第1 2章2h TCPIP協(xié)議族與OSI參考模型

1、1TCP/IP協(xié)議分析及應(yīng)用協(xié)議分析及應(yīng)用 2N+2方案3主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 簡單回顧網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展簡單回顧網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 背景背景 協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)標準協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)標準 網(wǎng)絡(luò)標準化組織機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)標準化組織機構(gòu) 標準化過程和標準化過程和RFC文檔文檔第第1章章 概述概述4三大網(wǎng)絡(luò)：三大網(wǎng)絡(luò)：電信網(wǎng)絡(luò)電信網(wǎng)絡(luò)(主要的業(yè)務(wù)是電話，但也有其他業(yè)務(wù)，如傳真、數(shù)據(jù)等主要的業(yè)務(wù)是電話，但也有其他業(yè)務(wù)，如傳真、數(shù)據(jù)等) 一百多年來，電話交換機雖然經(jīng)過多次更新?lián)Q代，但交換的方式一直都是一百多年來，電話交換機雖然經(jīng)過多次更新?lián)Q代，但交換的方式一直都是電路交換電路交換。電路交換電路交換必定是面向連接的。必定是面向連接的。線路的傳

2、輸效率往往很低。線路的傳輸效率往往很低。電視網(wǎng)絡(luò)電視網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò) 進入進入20世紀世紀90年代，以年代，以因特網(wǎng)因特網(wǎng)(Internet)為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度十分迅猛，已從最初的度十分迅猛，已從最初的逐步發(fā)展成為僅次于全球電話逐步發(fā)展成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。交換方式采用交換方式采用分組交換，分組交換，即即存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展5背背 景景阿帕網(wǎng)（阿帕網(wǎng)（ARPA）于于1969年正式啟用，當(dāng)時僅連接了年正式啟用，當(dāng)時僅連接了4臺計算機，供臺計算機，供科學(xué)家們進行計算機聯(lián)網(wǎng)實驗用，科學(xué)家們進行

3、計算機聯(lián)網(wǎng)實驗用，在在ARPA產(chǎn)生運作之初，產(chǎn)生運作之初，通過接口通過接口信號處理機實現(xiàn)互聯(lián)的電腦并不多，信號處理機實現(xiàn)互聯(lián)的電腦并不多，大部分電腦相互之間不兼容大部分電腦相互之間不兼容，在一臺電腦上完成的工作，很難拿到另一臺電腦上去用，想讓硬件在一臺電腦上完成的工作，很難拿到另一臺電腦上去用，想讓硬件和軟件都不一樣的電腦聯(lián)網(wǎng)，也有很多困難。和軟件都不一樣的電腦聯(lián)網(wǎng)，也有很多困難。當(dāng)時美國的狀況是陸軍用的電腦是當(dāng)時美國的狀況是陸軍用的電腦是DEC系列產(chǎn)品，海軍用的電腦是系列產(chǎn)品，海軍用的電腦是Honeywell中標機器，空軍用的是中標機器，空軍用的是IBM公司中標的電腦，每一個軍種公司中標的電

4、腦，每一個軍種的電腦在各自的系里都運行良好，卻有的電腦在各自的系里都運行良好，卻有一個大弊?。翰荒芄蚕碣Y源。一個大弊?。翰荒芄蚕碣Y源。 6背背 景景為了讓這些電腦能夠?qū)崿F(xiàn)為了讓這些電腦能夠?qū)崿F(xiàn)“資源共享資源共享”就得在這些系統(tǒng)的標準之上，就得在這些系統(tǒng)的標準之上，建立一種大家共同都必須遵守的標準建立一種大家共同都必須遵守的標準，這樣才能讓不同的電腦按照，這樣才能讓不同的電腦按照一定的規(guī)則進行一定的規(guī)則進行“談判談判”，并且在談判之后能，并且在談判之后能“握手握手”。 在確定今天因特網(wǎng)各個電腦之間在確定今天因特網(wǎng)各個電腦之間“談判規(guī)則談判規(guī)則”過程中，最重要的人過程中，最重要的人物當(dāng)數(shù)瑟夫（物當(dāng)

