1、1第第3章章 計算機網絡體系結構計算機網絡體系結構 本章內容本章內容 層次化的網絡體系結構層次化的網絡體系結構 開放系統互聯參考模型（開放系統互聯參考模型（OSI/RM） TCP/IP體系結構體系結構 OSI和和TCP/IP的主要層次功能的主要層次功能 應用層應用層 傳輸層傳輸層 網絡層網絡層 數據鏈路層數據鏈路層 物理層物理層23.1 計算機網絡體系結構計算機網絡體系結構 網絡體系結構提出的背景網絡體系結構提出的背景計算機網絡的復雜性、計算機網絡的復雜性、異質性異質性 不同的通信介質不同的通信介質有線、無線、有線、無線、 不同種類的設備不同種類的設備主機、路由器、交換機、復用設主機、路由器、

2、交換機、復用設備、備、 不同的操作系統不同的操作系統Unix、Windows、 不同的軟不同的軟/硬件、接口和通信約定（協議）硬件、接口和通信約定（協議） 不同的應用環境不同的應用環境固定、移動、固定、移動、 不同種類業務不同種類業務分時、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、 用戶業務的延續性用戶業務的延續性不允許出現大的跌宕起伏不允許出現大的跌宕起伏3l結構清晰l簡化設計與實現l便于更新與維護l較強的獨立性和適應性對于復雜的網絡系統，用什么方法能合理地組對于復雜的網絡系統，用什么方法能合理地組織網絡的結構，以達到：織網絡的結構，以達到：解決

3、：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l一系列的步驟一系列的步驟機票 (購買)行李 (托運)旅客 (出發)飛機 (起飛)飛行航線機票 (投訴)行李 (認領)旅客 (到達)飛機 (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： 每層實現一種特定的每層實現一種特定的服務服務 通過自己內部的功能通過自己內部的功能 依賴自己的下層提供的服務依賴自己的下層提供的服務機票 (購買)行李 (托運)旅客 (出發)飛機 (起飛)飛行航線機票 (投訴)行李 (認領)旅客

4、 (到達)飛機 (著陸)飛行航線飛行航線6從出發地到目的地的航線：導航服務柜臺-to-柜臺：“旅客+行李” 票務服務行李托運-to-行李認領：行李服務登機入口-to-到達出口：旅客乘務服務 跑道-to-跑道：飛機“航運”服務7層次功能的分布式實現層次功能的分布式實現飛機 (起飛)飛機 (著陸)飛行航線起飛起飛機場機場到達機場到達機場中間空中交通樞紐飛行航線飛行航線機票 (購買)機票 (投訴)行李 (托運)行李 (認領)旅客 (出發)旅客 (到達)8層次化方法在其它領域的應用 程序設計程序設計 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為若干個層次的小模塊來實現，如操作系統。現

5、，如操作系統。 郵政系統郵政系統 郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運輸郵遞員、郵政分局、郵政總局、郵政運輸 銀行系統銀行系統 物流系統物流系統 。91. 計算機網絡體系結構的定義計算機網絡體系結構的定義 計算機網絡中也采用了計算機網絡中也采用了分層分層方法。方法。把復把復雜的問題劃分為若干個較小的、單一的局部雜的問題劃分為若干個較小的、單一的局部問題，在不同層上予以解決。問題，在不同層上予以解決。 網絡的層次結構方法要解決的問題：網絡的層次結構方法要解決的問題： 網絡應該具有哪些層次？每一層的功能是什么？網絡應該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能分層與功能） 各層之間的關系是怎樣的

6、？它們如何進行交互？各層之間的關系是怎樣的？它們如何進行交互？（服務與接口服務與接口） 通信雙方的數據傳輸要遵循哪些規則？（通信雙方的數據傳輸要遵循哪些規則？（協議協議）10 計算機網絡中，層層、協議協議和層間接口層間接口的集合被稱為計算機網絡體系結構計算機網絡體系結構。換句話說：體系結構包括三個內容：換句話說：體系結構包括三個內容：分層結構與分層結構與每層的功能，服務與層間接口，協議。每層的功能，服務與層間接口，協議。 最早的網絡體系結構源于IBM的SNA； 其它的網絡體系結構還有DEC的DNA等 由國際化標準組織ISO制定的網絡體系結構國際標準是OSI/RM； 實際中應用最廣泛的是TCP/

