第2章：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

第2章

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1本章學(xué)習(xí)要求：掌握：協(xié)議、層次、接口與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念。掌握：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次化研究方法。掌握：OSI參考模型及各層的基本服務(wù)功能。掌握：TCP/IP參考模型的層次劃分、各層的基本服務(wù)功能與主要協(xié)議。了解：OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較。了解：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)組織，RFC文檔、Internet草案與Internet協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定過程。22.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念中，分層次的體系結(jié)構(gòu)是最基本的。2.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)。為了說明這一點(diǎn)，用一個簡單的實(shí)例來說明，連接在網(wǎng)絡(luò)上的兩臺計算機(jī)要互相傳送文件。首先，在兩臺計算機(jī)之間必修有一條傳送數(shù)據(jù)的通路，但是有了這個還不夠，至少還要完成下面的工作:見教材p20。由該實(shí)例，我們知道，互相通信的兩臺計算機(jī)的系統(tǒng)必須是高度協(xié)調(diào)工作的。為了實(shí)現(xiàn)這種高度協(xié)調(diào)的工作，提出了采用“分層”的方法，“分層”可以將一個龐大而復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成為很多較小的局部問題，這些較小的問題比較容易研究和處理。32.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成的過程：1974年，IBM宣布了它研制的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA，該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)就是按照層次的方法制定的，它是世界上使用得相當(dāng)廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。早期的問題：各個生產(chǎn)廠家各種產(chǎn)品的相互兼容的問題，以及大廠家的壟斷問題。隨后，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1974年成立專門的機(jī)構(gòu)研究這個問題，并提出了一個試圖使各種計算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架。這一個標(biāo)準(zhǔn)就是著名的開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI。“開放”指的是：“系統(tǒng)”指的是：OSI參考模型是一個抽象的概念。在1983年形成了OSI參考模型的正式文件，它是一個七層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。42.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成OSI參考模型試圖達(dá)到一種理想的境界，既成為全世界的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都遵循的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但是它事與愿違，現(xiàn)在全世界上使用最多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不是OSI參考模型。它失敗的原因是：OSI參考模型的專家缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。OSI參考模型沒有什么商業(yè)驅(qū)動力。OSI參考模型的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來較過于復(fù)雜，運(yùn)行效率低，OSI標(biāo)準(zhǔn)制定的周期太長，是按照該標(biāo)準(zhǔn)制定的產(chǎn)品設(shè)備無法按時進(jìn)入市場?，F(xiàn)在使用最多的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)是TCP/IP這個非國際標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。它被稱為事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)。它是一個四層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。52.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

2.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信，就必須遵守一些事先約定的規(guī)則。這些規(guī)則要明確的規(guī)定所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題。這里的“同步”不是狹義的同頻或同頻同相，是廣義的同步，含有有時序的意思。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定就稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由三個要素組成：1、語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；2、語義：既需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)；3、同步：既事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明62.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

2.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念另外的一種說法：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：語義、語法與時序；語義：用于解釋比特流的每一部分的意義；語法：語法是用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序的意義；時序：事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。7社會上存在的郵政系統(tǒng)8協(xié)議和劃分層次如書上例子：P22來說明要劃分層次的概念9協(xié)議和劃分層次由上面的例子我們可以更好的理解分層帶來的好處：1、各層之間是獨(dú)立的；2、更好的靈活性；3、結(jié)構(gòu)上可以分割開；4、易于維護(hù)；5、能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。在分層時，也要注意每一層的功能非常明確，層數(shù)不能太少，這樣會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜，但是層數(shù)也能太多，這樣又會使描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時遇到較多的困難。10協(xié)議和劃分層次通常在每一層所要實(shí)現(xiàn)的一般功能都具有下面的一種功能或幾種功能：差錯控制：流量控制：分段和重組：復(fù)用和分用：連接和釋放：在分層也存在一些缺點(diǎn)：如有些功能在不同的層次中重復(fù)出現(xiàn)，因此造成了額外的開銷。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：就是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合就稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正的運(yùn)行在計算機(jī)硬件和軟件。112.2.2協(xié)議、層次、接口與體系結(jié)構(gòu)的概念

