計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 課件 項(xiàng)目一 認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 任務(wù)2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的作用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的作用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定和標(biāo)準(zhǔn)。你好Hello語(yǔ)言不通無(wú)法溝通協(xié)議不一致無(wú)法通信ABAHelloHelloB語(yǔ)言一樣方可溝通協(xié)議一致才能通信Internet網(wǎng)絡(luò)中的通信就需要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素語(yǔ)義語(yǔ)法時(shí)序網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素123用于解釋傳輸數(shù)據(jù)每一部分的含義。它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動(dòng)作與響應(yīng)。例如，對(duì)于報(bào)文，它由什么部分組成，哪些部分用于控制數(shù)據(jù)，哪些部分是真正的通信內(nèi)容。這就是協(xié)議的語(yǔ)義問(wèn)題。通俗講就是要做什么。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素語(yǔ)義語(yǔ)法時(shí)序網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素123是用戶(hù)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，表示要怎么做。例如，報(bào)文中內(nèi)容的組織形式，報(bào)文中內(nèi)容的順序、形式等就是協(xié)議的語(yǔ)法問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素語(yǔ)義語(yǔ)法時(shí)序網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素123又稱(chēng)同步，協(xié)議定義了何時(shí)進(jìn)行通信，先講什么，后講什么，講話的速度等，這就是時(shí)序問(wèn)題，即對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明，表示要什么時(shí)候做。例如在雙方進(jìn)行通信時(shí)，發(fā)送端發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文，如果目標(biāo)端正確收到，則回答源端接收正確；若接收到錯(cuò)誤的信息，則要求源端重發(fā)一次。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原理主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)封裝將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為信號(hào)告知網(wǎng)絡(luò)如何識(shí)別目的端測(cè)試接收方是否開(kāi)機(jī)，連接是否正常保證數(shù)據(jù)能被安全地發(fā)送到接收端……計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程為了減少網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性分層的方法設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議1功能1協(xié)議2功能2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層方式在分層結(jié)構(gòu)中，N層是N-1層的用戶(hù)，也是N+1層服務(wù)的提供者。分層結(jié)構(gòu)的好處是：①獨(dú)立性強(qiáng)：高層并不需要知道低層是如何實(shí)現(xiàn)的，而僅需要知道該層通過(guò)層間接口所提供的服務(wù)。②靈活性好：當(dāng)任何一層發(fā)生變化時(shí)，只要層間接口保持不變，則其他各層均不受影響。此外，當(dāng)某一層提供的服務(wù)不再需要時(shí)，甚至可以將該層取消。③各層都可采用最合適的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，各層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的改變不影響其他層。④易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)：整個(gè)系統(tǒng)分解為若干個(gè)易處理的部分，使得一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和維護(hù)變得容易控制。⑤有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化：這主要是因?yàn)槊繉拥墓δ芘c所提供的服務(wù)已有明確的說(shuō)明。協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化20世紀(jì)70年代各家公司使用的通信模型不一致導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)互通使用SNA通信模型使用DNA通信模型使用FNA通信模型A公司C公司B公司使用統(tǒng)一的通信模型方可進(jìn)行互相通信1983年正式提出了開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)OSI(OpenSystemInterconnection)參考模型，簡(jiǎn)稱(chēng)OSI／RM1.物理層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡(luò)層4.傳輸層5.會(huì)話層6.表示層7.應(yīng)用層OSI參考模型知識(shí)點(diǎn)二OSI參考模型概述和結(jié)構(gòu)OSI封裝與解封裝OSI參考模型概述OSI(OpenSystemInterconnectionReferenceModel)參考模型:又稱(chēng)OSI/RM參考模型，即開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)并沒(méi)有提出任何具體協(xié)議，也沒(méi)有給出任何具體實(shí)現(xiàn)方法。服務(wù)定義協(xié)議規(guī)格說(shuō)明OSI參考模型結(jié)構(gòu)面向用戶(hù)應(yīng)用1.物理層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡(luò)層4.傳輸層5.會(huì)話層6.表示層7.