計算機網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 課件 模塊2 規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)宏偉藍(lán)圖-網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)宏偉藍(lán)圖-網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)情境計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要標(biāo)準(zhǔn)化，確保不同類型網(wǎng)絡(luò)之間具有良好的兼容性和互操作性?；趯哟谓Y(jié)構(gòu)思想，不同公司、機構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)化組織定義了不同的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。1983年發(fā)布的OSI開放系統(tǒng)互連參考模型，為各個廠商提供了一套國際標(biāo)準(zhǔn)。1983年被ARPANET所采用的TCP/IP模型，是最成功的通信協(xié)議模型。學(xué)習(xí)路線課前回顧課前回顧1.如圖所示為三國時期“曹沖稱象”的場景，從這個故事中我們得到什么啟示？在現(xiàn)實生活中，人們在面對復(fù)雜問題時也采用了與此類似的方法來處理，你能舉例說明嗎？享用牛奶的人未必了解其生產(chǎn)過程我不管怎么做的，好喝就行。6

分而治之使用網(wǎng)絡(luò)的人未必知道數(shù)據(jù)的傳輸過程我不管怎么傳的，能聊就行。7

分而治之寫信人收信人郵局收發(fā)郵件郵局收發(fā)郵件郵局分揀郵件郵局分揀郵件寫信、貼郵票收集信件、蓋郵戳分揀信件運輸郵件拆信、閱讀信件分發(fā)郵件分揀信件運輸郵件通信者之間約定收件規(guī)則分揀規(guī)則運輸部門之間的約定信紙信信袋信紙信信袋郵局運輸部門郵局運輸部門接口8

分而治之四川重慶郵政通信系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)課前回顧2．假如你在重慶，需要通過書信與美國芝加哥的朋友進(jìn)行溝通交流。考慮到通信距離較遠(yuǎn)，信件無法直接由你自己交到你的朋友手中，信件的分揀和投遞需要交給郵政局來處理，信件的轉(zhuǎn)送和運輸需要交給運輸部門來處理，如圖所示。請根據(jù)郵政通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運行過程，回答下列問題。課前回顧（1）根據(jù)圖中提示，將空白處補充完整。（2）通信雙方需要知道去對方的具體路徑嗎？郵政局或運輸部門需要了解通信雙方的信件內(nèi)容嗎？（3）郵政通信系統(tǒng)從邏輯上劃分為幾個步驟或幾個層次的優(yōu)點是什么？（4）將郵政通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)運行過程進(jìn)一步抽象，畫出抽象模型圖。網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的好處11

層次結(jié)構(gòu)01各層的功能獨立復(fù)雜問題簡單化02實現(xiàn)模塊化設(shè)計03易于實現(xiàn)和維護(hù)04有利于標(biāo)準(zhǔn)化05各層的功能、結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定06實現(xiàn)功能分工N+1層N層N-1層實體實體實體實體實體實體N+1層N層N-1層N+1層協(xié)議N層協(xié)議N-1層協(xié)議接口接口接口接口12

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層抽象模型學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1.了解分層結(jié)構(gòu)的好處。2.理解協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)通信的作用和遵守規(guī)則的意義。3.掌握計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念。1.通過介紹網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生遵守規(guī)則和紀(jì)律的重要性，養(yǎng)成遵守法律或約定俗成的社會規(guī)則的意識。2.通過學(xué)習(xí)協(xié)議分層和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念，培養(yǎng)學(xué)生化繁為簡、分而治之、從抽象到具體的分析與解決問題的思維方法。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠安裝和使用協(xié)議分析工具。主題1：計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層結(jié)構(gòu)郵政系統(tǒng)的分層設(shè)計方法，為計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計提供了思路。15

