第3章計算機網絡體系結構

1第3章計算機網絡體系結構

主要內容:3.1

網絡體系結構的基本概念3.2

開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）3.3TCP/IP體系結構3.4OSI和TCP/IP的主要層概述3.5

物聯(lián)網體系結構2本章知識點結構網絡體系結構的發(fā)展OSITCP/IP五層網絡參考模型網絡體系結構的分層原理網絡體系結構基本概念3教學目的和要求掌握網絡體系結構和網絡協(xié)議的概念，對計算機網絡的設計思想、工作原理和實現技術建立一個整體的概念，從而能從更高的層次來深刻地理解計算機網絡。教學要求掌握層次、協(xié)議、接口、服務、封裝等基本概念理解網絡體系結構的層次化研究方法了解OSI參考模型和TCP/IP參考模型的層次劃分及各層功能；通過比較，理解兩個參考模型的優(yōu)缺點。掌握五層網絡參考模型4本章重點為什么要分層？分層的優(yōu)點是什么？分層原理？幾個關鍵的概念：實體、協(xié)議、接口、服務、協(xié)議數據單元、封裝信息是如何在端到端之間傳輸的？協(xié)議的三要素，協(xié)議在網絡中的重要性五層網絡參考模型本章難點協(xié)議、層次、接口、服務的概念“物理”通信vs.“邏輯”通信面向連接服務vs.無連接的通信分層的優(yōu)點之一是靈活性好：只要接口不變，低層功能不變，低層功能的實現方法與技術的變化不會影響整個系統(tǒng)的工作。這里給出一個簡單例子來說明這個優(yōu)點。局域網和廣域網的鏈路層差別很大，但層次結構使得TCP/IP協(xié)議能夠很好地運行在局域網鏈路層和廣域網鏈路層之上，而不用做任何改動。TCP/IP局域網鏈路層TCP/IP廣域網鏈路層5對一些重要概念的解讀網絡通信協(xié)議——通信實體間“交互”的規(guī)則對等層通信的概念鏈路層、網絡層和傳輸層的基本功能五層參考模型63.1網絡體系結構的基本概念3.1.1網絡體系結構提出的背景

——計算機網絡的復雜性、異質性不同的通信介質——有線、無線、……不同種類的設備——主機、路由器、交換機、復用設備、……不同的操作系統(tǒng)——Unix、Windows、……不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）不同的應用環(huán)境——固定、移動、……不同種類業(yè)務——分時、交互、實時、……寶貴的投資和積累——有形、無形、……用戶業(yè)務的延續(xù)性——不允許出現大的跌宕起伏7結構清晰簡化設計與實現便于更新與維護較強的獨立性和適應性對于復雜的網絡系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網絡的結構，以達到：

解決：分而治之！

一個生活中的例子1：空中旅行的組織8空中旅行的組織一系列的步驟機票(購買)行李(托運)旅客(出發(fā))飛機(起飛)飛行航線機票(投訴)行李(認領)旅客(到達)飛機(著陸)飛行航線飛行航線9空中旅行的組織:

從另一種不同的角度觀察層次的觀點：

每層實現一種特定的服務通過自己內部的功能依賴自己的下層提供的服務機票(購買)行李(托運)旅客(出發(fā))飛機(起飛)飛行航線機票(投訴)行李(認領)旅客(到達)飛機(著陸)飛行航線飛行航線10分層的空中旅行組織:服務從出發(fā)地到目的地的航線：導航服務柜臺-to-柜臺：“旅客+行李”

票務服務行李托運-to-行李認領：行李服務登機入口-to-到達出口：旅客乘務服務

跑道-to-跑道：飛機“航運”服務11層次功能的分布式實現飛機(起飛)飛機(著陸)飛行航線起飛機場到達機場中間空中交通樞紐飛行航線飛行航線機票(購買)機票(投訴)行李(托運)行李(認領)旅客(出發(fā))旅客(到達)12一個生活中的例子2：外交官問題1.翻譯A把外交官甲的英語翻譯成荷蘭語，然后交給下一層；2.下一層可通過秘書用傳真或電話發(fā)送到對方；3.對方秘書把收到的信息送給翻譯B；4.翻譯B把內容翻譯成漢語，然后上傳給外交官乙。外交官甲會德語和英語，外交官乙會漢語和日語；無共同語言。翻譯A和翻譯B有共同語言荷蘭語；13