5、數(shù)瑟夫（Vinton G.Cerf）和）和羅伯特羅伯特 卡恩卡恩。他們合作發(fā)明了。他們合作發(fā)明了TCP/IP協(xié)議協(xié)議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)，正是他們的努力，才使今天各種不同，正是他們的努力，才使今天各種不同的電腦能按照協(xié)議上網(wǎng)互聯(lián)。就好比要讓使用不同語言的人們交流的電腦能按照協(xié)議上網(wǎng)互聯(lián)。就好比要讓使用不同語言的人們交流一樣，需要建立一種大家都聽得懂的語言，而一樣，需要建立一種大家都聽得懂的語言，而TCP/IP就能實現(xiàn)這個就能實現(xiàn)這個功能，它就好比功能，它就好比Int

6、ernet上的上的“世界語世界語”。 7 協(xié)議是一組控制數(shù)據(jù)通信的規(guī)則。協(xié)議是一組控制數(shù)據(jù)通信的規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方共同遵網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方共同遵守的規(guī)則和約定的集合，包括三個要素：守的規(guī)則和約定的集合，包括三個要素：1.1 協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)標準協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)標準1.1.1 協(xié)議協(xié)議 語法：語法：定義所交換的數(shù)據(jù)的格式或結(jié)構(gòu)，以及數(shù)據(jù)出定義所交換的數(shù)據(jù)的格式或結(jié)構(gòu)，以及數(shù)據(jù)出 現(xiàn)的順序的意義?，F(xiàn)的順序的意義。 語義：語義：定義發(fā)送者或接收者所要完成的操作，即定義發(fā)送者或接收者所要完成的操作，即 對協(xié)議控制報文組成成份的含義的約定。對協(xié)議控制報文組成成份的含義的約定。 同步：同步：定義事件實現(xiàn)順序以及

7、速度匹配。定義事件實現(xiàn)順序以及速度匹配。 81.1.2 網(wǎng)絡(luò)標準網(wǎng)絡(luò)標準是數(shù)據(jù)通信中遵循的特定的規(guī)章和準則。標準推進了是數(shù)據(jù)通信中遵循的特定的規(guī)章和準則。標準推進了各廠商不同硬件和軟件產(chǎn)品的互操作性。各廠商不同硬件和軟件產(chǎn)品的互操作性。l l 事實標準事實標準 l l 法律標準法律標準 由某個權(quán)威的、公認的標準化組織認可的、正式的、合法的標準。由某個權(quán)威的、公認的標準化組織認可的、正式的、合法的標準。9 1） 國際標準化組織國際標準化組織 (International Standards Organization或或International Organization for Standard

8、ization)簡稱簡稱ISO，成立于，成立于1947.2.13。 國際電信聯(lián)盟國際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union 簡稱簡稱ITU) 成立于成立于1947.10。它的前身。它的前身CCITT(國際電報電話咨詢委員會國際電報電話咨詢委員會)于于20世紀世紀70年代早期成年代早期成立，立，1993年改名為年改名為ITU-T。2）3）4）1.2 網(wǎng)絡(luò)標準化網(wǎng)絡(luò)標準化網(wǎng)絡(luò)標準化是一項很重要的工作。正式的標準化組織主要有網(wǎng)絡(luò)標準化是一項很重要的工作。正式的標準化組織主要有4個類別：個類別：10 2） 國家的標準化組織國家的標準化組織中國標準化協(xié)會中國

9、標準化協(xié)會(簡稱中國標協(xié)簡稱中國標協(xié)) China Association for Standardization(CAS)，成立成立1978年，是由全國從事標準化工作的組織和個人自愿參與構(gòu)成，經(jīng)國家年，是由全國從事標準化工作的組織和個人自愿參與構(gòu)成，經(jīng)國家民政主管部門批準成立的全國性法人社會團體。中國標協(xié)是中國科學(xué)技術(shù)協(xié)民政主管部門批準成立的全國性法人社會團體。中國標協(xié)是中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會重要成員單位之一，接受國家標準化行政主管部門的領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)指導(dǎo)。會重要成員單位之一，接受國家標準化行政主管部門的領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)指導(dǎo)。美國國家標準協(xié)會美國國家標準協(xié)會(American National Standa