層次結(jié)構(gòu)（理論來源于實踐，反過來指導(dǎo)實踐）發(fā)信者→郵遞分揀員→打包員→運輸員

收信者←郵遞分揀員←拆包員←運輸員通信者郵局服務(wù)郵局轉(zhuǎn)送郵局運輸分而治之將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)換為若干小問題郵政系統(tǒng)的分層設(shè)計方法，為設(shè)計計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了思路。16

（1）主機和端系統(tǒng)與通信子網(wǎng)，以及網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的物理連接處，用于實現(xiàn)物理連接。（2）網(wǎng)絡(luò)中相鄰節(jié)點之間實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。（3）源主機和目的主機節(jié)點之間實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。（4）源主機和目的主機上實現(xiàn)不同應(yīng)用進(jìn)程的可靠傳輸。（5）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間的可靠傳輸。層次結(jié)構(gòu)風(fēng)馬牛不相及的會話17

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議你好Hello語言不通無法溝通協(xié)議不一致無法通信AB網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（NetworkProtocol）是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對等實體之間數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合AHelloHelloB語言一樣方可溝通協(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18

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議課堂同步19

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)合左圖，理解協(xié)議的含義。協(xié)議是指在（

）之間進(jìn)行通信的規(guī)則或約定。A．不同節(jié)點 B．同一節(jié)點的上下層C．相鄰實體

D．不同節(jié)點的對等實體數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式，表示要怎么做。如對能夠上路的汽車的要求，不符合條件的車輛是不能上路的。語法20

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素（協(xié)議之“形”）TCP的報文格式就是由TCP協(xié)議的語法定義的。用來說明通信雙方應(yīng)當(dāng)怎么做。即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。如看到紅燈需要停下，變道的時候需要提前打轉(zhuǎn)向燈等。語義21

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素TCP的3次握手時執(zhí)行的操作就是由TCP協(xié)議的語義定義的。又稱同步，對事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明，表示要什么時候做。如救護(hù)車變道打轉(zhuǎn)向燈，目的是告訴車道上的相關(guān)車輛需減速讓行，這就是體現(xiàn)了順序問題，應(yīng)該被有行車道德的人所遵守。時序22

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素討論：如果通信具備了“語法、語義、時序”三要素，是否稱之為協(xié)議呢？建立TCP連接的3次握手操作的時序關(guān)系就是由TCP協(xié)議的同步定義的。23

協(xié)議之“神”-處理各種異常情況明日正午進(jìn)攻，同意？同意你確認(rèn)“同意”？我確認(rèn)“同意”你真的確認(rèn)“同意”？我真的確認(rèn)“同意”你真的確認(rèn)“同意”？我真的確認(rèn)“同意”你真的確認(rèn)“同意”？我真的確認(rèn)“同意”這樣的協(xié)議無法實現(xiàn)！沒有一種協(xié)議能夠使藍(lán)軍100%獲勝。協(xié)議很復(fù)雜，要應(yīng)付所有異常情況考研考點：全國統(tǒng)考、院校自主命題均有涉及24

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主要要素為（

）。【2016年桂林電子科技大學(xué)】A．?dāng)?shù)據(jù)格式、編碼、信號電平 B．?dāng)?shù)據(jù)格式、控制信息、時序C．語法、語義、時序

D．編碼、控制信息、數(shù)據(jù)格式2.下列有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的描述，正確的是（

）?！?015年武漢大學(xué)】A．從網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)可以看出，一個協(xié)議是可以分層的B．協(xié)議是控制同一系統(tǒng)中兩個對等實體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合C．協(xié)議數(shù)據(jù)單元就是報文或報文段D．簡單地說，協(xié)議就是通信實體需要遵守的通信規(guī)則25

一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的集合。提供了使用計算機能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的軟件。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧(誰來制定標(biāo)準(zhǔn))26