外交官的層次結構14一個生活中的例子3：郵政系統(tǒng)15層次化方法在其它領域的應用程序設計把一個大的程序分解為若干個層次的小模塊來實現，如操作系統(tǒng)。郵政系統(tǒng)郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運輸銀行系統(tǒng)。。。163.1.2計算機網絡體系結構的定義計算機網絡中也采用了分層方法。——把復雜的問題劃分為若干個較小的、單一的局部問題，在不同層上予以解決。網絡的層次結構方法要解決的問題：網絡應該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能）各層之間的關系是怎樣的？它們如何進行交互？（服務與接口）通信雙方的數據傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議）17計算機網絡中，層、協(xié)議和層間接口的集合被稱為計算機網絡體系結構。換句話說：體系結構包括三個內容：分層結構

與每層的功能，服務與層間接口，協(xié)議。最早的網絡體系結構源于IBM的SNA；其它的網絡體系結構還有DEC的DNA等由國際化標準組織ISO制定的網絡體系結構國際標準是OSI/RM；實際中應用最廣泛的是TCP/IP體系結構事實上的標準18層次結構方法的優(yōu)點:獨立性強上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務。適應性強只要服務和接口不變，每層的實現方法可任意改變。易于設計、實現和維護把復雜的系統(tǒng)分解成若干個涉及范圍小、功能簡單的子單元：使系統(tǒng)的結構清晰，實現、調試和維護變得簡單和容易。使設計人員能專心設計和開發(fā)所關心的功能模塊。193.1.3

網絡體系結構的分層原理相關的基本概念：實體：每一層中實現該層功能的軟件或硬件。（可以是進程、硬件設備，也可能是人）對等層：兩個不同系統(tǒng)的同級層次。對等實體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實體接口：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上層的服務。服務：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（即提供一組原語操作）。服務訪問點：同一結點中，相鄰兩層的實體相互作用的地方。是上下層實體之間信息交換的接口。（簡稱SAP）協(xié)議：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。20系統(tǒng)A系統(tǒng)B實體對等層對等實體接口服務物理網絡21網絡分層體系結構P3P2P121321物理通信線路3N+1NN-1N+1NN-1Pn-1PnPn+1系統(tǒng)A系統(tǒng)B網絡中的任何一個系統(tǒng)都是按照層次結構來組織的同一網絡中，任意兩個端系統(tǒng)必須具有相同的層次每層使用其下層提供的服務，并向其上層提供服務通信只在對等層間進行（間接的、邏輯的、虛擬的），非對等層之間不能互相“通信”實際的物理通信只在最底層完成Pn：第n層協(xié)議，即第n層對等實體間通信時必須遵循的規(guī)則或約定22對等層通信:網絡中每一層必須依靠下層提供的服務來與另一臺主機的對等層通信。上層使用下層提供的服務——Serviceuser；下層向上層提供服務——Serviceprovider。第n+1層是第n層的服務用戶，第n-1層是第n層的服務提供者第n層的服務也依賴于第n-1層以及以下各層的服務例：郵政通信23對等層通信舉例：兩個人收發(fā)信件問題：收信人與發(fā)信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？郵局、運輸系統(tǒng)各向誰提供什么樣的服務？郵局、收發(fā)信人各使用誰提供的什么服務？信件內容郵件地址貨物地址發(fā)信人郵局運輸系統(tǒng)信件內容郵件地址貨物地址收信人對信件內容的共識對信件如何傳遞的共識對貨物如何運輸的共識P3P2P1公路，鐵路，航空郵局運輸系統(tǒng)24對等層通信的實質:對等層實體之間實現的是虛擬的邏輯通信；下層向上層提供服務；上層依賴下層提供的服務來與其它主機上的對等層通信；實際通信在最底層完成。

