單位是幀。主要作用：兩個相鄰節(jié)點間線路無差錯的傳送；子網(wǎng)內(nèi)選路；差錯檢測；流量控制：收發(fā)雙方速率的匹配；2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層跨互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸；將數(shù)據(jù)由源主機送到目的主機。包含IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是支持網(wǎng)絡(luò)連接的實現(xiàn)，包括對點—點結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接、由具有不同特性的子網(wǎng)所支持的網(wǎng)絡(luò)連接等主要功能：如何定位主機的網(wǎng)絡(luò)位置如何選擇路徑2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層為應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間的通信提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

(包含TCP協(xié)議)起承上啟下的作用。它是整個七層協(xié)議中最重要和最復(fù)雜的一層。主要功能提供可靠的端到端服務(wù)；負責(zé)端到端節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸和控制功能應(yīng)用程序…應(yīng)用程序…

Internet傳輸層的作用范圍（提供應(yīng)用程序之間的通信）2.3OSI參考模型2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層會話層（Session）不參與數(shù)據(jù)傳輸；對兩個應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)傳輸過程進行管理和協(xié)調(diào)；例如：斷點續(xù)傳。表示層（Presentation）向應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，如加密解密、壓縮與恢復(fù)等；將不同系統(tǒng)的不同表示方法轉(zhuǎn)換成標(biāo)準形式。2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層通過應(yīng)用程序間的交互實現(xiàn)應(yīng)用；直接面向用戶（人）提供各種服務(wù)2.3OSI參考模型發(fā)送方接收端郵件服務(wù)器用戶代理SMTPSMTPPOP3發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理用戶郵箱接收方Internet應(yīng)用層實現(xiàn)各種具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。2.3OSI參考模型OSI參考模型各層任務(wù)與功能物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層任務(wù):實現(xiàn)各種應(yīng)用，為用戶（人）提供服務(wù)；功能:實現(xiàn)應(yīng)用；任務(wù):提供數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換；功能:數(shù)據(jù)加密，壓縮，翻譯等；任務(wù):會話管理；功能:斷點續(xù)傳；任務(wù):提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸；功能:提供可靠與不可靠數(shù)據(jù)傳輸；任務(wù):互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)主機到主機的數(shù)據(jù)傳輸；功能:提供邏輯地址，網(wǎng)間選路；任務(wù):子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸；功能:物理地址、網(wǎng)內(nèi)選路和轉(zhuǎn)發(fā)；任務(wù):在線路上傳輸比特；功能:定義物理拓撲結(jié)構(gòu)，定義電壓，線速等物理規(guī)范；2.3OSI參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層每層都有自己的數(shù)據(jù)單元，統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU,ProtocolDataUnit)。——消息（Message）——段（Segment）——數(shù)據(jù)包（Packet

）——幀（Frame）——比特（Bit）——消息（Message）——消息（Message）2.3OSI參考模型消息報頭消息報頭消息IP頭幀頭幀尾應(yīng)用層：消息1101000011000010100101111011001001000101001101111011傳輸層：段網(wǎng)絡(luò)層：數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)鏈路層：幀物理層：比特信號：報頭消息IP頭2.3OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中每一層都要依靠下一層提供的服務(wù)。為了提供服務(wù)，下層把上層的PDU作為本層的普通數(shù)據(jù)，加上本層的頭部（和尾部），封裝成本層PDU。頭部中含有完成本層功能所需的控制信息。數(shù)據(jù)自上而下遞交的過程實際上就是不斷封裝的過程。到達目的地后，自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。在物理線路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其外面實際上被包裝多層“信封”。但是，某一層只能識別由對等層封裝的“信封”，而對于被封裝在