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的四個重要的概念

層次（layer）協(xié)議（protocol）

接口（interface）

體系結(jié)構(gòu)（architecture）12層次（layer）層次是人們對復(fù)雜問題處理的基本方法；將總體要實(shí)現(xiàn)的很多功能分配在不同層次中；對每個層次要完成的服務(wù)及服務(wù)要求都有明確規(guī)定；不同的系統(tǒng)分成相同的層次；不同系統(tǒng)的最低層之間存在著“物理”通信；不同系統(tǒng)的對等層次之間存在著“虛擬”通信；對不同系統(tǒng)的對等層之間的通信有明確的通信規(guī)定；高層使用低層提供的服務(wù)時，并不需要知道低層服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。

13協(xié)議（protocol）協(xié)議基本上是通信雙方關(guān)于通信如何進(jìn)行達(dá)成的一致規(guī)則協(xié)議棧：某一系統(tǒng)所使用的協(xié)議列表，每層一個協(xié)議，就稱為協(xié)議棧。14接口（interface）接口是同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間交換信息的連接點(diǎn);同一個結(jié)點(diǎn)的相鄰層之間存在著明確規(guī)定的接口，低層向高層通過接口提供服務(wù);只要接口條件不變、低層功能不變，低層功能的具體實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)的變化不會影響整個系統(tǒng)的工作。15網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（networkarchitecture）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：是層和協(xié)議的集合一個功能完備的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要制定一整套復(fù)雜的協(xié)議集;網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是按層次結(jié)構(gòu)來組織的；網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了精確的定義；體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)是指能夠運(yùn)行的一些硬件和軟件。162.2.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究方法

層次結(jié)構(gòu)研究方法的優(yōu)點(diǎn)各層之間相互獨(dú)立;靈活性好;各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn);易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù);有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。

172.3OSI參考模型

2.3.1OSI參考模型的基本概念

在制定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面，起著很大作用的兩大國際組織是：

國際電報與電話咨詢委員會（ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone，CCITT）；

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）。CCITT與ISO的工作領(lǐng)域是不同的：

CCITT主要是考慮通信標(biāo)準(zhǔn)的制定；

ISO主要是考慮信息處理與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。18在OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信；OSI標(biāo)準(zhǔn)中，采用的是三級抽象：

?體系結(jié)構(gòu)（architecture）；

?服務(wù)定義（servicedefinition）；

?協(xié)議說明（protocolspecification）。19體系結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的相互關(guān)系及各層所包括的可能的服務(wù)；作為一個框架來協(xié)調(diào)和組織各層協(xié)議的制定；對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)最精煉地概括與描述。

20服務(wù)定義詳細(xì)地說明了各層所提供的服務(wù)；某一層的服務(wù)就是該層及其以下各層的一種能力；低層的服務(wù)是通過接口向上一層提供的;各層所提供的服務(wù)與這些服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的無關(guān)；定義了層與層之間的接口與各層使用的原語，但不涉及接口是具體實(shí)現(xiàn)的。21協(xié)議說明OSI標(biāo)準(zhǔn)中的各種協(xié)議明確地定義了：應(yīng)該發(fā)送什么樣的控制信息；如何解釋這個控制信息。協(xié)議的規(guī)程說明具有最嚴(yán)格的約束。

22OSI參考模型只是描述了一些概念，用來協(xié)調(diào)進(jìn)程間通信標(biāo)準(zhǔn)的制定；在OSI的范圍內(nèi)，只有各種的協(xié)議是可以被實(shí)現(xiàn)的，而各種產(chǎn)品只有和OSI的協(xié)議相一致時才能互連；OSI參考模型并不是一個標(biāo)準(zhǔn)，而是一個在制定標(biāo)準(zhǔn)時所使用的概念性的框架。

232.3.2OSI參考模型的結(jié)構(gòu)

ISO劃分七層結(jié)構(gòu)的基本原則網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都具有相同的層次；不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能；同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信；每一層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)；不同結(jié)點(diǎn)的同等層通過協(xié)議來實(shí)現(xiàn)對等層之間的通信。24OSI參考模型的結(jié)構(gòu)