3

2

1

N+1

N

N-1

2

1

3

N+1

N

N-1源進程傳送消息到目標進程的過程：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；經物理線路傳輸到目標系統(tǒng)；目標系統(tǒng)將收到的信息自下而上逐層處理并拆封；由最高層將消息提交給目標進程。目標進程源進程P3P2P1物理通信線路Pn-1PnPn+1消息消息邏輯通信26在各層中實現的主要功能:差錯控制使對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)送端將數據塊分成更小的單位，并在接收端重新組合復用和分用多個高層的對等層通信會話復用一條低層連接建立連接和釋放連接273.1.4

通信協(xié)議人際交流的協(xié)議:人類之間“我有一個問題.”“現在幾點了?”…

說明發(fā)送的消息…

說明接收到某消息后所應采取的行動…

說明動作的次序通信協(xié)議:計算機之間網絡中所有的通信活動都是由協(xié)議所控制協(xié)議：

定義網絡實體間發(fā)送和接收報文的格式、順序以及當傳送和接收消息時應采取的行動。（語義、語法和時序）28人相互交流的協(xié)議和通信協(xié)議之間的對比HiHiWhat’s

thetime?2:00請求連接傳送文件：xxxxx.xxx<文件>time連接確認29通信協(xié)議的三要素:語義對協(xié)議中各協(xié)議元素的含義的解釋，例如：在HDLC協(xié)議中，標志Flag(7EH)表示報文的開始和結束語法協(xié)議元素與數據的組合格式，即報文格式。例如：HDLC高級數據鏈路控制（HighlevelDataLinkControl)國際標準ISO3309，FCS（幀校驗序列）時序通信過程中，通信雙方操作的執(zhí)行順序和規(guī)則(也稱同步，即實體通信實現順序的詳細說明

)FlagAddressCtrlDataFCSFlagHDLC30確認釋放連接釋放確認釋放確認連接確認數據連接請求連接確認tt時序例：釋放連接數據傳輸建立連接31網絡體系結構中：每層可能會有若干個協(xié)議一個協(xié)議只屬于一個層次協(xié)議可以由軟件或硬件來實現：網絡通信協(xié)議軟件、網絡驅動程序網絡硬件常用協(xié)議組：TCP/IP（Windows、Unix、Linux、…）NetBEUI（Windows）IPX/SPX（NetWare、Windows）32協(xié)議數據單元（PDU）網絡體系結構中，對等層之間交換的信息報文統(tǒng)稱為協(xié)議數據單元（ProtocolDataUnit，PDU）。傳輸層及以下各層的PDU另外還有各自特定的名稱：傳輸層——段（Segment）網絡層——分組/包（Packet）數據鏈路層——幀（Frame）物理層——比特（Bit）PDU由協(xié)議控制信息（協(xié)議頭）和數據（SDU）組成:協(xié)議頭部中含有完成數據傳輸所需的控制信息:地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、…協(xié)議控制信息數據（SDU）33下層把上層的PDU作為本層的數據加以封裝，然后加入本層的協(xié)議頭部（和尾部）形成本層的PDU。封裝：就是在數據前面加上特定的協(xié)議頭部。因此，數據在源站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。數據協(xié)議頭數據N+1層PDUN層PDU34數據多層封裝數據

段頭數據

段頭數據分組頭幀頭

段頭數據分組頭幀尾封裝段分組幀拆封35

TCP頭應用層數據應用層數據

TCP頭應用層數據IP頭幀頭

TCP頭應用層數據IP頭幀尾實例：TCP/IP協(xié)議的封裝過程應用層傳輸層網絡層鏈路層36在目的站，某一層只能識別由源站對等層封裝的“信封”，而對于被封裝在“信封”內部的“數據”僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。每一層只處理本層的協(xié)議頭部！37

計算機網絡體系結構總結：

一個功能完備的計算機網絡需要制定一整套復雜的協(xié)議集;

