1、1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、異質(zhì)性異質(zhì)性 不同的通信介質(zhì)不同的通信介質(zhì)有線、無線、有線、無線、 不同種類的設(shè)備不同種類的設(shè)備主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)備、備、 不同的操作系統(tǒng)不同的操作系統(tǒng)Unix、Windows、 不同的軟不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）硬件、接口和通信約定（協(xié)議） 不同的應(yīng)用環(huán)境不同的應(yīng)用環(huán)境固定、移動、固定、移動、 不同種類業(yè)務(wù)不同種類業(yè)務(wù)分時、交互、實時、分時、交互、實時、 寶貴的投資和積累寶貴的投資和積累有形、無形、有形、無形、 用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性不允許出現(xiàn)大

2、的跌宕起伏不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏第二章第二章 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 2. 1 引言引言2 網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的! 諸多諸多 “成分成分”: 主機(jī)主機(jī) 路由器路由器 各種介質(zhì)的鏈路各種介質(zhì)的鏈路 應(yīng)用程序應(yīng)用程序 協(xié)議協(xié)議 硬件硬件, 軟件軟件問題問題: 如何將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題依據(jù)如何將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題依據(jù)一定的規(guī)則組織成一定的一定的規(guī)則組織成一定的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)?至少要為討論網(wǎng)絡(luò)問題建設(shè)至少要為討論網(wǎng)絡(luò)問題建設(shè)一個技術(shù)平臺一個技術(shù)平臺?3l結(jié)構(gòu)清晰l簡化設(shè)計與實現(xiàn)l便于更新與維護(hù)l較強(qiáng)的獨立性和適應(yīng)性對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用什么方法能合理地組織網(wǎng)

3、絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到：織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到：解決：分而治之！解決：分而治之！ 一個生活中的例子：空中旅行的組織空中旅行的組織4空中旅行的組織空中旅行的組織一系列的步驟一系列的步驟機(jī)票 (購買)行李 (托運(yùn))旅客 (出發(fā))飛機(jī) (起飛)飛行航線機(jī)票 (投訴)行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (到達(dá))飛機(jī) (著陸)飛行航線飛行航線5空中旅行的組織空中旅行的組織: 從另一種不同的角度觀察從另一種不同的角度觀察層次的觀點：層次的觀點： 每層實現(xiàn)一種特定的每層實現(xiàn)一種特定的服務(wù)服務(wù) 通過自己內(nèi)部的功能通過自己內(nèi)部的功能 依賴自己的下層提供的服務(wù)依賴自己的下層提供的服務(wù)機(jī)票 (購買)行李 (托運(yùn))旅客 (出發(fā))飛機(jī) (起飛

4、)飛行航線機(jī)票 (投訴)行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (到達(dá))飛機(jī) (著陸)飛行航線飛行航線6從出發(fā)地到目的地的航線：導(dǎo)航服務(wù)柜臺-to-柜臺：“旅客+行李” 票務(wù)服務(wù)行李托運(yùn)-to-行李認(rèn)領(lǐng)：行李服務(wù)登機(jī)入口-to-到達(dá)出口：旅客乘務(wù)服務(wù) 跑道-to-跑道：飛機(jī)“航運(yùn)”服務(wù)7層次功能的分布式實現(xiàn)層次功能的分布式實現(xiàn)飛機(jī) (起飛)飛機(jī) (著陸)飛行航線起飛起飛機(jī)場機(jī)場到達(dá)機(jī)場到達(dá)機(jī)場中間空中交通樞紐飛行航線飛行航線機(jī)票 (購買)機(jī)票 (投訴)行李 (托運(yùn))行李 (認(rèn)領(lǐng))旅客 (出發(fā))旅客 (到達(dá))8層次化方法在其它領(lǐng)域的應(yīng)用 程序設(shè)計程序設(shè)計 把一個大的程序分解為若干個層次的小模塊來實把一個大的程序分解