10、rds Institute 簡稱簡稱ANSI ) 成立于成立于1918年。是個完全民間的、非盈利組織，它的成員有制造商、公共承運商等。年。是個完全民間的、非盈利組織，它的成員有制造商、公共承運商等。是美國標準化組織中心。是美國標準化組織中心。 國家標準和技術(shù)協(xié)會國家標準和技術(shù)協(xié)會(National Institute of Standards and Technology 簡稱簡稱NIST) 美國國家標準與技術(shù)研究所美國國家標準與技術(shù)研究所(NIST) 的前身是美國國家標準局的前身是美國國家標準局(NBS),創(chuàng)創(chuàng)建于建于1901年，迄今已有一百多年歷史。年，迄今已有一百多年歷史。法國標準化組織

11、協(xié)會法國標準化組織協(xié)會(AFNOR) 1941年年 ，法國政府頒布法令，確認，法國政府頒布法令，確認AFNOR為全國標準化主管機構(gòu)，代表法國為全國標準化主管機構(gòu)，代表法國參加國際和區(qū)域性標準化機構(gòu)的活動。總部設(shè)在首都巴黎。參加國際和區(qū)域性標準化機構(gòu)的活動?？偛吭O(shè)在首都巴黎。 113) 工業(yè)和專業(yè)的標準化組織工業(yè)和專業(yè)的標準化組織 電氣和電子工程師學(xué)會電氣和電子工程師學(xué)會(Institute of Electrical and Electronics Engineers簡稱簡稱IEEE ) IEEE的前身的前身AIEE（美國電氣工程師協(xié)會）和（美國電氣工程師協(xié)會）和IRE（無線電工程師協(xié)會）成（

12、無線電工程師協(xié)會）成立于立于1884年。年。1963年年1月月1日日AIEE和和IRE正式合并為正式合并為IEEE。它是世界上最大的、。它是世界上最大的、最有影響的專業(yè)工程師學(xué)會，其范圍是國際性的。最有影響的專業(yè)工程師學(xué)會，其范圍是國際性的。IEEE是一個非營利性科技是一個非營利性科技學(xué)會，擁有全球近學(xué)會，擁有全球近175個國家三十六萬多名會員。透過多元化的會員，該組織個國家三十六萬多名會員。透過多元化的會員，該組織在太空、計算機、電信、生物醫(yī)學(xué)、電力及消費性電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中都是主要在太空、計算機、電信、生物醫(yī)學(xué)、電力及消費性電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中都是主要的權(quán)威。的權(quán)威。IEEE每年也會主辦或協(xié)辦三

13、百多項技術(shù)會議。每年也會主辦或協(xié)辦三百多項技術(shù)會議。 美國電子工業(yè)協(xié)會（美國電子工業(yè)協(xié)會（ Electronic Industries Association 簡稱簡稱EIA ) EIA成立于成立于1924年，年，1950年和年和1957年曾先后改為無線電制造商協(xié)會（年曾先后改為無線電制造商協(xié)會（Radio Manufacturers Association:RMA）和無線電、電子、電視制造商協(xié)會（）和無線電、電子、電視制造商協(xié)會（Radio-Electronics-Television Manufacturers Association:RETMA）。）。EIA是一個代表是一個代表電子產(chǎn)品制

14、造廠商的純服務(wù)性全國貿(mào)易協(xié)會。它電子產(chǎn)品制造廠商的純服務(wù)性全國貿(mào)易協(xié)會。它主要從事國內(nèi)和國際標準化活主要從事國內(nèi)和國際標準化活動，以及市場銷售和消費者事務(wù)等工作，并代表美國電子行業(yè)動，以及市場銷售和消費者事務(wù)等工作，并代表美國電子行業(yè)參加國際電工委參加國際電工委員會電子元器件質(zhì)量評定體系員會電子元器件質(zhì)量評定體系(IEC Quality Assessment System for Electronic Components:IECQ)。124) 地區(qū)的標準化組織地區(qū)的標準化組織n 歐洲標準化委員會歐洲標準化委員會(CEN) 1961年成立年成立, 宗旨在于宗旨在于促進成員國之間的標準化協(xié)作促進