網絡協(xié)議是按層次結構來組織的；

網絡層次結構模型與各層協(xié)議的集合稱為網絡體系結構；

網絡體系結構對計算機網絡應該實現的功能進行了精確的定義；

體系結構是抽象的，而實現是指能夠運行的一些硬件和軟件。383.2.1OSI參考模型的基本概念

（1）在制定計算機網絡標準方面，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（CCITT）國際標準化組織（ISO）（2）CCITT與ISO的工作領域不同：CCITT主要是考慮通信標準的制定；ISO主要是考慮信息處理與網絡體系結構。（3）在OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標準，一個系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標準的其它任何系統(tǒng)進行通信；3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）39OSI/RM參考模型的結構分為7層應用層Application表示層Presentation會話層Session傳輸層Transport物理層Physical數據鏈路層DataLink網絡層Network7654321為網絡應用提供服務數據表示（加密、壓縮等）在用戶間建立會話關系不同主機進程間的通信在主機間傳輸分組在節(jié)點間可靠地傳輸幀位流的傳輸3.3.2OSI/RM參考模型的結構40413.3.3OSI環(huán)境中的數據傳輸過程OSI環(huán)境（OSIenvironment）42OSI環(huán)境中的數據傳輸過程433.3.4面向連接服務與無連接服務在網絡體系結構中討論的服務可以分為通信子網對網絡中數據傳輸所提供的服務，與整個網絡系統(tǒng)為用戶提供的服務；通信子網的服務是指通信子網對主機間數據傳輸的效率和可靠性所提供的保證機制；通信服務可以分為兩大類：

面向連接服務（connect-orientedservice）

無連接服務（connectlessservice）

44（1）面向連接服務的特點面向連接服務的數據傳輸過程必須經過連接建立、連接維護與釋放連接的三個過程；面向連接服務的在數據傳輸過程中，各分組可以不攜帶目的結點的地址；面向連接服務的傳輸連接類似一個通信管道，發(fā)送者在一端放入數據，接收者從另一端取出數據；面向連接數據傳輸的收發(fā)數據順序不變，傳輸可靠性好，但是協(xié)議復雜，通信效率不高。45（2）無連接服務的特點無連接服務的每個分組都攜帶完整的目的結點地址，各分組在系統(tǒng)中是獨立傳送的；無連接服務中的數據傳輸過程不需要經過連接建立、連接維護與釋放連接的三個過程；數據分組傳輸過程中，目的結點接收的數據分組可能出現亂序、重復與丟失的現象；無連接服務的可靠性不好，但是協(xié)議相對簡單，通信效率較高。46（3）確認和重傳機制網絡數據傳輸的可靠性一般通過確認和重傳機制保證；確認是指數據分組的接收結點在正確地接收到每個分組后，要求向發(fā)送結點發(fā)回接收分組的確認信息；在規(guī)定的時間內，如果發(fā)送結點沒有接收到接收結點的確認信息，就認為該數據分組發(fā)送失敗，發(fā)送結點重新發(fā)送該數據分組；確認和重傳機制可以提高數據傳輸的可靠性，但是它需要制定較為復雜的確認和重傳協(xié)議，并且需要增加網絡額外的通信負荷，占用網絡帶寬。47（4）服務類型與服務質量通信協(xié)議四種類型面向連接與確認服務；面向連接與不確認服務；無連接與確認服務；無連接與不確認服務；

設計者可以根據不同的通信要求，決定選擇不同的服務類型。

48

OSI模型的缺陷①OSI模型協(xié)議制定的時機較晚，OSI協(xié)議出現時，

TCP/IP協(xié)議已大量應用在大學和科研機構。人們不會輕易改動協(xié)議。②OSI模型設計亦有一定缺陷。首先會話層對大多數應用沒有用，表示層幾乎是空的；而數據鏈路層和網絡層功能太多③OSI模型以及與其相關的服務定義和協(xié)議極其復雜，實現起來困難且操作效率不高。493.3TCP/IP體系結構3.3.1TCP/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；

80年代Leiner、Clark等人對TCP/IP參考模型進一步的研究；

TCP/IP協(xié)議一共出現了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4，一般被稱為IPv4