5、為若干個層次的小模塊來實現(xiàn)，如操作系統(tǒng)。現(xiàn)，如操作系統(tǒng)。 郵政系統(tǒng)郵政系統(tǒng) 郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運(yùn)輸郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運(yùn)輸 銀行系統(tǒng)銀行系統(tǒng) 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng) 。91. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義 分層分層方法方法把復(fù)雜的問題劃分為若干個較把復(fù)雜的問題劃分為若干個較小的、單一的局部問題，在不同層上予以解小的、單一的局部問題，在不同層上予以解決。決。 網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題：網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題： 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能分層與功能） 各層之間的關(guān)系是怎樣的？

6、它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？（服務(wù)與接口服務(wù)與接口） 通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議協(xié)議）10 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，層層、協(xié)議協(xié)議和層間接口層間接口的集合被稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。換句話說：體系結(jié)構(gòu)包括三個內(nèi)容：換句話說：體系結(jié)構(gòu)包括三個內(nèi)容：分層結(jié)構(gòu)與分層結(jié)構(gòu)與每層的功能，服務(wù)與層間接口，協(xié)議。每層的功能，服務(wù)與層間接口，協(xié)議。 最早的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)源于IBM的SNA； 其它的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)還有DEC的DNA等 由國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO制定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)國際標(biāo)準(zhǔn)是OSI/RM； 應(yīng)用廣泛:TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

7、體系結(jié)構(gòu)11層次結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點層次結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點 獨立性強(qiáng)獨立性強(qiáng)耦合程度低耦合程度低 上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務(wù)上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務(wù)黑箱方黑箱方法法。 適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng) 只要服務(wù)和接口不變，每層的實現(xiàn)方法可任意改變。只要服務(wù)和接口不變，每層的實現(xiàn)方法可任意改變。 易于實現(xiàn)和維護(hù)易于實現(xiàn)和維護(hù) 把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成若干個涉及范圍小、功能簡單的子把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成若干個涉及范圍小、功能簡單的子單元：單元： 使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，實現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù)變得簡單和容易。使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，實現(xiàn)、調(diào)試和維護(hù)變得簡單和容易。 使設(shè)計人員能專心設(shè)計和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。使設(shè)計人員能專

8、心設(shè)計和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。122. 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原理網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原理n 基本概念：基本概念： 實體實體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進(jìn)程。軟件進(jìn)程。 對等層對等層：兩個不同系統(tǒng)的同級層次。：兩個不同系統(tǒng)的同級層次。 對等實體對等實體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實體：分別位于不同系統(tǒng)對等層中的兩個實體 接口接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對上層的服務(wù)。間的操作及下層對上層的服務(wù)。 服務(wù)服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其

9、相鄰上層。提供給其相鄰上層。 協(xié)議協(xié)議：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。13系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)B實體實體對等層對等層對等實體對等實體接口接口服務(wù)服務(wù)物理網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)14網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分層層體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)P3P2P1 2 1 3 2 1物理通信線路物理通信線路 3 N+1 N N-1 N+1 N N-1Pn-1PnPn+1系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系統(tǒng)Bl網(wǎng)絡(luò)中的任何一個系統(tǒng)都是按照層次結(jié)構(gòu)來組織的l同一網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個端系統(tǒng)必須具有相同的層次l每層使用其下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)l通信只在對等層間進(jìn)行（間接的、邏輯的、虛擬的），非對等層之間不能互相“通信”l實際的物

10、理通信只在最底層完成lPn：第n層協(xié)議協(xié)議，即第n層對等實體間通信時必須遵循的規(guī)則或約定153. 通信協(xié)議通信協(xié)議 人際交流的協(xié)議人際交流的協(xié)議: 人類之間人類之間 “我有一個問題我有一個問題.” “現(xiàn)在幾點了現(xiàn)在幾點了?” 說明發(fā)送的消息說明發(fā)送的消息 說明接收到某消息說明接收到某消息后所應(yīng)采取的行動后所應(yīng)采取的行動 說明動作的次序說明動作的次序協(xié)議：協(xié)議： 定義定義網(wǎng)絡(luò)實體間網(wǎng)絡(luò)實體間發(fā)送和接收發(fā)送和接收報文的格式、順序以及當(dāng)傳報文的格式、順序以及當(dāng)傳送和接收消息時應(yīng)采取的行送和接收消息時應(yīng)采取的行動。動。（語義、語法和時序語義、語法和時序）16HiHiWhats thetime?2:00