15、成員國之間的標準化協(xié)作，制定本地區(qū)需要，制定本地區(qū)需要的歐洲標準（的歐洲標準（EN，除電工行業(yè)以外）和協(xié)調(diào)文件（，除電工行業(yè)以外）和協(xié)調(diào)文件（HD），），CEN與與CENELEC和和ETSI一起組成信息技術(shù)指導(dǎo)委員會一起組成信息技術(shù)指導(dǎo)委員會(ITSTC),在信息領(lǐng)域的在信息領(lǐng)域的互連開放系統(tǒng)互連開放系統(tǒng)(OSI), 制定功能標準。成員國有：奧地利、比利時、丹麥、制定功能標準。成員國有：奧地利、比利時、丹麥、芬蘭、法國、德國、希臘、冰島、盧森堡、意大利、荷蘭、挪威、波蘭、芬蘭、法國、德國、希臘、冰島、盧森堡、意大利、荷蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典、瑞士和英國。西班牙、瑞典、瑞士和英國。 n 歐

16、洲郵政和電報委員會歐洲郵政和電報委員會(CEPT)n 歐洲計算機制造商協(xié)會（歐洲計算機制造商協(xié)會（ECMA） 成立于成立于1961年，是一個使計算機運作格式標準化的官方組織年，是一個使計算機運作格式標準化的官方組織, 包括程序包括程序語言和輸入輸出代碼。語言和輸入輸出代碼。131.2.2 有關(guān)因特網(wǎng)的組織管理機構(gòu)有關(guān)因特網(wǎng)的組織管理機構(gòu)14u因特網(wǎng)配置控制委員會因特網(wǎng)配置控制委員會(Internet Configuration Control Board，ICCB)，成立于，成立于1979年年，最早的因特網(wǎng)機構(gòu)是，最早的因特網(wǎng)機構(gòu)是ARPA成立的一個非正式的委員會。成立的一個非正式的委員會。u

17、因特網(wǎng)行動委員會因特網(wǎng)行動委員會(Internet Activities Board，IAB)，成立于，成立于1983年年，取代了，取代了ICCB， 1986年年，在，在因特網(wǎng)行動委員會因特網(wǎng)行動委員會( IAB )下成立了兩個工作部門：下成立了兩個工作部門： 因特網(wǎng)工程任務(wù)組因特網(wǎng)工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force，IETF) 因特網(wǎng)研究任務(wù)組因特網(wǎng)研究任務(wù)組(Internet Research Task Force，IRTF)。u因特網(wǎng)行動委員會因特網(wǎng)行動委員會更名為更名為因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(Internet Architect

18、ure Board)，1992年年成為同年成立的因特網(wǎng)協(xié)會成為同年成立的因特網(wǎng)協(xié)會ISOC的技術(shù)顧問小組。的技術(shù)顧問小組。u因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息中心因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息中心(Internet Network Information Center，InterNIC)成立于成立于1993年年，負責(zé)所有以，負責(zé)所有以.com、.org等等 結(jié)尾的頂級國際域名的注冊與管理。結(jié)尾的頂級國際域名的注冊與管理。u中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(China Internet Network Information Center，CNNIC)成立成立于于1997年年。是我國的非盈利機構(gòu)，行使中國國家互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中

19、心職責(zé)。是我國的非盈利機構(gòu)，行使中國國家互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心職責(zé)。u因特網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機構(gòu)因特網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機構(gòu)(The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers，ICANN)，成立于，成立于1998年年，是一個非盈利組織。，是一個非盈利組織。ICANN負責(zé)負責(zé)IP地址空間的地址空間的分配、協(xié)議標識符的指派、通用頂級域名以及國家和地區(qū)頂級域名系統(tǒng)的管理以及根分配、協(xié)議標識符的指派、通用頂級域名以及國家和地區(qū)頂級域名系統(tǒng)的管理以及根服務(wù)器系統(tǒng)的管理。服務(wù)器系統(tǒng)的管理。15IRSGIESG因特網(wǎng)研究任務(wù)組（因特網(wǎng)研究任務(wù)組（19

20、86年）：年）：（Internet Research Task Force,IRTF）因特網(wǎng)工程任務(wù)組（因特網(wǎng)工程任務(wù)組（1986年）：年）：（Internet Engineering Task Force, IETF）161.2.3 因特網(wǎng)協(xié)會因特網(wǎng)協(xié)會ISOC 1992年年，一個相當(dāng)于，一個相當(dāng)于因特網(wǎng)最高管理機構(gòu)因特網(wǎng)最高管理機構(gòu)的組織因特網(wǎng)協(xié)會的組織因特網(wǎng)協(xié)會（Internet Society，ISOC）成立。）成立。ISOC總部及秘書處總部及秘書處設(shè)在美國弗吉尼亞州萊斯頓地區(qū)。作為一個設(shè)在美國弗吉尼亞州萊斯頓地區(qū)。作為一個非贏非贏利的行業(yè)性全球因特網(wǎng)協(xié)調(diào)與合作國際組織利的行業(yè)性全球因