7、IP體系結構體系結構 事實上的（de facto）標準11層次結構方法的優點層次結構方法的優點 獨立性強獨立性強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上層只需了解下層通過層間接口提供什么服務黑箱方黑箱方法法。 適應性強適應性強 只要服務和接口不變，每層的實現方法可任意改變。只要服務和接口不變，每層的實現方法可任意改變。 易于實現和維護易于實現和維護 把復雜的系統分解成若干個涉及范圍小、功能簡單的子把復雜的系統分解成若干個涉及范圍小、功能簡單的子單元：單元： 使系統的結構清晰，實現、調試和維護變得簡單和容易。使系統的結構清晰，實現、調試和維護變得簡單和容易。 使設計人員能

8、專心設計和開發所關心的功能模塊。使設計人員能專心設計和開發所關心的功能模塊。122. 網絡體系結構的分層原理網絡體系結構的分層原理n 基本概念：基本概念： 實體實體：任何可以發送或接收信息的硬件：任何可以發送或接收信息的硬件/軟件進程。軟件進程。 對等層對等層：兩個不同系統的同級層次。：兩個不同系統的同級層次。 對等實體對等實體：分別位于不同系統對等層中的兩個實體：分別位于不同系統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。間的操作及下層對上層的服務。 服務服務：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口：

9、某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層。提供給其相鄰上層。 協議協議：通信雙方在通信中必須遵守的規則。：通信雙方在通信中必須遵守的規則。13系統系統A系統系統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服務物理網絡物理網絡14網網絡絡分分層層體體系系結結構構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系統系統A系統系統Bl網絡中的任何一個系統都是按照層次結構來組織的l同一網絡中，任意兩個端系統必須具有相同的層次l每層使用其下層提供的服務，并向其上層提供服務l通信只在對等層間進行（間接的、邏輯的、虛

10、擬的），非對等層之間不能互相“通信”l實際的物理通信只在最底層完成lPn：第n層協議協議，即第n層對等實體間通信時必須遵循的規則或約定15對等層通信的實質對等層通信的實質 網絡分層體系結構原理網絡分層體系結構原理禁止禁止不同主機的對等不同主機的對等層之間進行層之間進行直接通信直接通信。(想一想，為什么?) 實際上，每一層必須依靠下層提供的服務來實際上，每一層必須依靠下層提供的服務來與另一臺主機的對等層通信。與另一臺主機的對等層通信。 上層上層使用使用下層提供的服務下層提供的服務Service user； 下層向上層下層向上層提供提供服務服務Service provider。 第n+1層是第n層

11、的服務用戶，第n-1層是第n層的服務提供者 第n層的服務也依賴于第n-1層以及以下各層的服務例：郵政通信例：郵政通信16對等通信例：兩個人收發信件對等通信例：兩個人收發信件 問題：問題： 收信人與發信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？收信人與發信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？ 郵局、運輸系統各向誰提供什么樣的服務？郵局、運輸系統各向誰提供什么樣的服務？ 郵局、收發信人各使用誰提供的什么服務？郵局、收發信人各使用誰提供的什么服務？信件內容信件內容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址發信人發信人郵局郵局運輸系統運輸系統信件內容信件內容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址收信人收信人對信件內容的

12、共識對信件內容的共識對信件如何傳遞的共識對信件如何傳遞的共識對貨物如何運輸的共識對貨物如何運輸的共識P3P2P1公路，鐵路，航空公路，鐵路，航空郵局郵局運輸系統運輸系統17對等層通信的實質對等層通信的實質 對等層實體之間實現的是對等層實體之間實現的是虛擬的邏輯通信；虛擬的邏輯通信； 下層向上層提供服務；下層向上層提供服務； 上層依賴上層依賴下層提供的服務下層提供的服務來與其它主機上的對等層來與其它主機上的對等層通信；通信； 實際通信在最底層完成。實際通信在最底層完成。18 3 2 1 N+1 N N-1 2 1 3 N+1 N N-1 源進程傳送消息到目標進程的過程： 消息送到源系統的最高層；

13、 從最高層開始，自上而下逐層封裝封裝； 經物理線路傳輸到目標系統； 目標系統將收到的信息自下而上逐層處理并拆封拆封； 由最高層將消息提交給目標進程。目標進程源進程P3P2P1物理通信線路物理通信線路Pn-1PnPn+1消息消息消息消息邏輯通信邏輯通信19在各層中實現的主要功能在各層中實現的主要功能 差錯控制 使對等層的通信更加可靠 流量控制 控制發送端的速率，使接收端能來得及接收 分段和重裝 發送端將數據塊分成更小的單位，并在接收端重新組合 復用和分用 多個高層的對等層通信會話復用一條低層連接 建立連接和釋放連接203. 通信協議通信協議 人際交流的協議人際交流的協議: 人類之間 “我有一個問