11、請求連接傳送文件：xxxxx.xxxtime連接確認(rèn)17 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中： 每層可能會有若干個協(xié)議每層可能會有若干個協(xié)議 一個協(xié)議只屬于一個層次一個協(xié)議只屬于一個層次 協(xié)議可以由軟件或硬件來實現(xiàn)：協(xié)議可以由軟件或硬件來實現(xiàn)： 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件 常用協(xié)議組：常用協(xié)議組： TCP/IP（Windows、Unix、Linux、） NetBEUI（Windows） IPX/SPX（NetWare、Windows）18 2. 2 ISO/OSI參考模型參考模型 圖圖2.1 七層協(xié)議參考模型七層協(xié)議參考模型19OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)

12、傳輸過程（物理通信）環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程（物理通信）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 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)用進(jìn)程A應(yīng)用進(jìn)程B比特序列幀分組報文數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)主主機(jī)機(jī)A A主主機(jī)機(jī)B B20 OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程（邏輯通信）環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程（邏輯通信）212.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）OSI參考模型將網(wǎng)絡(luò)的不同功能劃分為參考模型將網(wǎng)絡(luò)的不同功能劃分為7層層應(yīng)用層應(yīng)用層Application表示層表示層Presentation會話層會話層sessi

13、on傳輸層傳輸層transport物理層物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層Data Link網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層Network7654321處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示主機(jī)間通信主機(jī)間通信端到端的連接端到端的連接尋址和最短路徑尋址和最短路徑介質(zhì)訪問（接入）介質(zhì)訪問（接入）二進(jìn)制傳輸二進(jìn)制傳輸222.3 原理體系結(jié)構(gòu)各層概述原理體系結(jié)構(gòu)各層概述 1 物理層（物理層（physical layer） 任務(wù)：在物理媒體任務(wù)：在物理媒體(介質(zhì)介質(zhì))上上正確地正確地、透明地透明地傳送比特流。傳送比特流。 協(xié)議協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))：規(guī)定了物理接口的各種特性：規(guī)定了物理接口的各種特性： 機(jī)械機(jī)械：物理

14、連接器的尺寸、形狀、規(guī)格：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格 電氣電氣：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳輸距離等傳輸距離等 功能功能：接口引（線）腳的功能和作用：接口引（線）腳的功能和作用 規(guī)程規(guī)程：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程 功能：建立和拆除物理連接、位流傳輸、管理功能：建立和拆除物理連接、位流傳輸、管理 美國電子工業(yè)協(xié)會美國電子工業(yè)協(xié)會EIA 物理層標(biāo)準(zhǔn)化物理層標(biāo)準(zhǔn)化 例：例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.70423物理層標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用24數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)

15、備DTE、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE DTE用于處理用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備。如計算機(jī)、路由用于處理用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備。如計算機(jī)、路由器。器。 DCE用于把用于把DTE發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適合于在發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適合于在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男问健Ｈ鐐鬏斀橘|(zhì)上傳輸?shù)男问健Ｈ鏜ODEM。25RS-232-C 外形為外形為25針或針或9針的針的D型連接器型連接器 通信速率（通信速率（b/s）：）： 100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56K 信號電平：信號電平： 邏輯“1”：-3V-15V 邏輯“0”：+3V+15V 引腳定義：引腳定義：26 電纜長度電纜