21、特網(wǎng)協(xié)調(diào)與合作國際組織，ISOC致力于確保全球致力于確保全球因特網(wǎng)發(fā)展的有益性和開放性，并就因特網(wǎng)技術(shù)因特網(wǎng)發(fā)展的有益性和開放性，并就因特網(wǎng)技術(shù)制定標準制定標準、發(fā)布信發(fā)布信息息、進行進行培訓(xùn)培訓(xùn)。此外，。此外，ISOC還致力于社會、經(jīng)濟、政治、道德、立還致力于社會、經(jīng)濟、政治、道德、立法等能夠法等能夠影響因特網(wǎng)發(fā)展方向的工作影響因特網(wǎng)發(fā)展方向的工作。171.3 標準化過程和標準化過程和RFC文檔文檔1.3.1 因特網(wǎng)技術(shù)文檔因特網(wǎng)技術(shù)文檔能夠得到廣泛的應(yīng)用是與一系列的標準分不開。能夠得到廣泛的應(yīng)用是與一系列的標準分不開。標準是必須標準是必須遵守的正式規(guī)約，它的標準化過程師精心設(shè)計的，遵循嚴格

22、的程序。遵守的正式規(guī)約，它的標準化過程師精心設(shè)計的，遵循嚴格的程序。的含義是的含義是請求注解請求注解，它是一系列關(guān)于因特網(wǎng)，它是一系列關(guān)于因特網(wǎng)的技術(shù)文檔。的技術(shù)文檔。RFC涉及涉及計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、協(xié)議、過程、程序、會議紀要、計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、協(xié)議、過程、程序、會議紀要、觀點看法甚至幽默等諸多方面的內(nèi)容。觀點看法甚至幽默等諸多方面的內(nèi)容。RFC技術(shù)文檔的發(fā)布開始于技術(shù)文檔的發(fā)布開始于19691969年，當(dāng)某一機構(gòu)、團體或個人開發(fā)出了年，當(dāng)某一機構(gòu)、團體或個人開發(fā)出了一個一個標準或者想對某一標準提出自己的設(shè)想標準或者想對某一標準提出自己的設(shè)想，希望得到大家的認可時，就要通過，希望得到大家的認可

23、時，就要通過InternetInternet工程指導(dǎo)小組在因特網(wǎng)上發(fā)布一個工程指導(dǎo)小組在因特網(wǎng)上發(fā)布一個RFC文檔，向外界文檔，向外界征詢意見征詢意見。18n 符合因特網(wǎng)標準過程的符合因特網(wǎng)標準過程的規(guī)范有兩類規(guī)范有兩類：技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范TS(Technical Specification)：是關(guān)于協(xié)議、服務(wù)、過程、約定和格式的是關(guān)于協(xié)議、服務(wù)、過程、約定和格式的描述描述適用性陳述適用性陳述AS(Applicability Statement)：定義一到多個技術(shù)規(guī)范的使用環(huán)境和如定義一到多個技術(shù)規(guī)范的使用環(huán)境和如何使用何使用n AS為每個為每個TS指定下列指定下列5個個“需要等級需要等級”之一

24、：之一：（1）必需的：必需的：指指RFC必須被所有的必須被所有的Internet系統(tǒng)實現(xiàn)才能達到最低限度的一致性。系統(tǒng)實現(xiàn)才能達到最低限度的一致性。（2）建議的：建議的：指指RFC在最低限度的一致性中不是必須的，但有用。在最低限度的一致性中不是必須的，但有用。（3）可選的：可選的：指系統(tǒng)可根據(jù)自身需要而選用此指系統(tǒng)可根據(jù)自身需要而選用此RFC。（4）限制使用的：限制使用的：指指RFC只能在受限的情況下使用。只能在受限的情況下使用。（5）不建議的：不建議的：過時！過時！19 因特網(wǎng)草案因特網(wǎng)草案 RFC 文檔集文檔集 建議標準建議標準 草案標準草案標準 標標 準準 歷史性的歷史性的 實驗性的實驗