“信封”內(nèi)部的數(shù)據(jù)僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。2.3OSI參考模型服務(wù)、接口、協(xié)議服務(wù)的定義指明了該層該做什么，而不是上層如何訪問這一層，或這一層是如何工作的。接口告訴它上面的進程應(yīng)該如何訪問本層，它規(guī)定哪些參數(shù)以及結(jié)果是什么，但并未說明本層內(nèi)部是如何工作的。每一層的協(xié)議是本層內(nèi)部的事情，它可以是任何協(xié)議，只要它能夠提供所承諾的服務(wù)即可。課堂練習(xí)填空1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素是（）（）和（）技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。語法語義時序課堂練習(xí)填空2.數(shù)據(jù)壓縮和解密OSI參考模型中（）。3.網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸單位是（）。傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸單位是（）表示層數(shù)據(jù)包段課堂練習(xí)選擇1.（）不屬于計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的特點。A.是抽象的功能定義B.是以高度結(jié)構(gòu)化的方式設(shè)計的C.是分層結(jié)構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)各層及其協(xié)議的集合D.在分層結(jié)構(gòu)中，上層必須知道下層是怎樣實現(xiàn)的D課堂練習(xí)選擇2.在TCP/IP協(xié)議中，TCP是一種（）協(xié)議。A.網(wǎng)絡(luò)層B.應(yīng)用層C.數(shù)據(jù)鏈路層D.傳輸層D課堂練習(xí)選擇3.數(shù)據(jù)鏈路層在OSI參考模型的（）A.第一層B.第二層C.第三層D.第四層B課堂練習(xí)選擇4.OSI參考模型的（）為處在兩個不同地理位置上的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的終端設(shè)備之間，提供連接和路徑選擇。A.物理層B.網(wǎng)絡(luò)層C.鏈路層D.應(yīng)用層B課堂練習(xí)選擇5.OSI參考模型的（）建立、維護和管理應(yīng)用程序之間的會話。A.傳輸層B.會話層C.表示層D.應(yīng)用層B課堂練習(xí)選擇6.OSI參考模型的（）完成差錯報告、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和流量控制。A.網(wǎng)絡(luò)層B.傳輸層C.數(shù)據(jù)鏈路層D.物理層C2.4TCP/IP參考模型2.4TCP/IP參考模型TCP/IP提出的背景APRA拔出巨資開發(fā)TCP/IP協(xié)議，因為它設(shè)想一個在任何條件下甚至核戰(zhàn)爭都可以生存的網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP參考模型也成為了Internet發(fā)展的實際標(biāo)準。2.4TCP/IP參考模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層OSI七層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層2.4TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP協(xié)議并沒有真正定義這一部分，只是指出這一層上必須具有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層傳送下來的數(shù)據(jù)能發(fā)送到目的主機的網(wǎng)絡(luò)層。使用協(xié)議：Ethernet(以太網(wǎng)協(xié)議)、ARPANET、PDN等2.4TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層網(wǎng)絡(luò)層該層主要功能是把數(shù)據(jù)報通過最佳路徑送到目的端。網(wǎng)絡(luò)層是網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點（如路由器）上的最高層使用協(xié)議：IP、ICMP、ARP、RARP等2.4TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層傳輸層該層主要功能是提供端到端的傳輸服務(wù)。使用協(xié)議：TCP、UDP2.4TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層應(yīng)用層該層協(xié)議為文件傳輸、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)管理等應(yīng)用服務(wù)提供支持。有些協(xié)議名稱以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序同名。使用協(xié)議：文件傳輸協(xié)議（FTP）、簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）、遠程登錄協(xié)議（Telnet）、超文本傳送協(xié)議（HTTP）、域名系統(tǒng)（DNS）等2.4TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層運輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層運輸層應(yīng)用層發(fā)送主機A接收主機B網(wǎng)絡(luò)接口層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層S1R1H1H2網(wǎng)絡(luò)接口層S2R1S1S22.4TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層對等層的協(xié)議2.5兩種參考模型的比較2.5兩種參考模型的比較相似之處基于獨立的協(xié)議集合的概念（按照層次結(jié)構(gòu)思想對計算機網(wǎng)絡(luò)模塊化的研究）兩個模型中各個層次的功能大體相似傳輸層之上的各層都是傳輸服務(wù)的用戶，并且都是面向應(yīng)用的用戶。2.5兩種參考模型的比較差異之處OSI參考模型有七層，TCP/IP參考模型有四層OSI參考模型出現(xiàn)在其協(xié)議之前，協(xié)議和參考模型不統(tǒng)一，TCP/IP參考模型出現(xiàn)在其協(xié)議之后，協(xié)議匹配情況很好。OSI參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)明之前，該模型沒有偏向于任何特定的協(xié)議，非常通用，TCP/IP參考模型不適合參考模型之外的任何其他協(xié)議。2.5兩種參考模型的比較物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層OSI七層協(xié)議物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層IP傳輸層TCP應(yīng)用層Internet五層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層協(xié)議

要求比較記憶以下協(xié)議棧對照圖2.6IP地址2.6IP地址IP地址的作用與表示IP地址是TCP/IP協(xié)議中IP協(xié)議定義的網(wǎng)絡(luò)層地址在以TCP/IP協(xié)議為通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，每臺主機都必須擁有唯一的IP地址，該IP地址不但可以用來標(biāo)識每一臺主機，其中也隱含著網(wǎng)絡(luò)的信息。主機號（HostID）網(wǎng)絡(luò)號（NetwordID）2.6IP地址例如255最大值255255255主機ID網(wǎng)絡(luò)ID2.6IP地址IP地址的分類2.6IP地址A類0XXXXXXX1-126地址類第一個8位數(shù)的格式范圍B類10XXXXXX128-191C類110XXXXX192-223D類1110XXXX224-239E類1111XXXX240-255IP地址的分類2.6IP地址網(wǎng)絡(luò)部分主機部分地址類型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個網(wǎng)段廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點回環(huán)地址回環(huán)測試廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點所有網(wǎng)絡(luò)通常用于指定默認路由特殊類型的IP地址2.6IP地址計算A.B.C類可用的網(wǎng)絡(luò)號和主機號2.6IP地址計算A.B.C類網(wǎng)絡(luò)可用的主機地址A類：網(wǎng)絡(luò)號=27-2=126每個網(wǎng)絡(luò)有主機224-2=16777214B類：網(wǎng)絡(luò)號=214=16384每個網(wǎng)絡(luò)有主機216-2=65534C類：網(wǎng)絡(luò)號=221=2097152每個網(wǎng)絡(luò)有主機28-2=2542.6IP地址地址類