14、題.” “現在幾點了?” 說明發送的消息 說明接收到某消息后所應采取的行動 說明動作的次序協議：協議： 定義定義網絡實體間網絡實體間發送和接收發送和接收報文的格式、順序以及當傳報文的格式、順序以及當傳送和接收消息時應采取的行送和接收消息時應采取的行動。動。（語義、語法和時序語義、語法和時序）21HiHiWhats thetime?2:00請求連接傳送文件：xxxxx.xxxtime連接確認22通信協議的三要素通信協議的三要素 語義語義 對協議中各協議元素的含義的解釋，例如：對協議中各協議元素的含義的解釋，例如： 在在HDLC協議中，標志協議中，標志Flag(7EH)表示報文的開始和結束表示報文

15、的開始和結束 在在BSC協議中，協議中，SOH(01H)表示報文的開始，表示報文的開始，STX(02H)表示報文表示報文正文的開始，正文的開始，ETX(03H)表示報文正文的結束表示報文正文的結束 語法語法 協議元素與數據的組合格式，即報文格式。例如：協議元素與數據的組合格式，即報文格式。例如： 時序時序 通信過程中，通信雙方操作的執行順序和規則通信過程中，通信雙方操作的執行順序和規則Flag Address CtrlDataFCSS FlagSOHHEADSTXTEXTETX BCCBSCHDLC23確認釋放連接釋放確認釋放確認連接確認數據連接請求連接確認tt 時序例時序例釋放連接釋放連接數

16、據傳輸數據傳輸建立連接建立連接24 網絡體系結構中：網絡體系結構中： 每層可能會有若干個協議每層可能會有若干個協議 一個協議只屬于一個層次一個協議只屬于一個層次 協議可以由軟件或硬件來實現：協議可以由軟件或硬件來實現： 網絡通信協議軟件、網絡驅動程序網絡通信協議軟件、網絡驅動程序 網絡硬件網絡硬件 常用協議組：常用協議組： TCP/IP（Windows、Unix、Linux、） NetBEUI（Windows） IPX/SPX（NetWare、Windows）25協議數據單元（協議數據單元（PDU） 網絡體系結構中，對等層之間交換的信息報文統稱為網絡體系結構中，對等層之間交換的信息報文統稱為協

17、議數協議數據單元據單元（Protocol Data Unit，PDU）。）。 傳輸層及以下各層的傳輸層及以下各層的PDU另外還有各自特定的名稱：另外還有各自特定的名稱： 傳輸層傳輸層段（段（Segment） 網絡層網絡層分組分組/包（包（Packet） 數據鏈路層數據鏈路層幀（幀（Frame） 物理層物理層比特（比特（Bit） PDU由由協議控制信息（協議頭）協議控制信息（協議頭）和和數據數據（SDU）組成）組成: 協議頭部中含有完成數據傳輸所需的控制信息協議頭部中含有完成數據傳輸所需的控制信息: 地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、地址、序號、長度、分段標志、差錯控制信息、協議控制信息

18、協議控制信息數據（數據（SDU）26 下層把上層的下層把上層的PDU作為本層的數據加以作為本層的數據加以封裝封裝，然后，然后加入本層的協議頭部（和尾部）形成本層的加入本層的協議頭部（和尾部）形成本層的PDU。 封裝封裝：就是在數據前面加上特定的協議頭部。：就是在數據前面加上特定的協議頭部。 因此，數據在源站自上而下遞交的過程實際上就是因此，數據在源站自上而下遞交的過程實際上就是不斷封裝的過程。到達目的地后自下而上遞交的過不斷封裝的過程。到達目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。程就是不斷拆封的過程。類比：發送信件類比：發送信件 數據在傳輸時，其外面實際上要被包封多層數據在傳輸時，其外面

19、實際上要被包封多層“信封信封”。數數 據據協議頭協議頭數數 據據N+1層層PDUN層層PDU27數據多層封裝數據多層封裝數據數據 段頭段頭數據數據 段頭段頭數據數據分組分組頭頭幀頭幀頭 段頭段頭數據數據分組頭分組頭幀尾幀尾封裝封裝段段分組分組幀幀拆封拆封28 TCP頭頭應用層數據應用層數據應用層數據應用層數據 TCP頭頭應用層數據應用層數據IP頭頭幀頭幀頭 TCP頭頭應用層數據應用層數據IP頭頭幀尾幀尾實例：實例：TCP/IP協議的封裝過程協議的封裝過程應用層應用層 傳輸層傳輸層 網絡層網絡層 鏈路層鏈路層 29 在目的站，某一層只能識別由源站對等層封在目的站，某一層只能識別由源站對等層封裝的