；

IPv6被稱為下一代的IP協(xié)議。50TCP/IP體系結構分為4層：應用層傳輸層網際層網絡接口層＝數據鏈路層＋物理層applicationtransportInternetnetworkinterfacedatalinkphysical注：TCP/IP體系結構有時也采用5層表示方法，即用數據鏈路層和物理層代替網絡接口層。3.3.2TCP/IP參考模型的結構51

3.3.3TCP/IP協(xié)議綜述

開放的協(xié)議標準;獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)；獨立于特定的網絡硬件，可以運行在局域網、廣域網，更適用于互連網中；統(tǒng)一的網絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址；標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務。（1）TCP/IP協(xié)議的特點52TCP/IP不是一個單個的協(xié)議，而是由數十個具有層次結構的協(xié)議組成的一個協(xié)議集。TCP和IP是該協(xié)議集中的兩個最重要的核心協(xié)議。TCP/IP是Internet上的標準通信協(xié)議集。TCP/IP以“請求注釋”（RFC）文檔發(fā)布：TCP[RFC768],UDP[RFC793]IP[RFC791]DNS[RFC1034,1035],FTP[RFC959,1635]（2）TCP/IP協(xié)議概述RFC(RequestForComments)包含了關于Internet的幾乎所有重要的文字資料，制定于1969年（當時Internet是ARPANET）。RFC文檔主要涉及計算處理和計算機通信方面的網絡技術協(xié)議、過程、程序和理論概念。這種英特網協(xié)議組規(guī)范文檔，由Internet工程任務組（IETF）及Internet工程指導小組（IESG）共同制定，命名為RFC。53Message（報文）Segment（段）Packet（分組）Frame（幀）Bit（比特）TCP/IP協(xié)議棧PDU應用層HTTP,FTP,SMTP,DNS,Telnet傳輸層TCP,UDP網絡層IP,ICMP,ARP,RARP網絡接口（數據鏈路層+物理層）PPP,Ethernet,Tokenring,ATM54

TCP/IP的應用層應用層協(xié)議為文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網絡管理、Web瀏覽等應用提供了支持。應用層傳輸層網絡接口層網際層文件傳輸

●FTP、TFTP、NFS電子郵件

●SMTP、POP3WWW應用

●HTTP遠程登錄

●Telnet、rlogin網絡管理

●SNMP名字管理

●DNS55

TCP/IP的傳輸層傳輸層的主要功能：提供進程間可靠的傳輸服務。傳輸層包括TCP和UDP兩種傳輸協(xié)議：TCP是面向連接的傳輸協(xié)議。在數據傳輸之前建立連接：人際交往協(xié)議：Hello,helloback把報文分解為多個段進行傳輸，在目的站再重新裝配這些段，必要時重新傳輸沒有收到或錯誤的段。因此它是“可靠”的。UDP是無連接的傳輸協(xié)議。在數據傳輸之前不建立連接；對發(fā)送的段不進行校驗和確認。因此它是“不可靠”的。應用層傳輸層網絡接口網際層面向連接的

●TCP無連接的

●UDP56FTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP2123255369161TCPUDP應用層傳輸層TCP和UDP都根據端口(port)號把信息提交給上層對應的協(xié)議（進程）。port57

TCP/IP的網際層主要功能是把數據報通過最佳路徑送到目的端。網際層的核心協(xié)議——IP，提供了無連接的數據報傳輸服務（不保證送達，不保序）。其它重要協(xié)議：ICMP（InternetControlMessageProtocol）：主要用于傳遞控制消息；ARP（AddressResolutionProtocol）：為已知的IP

地址確定相應的MAC地址；RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）：為已知的MAC地址確定相應的IP地址。58網際層的四個主要協(xié)議:應用層傳輸層網絡接口網際層●IP●ICMP●ARP●RARPTCPUDP617IP傳輸層網際層IP分組中的協(xié)議域確定目的端的上層協(xié)議59應用層表示層會話層傳輸層物理層數據鏈路層網絡層7654321OSI/RM應用層傳輸層網絡接口層網際層TCP/IPPPP,HDLC,FDDI,Ethernet,802.3,802.5等等TCP/IP支持所有標準的物理層和數據鏈路層協(xié)議3.4OSI和TCP/IP的主要層概述3.4.1TCP/IP與OSI/RM的對應關系60一種建議的參考模型