TCP/IP協(xié)議棧的特點網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧(誰來制定標(biāo)準(zhǔn))是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議集是可路由協(xié)議具有健壯、可伸縮、跨平臺結(jié)構(gòu)是Internet訪問通用協(xié)議集PDU是在不同節(jié)點的各層對等實體之間，為實現(xiàn)該層協(xié)議所交換的信息單元PDU由控制部分和數(shù)據(jù)部分組成控制部分由若干字段組成，表示通信中用到的雙方可以理解和遵循的協(xié)議和規(guī)則

PDU是各層功能的集中體現(xiàn)者27

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的格式每一層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都需要重新封裝，封裝的目的是適合這一層傳輸，因此每一層的PDU是不同的以下列出了常見計算機網(wǎng)絡(luò)模型各層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，需要記住TCP報文段/UDP用戶數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)包（分組）以太網(wǎng)MAC幀比特流用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層傳輸層應(yīng)用層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層傳輸層報段數(shù)據(jù)鏈路層IP分組FCSMAC幀首部源MAC目的MAC…IP首部源IP目的IP首部檢驗和……TCP/UDP首部源端口目的端口檢驗和……物理層以太網(wǎng)幀幀定界碼28

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的格式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)功能的分層，以及每一層需要完成的工作定義及其協(xié)議、接口的集合考研考點：全國統(tǒng)考、院校自主命題均有涉及30

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.下列選項中，不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所描述的內(nèi)容是（）?！?010全國統(tǒng)考】A．網(wǎng)絡(luò)的層次 B．每一層使用的協(xié)議 C．協(xié)議的內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié) D．每一層必須完成的功能2.同層實體交換的數(shù)據(jù)單元稱為（

）?！?011年重慶大學(xué)】A．接口數(shù)據(jù)單元 B．服務(wù)數(shù)據(jù)單元C．協(xié)議數(shù)據(jù)單元 D．訪問數(shù)據(jù)單元3.計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)涉及的3個主要概念是（

）。A．子網(wǎng)、層次、端口 B．廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)C．結(jié)構(gòu)、模型、交換 D．服務(wù)、接口、協(xié)議國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出試圖使各種計算機在世界范圍內(nèi)互聯(lián)成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架。于1983年正式發(fā)布著名的ISO7498國際標(biāo)準(zhǔn)。也就是所謂的七層協(xié)議體系架構(gòu)。OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型1984年，美國國防部將TCP/IP作為所有計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。1985年，因特網(wǎng)架構(gòu)理事會舉行了關(guān)于計算產(chǎn)業(yè)使用TCP/IP的工作會議，幫助TCP/IP協(xié)議成為商業(yè)應(yīng)用最廣泛的協(xié)議。TCP/IP模型1974年，美國IBM宣布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（SystemNetworkArchitecture，SNA），該結(jié)構(gòu)采用分層方法制定。SNA網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)197419831984網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)動手實踐32