252.3.3OSI參考模型各層的功能OSI參考模型共分7層。上面的三層是較高層（應(yīng)用層）下面的四層為數(shù)據(jù)流動層。物理層的主要功能：利用傳輸介質(zhì)為通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間建立、管理和釋放物理連接；實(shí)現(xiàn)比特流的透明傳輸，為數(shù)據(jù)鏈路層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；物理層的數(shù)據(jù)傳輸單元是比特。物理層為激活、維持和釋放終端系統(tǒng)之間的物理鏈路定義了電氣、機(jī)械、過程和功能的標(biāo)準(zhǔn)。如：電壓、電壓變化的時間、物理數(shù)據(jù)速率、最大傳輸?shù)木嚯x、物理連接器和其他的物理層規(guī)范中定義的類似特點(diǎn)。（信號和介質(zhì)）26數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能：在物理層提供的服務(wù)基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)鏈路層在通信的實(shí)體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接；傳輸以“幀”為單位的數(shù)據(jù)包；采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)連路層提供數(shù)據(jù)在物理鏈路上的傳輸。物理尋址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問、差錯檢測。（幀和介質(zhì)訪問控制）27網(wǎng)絡(luò)層的主要功能：通過路由選擇算法為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂?；為?shù)據(jù)在結(jié)點(diǎn)之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路；實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能。網(wǎng)絡(luò)層是復(fù)雜的一層，它提供兩臺主機(jī)之間的連接和路徑選擇。（路徑的選擇、路由及邏輯尋址）28傳輸層的主要功能：向用戶提供可靠端到端（end-to-end）服務(wù)；處理數(shù)據(jù)包錯誤、數(shù)據(jù)包次序，以及其他一些關(guān)鍵傳輸問題；傳輸層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)，是計算機(jī)通信體系結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的傳輸層在發(fā)送主機(jī)系統(tǒng)上對將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，在接收主機(jī)系統(tǒng)上完成數(shù)據(jù)段到數(shù)據(jù)流的重組。傳輸層和會話層之間的邊界可以認(rèn)為是應(yīng)用協(xié)議和數(shù)據(jù)流協(xié)議的分界。應(yīng)用層、表示層、會話層需要考慮的是應(yīng)用方面的問題。而下4層只需要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。（流量控制和可靠性）OSI參考模型的較低4層規(guī)定了如何通過互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備把數(shù)據(jù)在一條物理線路上傳輸?shù)侥繕?biāo)終端站并最終達(dá)到應(yīng)用層的過程。29會話層的主要功能：負(fù)責(zé)維護(hù)兩個結(jié)點(diǎn)之間的傳輸鏈接，以便確保點(diǎn)到點(diǎn)傳輸不中斷；管理數(shù)據(jù)交換。會話層是建立、管理和終止兩臺通信主機(jī)之間的會話。它是為表示層服務(wù)的。也對兩臺主機(jī)的表示層之間的會話進(jìn)行同步，并管理其數(shù)據(jù)交換。除了會話規(guī)則以外，會話層為進(jìn)行高效的用戶傳輸、服務(wù)分類和會話層、表示層以及應(yīng)用層的差錯報告提供條件。30表示層的主要功能：表示層確保一個系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)布的信息可以被另一種系統(tǒng)的應(yīng)用層讀起。它需要把各種不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化成一種通用的格式。用于處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式；數(shù)據(jù)格式變換；數(shù)據(jù)加密與解密；數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)。31應(yīng)用層的主要功能:應(yīng)用層是OSI參考模型中最靠近用戶的一層，它為用戶的應(yīng)用程序提供服務(wù)。它為想要進(jìn)行通信的實(shí)體建立連接，進(jìn)行同步并建立關(guān)于錯誤糾正和控制數(shù)據(jù)完整性過程的協(xié)商。不為OSI參考模型中的任何一層提供服務(wù)，只為OSI參考模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù)。（電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、HTTP等）為應(yīng)用程序提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù);應(yīng)用層需要識別并保證通信對方的可用性，使得協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間的同步;建立傳輸錯誤糾正與保證數(shù)據(jù)完整性的控制機(jī)制。

32OSI參考模型較上層及下層的作用332.3.4OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程

1.OSI環(huán)境（OSIenvironment）

342.OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程

35封裝與解封裝數(shù)據(jù)封裝的5個步驟；1.創(chuàng)建數(shù)據(jù)2.為端到端的傳輸將數(shù)據(jù)打包3.在報頭上附加網(wǎng)絡(luò)地址4.附加本地地址（MAC地址）到數(shù)據(jù)鏈路報頭5.為進(jìn)行傳輸而轉(zhuǎn)換為比特解封裝當(dāng)遠(yuǎn)程設(shè)備順序接到一串比特時，它會把它們轉(zhuǎn)送給數(shù)據(jù)鏈路層組裝成幀。當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路層收到幀時，它會有以下的工作：讀起物理地址和由直接連接的對等數(shù)據(jù)鏈路層所提供的信息從該幀分離該控制信息并由此創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)報。遵照在幀的控制部分中出現(xiàn)的內(nèi)容而把數(shù)據(jù)報向上轉(zhuǎn)送到相鄰的層。362.4TCP/IP參考模型