------有的也稱原理體系結構61

一.物理層（physicallayer）

物理層是數據通信的基礎，通過建立物理鏈路來傳輸數據信號。任務：在物理媒體(介質)上正確地、透明地傳送比特流。功能：建立、維護和拆除物理連接，位流傳輸和管理等。協(xié)議(標準)：規(guī)定了物理接口的各種特性：機械：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數據傳送速率，最大傳輸距離等功能：接口引（線）腳的功能和作用規(guī)程：信號時序，應答關系，操作過程3.4.2OSI/RM和TCP/IP相結合的5層結構

——原理體系結構：

應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層

62常見的物理層的標準有RS-232C、RS-422、RS-423、RS-449，CCITTX.21等。其中最著名和廣泛采用的是RS-232C。63

1.為什么要設計數據鏈路層在原始物理傳輸線路上傳輸數據信號是有差錯的；設計數據鏈路層的主要目的：將有差錯的物理線路改進成無差錯的數據鏈路；方法—

差錯檢測差錯控制流量控制作用：改善數據傳輸質量，屏蔽物理層采用的傳輸技術的差異性向網絡層提供高質量的服務。任務：在兩個相鄰節(jié)點間可靠地傳輸數據，使之對網絡層呈現為一條無錯的鏈路。二.數據鏈路層（datalinklayer）642.數據鏈路層的基本概念(1)物理線路與數據鏈路線路—鏈路物理線路—數據鏈路65(2)數據鏈路控制

鏈路管理幀同步流量控制差錯控制幀的透明傳輸尋址

66如何控制對共享信道的訪問？將數據鏈路層劃分為邏輯鏈路控制(LogicalLinkControl,LLC)和介質訪問控制(MediaAccessControl,MAC)兩個子層，由MAC子層解決共享介質訪問控制問題。LAN使用的兩種主要介質訪問控制方法：CSMA/CDTOKENPASSING(3)共享信道問題(LANorWireless)67數據鏈路層研究和解決的是相鄰的節(jié)點之間的通信問題，實現的任務是在兩個相鄰節(jié)點間透明的，無差錯的，幀信息的傳送。數據鏈路層不能解決由多條鏈路組成的通路的數據傳輸問題。網絡層的主要功能，就是實現整個網絡系統(tǒng)內的連接，為傳輸層提供整個網絡范圍內兩個終端用戶之間數據傳輸的通路。網絡層關心的是通信子網的運行與控制，主要解決如何使數據分組跨越通信子網從源端傳送到目的端的問題，這就需要在通信子網中進行路由選擇。三.網絡層（networklayer，internetlayer）68任務：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目的端。功能與服務：在源端與目的端之間建立、維護、終止網絡的連接路由選擇和分組中轉流量控制和擁塞控制多路復用：為多個傳輸層實體提供網絡連接服務分段與組合：大數據塊分段，小數據塊組合差錯檢測與恢復流量統(tǒng)計和記賬IP協(xié)議：提供無連接的數據報服務69路由選擇如何在多條通信路徑中找一條最佳路徑？依據：速度,距離,價格,擁塞程度等路由器——路由表建立與維護靜態(tài)：人工設置，只適用于小型網絡動態(tài)：運行過程中根據網絡情況自動地動態(tài)維護路由算法——建立與維護路由表的方法距離向量算法：RIP、CGP等鏈路狀態(tài)算法：OSPF等鏈路層的任務兩節(jié)點間可靠的數據傳輸Ethernet,X.25,ATM,…網絡層的任務沿兩端點間的最佳路由傳輸數據（主機間的邏輯通信）Ethernet,X.25,ATM,…71傳輸層是第一個真正用來完成端到端，也就是主機到主機通信的層次。