16、長度15m（20kbps） 傳輸速率傳輸速率20Kbps 異步口異步口 用于用戶線路為模擬線路時，用戶端用于用戶線路為模擬線路時，用戶端DTE和和DCE的連接。或者兩個鄰近數(shù)據(jù)處理設(shè)備之的連接。或者兩個鄰近數(shù)據(jù)處理設(shè)備之間的低速接口。間的低速接口。2728RS-232C機(jī)械特性 RS-232C沒有規(guī)定固定的接口外觀 25針 9針29RS-232C電氣特性30RS-232C功能特性31 信號時序（接收）信號時序（接收） H：Host（DTE），），M：Modem（DCE） 設(shè)備握手設(shè)備握手 DTR：HM（保持，表示H已可以工作） DSR：HM（保持，表示M已可以工作） 監(jiān)視載波信號監(jiān)視載波信號

17、DCD：HM載波（表示數(shù)據(jù)鏈已建立） 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) RD： HM數(shù)據(jù)調(diào)制信號 斷開連接斷開連接 DCD消失、H撤除DTR、M撤除DSR32 信號時序（發(fā)送）信號時序（發(fā)送） 設(shè)備握手設(shè)備握手 DTR：HM（保持） DSR：HM（保持） 請求發(fā)送請求發(fā)送 RTS：HM（保持），M載波，在對方產(chǎn)生DCD CTS：HM（保持） 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) TD：HM數(shù)據(jù)調(diào)制信號 斷開連接斷開連接 H撤除RTS/DTR M撤除CTS/DSR，停止發(fā)送載波33RS-449標(biāo)準(zhǔn) 傳輸距離1200m 速率：2Mbps 是RS-232C的替代標(biāo)準(zhǔn)，但是因廠商對RS-232C的廣泛支持，目前仍然以RS-232C為主要

18、應(yīng)用。 應(yīng)用于寬帶電路34n37針RS-44935 2 數(shù)據(jù)鏈路層（數(shù)據(jù)鏈路層（data link layer） 鏈路：一條無源的點到點的物理線路段，中鏈路：一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何交換節(jié)點，也稱為物理鏈路。間沒有任何交換節(jié)點，也稱為物理鏈路。 數(shù)據(jù)鏈路：把實現(xiàn)傳輸所必須的協(xié)議硬件和數(shù)據(jù)鏈路：把實現(xiàn)傳輸所必須的協(xié)議硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能：鏈路管理、幀同步、流數(shù)據(jù)鏈路層的功能：鏈路管理、幀同步、流量控制、差錯控制、將數(shù)據(jù)和控制信息分開、量控制、差錯控制、將數(shù)據(jù)和控制信息分開、透明傳輸、尋址透明傳輸、尋址。36

19、 任務(wù)：在兩個任務(wù)：在兩個相鄰節(jié)點相鄰節(jié)點間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，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。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)：功能與服務(wù)：建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接組幀組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀；幀；定界與同步定界與同步：產(chǎn)生：產(chǎn)生/識別幀邊界；識別幀邊界；差錯檢測差錯檢測/恢復(fù)恢復(fù)：可靠的傳輸，：可靠的傳輸，CRC，ARQ；流量控制流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來得及接收。來得及接收。37 數(shù)據(jù)鏈路層完成的主要功能有：數(shù)據(jù)鏈路層完成的主要功能有：

20、(1) 數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)與釋放的管理工作。數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)與釋放的管理工作。 (2) 將傳輸數(shù)據(jù)增加的同步信息、校驗信息及將傳輸數(shù)據(jù)增加的同步信息、校驗信息及地址信息封裝成數(shù)據(jù)幀。地址信息封裝成數(shù)據(jù)幀。 (3) 數(shù)據(jù)幀傳輸順序的控制。數(shù)據(jù)幀傳輸順序的控制。 (4) 差錯檢測與控制。差錯檢測與控制。 (5) 數(shù)據(jù)流量控制。數(shù)據(jù)流量控制。38廣播式信道問題廣播式信道問題(LAN or Wireless)： 涉及到如何控制對共享信道的訪問。涉及到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將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制(Logical Link Control, LLC)和介質(zhì)