2.4.1TCP/IP參考模型的發(fā)展

在TCP/IP協(xié)議研究時，并沒有提出參考模型；1974年Kahn定義了最早的TCP/IP參考模型；20世紀(jì)80年代Leiner、Clark等人對TCP/IP參考模型進(jìn)一步的研究；TCP/IP協(xié)議一共出現(xiàn)了6個版本，后3個版本是版本4、版本5與版本6；目前我們使用的是版本4，它的網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議一般記作IPv4；版本6的網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議一般記作IPv6（或IPng,IPnextgeneration）；IPv6被稱為下一代的IP協(xié)議。37TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)

開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn);獨(dú)立于特定的計算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)；獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互連網(wǎng)中；統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有惟一的地址；標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。382.4.2TCP/IP參考模型各層的功能

TCP/IP參考模型的組成：分為4層，應(yīng)用層、傳輸層、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接入層。應(yīng)用層（applicationlayer）傳輸層（transportlayer）互連層（internetlayer）主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層（host-to-networklayer）39TCP/IP參考模型與OSI參考模型的對應(yīng)關(guān)系

40主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層參考模型的最低層，負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報;允許主機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)時使用多種現(xiàn)成的與流行的協(xié)議，如局域網(wǎng)的Ethernet、令牌網(wǎng)、分組交換網(wǎng)的X.25、幀中繼、ATM協(xié)議等;當(dāng)一種物理網(wǎng)被用作傳送IP數(shù)據(jù)包的通道時，就可以認(rèn)為是這一層的內(nèi)容;充分體現(xiàn)出TCP/IP協(xié)議的兼容性與適應(yīng)性，它也為TCP/IP的成功奠定了基礎(chǔ)。此層的名稱很廣泛。也稱網(wǎng)絡(luò)接口層層。它涉及到與IP分組（packet)要求選擇一條物理鏈路并通過該物理鏈路從一臺設(shè)備轉(zhuǎn)送到一臺直接連接設(shè)備的有關(guān)問題。是包括廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的技術(shù)細(xì)節(jié)，和OSI參考模型中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有細(xì)節(jié)。41互連層把來自網(wǎng)絡(luò)上的任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的原分組發(fā)送到目的設(shè)備，而且這一過程與它們所經(jīng)歷的路徑和網(wǎng)絡(luò)無關(guān)。（IP協(xié)議）相當(dāng)OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；處理互連的路由選擇、流控與擁塞問題；IP協(xié)議是無連接的、提供“盡力而為”服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。42傳輸層處理關(guān)于可靠性、流量控制和重轉(zhuǎn)等典型問題。（TCP協(xié)議提供優(yōu)秀和靈活的方式創(chuàng)建可靠、流量順暢和低錯誤率的網(wǎng)絡(luò)通信過程。是一種面向連接的協(xié)議。主要功能是在互連網(wǎng)中源主機(jī)與目的主機(jī)的對等實(shí)體間建立用于會話的端-端連接；傳輸控制協(xié)議TCP是一種可靠的面向連接協(xié)議；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP是一種不可靠的無連接協(xié)議。

43應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議主要有：網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議Telnet；文件傳輸協(xié)議FTP；簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP；域名系統(tǒng)DNS；簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP；超文本傳輸協(xié)議HTTP。TCP/IP的設(shè)計者認(rèn)為高層協(xié)議應(yīng)該包括會話層和表示層的細(xì)節(jié)，他們簡單的創(chuàng)建了一個應(yīng)用層來處理高層的協(xié)議、有關(guān)的表達(dá)、編碼和對話控制。把所有與應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容都?xì)w為一層，并保證為下一層適當(dāng)?shù)膶?shù)據(jù)分組（打包）。也稱為處理層。44TCP/IP協(xié)議圖452.4.2實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)實(shí)體表示任何可發(fā)送或接受信息的硬件或軟件進(jìn)程。很多情況下實(shí)體就是一個特定的軟件。協(xié)議是控制兩個對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。協(xié)議的語法方面定義了所要交換的信息格式。協(xié)議的語義方面定義了發(fā)送者或接受者所要完成的操作。在協(xié)議的控制下，兩個對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)，要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下一層的提供的服務(wù)。462.4.2實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)協(xié)議和服務(wù)在概念上是不同的。第一，協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上層提高服務(wù)，而本層的服務(wù)用戶只能看到服務(wù)而無法看見下層的協(xié)議。其次，協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實(shí)體之間的規(guī)則，但是服務(wù)是“垂直的”，既服務(wù)是由下層向上層間接口提供的。此外，并非在一個層內(nèi)完成的全部功能都稱為服務(wù)，只有那些能夠被高層看見的功能才能稱為“服務(wù)”。相關(guān)的幾個語術(shù)：實(shí)體（entity)、對等實(shí)體(peerentity)、服務(wù)提供者(serviceprovider)、服務(wù)用戶(serviceuser)、

