計算機網(wǎng)絡設備與管理第3章網(wǎng)絡體系結構

網(wǎng)絡設備與管理

第三章網(wǎng)絡體系結構

本章內(nèi)容

AOSI七層參考模型

ATCP/IP模型

AIEEE802標準

課程議題

AOSI七層參考模型

ATCP/IP模型

AIEEE802標準

OSI參考模型

AOSI參考模型:OpenSystemInterconnect

統(tǒng)互連參考模型

AOSI參考模型是由ISO（國際標準化組織）定義的

OSI參考模型

網(wǎng)絡設備傳輸數(shù)據(jù)的過程是按照osI參考模型來運動的

OSI參考模型

>osi模型每層都有自己的功能集

A層與層之間相互獨立又相互依靠

A上層依賴于下層，下層為上層提供服務

應用層

A應用層的作用主要是為應用程序提供接口，從而

使得應用程序能夠使用網(wǎng)絡服務。

>常見的應用層協(xié)議http、ftp、smtp>pop3>

telnet>dns等

表示層

A表示層的功能

?數(shù)據(jù)的解碼和編碼

?數(shù)據(jù)的加密和解密

?數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮

?表示層是各節(jié)點應用程序、文件傳輸?shù)姆g官

會話層

A會話層的作用主要是建立、維護、管理應用程序

之間的會話。

A會話層的責任主要有：

?對話控制

?同步

傳輸層

A傳輸層負責建立端到端的連接，負責數(shù)據(jù)在端到

端之間的傳輸

＞傳輸層通過端口號區(qū)分上層服務

傳輸層的主要功能

報文報文

□0.

?---------------?

/j-----互聯(lián)網(wǎng)絡一-------------------------------1

/r網(wǎng)絡層

/主機到主機傳輸

t/

y傳輸層

端到端可靠傳輸

＞服務點編址

＞分段與重組

＞連接控制

＞流量控制

＞差錯控制

網(wǎng)絡層

A建立和拆除網(wǎng)絡連接

A路徑選擇和中繼

A網(wǎng)絡連接多路復用

A分段和組塊、服務選擇

A傳輸和流量控制

數(shù)據(jù)鏈路層

＞數(shù)據(jù)鏈路連接的建立與釋放

＞構成數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)單元

A數(shù)據(jù)鏈路連接的分裂、定界與同步、順序

＞流量控制和差錯的檢測

物理層

＞物理層協(xié)調在物理媒體中傳送位流所需的各種

功能。

＞物理層涉及到接口和傳輸媒體的機械的和電氣

的規(guī)約。

＞物理層定義了物理設備和接口為所發(fā)生的傳輸

所必須完成的過程和功能。

＞物理層的任務就是提供網(wǎng)絡的物理連接。

物理層所涉及的內(nèi)容

＞物理層關心的是以下的一些內(nèi)容：

?接口和媒體的物理特性位的表示

?傳輸數(shù)率

?位的同步

?線路配置：設備與媒體的連接。

?物理拓撲：星狀拓撲、環(huán)狀拓撲、總線拓撲等等。

?傳輸模式：單工、半雙工或全雙工。

各層間的聯(lián)系

應用層允許接入網(wǎng)絡資源

對數(shù)據(jù)進行轉換、

表刁、層

加密和壓縮

會話層建立、管理和終止會話

提供可靠的進程到進程的

傳輸層

報文傳輸和差錯恢復

將分組從源端傳送到目的端:

網(wǎng)絡層

提供網(wǎng)絡互聯(lián)

將比特組裝成幀；

數(shù)據(jù)鏈路層

提供節(jié)點到節(jié)點方式的傳輸

在媒體上傳輸比特；

物理層

提供機械的和電氣的規(guī)約

數(shù)據(jù)封裝

發(fā)送數(shù)據(jù)的過程，就是

應用層

一個數(shù)據(jù)封裝的過程

表示層

會話層

端口號數(shù)據(jù)

源IP+目的IP+數(shù)據(jù)段

上層協(xié)議傳輸層報頭數(shù)據(jù)Segment

數(shù)據(jù)包

網(wǎng)絡層

.----------'—■—一網(wǎng)絡層報頭數(shù)據(jù)Packet

源MAC+目的MAC

數(shù)據(jù)鏈路層報頭數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀

Frame

將數(shù)據(jù)幀轉換成高低電

平，即“0”或T代碼

比特

0101110101001000010Bit

協(xié)議數(shù)據(jù)單元

數(shù)據(jù)通信過程

設備B

7

6s

sH

Hm

SW

H

010101000011110000101010s010101000011110000101010

傳輸媒體

數(shù)據(jù)拆封

接收數(shù)據(jù)的過程，就是一個數(shù)據(jù)拆封的過程

0101110101001000010

課程議題

AOSI七層參考模型

ATCP/IP模型

AIEEE802標準

TCP/IP協(xié)議棧

A協(xié)議棧：利用一組協(xié)議完成OSI所實現(xiàn)的功能。

ATCP/IP協(xié)議棧：是一組由不同的協(xié)議組合在一起構

成的協(xié)議棧。

TCP/IP中的協(xié)議

傳輸層TCP

數(shù)據(jù)鏈路層

由底層網(wǎng)絡定義的協(xié)議

物理層Ethernet,Token-Ring,FDDLX25,Wirless,ATM,SNA,Async

應用層

ATelnet遠程登陸協(xié)議

>FTP文件傳輸協(xié)議

AEmail電子郵件服務

>WWW服務

ASMTP簡單郵件傳輸協(xié)議

TCP/IP傳輸層

TCP三次握手過程

主機A主機B

a4

1發(fā)送SYN=1

(seq#=100)