應(yīng)用層OSI參考模型面向數(shù)據(jù)通信Web服務(wù)電子郵件FTP路由器C路由器B路由器A主機(jī)A以太網(wǎng)ATM專(zhuān)線以太網(wǎng)OSI參考模型各層功能OSI參考模型1.物理層定義了通信網(wǎng)絡(luò)之間物理鏈路的電氣或機(jī)械特性。物理層負(fù)責(zé)將0、1的比特流與電壓（高電平、低電平）或光等傳輸方式之間的互換，實(shí)現(xiàn)的是按位(bit)傳輸。主機(jī)A主機(jī)B010101010101OSI參考模型各層功能OSI參考模型2.數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)物理層面上互連的、節(jié)點(diǎn)之間的通信傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層利用物理層的服務(wù)，在通信的實(shí)體間透明地傳輸以“幀”為單位的數(shù)據(jù)單元，并采用差錯(cuò)控制和流量控制方法建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。010101010101主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)幀與比特流之間的轉(zhuǎn)換負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸OSI參考模型各層功能OSI參考模型3.網(wǎng)絡(luò)層傳輸以“分組”為單位的數(shù)據(jù)，完成目標(biāo)尋址、路由轉(zhuǎn)發(fā)的功能。網(wǎng)絡(luò)層由于網(wǎng)絡(luò)是錯(cuò)綜復(fù)雜的，要想傳輸?shù)侥康牡?，要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是選擇路徑，另外還要解決擁塞、服務(wù)質(zhì)量等問(wèn)題。主機(jī)A主機(jī)B網(wǎng)路層負(fù)責(zé)選擇一條路徑將數(shù)據(jù)傳送到目的端OSI參考模型各層功能OSI參考模型4.傳輸層在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信鏈路已建立的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間端到端的傳輸。傳輸層傳輸層要向會(huì)話層提供通信服務(wù)的可靠性，避免報(bào)文的出錯(cuò)、丟失、延遲時(shí)間紊亂、重復(fù)、亂序等差錯(cuò)。主機(jī)A主機(jī)B傳輸層在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)端到端的傳輸應(yīng)用程序1應(yīng)用程序1OSI參考模型各層功能OSI參考模型5.會(huì)話層管理和協(xié)調(diào)不同主機(jī)上各種進(jìn)程之間的通信。會(huì)話層用戶(hù)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸可以理解為用戶(hù)之間進(jìn)行對(duì)話，在傳輸層建立端到端連接的基礎(chǔ)上，對(duì)話用戶(hù)之間建立和釋放會(huì)話連接，確保會(huì)話過(guò)程的連續(xù)性以及實(shí)現(xiàn)管理數(shù)據(jù)交換等功能。主機(jī)A主機(jī)B負(fù)責(zé)建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的會(huì)話OSI參考模型各層功能OSI參考模型6.表示層關(guān)心的是所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的表現(xiàn)方式，它的語(yǔ)法和語(yǔ)義。表示層表示層提供一個(gè)可供應(yīng)用層選擇的服務(wù)的集合，使得應(yīng)用層可以根據(jù)這些服務(wù)功能解釋數(shù)據(jù)的含義，它如同應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的翻譯官。主機(jī)B語(yǔ)音、圖像等數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)加解密過(guò)程網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)格式主機(jī)AOSI參考模型各層功能OSI參考模型7.應(yīng)用層關(guān)心的是所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的表現(xiàn)方式，它的語(yǔ)法和語(yǔ)義。應(yīng)用層表示層提供一個(gè)可供應(yīng)用層選擇的服務(wù)的集合，使得應(yīng)用層可以根據(jù)這些服務(wù)功能解釋數(shù)據(jù)的含義，它如同應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的翻譯官。主機(jī)B語(yǔ)音、圖像等數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)加解密過(guò)程網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)格式主機(jī)AOSI參考模型數(shù)據(jù)處理過(guò)程封裝解封裝發(fā)送端接收端路由器應(yīng)用層表示層應(yīng)用程序會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會(huì)話層協(xié)議傳輸層協(xié)議10101110……10101110……OSI每層數(shù)據(jù)處理舉例

發(fā)送端接收端應(yīng)用程序應(yīng)用程序用戶(hù)A用戶(hù)B應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層

應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層發(fā)件人為用戶(hù)A收件人為用戶(hù)B郵件內(nèi)容為“你好”數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換決定采用哪個(gè)連接發(fā)送？端到端連接建立與斷開(kāi)數(shù)據(jù)傳輸可靠性保證