21、訪問控制子層和介質(zhì)訪問控制子層(Media Access Control，MAC)兩個子層，由兩個子層，由MAC子層子層解決介質(zhì)訪問控制問題。解決介質(zhì)訪問控制問題。 兩種主要的介質(zhì)訪問控制方法：兩種主要的介質(zhì)訪問控制方法：- CSMA/CD - TOKEN PASSING Token Ring Token Bus39網(wǎng)絡(luò)中的每臺主機(jī)都必須有網(wǎng)絡(luò)中的每臺主機(jī)都必須有一個一個48位位(6Byte)的全局地的全局地址，址，它是該主機(jī)在全球范圍它是該主機(jī)在全球范圍的唯一標(biāo)識符，與其物理的唯一標(biāo)識符，與其物理位置無關(guān)位置無關(guān)。(比較比較IP地址地址)該該全局地址全局地址稱為稱為MAC地址地址，也稱為物理

22、地址，通常，也稱為物理地址，通常固化在網(wǎng)卡上。固化在網(wǎng)卡上。當(dāng)一臺計算機(jī)插上一塊網(wǎng)卡后，該計算機(jī)的物理地當(dāng)一臺計算機(jī)插上一塊網(wǎng)卡后，該計算機(jī)的物理地址就是該網(wǎng)卡的址就是該網(wǎng)卡的MAC地址。地址。MAC地址的例子地址的例子(以十六進(jìn)制表示以十六進(jìn)制表示)：02 60 8C 67 05 A240A：MAC地址字段地址字段，包括源地址和目的地址，包括源地址和目的地址C：控制字段控制字段FCS：幀檢驗序列幀檢驗序列，一般采用，一般采用CRC校驗。其校驗范校驗。其校驗范圍包括圍包括A、C和和Data字段字段CAFCS校驗區(qū)間校驗區(qū)間Data網(wǎng)絡(luò)層的分組被封網(wǎng)絡(luò)層的分組被封裝在幀的裝在幀的Data域中域中

23、41 2.1 HDLC的幀格式（的幀格式（P37） F 開始標(biāo)志開始標(biāo)志 A 地址字段地址字段 C 控制字段控制字段 I 信息字段信息字段 FCS 幀校驗序列幀校驗序列 F 結(jié)束標(biāo)志結(jié)束標(biāo)志 標(biāo)志標(biāo)志F 地址字段地址字段A 控制字段控制字段C 信息字段信息字段I 幀校驗序列幀校驗序列FCS42 2.2 HDLC的命令和響應(yīng)的命令和響應(yīng)控制字段格式控制字段格式控制字段的位控制字段的位12345678信息傳輸格式（信息傳輸格式（I幀）幀）0 N（S）P/F N（R）監(jiān)控格式（監(jiān)控格式（S幀）幀）10 SP/F N（R）無編號格式（無編號格式（U幀）幀）11 MP/F M 1.信息幀（信息幀（I）

24、2.監(jiān)控幀（監(jiān)控幀（S） 3.無編號幀（無編號幀（U）43 2.3 HDLC的平衡型和非平衡型的操作環(huán)境（的平衡型和非平衡型的操作環(huán)境（P37） 1.通信站的類型：主站、次站、復(fù)合站通信站的類型：主站、次站、復(fù)合站 2. HDLC數(shù)據(jù)鏈路控制的非平衡操作環(huán)境數(shù)據(jù)鏈路控制的非平衡操作環(huán)境 3. HDLC數(shù)據(jù)鏈路控制的平衡操作環(huán)境數(shù)據(jù)鏈路控制的平衡操作環(huán)境主站主站次站次站次站次站命令命令響應(yīng)響應(yīng)非平衡式結(jié)構(gòu)非平衡式結(jié)構(gòu)復(fù)合站復(fù)合站復(fù)合站復(fù)合站命令命令響應(yīng)響應(yīng)平衡式結(jié)構(gòu)平衡式結(jié)構(gòu)44 2.4 HDLC的流量控制（滑動窗口法）的流量控制（滑動窗口法） 1.發(fā)送窗口：發(fā)送窗口是已發(fā)送幀序號的集合。發(fā)送窗

