計算機網(wǎng)絡(luò)課件：ch1 概述-3

1、1,1.4.1 OSI參考模型,OSI參考模型（Open System Interconnection Reference Model） 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正式發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，由七層構(gòu)成,兩節(jié)點間可靠的數(shù)據(jù)傳輸,Ethernet, X.25, ATM, ,1. 傳輸0/1,2.,3,兩端點間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸 （應(yīng)用進程間的邏輯通信）,通信子網(wǎng),沿兩主機間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù) （主機間的邏輯通信）,Ethernet, X.25, ATM, ,4.,3.,4,OSI/RM,OSI/RM的體系結(jié)構(gòu)分為7層,應(yīng)用層Application,表示層Presentation,會話層Session,傳輸層T

2、ransport,物理層Physical,數(shù)據(jù)鏈路層Data Link,網(wǎng)絡(luò)層Network,7 6 5 4 3 2 1,為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù) 數(shù)據(jù)表示 在用戶間建立會話關(guān)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 位流的透明傳輸,5,物理層(physical layer),傳輸原始比特流，處理機械的、電氣的和時序的接口及物理傳輸介質(zhì)等問題 如： 用多少伏電壓表示“1”，多少伏電壓表示“0” 一個比特持續(xù)多少納秒 單工、雙工還是半雙工 最初物理連接如何建立、完成通信后，連接如何終止 網(wǎng)絡(luò)接插件有多少針，各個針的用途,6,數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù),兩節(jié)點間可靠的數(shù)據(jù)傳輸,Ethern

3、et, X.25, ATM, ,7,任務(wù)：在兩個相鄰節(jié)點間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯的鏈路。 功能與服務(wù)： 組幀：幀封裝，按順序傳送； 定界與同步：產(chǎn)生/識別幀邊界； 差錯檢測/恢復(fù)：如果是可靠的服務(wù)，則接收方必須確認(rèn)每個已正確接收的幀； 流量控制：防止高速的發(fā)送方“淹沒”低速接收方。 在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，控制對共享信道的訪問。,數(shù)據(jù)鏈路層 （data link layer）,8,共享信道問題(LAN or Wireless)： 如何控制對共享信道的訪問？ 將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為 邏輯鏈路控制(Logical Link Control, LLC) 介質(zhì)訪問控制(Media Access

4、 Control, MAC) 由MAC子層解決共享介質(zhì)訪問控制問題。,數(shù)據(jù)鏈路層 （data link layer）,9,數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù),兩節(jié)點間可靠的數(shù)據(jù)傳輸,Ethernet, X.25, ATM, ,網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù),沿兩主機間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù) （主機間的邏輯通信）,Ethernet, X.25, ATM, ,10,網(wǎng)絡(luò)層（network layer/internet layer） 任務(wù)：選擇合適的路由，把分組從源主機傳送到目的主機。 功能與服務(wù)： 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連 路由選擇 網(wǎng)絡(luò)流量控制 服務(wù)質(zhì)量等,11,網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù),沿兩主機間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù) （主機間的邏輯通信）,Ethernet,

5、 X.25, ATM, ,傳輸層的任務(wù),兩端點間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸 （應(yīng)用進程間的邏輯通信）,通信子網(wǎng),12,傳輸層（transport layer） 任務(wù)：在源端與目的端之間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必關(guān)心通信子網(wǎng)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。 接收來自上層的數(shù)據(jù)，并在必要時把這些數(shù)據(jù)分割成小的單元，然后把數(shù)據(jù)單元傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保這些數(shù)據(jù)片段都能到達另一端 傳輸層的特點 以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸； 只存在于端主機中； 實現(xiàn)源主機到目的主機“端到端”的連接； 在這一點上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？,網(wǎng)絡(luò)層：為主機之間提供邏輯傳輸 傳輸層：為應(yīng)用進程之間提供邏輯傳輸,13,OSI參

6、考模型高三層協(xié)議,5. 會話層 允許不同機器上的用戶之間建立會話 會話：指各種服務(wù)，包括對話控制、令牌管理、同步功能 6. 表示層 解決用戶信息的語義、語法表示問題 實現(xiàn)不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換 7. 應(yīng)用層 包含了直接針對用戶需要的協(xié)議 如：HTTP、文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄等,14,OSI參考模型如何傳輸數(shù)據(jù),-封裝和解封裝,15,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,16,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,地址 ？,17,