接收SYN2

發(fā)送SYN=1,ACK=1

接收SYN,ACK(seq#=300ack#=101)

建立連接，ACK=1

(ack#=301)

TCP的差錯校驗

Seq序列號：標識該數(shù)據(jù)段在已發(fā)送數(shù)據(jù)流中的位置

Ack應答：發(fā)送方通過返回一條消息來驗證數(shù)據(jù)已被接收

TCP滑動窗口

發(fā)送方Windowsize=3

發(fā)送1

Windowsize=3

發(fā)送2

Windowsize=3

發(fā)送3

Windowsize=2

發(fā)送3

Windowsize=2

發(fā)送4

源/目的端口號

3主機A主機3B

潺端口

,002823I

目的端口

?應用客戶端使用的源端口號一般為系統(tǒng)中未使用

的且大于1023

A目的端口號為所進行的操作。如telnet為23。

常見的端口號

應用協(xié)議傳輸層協(xié)議端口號

FTPTCP20,21

TelnetTCP23

HTTPTCP80

DNSTCP,UDP53

TFTPUDP69

AWeII-known端口：07023

A注冊端口：1024-49151

A動態(tài)或私有端口：49152-65535

TCP協(xié)議j

>TCP---傳輸控制協(xié)議

>TCP屬于面向連接的協(xié)議

ATCP可以提供可靠的、有序的端到端之間的傳輸，并且進

行流量控制

源端口號（16比特）目的端口號（16比特）

順序號（32比特）

應答號（32比特）

窗口大?。?6比特）20

校驗和（16比特）

其它TCP控缶ij信息（如SYN,ACK等）

數(shù)據(jù)

UDP段格式

t

源端【I號（16比特）（16比特）8

字

節(jié)

其它UDP控制信息校驗和（16比特）—

UDP應用在對延時比較敏感

或不要求確認的數(shù)據(jù)傳輸時。

TCP/IP網(wǎng)絡層

＞網(wǎng)絡層也叫Internet網(wǎng)絡層，介于傳輸層和網(wǎng)絡接

口層之間，是TCP/IP協(xié)議族中面向數(shù)據(jù)通信的低

層（也即通信子網(wǎng)）中最為復雜、關鍵的一層。

網(wǎng)絡層的目的是實現(xiàn)兩個通訊端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)

透明準確地傳送，在復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)中能準確地

找到對方。

IP數(shù)據(jù)包格式

BitOBit31

▲

簫蚱度⑷

TOS(8)總長度(16)

臂段偏移(13)

標識(16)

TTL(8)協(xié)議(8)校驗和(16)20-60

Bytes

源IP地址(32)

目的IP地址(32)

選項(0or32ifany)

數(shù)據(jù)20-65536

Bytes

ICMP(網(wǎng)際控制消息協(xié)議)

A主要用于：

?1.測試目的端的可達性(ping)

?2.測試到達目的端的路徑(tracert,pathping,traceroute擴展

Ping)

ICMPjgS：|

：j

i：

IP首都市藪據(jù)

i

幀的苜部幀的數(shù)據(jù)尾部(如果有，

ARP（地址解析協(xié)議）

主機上王機B

AARP的作用：將IP地址解析為MAC地址

反向ARP

客戶端RAP-P服務器

192.168.L1

.□L192.168.12C

—?"加Q02LQ012的IF地址是什么？

WT002L0012的MAC地址是<

192.162.1^

AARP的作用：將MAC地址解析為IP地址

網(wǎng)絡接口層

＞組幀：數(shù)據(jù)鏈路層把從網(wǎng)絡層收到的位流劃分成可以處理的數(shù)據(jù)單元,

即幀（Frame）。

＞物理編址：如果這些幀需要發(fā)送給網(wǎng)絡上的不同系統(tǒng)，那么數(shù)據(jù)鏈路

層就要把首部加到幀上，以明確幀的發(fā)送端或接收端。如果這個幀是

要發(fā)送給在發(fā)送端的網(wǎng)絡以外的一個系統(tǒng)，則接收端地址就應當是將

本網(wǎng)絡連接到下一個網(wǎng)絡的連接設備的地址。

＞流量控制：如果接收端接收數(shù)據(jù)的速率小于發(fā)送端產(chǎn)生的速率，那么

數(shù)據(jù)鏈路層就應使用流量控制機制來預防接收端因過載而無法工作。

＞差錯控制：數(shù)據(jù)鏈路層增加了一些措施來檢測和重傳損壞或丟失的幀,

因而將物理層增加了可靠性。它還采用前導機制來防止出現(xiàn)重復幀。

差錯控制通常是在幀的最后加上尾部來實現(xiàn)的。

＞接入控制：當兩個或更多的設備連接到同一條鏈路時，數(shù)據(jù)鏈路層就

必須決定哪一個設備在什么時刻對鏈路有控制權。

EthernetII的幀格式

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