傳輸層提供的是端到端的透明數據傳輸服務，使高層用戶不必關心通信子網的工作方式，由此高層軟件便可運行于任何通信子網上。傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制等問題。在傳輸層即以上的高層中，數據傳送的單位不再另外命名，通稱為報文。四.傳輸層（transportlayer）72任務：在源端與目的端之間提供可靠的透明數據傳輸，使上層服務用戶不必關系通信子網的實現細節(jié)。傳輸層的特點以上各層：面向應用，本層及以下各層：面向傳輸；與網絡層的部分服務有重疊交叉，功能取舍取決于網絡層功能的強弱；只存在于端主機中；實現源主機到目的主機“端到端”的連接；在這一點上與網絡層的區(qū)別是什么？網絡層：為主機之間提供邏輯傳輸傳輸層：為應用進程之間提供邏輯傳輸73功能：地址映射：源端進程地址映射到網絡地址，或反之；多路復用與分割：多個傳輸連接共用一條網絡連接；一條傳輸連接使用多個網絡連接；進行數據分段并在目的端重新組裝；傳輸連接的建立與釋放；提供“面向連接”和“無連接”兩種服務：TCP/IP協(xié)議：TCP和UDP傳輸差錯校驗與恢復；流量控制，防止數據傳輸過載。進程地址也叫端口號。網絡環(huán)境中一個進程標識需要一個三元組來表示：協(xié)議、本地地址和本地端口號。網絡環(huán)境中一個完整的進程通信標識需要一個五元組來表示：協(xié)議、本地地址、本地端口號、遠程地址，遠程端口號。74傳輸層兩種服務的比較:ConnectionOrientedConnectionless參考模式電話系統(tǒng)郵政系統(tǒng)特點靜態(tài)分配資源；傳輸前需要建立連接動態(tài)分配資源可靠性提供可靠的傳輸服務：無錯、按序、無丟失/無重復不能防止報文的損壞、失序、丟失和重復對目的地址的要求僅在連接階段需要完整的目的地址需要為每一個報文提供完整的目的地址適用場合在一段時間內向同一目的地發(fā)送大量報文;實時性要求少量零星報文分類及示例1.可靠消息流-文件傳輸2.可靠字節(jié)流-遠程登錄3.不可靠連接-數字化聲音1.數據報-廣播/組播2.可靠的數據報-掛號郵件3.請求應答-數據庫查詢網絡層的任務沿兩端點間的最佳路由傳輸數據（主機間的邏輯通信）Ethernet,X.25,ATM,…傳輸層的任務……兩端點間可靠的透明數據傳輸（應用進程間的邏輯通信）通信子網舉例類比：76任務：為用戶的應用進程提供網絡通信服務。功能：提供各種不同的應用協(xié)議以滿足應用進程的需求；識別并證實目的通信方的可用性；使協(xié)同工作的應用進程之間進行同步；為通信過程申請資源。應用層協(xié)議的例子：OSI:VTP、MHS、FTAM、DS、…TCP/IP:Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、…五.應用層（applicationlayer）77附：會話層和表示層的主要功能：◆會話層的主要功能：會話層就是用戶和網絡的接口，這是進程到進程之間通信的層次。會話層允許不同機器上的用戶建立會話關系，目的是完成正常的數據交換；管理會話即管理數據交換?！舯硎緦拥闹饕δ埽罕硎緦訛樯蠈佑脩籼峁┙y(tǒng)一的數據或信息的語法表示方法，即處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式（一般用編碼的方式）；數據格式變換；數據加密與解密；數據壓縮與恢復等。783.5物聯(lián)網體系結構1.物聯(lián)網的發(fā)展2005年，ITU正式提出了物聯(lián)網（IOT）的概念。ITU指出：無所不在的“物聯(lián)網”時代即將來臨，世界上所有物體，都可以通過互聯(lián)網進行交換。RFID（射頻識別）技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術等，將得到更加廣泛的應用。792.物聯(lián)網的應用前景IBM公司認為：IT產業(yè)下一階段的任務是把