25、口：發(fā)送窗口是已發(fā)送幀序號的集合。 發(fā)送窗口大小：允許連續(xù)發(fā)送未響應(yīng)幀的數(shù)目。發(fā)送窗口大小：允許連續(xù)發(fā)送未響應(yīng)幀的數(shù)目。 發(fā)送窗口下限：最近收到的確認(rèn)幀序號。發(fā)送窗口下限：最近收到的確認(rèn)幀序號。 發(fā)送窗口上限：最近發(fā)送幀的序號發(fā)送窗口上限：最近發(fā)送幀的序號 2.接收窗口：接收端允許接收幀的序號集合。接收窗口：接收端允許接收幀的序號集合。 接收窗口大小：允許接受未處理幀的數(shù)量。接收窗口大小：允許接受未處理幀的數(shù)量。 接收窗口下限：最近返回給發(fā)送端響應(yīng)幀的序號。接收窗口下限：最近返回給發(fā)送端響應(yīng)幀的序號。 接收窗口上限：允許接受未處理幀的最大序號。接收窗口上限：允許接受未處理幀的最大序號。45 2

26、.5 HDLC數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程 建立鏈路建立鏈路 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 鏈路拆除鏈路拆除46 3 網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層（network layer,internet layer） 任務(wù)：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到任務(wù)：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目的端。目的端。 功能與服務(wù)：功能與服務(wù)： 在源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接在源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接 路由選擇和分組中轉(zhuǎn)路由選擇和分組中轉(zhuǎn) 流量控制和擁塞控制流量控制和擁塞控制 多路復(fù)用：為多個傳輸層實體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)多路復(fù)用：為多個傳輸層實體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù) 分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合分段

27、與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合 差錯檢測與恢復(fù)差錯檢測與恢復(fù) 流量統(tǒng)計和記賬流量統(tǒng)計和記賬47網(wǎng)絡(luò)層功能：網(wǎng)絡(luò)層功能：(1)通過路徑選擇將信息從最合適的路徑由發(fā)送通過路徑選擇將信息從最合適的路徑由發(fā)送端傳送到接收端。端傳送到接收端。(2) 防止通信子網(wǎng)信息流量過大造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。防止通信子網(wǎng)信息流量過大造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。(3) 網(wǎng)絡(luò)連接的建立和管理。網(wǎng)絡(luò)連接的建立和管理。網(wǎng)際分組交換協(xié)議網(wǎng)際分組交換協(xié)議IPX（Internetwork Packet eXchange Protocol ）網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議IP（Internetwork Protocol）協(xié)議）協(xié)議RFC 791：提供無連接的數(shù)據(jù)報

28、服務(wù)提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)48 1.虛電路服務(wù)虛電路服務(wù) 虛電路的建立虛電路的建立 虛電路號的替換虛電路號的替換 虛電路的拆除虛電路的拆除 2.數(shù)據(jù)報服務(wù)數(shù)據(jù)報服務(wù) 源節(jié)點：報文分組、包的封裝、路由選擇源節(jié)點：報文分組、包的封裝、路由選擇 中間節(jié)點：正確接收包、報頭分析，路由選擇、轉(zhuǎn)發(fā)中間節(jié)點：正確接收包、報頭分析，路由選擇、轉(zhuǎn)發(fā) 目的節(jié)點：正確接收所有包、重裝報文、發(fā)回響應(yīng)目的節(jié)點：正確接收所有包、重裝報文、發(fā)回響應(yīng)3. 1 虛電路和數(shù)據(jù)報虛電路和數(shù)據(jù)報49 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報(無連接無連接)與虛電路與虛電路(面向連接面向連接)： 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報：無連接的服務(wù)；：無連接的服務(wù)； 虛電路虛電路：面向連