安裝并使用Wireshark。課后作業(yè)33

1.在作業(yè)本上完成教材“課后檢測”一~四的所有題目。2.預(yù)習(xí)教材模塊2主題2內(nèi)容。謝謝！規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)宏偉藍(lán)圖-網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用課前回顧課前回顧1．網(wǎng)絡(luò)模型也稱為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)藍(lán)圖，指的是一組綜合性文檔。這些文檔分別描述了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)所需的一小部分功能，它們共同定義了計算機網(wǎng)絡(luò)運行過程。請結(jié)合所學(xué)知識，回答下列問題。（1）是否有必要為每一個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分別設(shè)計一個分層結(jié)構(gòu)模型？（2）在構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)時，目前有沒有可供借鑒的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)模型？課前回顧2．右圖是郵政通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)運行過程的分層結(jié)構(gòu)描述，反映了服務(wù)、接口和協(xié)議之間的關(guān)系，請仔細(xì)觀察并回答下列問題。（1）通信的兩端，是否要求具有相同的層次？不同系統(tǒng)的相同層次是否具有相同的功能？課前回顧（2）服務(wù)反映了相鄰層之間__________功能的調(diào)用關(guān)系，本層向相鄰上層提供服務(wù)，利用相鄰下層的服務(wù)。例如，圖中的郵政局利用了相鄰下層南京站提供的運輸服務(wù)，同時向相鄰的上層發(fā)信人提供信件投遞服務(wù)。（3）接口是完成相鄰層之間完成服務(wù)請求和服務(wù)提供的信息交換點，如圖中畫圈的位置，請說出發(fā)信人與郵政局相鄰層之間的接口名稱是__________。（4）不同系統(tǒng)的相同層次之間的信息交互是通過__________協(xié)議來實現(xiàn)的。通信的兩端，具有相同的層次；任何可以發(fā)送或者接收信息的硬件或者軟件進(jìn)程稱為實體【2015四川大學(xué)】；不同機器上位于同一層次、完成相同功能的實體稱為對等實體。服務(wù)定義了本層做什么，而不是具體實現(xiàn)本層向相鄰上層提供服務(wù)，利用相鄰下層的服務(wù)【2018四川大學(xué)】，是“垂直”關(guān)系層與層之間通過接口完成服務(wù)請求和服務(wù)提供，只要求提供調(diào)用的參數(shù)或中間結(jié)果相同層次之間的信息交互是通過協(xié)議來實現(xiàn)的，屬于內(nèi)部事務(wù)，是“水平”關(guān)系40

協(xié)議、服務(wù)、接口之間的關(guān)系實體2實體3N-1層服務(wù)N層N+1層實體1實體2實體3N-1層N層N+1層實體1協(xié)議1協(xié)議2協(xié)議3服務(wù)服務(wù)服務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1.了解OSI參考模型的概念。2.掌握OSI參考模型的分層、服務(wù)和功能。3.掌握TCP/IP協(xié)議模型的層次結(jié)構(gòu)及各層功能。1.通過介紹為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)提供了理論指導(dǎo)的OSI/RM和應(yīng)用實踐解決方案的TCP/IP參考模型，引導(dǎo)學(xué)生在處理個人、社會的矛盾問題時，能夠靈活運用求同存異的智慧。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠安裝TCP/IP協(xié)議棧并掌握驗證TCP/IP協(xié)議棧正常工作的方法。主題2：計算機網(wǎng)絡(luò)模型OSI參考模型（微觀角度認(rèn)識計算機網(wǎng)絡(luò)）新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其過程是極其繁瑣的。在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，最常用的方法是選取一個模板或范例。常見的網(wǎng)絡(luò)模型有兩種基本類型：協(xié)議模型和參考模型。43

OSI參考模型TCP/IP協(xié)議模型事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)獲得了最廣泛的應(yīng)用。法律上的國際標(biāo)準(zhǔn)但并沒有得到市場的認(rèn)可。OSI參考模型未達(dá)到市場認(rèn)可的原因是什么呢？OSI參考模型44

OSI參考模型是什么ISO是國際化標(biāo)準(zhǔn)組織的簡稱OSI/RM開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型開放表示能使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行連接互聯(lián)是指將不同的系統(tǒng)互相連接起來，以達(dá)到相互交換信息，共享資源的目的OSI主要解決了什么問題主要解決不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間互聯(lián)的兼容性問題OSI參考模型45

OSI參考模型的7個層次從上向下是哪些層？從下向上是哪些層？面向數(shù)據(jù)處理面向數(shù)據(jù)通信資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)資源共享信息傳輸通信技術(shù)計算機技術(shù)1物理層（PhysicalLayer）3網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）2數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）4傳輸層（TransportLayer）6表示層（PresentationLayer）5會話層（SessionLayer）7應(yīng)用層（ApplicationLayer）計算機網(wǎng)絡(luò)由2級抽象演變?yōu)?級抽象：體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范服務(wù)、協(xié)議和接口的關(guān)系（一變，二不變）46