25、性的 信息性的信息性的 最佳當(dāng)前實現(xiàn)最佳當(dāng)前實現(xiàn) STD XXXX FYI XXXX BCP XXXX 未知性的未知性的 Internet 標準化過程及文檔狀態(tài)標準化過程及文檔狀態(tài) 刪除刪除 6 個月內(nèi)被推薦成為個月內(nèi)被推薦成為RFC 文檔文檔 或者未能被推薦成為或者未能被推薦成為RFC 文檔文檔 6 個月內(nèi)被新版草案取代個月內(nèi)被新版草案取代 進入新一輪非正式評議進入新一輪非正式評議 被推薦為被推薦為RFC 標準軌跡標準軌跡 非標準軌跡非標準軌跡 1.3.2 因特網(wǎng)標準建立過程因特網(wǎng)標準建立過程 201.3.3 獲取獲取RFC文檔文檔RFC文檔幾乎包含了關(guān)于因特網(wǎng)的所有的重要資料。文檔幾乎包含

26、了關(guān)于因特網(wǎng)的所有的重要資料。 如：如：RFC791RFC791是著名的是著名的IPIP的正式規(guī)范的正式規(guī)范, RFC7921981, RFC7921981是是ICMPICMP的正式規(guī)范。的正式規(guī)范。 RFC791 RFC791是著名是著名TCPTCP的文檔編號。的文檔編號。 是是RFC編輯小組的網(wǎng)站編輯小組的網(wǎng)站 最重要的最重要的Internet組織之一組織之一 http:/sunsite.dk RFC查詢非常強大查詢非常強大(可以可以FTP登錄下載全部登錄下載全部RFC文檔文檔) http:/www.is

27、o.ch ISO-國際標準化組織國際標準化組織 IEEE-電氣與電子工程師協(xié)會電氣與電子工程師協(xié)會 ANSI-美國國家標準化組織美國國家標準化組織 ITU-國際電信同盟國際電信同盟21第第2 2章章 TCP/IPTCP/IP協(xié)議族與協(xié)議族與OSIOSI參考模型參考模型22主要內(nèi)容主要內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分層 OSI參考模型參考模型 TCP/IP協(xié)議族協(xié)議族 客戶客戶-服務(wù)器模型服務(wù)器模型232.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分層 1協(xié)議的概念協(xié)議的概念 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是

28、通信雙方共同遵守的規(guī)則和約定的集合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方共同遵守的規(guī)則和約定的集合。 協(xié)議必須將各種不利的條件事先都估計到，協(xié)議必須將各種不利的條件事先都估計到，而不能假定一切都是很理想、很而不能假定一切都是很理想、很順利的。順利的。 必須必須非常仔細地非常仔細地檢查所設(shè)計協(xié)議能否應(yīng)付所有的不利情況。檢查所設(shè)計協(xié)議能否應(yīng)付所有的不利情況。2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的必要性、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的必要性 相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這“協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)是相當(dāng)復(fù)雜的。雜的?！胺謱臃謱印笨蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這可將龐大而復(fù)

29、雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。些較小的局部問題就比較易于研究和處理。 為了保證網(wǎng)絡(luò)的各個功能的相對為了保證網(wǎng)絡(luò)的各個功能的相對獨立性，以及便于實現(xiàn)和維護，通常將協(xié)議劃分為多個子協(xié)議，并且讓這些獨立性，以及便于實現(xiàn)和維護，通常將協(xié)議劃分為多個子協(xié)議，并且讓這些協(xié)議保持一種協(xié)議保持一種層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)，子協(xié)議的集合通常稱為，子協(xié)議的集合通常稱為協(xié)議簇協(xié)議簇。24 3、劃分層次原則、劃分層次原則層次層次數(shù)目不能太少，數(shù)目不能太少，若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層次層次數(shù)目不能太多，數(shù)目不能太多，層數(shù)太多又會

30、在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時遇層數(shù)太多又會在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。到較多的困難。 4、協(xié)議分層的好處、協(xié)議分層的好處網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層有利于將復(fù)雜問題分解成多個簡單的問題，從而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層有利于將復(fù)雜問題分解成多個簡單的問題，從而分而治之分而治之；分層分層有利于網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)有利于網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換時可能只涉及某一個或幾個層次而，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換時可能只涉及某一個或幾個層次而不是所有層次；不是所有層次；分層分層可以屏蔽下層的變化可以屏蔽下層的變化，新的底層技術(shù)的引入，不會對上層的應(yīng)用協(xié)議，新的底層技術(shù)的引入，不會對上層的應(yīng)用協(xié)議產(chǎn)生影響。產(chǎn)生影響。有利于標準化有利于