服務(wù)接入點(diǎn)SAP（serviceaccesspoint)、接口數(shù)據(jù)單元IDU（interfacedataunit)、服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU（servicedataunit)、協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（protocaldataunit)472.4.3面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)從通信角度看，各層提供的服務(wù)可分為兩大類：面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)。面向連接的服務(wù)：類似電話系統(tǒng)模式，用戶首先要建立連接，使用連接，然后釋放連接。（可靠的服務(wù)）無連接的服務(wù)：類似郵政系統(tǒng)模式，每一個報文都有完整的目的地址，并且在每一個報文都是獨(dú)立的，在傳輸?shù)倪^程和路由的選則可不同，到達(dá)的先后順序也可能不相同。（不可靠的服務(wù)）又稱為數(shù)據(jù)報服務(wù)兩種服務(wù)模式的各有優(yōu)點(diǎn)，其服務(wù)的特性用服務(wù)質(zhì)量來評價。有確認(rèn)的數(shù)據(jù)報服務(wù)，既無連接的建立，又要求確保信息的可靠性的服務(wù).482.4.3面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中討論的服務(wù)可以分為通信子網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸所提供的服務(wù),與整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為用戶提供的服務(wù)；通信子網(wǎng)的服務(wù)是指通信子網(wǎng)對主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃运峁┑谋ＷC機(jī)制；通信服務(wù)可以分為兩大類：面向連接服務(wù)（connect-orientedservice）；

無連接服務(wù)（connectlessservice）。

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理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要注意的問題面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)對實(shí)現(xiàn)服務(wù)的傳輸可靠性與協(xié)議復(fù)雜性有很大的影響；根據(jù)主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸蠛托实牟煌?，設(shè)計者可以選擇面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)的類型；在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鲗?，如物理層、?shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層都會涉及面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)的問題。50面向連接服務(wù)的特點(diǎn)面向連接服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸過程必須經(jīng)過連接建立、連接維護(hù)與釋放連接的三個過程；面向連接服務(wù)的在數(shù)據(jù)傳輸過程中，各分組可以不攜帶目的結(jié)點(diǎn)的地址；面向連接服務(wù)的傳輸連接類似一個通信管道，發(fā)送者在一端放入數(shù)據(jù)，接收者從另一端取出數(shù)據(jù)；面向連接數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖瞻l(fā)數(shù)據(jù)順序不變，傳輸可靠性好，但是協(xié)議復(fù)雜，通信效率不高。51無連接服務(wù)的特點(diǎn)無連接服務(wù)的每個分組都攜帶完整的目的結(jié)點(diǎn)地址，各分組在系統(tǒng)中是獨(dú)立傳送的；無連接服務(wù)中的數(shù)據(jù)傳輸過程不需要經(jīng)過連接建立、連接維護(hù)與釋放連接的三個過程；數(shù)據(jù)分組傳輸過程中，目的結(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)分組可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失的現(xiàn)象；無連接服務(wù)的可靠性不好，但是協(xié)議相對簡單，通信效率較高。52確認(rèn)和重傳機(jī)制的特點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸话阃ㄟ^確認(rèn)和重傳機(jī)制保證；確認(rèn)是指數(shù)據(jù)分組的接收結(jié)點(diǎn)在正確地接收到每個分組后，要求向發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)回接收分組的確認(rèn)信息；在規(guī)定的時間內(nèi)，如果發(fā)送結(jié)點(diǎn)沒有接收到接收結(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息，就認(rèn)為該數(shù)據(jù)分組發(fā)送失敗，發(fā)送結(jié)點(diǎn)重新發(fā)送該數(shù)據(jù)分組；確認(rèn)和重傳機(jī)制可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕撬枰贫ㄝ^為復(fù)雜的確認(rèn)和重傳協(xié)議，并且需要增加網(wǎng)絡(luò)額外的通信負(fù)荷，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。53服務(wù)類型與服務(wù)質(zhì)量通信協(xié)議四種類型：面向連接與確認(rèn)服務(wù)；面向連接與不確認(rèn)服務(wù)；無連接與確認(rèn)服務(wù)；無連接與不確認(rèn)服務(wù)。設(shè)計者可以根據(jù)不同的通信要求，決定選擇不同的服務(wù)類型。