20、裝的“信封信封”，而對于被封裝在，而對于被封裝在“信封信封”內內部的部的“數據數據”僅僅是拆封后將其提交給上層，僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。本層不作任何處理。 每一層只處理本層的協議頭部！每一層只處理本層的協議頭部！303.2 OSI/RM與與TCP/IP體系結構體系結構 OSI/RM的體系結構分為的體系結構分為7層層應用層應用層Application表示層表示層Presentation會話層會話層Session傳輸層傳輸層Transport物理層物理層Physical數據鏈路層數據鏈路層Data Link網絡層網絡層Network7654321為網絡應用提供服務為網絡應用提

21、供服務數據表示數據表示在用戶間建立會話關系在用戶間建立會話關系不同主機進程間的通信不同主機進程間的通信在主機間傳輸分組在主機間傳輸分組在節點間可靠地傳輸幀在節點間可靠地傳輸幀位流的透明傳輸位流的透明傳輸31 TCP/IP體系結構分為體系結構分為4層層： 應用層應用層 傳輸層傳輸層 網際層網際層 網絡接口層網絡接口層 數據鏈路層物理層數據鏈路層物理層applicationtransportinternetnetwork interfacedata linkphysical注：注： TCP/IP體系結構有時也采用體系結構有時也采用5層表示方法，即用數層表示方法，即用數據鏈路層和物理層代替網絡接口層

22、。據鏈路層和物理層代替網絡接口層。32 TCP/IP與與OSI/RM的對應關系的對應關系 OSI/RM和和TCP/IP相結合的相結合的5層結構層結構原理體系結構：原理體系結構： 應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層網絡層網絡層7654321OSI/RM應用層應用層傳輸層傳輸層網絡接口層網絡接口層網際層網際層TCP/IPPPP, HDLC, FDDI, Ethernet, 802.3, 802.5等等等等TCP/IP支持支持所有標準的物所有標準的物理層和數據鏈理層和數據

23、鏈路層協議路層協議333.3 原理體系結構各層概述原理體系結構各層概述 物理層（物理層（physical layer） 任務：在物理媒體任務：在物理媒體(介質介質)上上正確地正確地、透明地透明地傳送比特流。傳送比特流。 協議協議(標準標準)：規定了物理接口的各種特性：規定了物理接口的各種特性： 機械機械：物理連接器的尺寸、形狀、規格：物理連接器的尺寸、形狀、規格 電氣電氣：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數據傳送速率，最大：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數據傳送速率，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 規程規程：信號時序，應答關系，操作

24、過程：信號時序，應答關系，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 例：例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.70434RS-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：3536 信號時序（接收）信號時序（接收） H：Host（DTE），），M：Modem（DCE）

25、 設備握手設備握手 DTR：HM（保持，表示H已可以工作） DSR：HM（保持，表示M已可以工作） 監視載波信號監視載波信號 DCD：HM載波（表示數據鏈已建立） 接收數據接收數據 RD： HM數據調制信號 斷開連接斷開連接 DCD消失、H撤除DTR、M撤除DSR37 信號時序（發送）信號時序（發送） 設備握手設備握手 DTR：HM（保持） DSR：HM（保持） 請求發送請求發送 RTS：HM（保持），M載波，在對方產生DCD CTS：HM（保持） 發送數據發送數據 TD：HM數據調制信號 斷開連接斷開連接 H撤除RTS/DTR M撤除CTS/DSR，停止發送載波38 數據鏈路層（數據鏈路層（

26、data link layer） 任務：在兩個任務：在兩個相鄰節點相鄰節點間可靠地傳輸數據，使之間可靠地傳輸數據，使之對網絡層呈現為一條無錯的鏈路。對網絡層呈現為一條無錯的鏈路。 功能與服務：功能與服務：建立與拆除數據鏈路連接建立與拆除數據鏈路連接組幀組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認幀；幀；定界與同步定界與同步：產生：產生/識別幀邊界；識別幀邊界；差錯檢測差錯檢測/恢復恢復：可靠的傳輸，：可靠的傳輸，CRC，ARQ；流量控制流量控制：抑止發送方的傳輸速率，使接收方：抑止發送方的傳輸速率，使接收方來得及接收。來得及接收。39 協議：兩類協議：兩類 面向