31、標準化方便實現(xiàn)和維護方便實現(xiàn)和維護25第第 1 1層層第第 2 2層層第第 3 3層層第第 4 4層層第第 5 5層層主主 機機 1 1第第 1 1層層第第 2 2層層第第 3 3層層第第 4 4層層第第 5 5層層主主 機機 2 2物物 理理 介介 質(zhì)質(zhì)4 4/ /5 5層層 接接 口口3 3/ /4 4層層 接接 口口2 2/ /3 3層層 接接 口口1 1/ /2 2層層 接接 口口第第 5 5層層 協(xié)協(xié) 議議第第 4 4層層 協(xié)協(xié) 議議第第 3 3層層 協(xié)協(xié) 議議第第 2 2層層 協(xié)協(xié) 議議第第 1 1層層 協(xié)協(xié) 議議262.2 OSI體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)劃分為網(wǎng)絡(luò)劃分為和和。通信子網(wǎng)

32、通信子網(wǎng)由通信設(shè)備和線路構(gòu)成，由通信設(shè)備和線路構(gòu)成，資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)由主機和其他末端系統(tǒng)構(gòu)成。交換由主機和其他末端系統(tǒng)構(gòu)成。交換結(jié)點屬于通信子網(wǎng)，訪問結(jié)點屬于資源子網(wǎng)。結(jié)點屬于通信子網(wǎng)，訪問結(jié)點屬于資源子網(wǎng)。因為主機也具有通信功能，所以嚴格地講，主機中負責(zé)底層通信的部分也應(yīng)該因為主機也具有通信功能，所以嚴格地講，主機中負責(zé)底層通信的部分也應(yīng)該屬于通信子網(wǎng)。屬于通信子網(wǎng)。 -通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng) 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng) 2720世紀世紀70年代出現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。針對這一問題，國際標準化組織年代出現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。針對這一問題，國際標準化組織ISO 1984年

33、提出了著名的年提出了著名的開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型，簡稱，簡稱OSI/RM，OSI/RM的層次結(jié)的層次結(jié)構(gòu)中下三層為通訊子網(wǎng)，上四層為資源子網(wǎng)。構(gòu)中下三層為通訊子網(wǎng)，上四層為資源子網(wǎng)。OSI：Open System Interconnection，開放系統(tǒng)互連，開放系統(tǒng)互連RM：Reference Model，參考模型，參考模型28OSI/RM的數(shù)據(jù)封裝拆封的數(shù)據(jù)封裝拆封（1 1）數(shù)據(jù)封裝過程（發(fā)送方）數(shù)據(jù)封裝過程（發(fā)送方） 29（2 2）數(shù)據(jù)拆封裝過程（接受方）數(shù)據(jù)拆封裝過程（接受方） 302.3 TCP/IP協(xié)議族協(xié)議族 TCP/IP協(xié)議族是一個協(xié)議族是一個Internet

34、協(xié)議系列，它的前身是實驗性分組交換協(xié)議系列，它的前身是實驗性分組交換網(wǎng)網(wǎng)APRANET（由美國國防部高級研究計劃署（由美國國防部高級研究計劃署DoD ARPA所資助）。所資助）。TCP/IP協(xié)議族包含了大量由協(xié)議族包含了大量由Internet體系結(jié)構(gòu)委員會（體系結(jié)構(gòu)委員會（Internet Architecture Board, IAB）作為）作為Internet標準發(fā)布的協(xié)議。標準發(fā)布的協(xié)議。TCP/IP協(xié)議族由協(xié)議族由構(gòu)構(gòu)成。每一層的功能由一個或多個協(xié)議實現(xiàn)。成。每一層的功能由一個或多個協(xié)議實現(xiàn)。 313233網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層（網(wǎng)絡(luò)接口層（Host-to-network La