在網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中，下面的關(guān)鍵技術(shù)，只要保證（）和（）是不變，實現(xiàn)服務(wù)的（）無論怎么變，都不會影響整個系統(tǒng)的工作。以上三個空的依次是（）。A.服務(wù)接口協(xié)議B.協(xié)議接口服務(wù)C.協(xié)議服務(wù)接口D.接口協(xié)議服務(wù)協(xié)議(n+1)SAP（接口）SAP（接口）交換服務(wù)原語交換服務(wù)原語實體(n+1)服務(wù)提供者第n層第n+1層實體(n+1)服務(wù)用戶實體(n)實體(n)協(xié)議(n)分層之后的工作47

分層模型都遵循對等層次通信的原則多層通信的實質(zhì)：物理層與介質(zhì)相連實現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)通信；其余各層次中有緊鄰的上層和下層，對等層之間通過對等層協(xié)議實現(xiàn)虛通信通信過程中的數(shù)據(jù)變化發(fā)送文件：封裝逐層增加控制信息，接收文件：解封裝逐層去除控制信息給用戶數(shù)據(jù)帶來不小的額外負(fù)擔(dān)，減小網(wǎng)絡(luò)通信效率主機需要關(guān)心數(shù)據(jù)的實際意義，主機必須擁有網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的全部層次路由器不關(guān)心數(shù)據(jù)的實際意義，不需要具有網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的全部層次發(fā)送端接收端路由器應(yīng)用層表示層應(yīng)用程序會話層傳輸層網(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)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議10101110……10101110……封裝解封裝10101110……10101110……OSI參考模型各層功能49

OSI參考模型各層功能50

課堂練習(xí)，關(guān)于OSI，你同意的觀點是（）。A.

封裝發(fā)生在1處B.

對等層都有PDUC.

發(fā)送方的應(yīng)用層和接收方的表示層是對等層E.

信號傳輸發(fā)生所有對等層之間D.

信號傳輸發(fā)生在3處考研考點：除應(yīng)用層外，全國統(tǒng)考，院校自主命題有涉及1.在OSI參考模型中，自下而上第一個提供端到端服務(wù)的層是（

）?！?009全國統(tǒng)考】A.數(shù)據(jù)鏈路層 B.傳輸層 C.會話層 D.應(yīng)用層2.在OSI參考模型中，功能需由應(yīng)用層的相鄰層實現(xiàn)的是（

）?！?014全國統(tǒng)考】A.對話管理 B.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 C.路由選擇 D.網(wǎng)絡(luò)層3.在OSI參考模型的第5層（自下而上）完成的主要功能是（）。【2019全國統(tǒng)考】A.差錯控制 B.路由選擇 C.會話管理 D.數(shù)據(jù)表示轉(zhuǎn)換51

OSI參考模型各層功能TCP/IP協(xié)議模型52

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TCP/IP協(xié)議模型7層

應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層4層

應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP協(xié)議模型53

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)和主機之間進(jìn)行交流所使用的共同“世界語”，是Internet上使用的一組完整的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議。IPoverEverything：IP協(xié)議可以在多種類型的網(wǎng)絡(luò)上運行EverythingoverIP：IP層可以支持多種的運輸層協(xié)議HTTPSMTPDNSRTPTCPUDP網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層應(yīng)用層………網(wǎng)絡(luò)接口1網(wǎng)絡(luò)接口2網(wǎng)絡(luò)接口3IP設(shè)計理念：網(wǎng)絡(luò)核心部分越簡單越好。TCP/IP協(xié)議模型各層功能54