7、OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,舉例：某人給他的朋友寫一封信,信,信 封,郵政信袋,郵政袋箱,應(yīng)用層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,18,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,在目的站，某一層只能識別由源站對等層封裝的“信封” 對于被封裝在“信封”內(nèi)部的“數(shù)據(jù)”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！,19,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-enc

8、apsulating Data,協(xié)議：對等體用協(xié)議進行通信 接口：定義了下層向上層提供哪些原語操作和服務(wù) 協(xié)議棧：一個特定系統(tǒng)所使用的一組協(xié)議（協(xié)議和層的關(guān)系？）,20,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,比特,幀,包/分組,報文,報文,報文,報文,信息交換單位/協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU),21,廣域網(wǎng)（回顧）,通信子網(wǎng)（簡稱子網(wǎng)）的功能 把消息從主機傳到另一臺主機 廣域網(wǎng)中子網(wǎng)由兩個獨立部分組成 傳輸線和交換單元,主機和通信子網(wǎng)間的關(guān)系,22,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層,主機 A,主機 B,通信子網(wǎng)邊界,物理層,數(shù)

9、據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層,傳輸層？,傳輸層只存在于端主機中,23,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,集線器,交換機/網(wǎng)橋,路由器,網(wǎng)關(guān) Gateway,24,1.4.2 TCP/IP參考模型,TCP/IP協(xié)議是ARPANET和因特網(wǎng)上使用的一組協(xié)議，是一個協(xié)議簇 TCP/IP起源于美國國防部高級研究規(guī)劃署(DARPA)的一項研究計劃實現(xiàn)若干臺主機的相互通信。 Internet在世界的飛速發(fā)展，使得TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的應(yīng)用，成為實事上的標(biāo)準(zhǔn)，并形成了TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)。,25,1. TCP/IP協(xié)議,TCP/I

10、P模型包括4個概念層次： 應(yīng)用層（application） 傳輸層（transport） 網(wǎng)際層（internet） 網(wǎng)絡(luò)接口（network interface）,1.4.2 TCP/IP參考模型,26,TCP/IP與OSI參考模型的對應(yīng)關(guān)系,27,TCP/IP與OSI參考模型的對應(yīng)關(guān)系,28,主要包含高層協(xié)議服務(wù)。這些服務(wù)利用低層協(xié)議如TCP和UDP來提供常見的因特網(wǎng)服務(wù)。 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,29,傳輸層,功能 使源端和目的端主機上的對等實體可以進行會話 兩個傳輸協(xié)議（TCP和UDP） TCP（transmission co

11、ntrol protocol） 可靠的、面向連接的協(xié)議，實現(xiàn)端到端的無差錯地傳輸字節(jié)流，具有流量控制,30,傳輸層,UDP（User Datagram Protocol） 不可靠的、無連接協(xié)議 應(yīng)用于 “快速遞交比準(zhǔn)確遞交更重要”的應(yīng)用程序，如：傳輸語音或影象 “只有一次的、客戶-服務(wù)器模式的請求-應(yīng)答查詢”的應(yīng)用,31,傳輸層,TCP service: 面向連接: 需要在客戶端與服務(wù)器之間建立連接 發(fā)送和接收過程的可靠傳輸 流量控制 擁塞控制等,UDP service: 無連接：不需要在客戶端與服務(wù)器之間建立連接 發(fā)送和接收過程的不可靠傳輸 無流量控制 無擁塞控制等,TCP與UDP對比,32