35、yer），），也有翻譯成主機也有翻譯成主機網(wǎng)絡(luò)層的。網(wǎng)絡(luò)層的。 在在TCP/IPTCP/IP參考模型中并沒有詳細定義這一層的功能，參考模型中并沒有詳細定義這一層的功能，只是指出通只是指出通信主機必須采用某種協(xié)議連接到網(wǎng)絡(luò)上，并且能夠傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組。信主機必須采用某種協(xié)議連接到網(wǎng)絡(luò)上，并且能夠傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組。具體使用哪種協(xié)議，在本層里并沒有規(guī)定。實際上根據(jù)主機與網(wǎng)絡(luò)拓具體使用哪種協(xié)議，在本層里并沒有規(guī)定。實際上根據(jù)主機與網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的不同，局域網(wǎng)基本上采用了撲結(jié)構(gòu)的不同，局域網(wǎng)基本上采用了802802系列的協(xié)議，如系列的協(xié)議，如802.3802.3以太網(wǎng)以太網(wǎng)協(xié)議、協(xié)議、802.5802.5

36、令牌環(huán)網(wǎng)協(xié)議；廣域網(wǎng)較常采用的協(xié)議有幀中繼、令牌環(huán)網(wǎng)協(xié)議；廣域網(wǎng)較常采用的協(xié)議有幀中繼、X.25X.25等。等。34網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 層層網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層（Internet Layer）的主要功能是負責(zé)在互連網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)分組。）的主要功能是負責(zé)在互連網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)分組。網(wǎng)絡(luò)層與網(wǎng)絡(luò)層與OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層相對應(yīng)，相當(dāng)于參考模型的網(wǎng)絡(luò)層相對應(yīng)，相當(dāng)于OSI參考模型中網(wǎng)絡(luò)層參考模型中網(wǎng)絡(luò)層的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層是網(wǎng)絡(luò)層是TCP/IP參考模型中最重要的一層，它是通信的樞紐參考模型中最重要的一層，它是通信的樞紐從底層來的數(shù)據(jù)包要由它來選擇繼續(xù)傳給其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)點或是直接交從底層來的數(shù)據(jù)包要由它

37、來選擇繼續(xù)傳給其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)點或是直接交給傳輸層給傳輸層對從傳輸層來的數(shù)據(jù)包，要負責(zé)按照數(shù)據(jù)分組的格式填充報頭，選對從傳輸層來的數(shù)據(jù)包，要負責(zé)按照數(shù)據(jù)分組的格式填充報頭，選擇發(fā)送路徑，并交由相應(yīng)的線路發(fā)送出去擇發(fā)送路徑，并交由相應(yīng)的線路發(fā)送出去。在網(wǎng)絡(luò)層，主要定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（在網(wǎng)絡(luò)層，主要定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP）以及數(shù)據(jù)分組的格式。它的主）以及數(shù)據(jù)分組的格式。它的主要功能是路由選擇和擁塞控制。另外，本層還定義了地址解析協(xié)議要功能是路由選擇和擁塞控制。另外，本層還定義了地址解析協(xié)議ARP和反向地址解析協(xié)議和反向地址解析協(xié)議RARP、Internet控制報文協(xié)議控制報文協(xié)議(ICMP)、Internet

38、組管理協(xié)議組管理協(xié)議IGMP以及路由選擇協(xié)議。以及路由選擇協(xié)議。35傳傳 輸輸 層層傳輸層（傳輸層（Transport Layer）的主要功能是負責(zé)端到端的對等實體之間）的主要功能是負責(zé)端到端的對等實體之間進行通信。進行通信。TCP/IP的傳輸層定義了兩個協(xié)議：的傳輸層定義了兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（傳輸控制協(xié)議（Transport Control Protocol）TCP，參見，參見RFC793； 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（User Datagram Protocol）UDP，參見，參見RFC768。 TCP協(xié)議是可靠的、面向連接的協(xié)議協(xié)議是可靠的、面向連接的協(xié)議它用于包交換的計算機通信網(wǎng)絡(luò)、互連系統(tǒng)以及類似的網(wǎng)絡(luò)上，保它用于包交換的計算機通信網(wǎng)絡(luò)、互連系統(tǒng)以及類似的網(wǎng)絡(luò)上，保證通信主機之間有可靠的字節(jié)流傳輸。證通信主機之間有可靠的字節(jié)流傳輸。UDP是一種不可靠的、無連接協(xié)議。是一種不可靠的、無連接協(xié)議。它最大的優(yōu)點是協(xié)議簡單，額外開銷小，效率較