層次主要功能應(yīng)用層（用戶對用戶）任務(wù)：提供系統(tǒng)與用戶的接口。功能：文件傳輸、電子郵件、訪問和管理。協(xié)議：FTP、SMTP、FTP、HTTP等傳輸層（進(jìn)程對進(jìn)程）任務(wù)：負(fù)責(zé)主機中兩個進(jìn)程之間的通信。功能：端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。協(xié)議：TCP、UDP。網(wǎng)絡(luò)層（主機對主機）任務(wù)：負(fù)責(zé)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)功能：路由、尋址、擁塞控制、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等。協(xié)議：IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP等。網(wǎng)絡(luò)接口層（面向低層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)）任務(wù)：實現(xiàn)低層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，僅定義接口。功能：具有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。協(xié)議：使用哪些標(biāo)準(zhǔn)，TCP/IP參考模型沒有規(guī)定等55

5層建議模型OSI分層過“碎”，高層中很多可以進(jìn)行融合的功能進(jìn)行了過細(xì)也過于理論化的區(qū)分。TCP/IP分層卻又稍“糙”，低層中本應(yīng)進(jìn)行區(qū)分的功能沒有通過模型表現(xiàn)出來。OSI中的會話層和表示層在TCP/IP中并不是必須的，將TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，這樣有利于數(shù)據(jù)通信分析。實際應(yīng)用中功能區(qū)分最科學(xué)的模型既不是OSI，也不是TCP/IP，而是兩種模型的混合體。1物理層（PhysicalLayer）3網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）2數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）4傳輸層（TransportLayer）5應(yīng)用層（ApplicationLayer）56

5層建議模型課堂練習(xí)，下面圖描述了（）環(huán)境中的數(shù)據(jù)流動。A.TCP/IPB.OSIC.五層建議模型57

5層建議模型課堂練習(xí)，以下圖為例，請用圖描述基于5層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流動。5432154321321321ABXY

中間交換結(jié)點X中間交換結(jié)點Y主機B主機A58

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的演進(jìn)現(xiàn)在，TCP/IP體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了演變，即某些應(yīng)用程序可以直接使用IP層（4G、5G這樣的蜂窩網(wǎng)架構(gòu)在全I(xiàn)P之上，很多電信部門推出了IP電視服務(wù)等），或甚至直接使用最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層。局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)也存在較大差別TCPUDPIP應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層（子網(wǎng)層）59

協(xié)議數(shù)據(jù)單元考研考點：全國統(tǒng)考，院校自主命題有涉及1.在TCP/IP模型中，網(wǎng)絡(luò)層提供的是（

）?！?011全國統(tǒng)考】A.無連接不可靠的數(shù)據(jù)包服務(wù) B.無連接的可靠數(shù)據(jù)包服務(wù)C.有連接不可靠的虛電路服務(wù) D.有連接可靠的虛電路服務(wù)2.TCP/IP模型中與OSI模型第3層對應(yīng)的是（

）?！?013重慶郵電大學(xué)】A.網(wǎng)絡(luò)接口層 B.傳輸層 C.互聯(lián)網(wǎng)層 D.應(yīng)用層3.TCP/IP模型有（）層。A.4 B.5 C.6 D.760

TCP/IP模型各層功能動手實踐61

捆綁網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。課后作業(yè)62

1.在作業(yè)本上完成教材“課后檢測”一~四的所有題目。2.預(yù)習(xí)教材模塊2主題3內(nèi)容。謝謝！規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)宏偉藍(lán)圖-網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用課前回顧課前回顧66

十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（復(fù)習(xí)）例：（34）10=（？）2在這里借用數(shù)學(xué)中的短除法，即用十進(jìn)制數(shù)除2取余法。

342170282142221200001請注意：取余數(shù)時需要從下往上取。解得:（34）10=（100010）2=（00100010）2課前回顧67

十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（復(fù)習(xí)）采用除2取余法，增加了轉(zhuǎn)換的復(fù)雜度這里介紹一種“湊位法”上例中的十進(jìn)制“34”若表示為二進(jìn)制時，方法為：先用8個權(quán)值中的幾個之和湊為34=32（25）+2（21），意味著第5位、第1位的位數(shù)值為1，其余各位均為0，即（34）10=（00100010）201010001765432102627252423222120位標(biāo)識位數(shù)值位權(quán)值表示為：0×27+1×26+0×25+1×24+0×23+0×22+0×21+1×20=(81)10