12、,互聯(lián)網(wǎng)層,功能 使主機可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)，并使分組獨立地傳向目標(biāo)（可經(jīng)由不同網(wǎng)絡(luò)） 互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議，該協(xié)議為IP協(xié)議（無連接的網(wǎng)際協(xié)議） 分組路由、避免阻塞和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連是互聯(lián)網(wǎng)層主要的任務(wù),33,主機-網(wǎng)絡(luò)層,也稱網(wǎng)絡(luò)接口層 功能 管理實際的網(wǎng)絡(luò)媒體，定義如何使用實際網(wǎng)絡(luò)（如：以太網(wǎng)、PPP、X.25或SDH等）傳輸IP包 TCP/IP參考模型沒有真正描述這一部分，只是指出必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)相連，以便能在其上傳遞IP包,34,TCP/IP協(xié)議棧,SMTP,FTP,HTTP,Telnet,TCP,UDP,NFS,SNMP,IP,ARP,RARP,Data Link

13、 Layer: Ethernet, PPP, ATM, X.25， .,Physical layer : Transmission media,應(yīng)用層,傳輸層,IP層,主機-網(wǎng)絡(luò)層,ICMP,35,1.4.3 OSI、TCP/IP參考模型比較,相同處 都是基于獨立的協(xié)議棧概念 都有功能相似的應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層 在傳輸層及傳輸層以上的層都希望為通信的進程提供端到端的、與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的傳輸服務(wù),36,1.4.3 OSI、TCP/IP參考模型比較,不同處 OSI模型使服務(wù)、接口和協(xié)議三個概念區(qū)分明確 層的數(shù)量不同：OSI模型有7層，TCP/IP模型有4層 面向連接和無連接通信的范圍 OSI模型在網(wǎng)絡(luò)

14、層支持無連接和面向連接的通信，但在傳輸層僅有面向連接的通信 TCP/IP模型在網(wǎng)絡(luò)層僅有一種通信模式（無連接），但在傳輸層支持兩種模式 TCP/IP模型中不區(qū)分、甚至不提起物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,37,本書所使用的混合參考模型,應(yīng)用層Application,傳輸層Transport,物理層Physical,數(shù)據(jù)鏈路層Data Link,網(wǎng)絡(luò)層Network,38,1.5 網(wǎng)絡(luò)實例（自學(xué)）,Internet 面向連接的網(wǎng)絡(luò) X.25、幀中繼和ATM Ethernet Wireless LANs 802:11,39,1.6 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織,電信界最有影響的組織 國際電信聯(lián)盟ITU（Internatio

15、nal Telecommunication Union ） ITU主要部門 無線通信部門（ITU-R） 關(guān)注全球范圍內(nèi)的無線電頻率分配 電信標(biāo)準(zhǔn)化部分（ITU-T） 對電話、電報和數(shù)據(jù)通信接口提供一些技術(shù)性的建議 開發(fā)部門（ITU-D） ,40,1.6 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織,國際標(biāo)準(zhǔn)界最有影響的組織 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（International Standards Organization）在1946年成立的一個自愿的、非條約的組織。/ 美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ANSI是一個私有的、非政府的、非營利性的組織。ISO的美國代表。 http

16、:/ 電器和電子工程師協(xié)會IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）發(fā)表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。 ,41,IEEE802標(biāo)準(zhǔn),ANSI/IEEE Std 802-1990, IEEE Standards for LAN/MAN: Overview and Architecture. 802.1B-1992, IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks: LAN/MAN Management

17、. 802.2-1989 LLC 802.3, 1993 (CSMA/CD) Type 10BASE-X 802.3, 1995 100Mbps Fast Ethernet 802.3z, 1998 Gigabit Ethernet, on fiber optic cable 802.4 Token-Passing Bus Specifications 802.5e, Token Ring Specifications 802.6, Distributed Queue Dual Bus (DQDB) for MAN 802.7-1989, Broadband Local Area Networ

18、ks 802.8, Fiber Optic TAG 802.9, Isochronous Services CSMA/CD MAC Service 802.10-1992, IEEE Standards for Interoperable LAN/MAN Security 802.11, Wireless LAN 802.12, LAN/MAN Demand Priority,42,IEEE802標(biāo)準(zhǔn),802.11 Wireless LAN Working Group 802.14 Cable Modem Working Group 802.15 Wireless Personal Area Network (WPAN) Working Group 802.16 Broadband Wireless Access Working Group 802.17 Resilient Packet Ring Working Group 802.18 Radio Regulatory TAG 802.19 Coexistence TAG 802.20 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) Working Grou