粵教版選修三網(wǎng)絡(luò)的組建與運(yùn)行 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議“十校聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

1．4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議學(xué)習(xí)目標(biāo)理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念；理解協(xié)議分層模型的基本思想方法；能描述因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的基本概念、思想與功能。一、協(xié)議

協(xié)議是關(guān)于信息傳輸順序，信息格式和信息內(nèi)容等的約定。通信雙方遵守相同的協(xié)議，通信過(guò)程才能夠完成。端系統(tǒng)A端系統(tǒng)B第N層協(xié)議第N+1層協(xié)議第N-1層協(xié)議最低層協(xié)議最高層協(xié)議物理介質(zhì)N層N+1層N-1層最高層最低層……開放系統(tǒng)AN/（N+1）層接口（N-1）/N層接口N層N+1層N-1層最高層最低層……開放系統(tǒng)B計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中端系統(tǒng)間的通信二、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

為了解決不同媒介連接起來(lái)的不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不同的應(yīng)用環(huán)境下實(shí)現(xiàn)互操作的問(wèn)題，采用分層的方法，將網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，劃分為若干個(gè)較小而容易解決的問(wèn)題，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層和層間協(xié)議的集合稱為“網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”。1．OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型應(yīng)用層Application表示層Presentation會(huì)話層session傳輸層transport物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層DataLink網(wǎng)絡(luò)層Network7654321處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示主機(jī)間通信進(jìn)程間的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問(wèn)（接入）二進(jìn)制傳輸ISOOSI參考模型1978為開放系統(tǒng)互聯(lián)成立專門委員會(huì)，1980年草擬參考模型協(xié)議書，1983年正式批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。OSI體系結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)的不同功能劃分為7層應(yīng)用層Application表示層Presentation會(huì)話層session傳輸層transport物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層DataLink網(wǎng)絡(luò)層Network7654321為應(yīng)用選擇適當(dāng)?shù)姆?wù)提供編碼轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)重新格式化主機(jī)間通信提供端到端的數(shù)據(jù)完整尋址和最短路徑相鄰節(jié)點(diǎn)間透明、可靠的信息傳輸為數(shù)據(jù)傳輸提供通路OSI表示什么？“OSI”——三個(gè)字母分別表示開放、系統(tǒng)和互連“系統(tǒng)”——可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的終端，也可以是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)“開放”——標(biāo)準(zhǔn)公開，以便遵循信件內(nèi)容郵件地址貨物地址發(fā)信人郵政局運(yùn)輸系統(tǒng)信件內(nèi)容郵件地址貨物地址收信人對(duì)信件內(nèi)容的共識(shí)對(duì)信件如何傳遞的共識(shí)對(duì)貨物如何運(yùn)輸?shù)墓沧R(shí)P3P2P1公路，鐵路，航空對(duì)等層通信示例：郵遞過(guò)程問(wèn)題：

1．收信人與發(fā)信人之間、郵政局之間，他們是在直接通信嗎？

2．郵政局、運(yùn)輸系統(tǒng)各向誰(shuí)提供什么樣的服務(wù)？

3．郵政局、收發(fā)信人各使用誰(shuí)提供的什么服務(wù)？郵政局運(yùn)輸系統(tǒng)OSI協(xié)議模型為什么要分層？分析前面通信的例子，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：模型具有三個(gè)層次相同層次的交流都是獨(dú)立進(jìn)行的，不受其他層次影響上下相鄰兩個(gè)層次之間的聯(lián)系可以用“提供服務(wù)”和“使用服務(wù)”來(lái)進(jìn)行說(shuō)明物理層（Physical）實(shí)現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。定義了激活、維護(hù)和關(guān)閉終端用戶之間機(jī)械的、電氣的、過(guò)程的和功能的特性機(jī)械特性：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣特性：信號(hào)電平，脈沖寬度，頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳送距離等功能特性：接口引腳的功能作用規(guī)程特性：信號(hào)時(shí)序，應(yīng)答關(guān)系，操作過(guò)程數(shù)據(jù)鏈路層（DataLink）在物理線路上的兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，使相鄰結(jié)點(diǎn)間的鏈路對(duì)網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無(wú)錯(cuò)的鏈路。數(shù)據(jù)傳輸單位是幀所關(guān)心的問(wèn)題包括：物理地址、鏈路維護(hù)；組幀：把數(shù)據(jù)封裝在幀中,按順序傳送；定界與同步：產(chǎn)生/識(shí)別幀邊界；差錯(cuò)恢復(fù)：采用重傳（ARQ）的方法；流量控制：收發(fā)雙方傳輸速率的匹配。典型協(xié)議：多路訪問(wèn)控制協(xié)議（MAC，MultipleAccessControlprotocol）網(wǎng)絡(luò)層（Network）使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨(dú)立地傳送到目標(biāo)主機(jī)。負(fù)責(zé)由一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)的路徑選擇。具體提供以下服務(wù)路由選擇和數(shù)據(jù)分組中轉(zhuǎn)流量控制和擁塞控制差錯(cuò)檢測(cè)與恢復(fù)流量統(tǒng)計(jì)和記賬傳輸層（Transport）為信源進(jìn)程與信宿進(jìn)程的通信提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；屏蔽各類通信子網(wǎng)的差異，使應(yīng)用層不受通信子網(wǎng)技術(shù)變化的影響。進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并組裝成報(bào)文流；傳輸單位為：報(bào)文提供端到端的服務(wù)提供“面向連接”（虛電路）和“無(wú)連接”（數(shù)據(jù)報(bào)）兩種服務(wù)；傳輸差錯(cuò)校驗(yàn)與恢復(fù)；傳輸層是資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的接口層。傳輸層存在于主機(jī)當(dāng)中會(huì)話層（Session）對(duì)不同開放系統(tǒng)中兩個(gè)進(jìn)程間通信的過(guò)程進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)不參與數(shù)據(jù)傳輸向表示層（Presentation）應(yīng)用進(jìn)程提供資料表示，如信息編碼、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)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(zhǔn)形式表示層（Presentation）