29、接的服務(wù)：面向連接的服務(wù) 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報每個分組作為一個每個分組作為一個獨立獨立的信息單位傳送的信息單位傳送 特征：不需要連接，也無需確認(rèn)特征：不需要連接，也無需確認(rèn) 完整的網(wǎng)絡(luò)地址（源和目的）完整的網(wǎng)絡(luò)地址（源和目的）信道利用率低信道利用率低 不保證按序到達(dá)；每個分組均需進(jìn)行路由選擇不保證按序到達(dá)；每個分組均需進(jìn)行路由選擇50 虛電路虛電路傳輸前先建立一條邏輯連接，傳輸結(jié)束傳輸前先建立一條邏輯連接，傳輸結(jié)束后拆除后拆除 特征：需要建立連接特征：需要建立連接 僅在建立連接時需要全網(wǎng)地址，傳輸時用虛電路號僅在建立連接時需要全網(wǎng)地址，傳輸時用虛電路號 按序到達(dá)；僅在建立連接時需要路由選擇按序到達(dá)；僅

30、在建立連接時需要路由選擇 兩類虛電路：兩類虛電路： 永久虛電路永久虛電路租用后便永久建立，退租后拆除。租用后便永久建立，退租后拆除。 交換虛電路交換虛電路需要通信時建立，通信結(jié)束便拆除。需要通信時建立，通信結(jié)束便拆除。51 3.2 路由選擇路由選擇如何在多條通信路徑中找一條如何在多條通信路徑中找一條最佳路徑最佳路徑？ 依據(jù)：依據(jù)：速度速度, 距離距離(步跳數(shù)步跳數(shù)), 價格價格, 擁塞程度擁塞程度路由器路由器路由表建立與維護(hù)路由表建立與維護(hù)靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)動態(tài)：運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(tài)維護(hù)動態(tài)：運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(tài)維護(hù)路由算法

31、路由算法建立與維護(hù)路由表的方法建立與維護(hù)路由表的方法距離向量算法：距離向量算法：RIP、CGP等等鏈路狀態(tài)算法：鏈路狀態(tài)算法：OSPF等等P48-56 （路由選擇算法）（路由選擇算法）P56-58（擁塞控制算法）（擁塞控制算法）52鏈路層的任務(wù)鏈路層的任務(wù)兩節(jié)點間節(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)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點間端點間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機(jī)間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 53 4 傳輸層（傳輸層（transport layer） 任務(wù)：在源端與目的端間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸，任務(wù)：在源端與目的端間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸，使

32、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)。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)。 傳輸層的特點傳輸層的特點 以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸；以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸； 與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層功能的強(qiáng)弱；層功能的強(qiáng)弱； 實現(xiàn)源主機(jī)到目的主機(jī)實現(xiàn)源主機(jī)到目的主機(jī)“端到端端到端”的連接；的連接；在這一點上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？在這一點上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？ 網(wǎng)絡(luò)層：為網(wǎng)絡(luò)層：為主機(jī)之間主機(jī)之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸 傳輸層：為傳輸層：為應(yīng)用進(jìn)程之間應(yīng)用進(jìn)程之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸5

33、4 功能功能：地址映射：地址映射：源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；多路復(fù)用與分割多路復(fù)用與分割：多個傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接；多個傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接；一條傳輸連接使用多個網(wǎng)絡(luò)連接；一條傳輸連接使用多個網(wǎng)絡(luò)連接；進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；傳輸連接的建立與釋放；傳輸連接的建立與釋放；提供提供“面向連接面向連接” 和和“無連接無連接” 兩種服務(wù)：兩種服務(wù)：TCP/IP協(xié)議：協(xié)議：TCP和和UDP傳輸差錯校驗與恢復(fù)；傳輸差錯校驗與恢復(fù)；流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載（流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載（P61）55 傳輸層功能：傳

34、輸層功能： (1) 分割和重組報文。分割和重組報文。 (2) 提供可靠的端到端的服務(wù)。提供可靠的端到端的服務(wù)。 (3) 傳輸層的流量控制。傳輸層的流量控制。 (4) 提供面向連接的和無連接數(shù)據(jù)的傳輸服務(wù)。提供面向連接的和無連接數(shù)據(jù)的傳輸服務(wù)。56網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機(jī)間的邏輯通信主機(jī)間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 傳輸層的任務(wù)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(jìn)程間的邏輯通信應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信）通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)57 5 會話層（會話層（Session Layer） 1)會話層主要功能：會話層主要功能： 允許用戶在設(shè)備之間建

