網(wǎng)絡(luò)分層模型

1、1.網(wǎng)絡(luò)分層模型網(wǎng)絡(luò)分層模型.nTCP/IP 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。n但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。n因此往往采取折中的辦法，即綜合因此往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和和 TCP/IP 的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)議的體系結(jié)構(gòu) 。 .n應(yīng)用層應(yīng)用層(application layer) n運(yùn)輸層運(yùn)輸層(transport layer) n網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層(network layer) n數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(data link l

2、ayer) n物理層物理層(physical layer) 數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 運(yùn)輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 PDU.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2應(yīng)用層 PDU 再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2IP 數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀.543215432

3、1主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體.n應(yīng)用層應(yīng)用層(application layer) 5432154321物理傳輸媒體主機(jī) 1AP2AP1電信號(hào)（或光信號(hào)）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層主機(jī) 2.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī)

4、 2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H5101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部.5432154321主機(jī) 1AP2A

5、P1主機(jī) 2101 比 特 流 110101110101計(jì)算機(jī) 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù).H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù).H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層.H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2運(yùn)輸層剝?nèi)?/p>

6、報(bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層.應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層 PDU 首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程.5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！.n實(shí)體實(shí)體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。息的硬件或軟件進(jìn)程。 n協(xié)議是控制協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。則的集合。 n在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠信使得本層能夠向上一層提供服

7、務(wù)向上一層提供服務(wù)。n要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層下層所提所提供的服務(wù)。供的服務(wù)。 .n本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。的協(xié)議。n下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明透明的。的。 n協(xié)議是協(xié)議是“水平的水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。間通信的規(guī)則。n服務(wù)是服務(wù)是“垂直的垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。過層間接口提供的。.應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層主機(jī)A主機(jī)B路由器網(wǎng)絡(luò) 2網(wǎng)絡(luò) 1應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層

8、網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層4321路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)最高只用到網(wǎng)絡(luò)層而沒有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。 .HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層運(yùn)輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口 1網(wǎng)絡(luò)接口 2網(wǎng)絡(luò)接口 3Everything over IP IP 可為各式各樣的應(yīng)用程序提供服務(wù)IP over Everything IP 可應(yīng)用到各式各樣的網(wǎng)絡(luò)上.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.1 物理層的基本概念物理層的基本概念2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.3物理層下面的傳輸媒體物理層下面的傳輸媒體習(xí)題習(xí)題.n物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：口的一些特

9、性，即： n機(jī)械特性機(jī)械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。n電氣特性電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。的范圍。n功能特性功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。示何種意義。n規(guī)程特性規(guī)程特性 指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序?，F(xiàn)順序。 .傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC 機(jī)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器

10、數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào) 輸入漢字顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC 機(jī).n數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(data)運(yùn)送信息的實(shí)體。運(yùn)送信息的實(shí)體。n信號(hào)信號(hào)(signal)數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 n“模擬的模擬的”(analogous)連續(xù)變化的。連續(xù)變化的。n“數(shù)字的數(shù)字的”(digital)取值是離散數(shù)值。取值是離散數(shù)值。.n單向通信單向通信（單工通信）（單工通信）只能有一個(gè)方只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。向的通信而沒有反方向的交互。n雙向交替通信雙向交替通信（半雙工通信）（半雙工通信）通信的通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)雙

11、方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。n雙向同時(shí)通信雙向同時(shí)通信（全雙工通信）（全雙工通信）通信的通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。 .n通常人們將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過通常人們將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過程稱為程稱為編碼編碼(coding)，而將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的過程稱為成模擬信號(hào)的過程稱為調(diào)制調(diào)制(modulation)。.n歸零制：歸零制：正脈沖代表正脈沖代表1，負(fù)脈沖代表，負(fù)脈沖代表0。n不歸零制：不歸零制：正電平代表正電平代表1，負(fù)電平代表，負(fù)電平代表0。n曼徹斯特編碼：曼徹斯特編碼

12、：位周期中心的上跳變代位周期中心的上跳變代表表0，位周期中心的下跳變代表，位周期中心的下跳變代表1。n差分曼徹斯特編碼：差分曼徹斯特編碼：在每一位的中心處在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0，而位開始邊界沒有跳變代表而位開始邊界沒有跳變代表1。.n基帶信號(hào)基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種（即基本頻帶信號(hào)）像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。n基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種

13、低頻分量或直流分量。因此而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制調(diào)制(modulation)。 n帶通信號(hào)帶通信號(hào)(在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常叫做在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常叫做寬帶信號(hào)寬帶信號(hào))把基帶信把基帶信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。信道）。 .n調(diào)幅調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。而變化。 n調(diào)頻調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)載波的頻率隨基帶數(shù)字

14、信號(hào)而變化。而變化。n調(diào)相調(diào)相(PM) ：載波的初始相位隨基帶數(shù)載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。字信號(hào)而變化。 .010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相.n任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。擾。 n碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信?hào)傳輸?shù)木啻a元傳輸?shù)乃俾试礁撸蛐盘?hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，在信道的輸出端的波形的失真離越遠(yuǎn)，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。就越嚴(yán)重。 .n失真不嚴(yán)重失真不嚴(yán)重n失真嚴(yán)重失真嚴(yán)重 實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸入信號(hào)波形輸出信號(hào)波形(失真不嚴(yán)重)輸入信號(hào)波

15、形實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸出信號(hào)波形(失真嚴(yán)重).n首先，要使用更好的傳輸媒體。首先，要使用更好的傳輸媒體。n其次，使用先進(jìn)的編碼和調(diào)制技術(shù)。其次，使用先進(jìn)的編碼和調(diào)制技術(shù)。n但不管采用怎樣好的傳輸媒體和怎樣先但不管采用怎樣好的傳輸媒體和怎樣先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率總是受限進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率總是受限的，不可能任意地提高，否則就會(huì)出現(xiàn)的，不可能任意地提高，否則就會(huì)出現(xiàn)較多的差錯(cuò)。較多的差錯(cuò)。.無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無線電 調(diào)頻無線電 海事無線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTH

16、F波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動(dòng)無線電 電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜.n雙絞線雙絞線n屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair)n無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) n同軸電纜同軸電纜n50 同軸電纜同軸電纜n75 同軸電纜同軸電纜n光纜光纜 .銅線銅線聚氯乙烯 套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體無屏蔽雙絞線 UTP屏蔽雙絞線 STP同軸電纜.折射角入射角 包層（低折射率的媒體） 包層（低折射率的媒體） 纖芯（高折