處理在通訊時(shí)所需要的語(yǔ)法和文法。應(yīng)用層（Application）為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)識(shí)別并證實(shí)目的通信方的可用性使協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)同步判斷是否為通信過(guò)程申請(qǐng)了足夠的資源處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問(wèn)題，即信息的語(yǔ)義直接面向用戶，為用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用層協(xié)議的例子：遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet、文件傳輸協(xié)議FTP、超文本傳輸協(xié)議HTTP、域名服務(wù)DNS、簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3等TCP/IP起源于美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究規(guī)劃署（DARPA）的一項(xiàng)研究計(jì)劃——實(shí)現(xiàn)若干臺(tái)主機(jī)之間的相互通信?，F(xiàn)在TCP/IP已成為Internet上通信的標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP模型包括4個(gè)概念層次：應(yīng)用層（application）傳輸層（transport）網(wǎng)際層（internet）網(wǎng)絡(luò)接口（networkinterface）2．TCP/IP模型TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息交換、規(guī)則、規(guī)范的集合體。TCP傳輸控制協(xié)議規(guī)定了對(duì)傳輸信息怎樣分層、分組和保證在線路上無(wú)差錯(cuò)傳輸。IP網(wǎng)際協(xié)議IP協(xié)議定義了Internet上計(jì)算機(jī)之間的路由選擇，把各種不同網(wǎng)絡(luò)的物理地址轉(zhuǎn)換為Internet

地址。TCP/IP與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層7654321OSI參考模型應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口（數(shù)據(jù)鏈路層+物理層）網(wǎng)際層TCP/IP概念層次Ethernet,802．3,802．5,FDDI等等TCP/IP支持所有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)協(xié)議應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層●IP●ICMP●ARP●RARPTCP/IP網(wǎng)際層的四個(gè)主要協(xié)議TCP/IP與網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層的主要協(xié)議——IP。本層提供無(wú)連接的傳輸服務(wù)（不保證送達(dá)，不保序）。本層的主要功能是尋找一條能夠把數(shù)據(jù)報(bào)送到目的地的路徑。網(wǎng)際層的PDU稱為IP數(shù)據(jù)報(bào)；

ICMP（InternetControlMessageProtocol）提供控制和傳遞消息的功能；ARP（AddressResolutionProtocol）為已知的IP地址確定相應(yīng)的MAC地址；RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）根據(jù)MAC地址確定相應(yīng)的IP地址。TCP/IP與傳輸層傳輸層的兩項(xiàng)主要功能：流量控制可靠傳輸傳輸層提供了TCP和UDP兩種傳輸協(xié)議：TCP是面向連接的、可靠的傳輸協(xié)議。它把報(bào)文分解為多個(gè)段進(jìn)行傳輸，在目的站再重新裝配這些段，必要時(shí)重新發(fā)送沒有收到的段。UDP是無(wú)連接的。由于對(duì)發(fā)送的段不進(jìn)行校驗(yàn)和確認(rèn)，因此它是“不可靠”的。應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層面向連接的●TCP無(wú)連接的●UDPTCP/IP傳輸層提供了兩種傳輸協(xié)議TCP/IP與應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議支持了文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、網(wǎng)絡(luò)管理、Web瀏覽等應(yīng)用。應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層文件傳輸

●FTP、TFTP、NFS電子郵件

●SMTP、POP3WWW應(yīng)用

●HTTP遠(yuǎn)程登錄

●Telnet、rlogin網(wǎng)絡(luò)管理

●S