542.5OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較

2.5.1對OSI參考模型的評價層次數(shù)量與內(nèi)容選擇不是很好，會話層很少用到，表示層幾乎是空的，數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層有很多的子層插入；尋址、流控與差錯控制在每一層里都重復(fù)出現(xiàn)，降低系統(tǒng)效率；數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡(luò)管理在參考模型的設(shè)計初期被忽略了；參考模型的設(shè)計更多是被通信的思想所支配，不適合于計算機(jī)與軟件的工作方式；嚴(yán)格按照層次模型編程的軟件效率很低。552.5.2對TCP/IP參考模型評價在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別上不很清楚，一個好的軟件工程應(yīng)該將功能與實(shí)現(xiàn)方法區(qū)分開，參考模型不適合于其他非TCP/IP協(xié)議族；TCP/IP參考模型的主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層本身并不是實(shí)際的一層；物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的劃分是必要和合理的，而TCP/IP參考模型卻沒有做到這點(diǎn)。

562.5.3OSI參考模型TCP/IP參考模型的比較相同點(diǎn)：都分層都有應(yīng)用層、盡管它們的服務(wù)不同都可比較的傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層使用分組交換、而不是電路交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)專家需要對它們了解不同點(diǎn)：TCP/IP將表示層和會話層包括到了應(yīng)用層。TCP/IP將OSI的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層包括在一層中。TCP/IP看起來更簡單，它分層更少；這種認(rèn)識是錯誤的。OSI參考模型不如TCP/IP參考模型復(fù)雜，但它有更多的分層，更容易開發(fā)和排除故障TCP/IP協(xié)議是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而得以完善的標(biāo)準(zhǔn)，所以TCP/IP模型僅僅由于其協(xié)議而被廣泛認(rèn)可；雖然OSI模型作為指導(dǎo)原則，但是網(wǎng)絡(luò)通常并沒有建立在OSI參考模型的基礎(chǔ)上。572.6客戶—服務(wù)器方式客戶—服務(wù)器方式是TCP/IP的進(jìn)程之間常用，它的概念很重要。以應(yīng)用層的通信為例來說明客戶—服務(wù)器方式。應(yīng)用層是直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的。但是，應(yīng)用層協(xié)議不為解決用戶各種具體應(yīng)用的協(xié)議。應(yīng)用層是原理體系結(jié)構(gòu)中最高的一層，在它之上不存在其他層，所以，應(yīng)用層的任務(wù)是為終端用戶提供服務(wù)的。應(yīng)用層協(xié)議是為了解決這一類的應(yīng)用問題的，它通常是通過位于不同主機(jī)的多個進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。解決具體應(yīng)用問題而彼此通信的進(jìn)程就稱為“應(yīng)用進(jìn)程”。應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定進(jìn)程在通信時所遵循的協(xié)議?？蛻簟?wù)器方式就是指通信中所涉及到的兩個進(jìn)程。它所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。58客戶－服務(wù)器模式（client-servermodel)用戶－服務(wù)器模式軟件通常還具有如下的特點(diǎn)：1.客戶軟件特點(diǎn)：***（1）（2）（3）（4）2.服務(wù)器軟件特點(diǎn)：***（1）（2）（3）（4）用戶－服務(wù)器的通信關(guān)系一旦建立，通信就可是雙向的。59客戶－服務(wù)器模式（client-servermodel)工作過程：用戶發(fā)請求信息指示要完成的工作服務(wù)器完成工作后送回答復(fù)此外功能較強(qiáng)的計算機(jī)可同時應(yīng)行多個服務(wù)進(jìn)程。602.7網(wǎng)絡(luò)與Interne