利用目的地址實(shí)現(xiàn)兩端的通信處理依據(jù)物理地址發(fā)送數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理信號(hào)傳輸OSI模型中數(shù)據(jù)表示方式層次層次名稱(chēng)英文名稱(chēng)名稱(chēng)7應(yīng)用層APDU（ApplicationProtocolDataUnit）應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元6表示層PPDU（PresentationProtocolDataUnit）表示層協(xié)議數(shù)據(jù)單元5會(huì)話層SPDU（SessionProtocolDateUnit）會(huì)話層協(xié)議數(shù)據(jù)單元4傳輸層Segment段3網(wǎng)絡(luò)層Packet數(shù)據(jù)包2數(shù)據(jù)鏈路層Frame幀1物理層Bit比特流知識(shí)點(diǎn)三TCP/IP參考模型基本概念TCP/IP參考模型封裝與解封裝TCP/IP參考模型基本概念1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP主要由傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)而得名，它是Internet上所有網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)之間進(jìn)行交流所使用的共同“語(yǔ)言”，是Internet上使用的一組完整的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議。與OSI參考模型不同，TCP／IP模型更側(cè)重于通信的實(shí)現(xiàn)方式發(fā)送端接收端InternetTCP/IP協(xié)議特點(diǎn)1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧開(kāi)放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)分配地址標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議可以免費(fèi)使用，并獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適合于互聯(lián)網(wǎng)使得整個(gè)TCP／IP設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中都具有唯一的地址可以提供多種可靠的用戶(hù)服務(wù)TCP/IP與OSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.物理層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡(luò)層4.傳輸層5.會(huì)話層6.表示層7.應(yīng)用層OSI參考模型1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧1.物理層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)際層4.傳輸層5.應(yīng)用層分解后TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP協(xié)議棧各層功能1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧1.接收網(wǎng)際層下傳的IP數(shù)據(jù)報(bào)并通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。主機(jī)A主機(jī)B010101010101網(wǎng)際層網(wǎng)際層TCP/IP協(xié)議棧各層功能1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧1.接收網(wǎng)際層下傳的IP數(shù)據(jù)報(bào)并通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。2.接收物理網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀，去掉本層的控制信息再傳送到網(wǎng)際層3.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制TCP/IP協(xié)議棧各層功能1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧網(wǎng)際層負(fù)責(zé)確定一臺(tái)計(jì)算機(jī)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的位置，并找出通向它的路徑，然后才能夠相互交換數(shù)據(jù)。主機(jī)A主機(jī)B網(wǎng)路層負(fù)責(zé)選擇一條路徑將數(shù)據(jù)傳送到目的端TCP/IP協(xié)議棧各層功能1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧能夠讓?xiě)?yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)通信，與OSI參考模型傳輸層功能相似?？蛻?hù)端服務(wù)器Web瀏覽器FTP客戶(hù)端E-mail客戶(hù)端Web服務(wù)器FTP服務(wù)器E-mail服務(wù)器傳輸層實(shí)現(xiàn)的是端到端應(yīng)用程序間的通信TCP/IP協(xié)議棧各層功能1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧主要是向用戶(hù)提供調(diào)用和訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用程序的接口，并向用戶(hù)提供各種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序及相應(yīng)的協(xié)議?？蛻?hù)端服務(wù)器Web瀏覽器FTP客戶(hù)端E-mail客戶(hù)端Web服務(wù)器FTP服務(wù)器E-mail服務(wù)器請(qǐng)求（Request）響應(yīng)（Response）注：提供服務(wù)的程序叫服務(wù)端，接受服務(wù)的程序叫客戶(hù)端?？蛻?hù)端可以隨時(shí)發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)端。TCP/IP通信處理過(guò)程發(fā)送端接收端路由器應(yīng)用層應(yīng)用程序傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層封裝解封裝TCP/IP封裝過(guò)程應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)TCP首部數(shù)據(jù)TCP首部IP首部數(shù)據(jù)TCP首部IP首部數(shù)據(jù)TCP首部IP首部LLC首部LLC首部MAC首部FCSFCS010101011101001010101010101校驗(yàn)以太網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)TCP/IP層的主要協(xié)議部分習(xí)題答案1、（單選題）雙方進(jìn)行通信時(shí)，如果發(fā)送端發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文，目標(biāo)端正確接收，則回答源端接收正確。這屬于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素中的（）。A.語(yǔ)義B.語(yǔ)法C.時(shí)序D.順序2、（單選題）路由選擇協(xié)議位于OSI參考模型的（）。A.物理層B.數(shù)據(jù)鏈路層

C.網(wǎng)絡(luò)層D.傳輸層3、（單選題）物理層的基本傳輸數(shù)據(jù)單元是（）。A.幀B.IP數(shù)據(jù)報(bào)C.比特流D.報(bào)文4、（單選題）發(fā)送電子郵件時(shí)需要建立連接，發(fā)送完后則將連接斷開(kāi)，這種發(fā)送方式是由TCP/IP協(xié)議簇中的