課前回顧1．在安裝家用寬帶路由器或者調(diào)試局域網(wǎng)時，會進(jìn)行IP地址的配置操作。在深入學(xué)習(xí)IP地址之前，能夠進(jìn)行二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)化是理解IP地址編址方式的基本前提。（1）位置記數(shù)法即根據(jù)數(shù)字在數(shù)字序列中所占用的位置來表示不同的值。請根據(jù)圖步驟序列中的提示，完成二進(jìn)制值到十進(jìn)制值的轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果填在空白處。課前回顧（2）十進(jìn)制值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制值采用的方法類似天平稱重，如左圖所示。請仔細(xì)觀察該圖，并在右圖中的空白處填寫215對應(yīng)的二進(jìn)制值。課前回顧2．邏輯與（AND）運算是數(shù)字邏輯中使用的二進(jìn)制運算之一。這種運算用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分。運算規(guī)則是1和任何數(shù)相與，執(zhí)行復(fù)制操作；0和任何數(shù)相與，執(zhí)行置0操作。請將4和24執(zhí)行與操作后的結(jié)果填寫在圖中的空白處。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1.掌握IP地址的基本概念。2.掌握IP地址的分類。3.理解掩碼的作用。4.了解默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的作用和IP地址的管理方法。1.通過IP地址概念的學(xué)習(xí)，明確IP地址在因特網(wǎng)中尋址的重要意義，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)目標(biāo)需要正確的方向和明智的決策，避免出現(xiàn)“南轅北轍”的情況。素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠進(jìn)行二進(jìn)制和十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)化。2.能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址的相關(guān)運算。主題3：計算機網(wǎng)絡(luò)IP地址IP地址的概念73

現(xiàn)實生活中的不同實體采用不同的身份標(biāo)識方法（具有唯一性特點）中華人民共和國合法公民電話網(wǎng)絡(luò)中的電話機郵政通信系統(tǒng)中通信對象IP地址的概念74

計算機網(wǎng)絡(luò)中通信實體的身份標(biāo)識方法IP地址的定義：用于標(biāo)識Internet中節(jié)點的每一個網(wǎng)絡(luò)接口的地址，之所以稱為IP地址，是沿用習(xí)慣的叫法。（后面在學(xué)習(xí)以太網(wǎng)的時候會采用另外一種地址）IP地址是在TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層定義的，所以也叫做網(wǎng)絡(luò)地址、邏輯地址、軟件地址等IP地址的概念75

如何查看你正在使用計算機上的IP地址方法一：ipconfig/all方法二：通過網(wǎng)絡(luò)連接信息查看IP地址IP地址的概念76

IP地址是主機在Internet上的一個全世界范圍內(nèi)唯一32位標(biāo)識符思考：IP地址每段表示的十進(jìn)制數(shù)最小值、最大值各為多少？10000000000010110000001100011111機器中存放IP地址是32位二進(jìn)制代碼10000000000010110000001100011111每8位為一組采用點分十進(jìn)制記法則進(jìn)一步提高可讀性1128

11331將每個8位的二制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)IP地址的概念77

100.29.0.2023

65926058網(wǎng)絡(luò)號

標(biāo)識主機所在的網(wǎng)絡(luò)主機號標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的一臺主機區(qū)號電話號碼Internet網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)3主機1主機2主機3互聯(lián)網(wǎng)具有層次結(jié)構(gòu)，IP地址也采用層次結(jié)構(gòu)IP地址的組成IP地址的分類78