35、立、維持和終止會話允許用戶在設(shè)備之間建立、維持和終止會話; 管理會話管理會話; 使用遠(yuǎn)程地址建立連接。使用遠(yuǎn)程地址建立連接。 2)會話層提供的服務(wù)：會話層提供的服務(wù)： 會話連接的建立與釋放會話連接的建立與釋放 數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換 會話的同步會話的同步 活動管理活動管理 異常報告異常報告58 建立、管理和中止不同機(jī)器上的應(yīng)用程序之間的會話。建立、管理和中止不同機(jī)器上的應(yīng)用程序之間的會話。會話：完成一項任務(wù)而進(jìn)行的會話：完成一項任務(wù)而進(jìn)行的一系列相關(guān)的信息交換一系列相關(guān)的信息交換。 同步（解決失敗后從哪里重新開始）同步（解決失敗后從哪里重新開始） 設(shè)置檢查點設(shè)置檢查點會話失敗后，恢復(fù)到最后一個檢查點

36、處，會話失敗后，恢復(fù)到最后一個檢查點處，而不用從頭開始。而不用從頭開始。 例如：數(shù)據(jù)送到打印服務(wù)器上打印。接收的數(shù)據(jù)已被確例如：數(shù)據(jù)送到打印服務(wù)器上打印。接收的數(shù)據(jù)已被確認(rèn)，但打印機(jī)出現(xiàn)故障。沒必要再從頭開始打印，只要認(rèn)，但打印機(jī)出現(xiàn)故障。沒必要再從頭開始打印，只要在每頁開始處設(shè)置檢查點，打印出錯時只需重傳最后一在每頁開始處設(shè)置檢查點，打印出錯時只需重傳最后一個檢查點以后的頁面。個檢查點以后的頁面。 活動管理，保證活動的完整性和正確性。活動管理，保證活動的完整性和正確性。 活動：相對獨立的一組相關(guān)操作。活動：相對獨立的一組相關(guān)操作。 例如：一次會話傳送多個文件，其中每一個文件的傳送例如：一次會

37、話傳送多個文件，其中每一個文件的傳送為一個活動。為一個活動。 59 6 表示層(Presentation Layer) 表示層可提供以下服務(wù)：表示層可提供以下服務(wù)： (1) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：編碼和字符集的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：編碼和字符集的轉(zhuǎn)換。 (2) 格式變換：修改數(shù)據(jù)位的組合格式。格式變換：修改數(shù)據(jù)位的組合格式。 (3) 語法選擇：根據(jù)所用的轉(zhuǎn)換形式進(jìn)行初始選擇語法選擇：根據(jù)所用的轉(zhuǎn)換形式進(jìn)行初始選擇和后繼修改。和后繼修改。 表示層主要功能：表示層主要功能： (1) 對數(shù)據(jù)編碼格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對數(shù)據(jù)編碼格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 (2) 數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)。數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)。 (3) 建立數(shù)據(jù)交換格式。建立數(shù)據(jù)交換格式

38、。 (4) 數(shù)據(jù)的安全與保密。數(shù)據(jù)的安全與保密。 (5) 其他特殊服務(wù)。其他特殊服務(wù)。60 表示層(Presentation Layer) 例如：在日期、貨幣、數(shù)值（特別是浮點數(shù)）等本例如：在日期、貨幣、數(shù)值（特別是浮點數(shù)）等本地數(shù)據(jù)表示格式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表示格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；地數(shù)據(jù)表示格式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表示格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)的加解密、壓縮數(shù)據(jù)的加解密、壓縮/解壓縮等解壓縮等本地表示本地表示1本地表示本地表示2公共表示公共表示公共表示公共表示表示層表示層傳輸層傳輸層61 7 應(yīng)用層（應(yīng)用層（application layer） 任務(wù)：為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。任務(wù)：為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。 功能：功能： 提供