78A類B類C類D類E類字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)40網(wǎng)絡(luò)號主機號10網(wǎng)絡(luò)號主機號110網(wǎng)絡(luò)號主機號1110多播地址1111預(yù)留第一字節(jié)范圍000000000111111110000000101111111100000011011111111000001110111111100000111011110~127128~191192~223224~239240~255D類為多播地址（QQ群，代表的是一組人）只有A,B,C三類可供Internet網(wǎng)絡(luò)上的主機使用E類保留為實驗科研用思考：A、B、C三類地址各包含多少個網(wǎng)絡(luò)和主機分類IP地址的點分十進(jìn)制數(shù)判定IP地址的分類79

79IP地址的容量空間為232=42億各類IP地址百分占比A、B、C類的最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)、可容納的主機數(shù)和適用范圍網(wǎng)絡(luò)類最大可用網(wǎng)絡(luò)數(shù)網(wǎng)絡(luò)號首字節(jié)范圍每個網(wǎng)絡(luò)最大主機數(shù)適用范圍A27-2=1261~126224-2=16777214大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境B214-1=16383128~191216-2=65534中型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境C221-1=2097151192~22328-2=254小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境A類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量減2的原因是：網(wǎng)絡(luò)號0和網(wǎng)絡(luò)號127代表特殊的含義，不能用作網(wǎng)絡(luò)號。每個網(wǎng)絡(luò)中的主機數(shù)目都減2的原因是：主機號不能為全0和全1，分別代表網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，不能分配給主機使用。和網(wǎng)絡(luò)不可指派。特殊的IP地址——網(wǎng)絡(luò)地址80

80網(wǎng)絡(luò)地址包含了一個有效的網(wǎng)絡(luò)號和一個全“0”的主機號。如：/8主機位全為0，為網(wǎng)絡(luò)地址，因此不能分配給主機使用。特殊的IP地址——廣播地址81

8181

直接廣播（DirectedBroadcasting）包含一個有效的網(wǎng)絡(luò)號和一個全“1”的主機號，即將IP地址中的主機號部分全部設(shè)置為1，如55/24路由器A路由器B路由器C目的地址：55路由器轉(zhuǎn)發(fā)直接廣播包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的所有主機特殊的IP地址——廣播地址82

8282

有限廣播（LimitedBroadcasting）也稱受限廣播地址，指32位全為“1”的IP地址，即55。用于本網(wǎng)廣播，即被限制在本網(wǎng)絡(luò)之中。路由器A路由器B路由器C目的地址：55路由器隔離有限廣播包特殊的IP地址——多播地址83主機E主機F主機G路由器A主機A主機B主機C主機D發(fā)送多播數(shù)據(jù)包路由器復(fù)制多播數(shù)據(jù)包主機H主機I多播（LimitedBroadcasting）多播（Multicast）也稱為組播，D類的IP地址就屬于多播地址。特殊的IP地址——回環(huán)地址84

84回環(huán)地址在A類網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)號部分為127，主機號為任意值時的地址稱為回環(huán)地址。它主要用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試以及本地進(jìn)程之間的通信。本地主機特殊的IP地址——85

85特殊IP地址（SpecialIPAddress）ThishostSourceaddress55DefaultGateway網(wǎng)絡(luò)掩碼86

掩碼概念通過將網(wǎng)絡(luò)號所占二進(jìn)制位置為1，主機號所占二進(jìn)制位置為0，然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制計算得來的。用來確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)號。maskSubnetMaskNNetworkIDHostID1111111111111100000000000000M網(wǎng)絡(luò)掩碼87

掩碼概念通過將網(wǎng)絡(luò)號所占二進(jìn)制位置為1，主機號所占二進(jìn)制位置為0，然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制計算得來的。用來確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)號。mask運算規(guī)則：0和任何數(shù)相與都等于0；1和任何數(shù)相與都等于任何數(shù)本身區(qū)分網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID16.200172.107.0.0255.255.172.107.w.x.IPAddressSubnetMaskNetworkIDHostID16.200y.z網(wǎng)絡(luò)掩碼88

掩碼的另外一個作用