27、字符的：面向字符的：數據以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信數據以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信IBM的的BSC規程，例子見規程，例子見p76，圖，圖3.6 面向比特的：面向比特的：數據以位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通信數據以位為單位傳輸，用幀中的控制字段控制通信ISO的的HDLC規程，例子見規程，例子見p76，圖，圖3.7 共享信道問題共享信道問題(LAN or Wireless)： 如何控制對如何控制對共享信道共享信道的訪問？的訪問？ 將數據鏈路層劃分為將數據鏈路層劃分為邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制(Logical Link Control, LLC)和和介質訪問控制介質訪問控制(M

28、edia Access Control, MAC)兩個子層，由兩個子層，由MAC子層解決共享介質子層解決共享介質訪問控制問題。訪問控制問題。 LAN使用的兩種主要介質訪問控制方法：使用的兩種主要介質訪問控制方法：CSMA/CDTOKEN PASSING40 網絡層（網絡層（network layer，internet layer） 任務：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目任務：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目的端。的端。 功能與服務：功能與服務： 在源端與目的端之間建立、維護、終止網絡的連接在源端與目的端之間建立、維護、終止網絡的連接 路由選擇和分組中轉路由選擇和分組中轉 流量控制和擁塞

29、控制流量控制和擁塞控制 多路復用：為多個傳輸層實體提供網絡連接服務多路復用：為多個傳輸層實體提供網絡連接服務 分段與組合：大數據塊分段，小數據塊組合分段與組合：大數據塊分段，小數據塊組合 差錯檢測與恢復差錯檢測與恢復 流量統計和記賬流量統計和記賬 IP協議協議RFC 791： 提供無連接的數據報服務提供無連接的數據報服務41 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：依據：速度速度, 距離距離(步跳數步跳數), 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路由表建立與維護靜態：人工設置，只適用于小型網絡靜態：人工設置，只適用于小型

30、網絡動態：運行過程中根據網絡情況自動地動態維護動態：運行過程中根據網絡情況自動地動態維護路由算法路由算法建立與維護路由表的方法建立與維護路由表的方法距離向量算法：距離向量算法：RIP、CGP等等鏈路狀態算法：鏈路狀態算法：OSPF等等42鏈路層的任務鏈路層的任務兩節點間節點間可靠的數據傳輸Ethernet, X.25, ATM, 網絡層的任務網絡層的任務沿兩端點間端點間的最佳路由傳輸數據（主機間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 43 傳輸層（傳輸層（transport layer） 任務：在源端與目的端之間提供可靠的透明數據任務：在源端與目的端之間提供可靠的透明數據傳輸，使

31、上層服務用戶不必關系通信子網的實現傳輸，使上層服務用戶不必關系通信子網的實現細節。細節。 傳輸層的特點傳輸層的特點 以上各層：面向應用，本層及以下各層：面向傳輸；以上各層：面向應用，本層及以下各層：面向傳輸； 與網絡層的部分服務有重疊交叉，功能取舍取決于網與網絡層的部分服務有重疊交叉，功能取舍取決于網絡層功能的強弱；絡層功能的強弱； 只存在于端主機中；只存在于端主機中； 實現源主機到目的主機實現源主機到目的主機“端到端端到端”的連接；的連接；在這一點上與網絡層的區別是什么？在這一點上與網絡層的區別是什么？ 網絡層：為網絡層：為主機之間主機之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸 傳輸層：為傳輸層：為應用進

32、程之間應用進程之間提供邏輯傳輸提供邏輯傳輸44 功能：功能： 地址映射：地址映射：源端進程地址映射到網絡地址，或反之；源端進程地址映射到網絡地址，或反之； 多路復用與分割：多路復用與分割：多個傳輸連接共用一條網絡連接；多個傳輸連接共用一條網絡連接；一條傳輸連接使用多個網絡連接；一條傳輸連接使用多個網絡連接； 進行數據分段并在目的端重新組裝；進行數據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：兩種服務：TCP/IP協議：協議：TCP和和UDP 傳輸差錯校驗與恢復；傳輸差錯校驗與恢復； 流量控制，防止數據傳輸

33、過載。流量控制，防止數據傳輸過載。45傳輸層兩種服務的比較傳輸層兩種服務的比較Connection Oriented Connectionless參考模式參考模式電話系統電話系統郵政系統郵政系統特點特點靜態分配資源；傳輸靜態分配資源；傳輸前需要建立連接前需要建立連接動態分配資源動態分配資源可靠性可靠性提供可靠的傳輸服務：無提供可靠的傳輸服務：無錯、按序、無丟失錯、按序、無丟失/無重復無重復不能防止報文的損壞、失不能防止報文的損壞、失序、丟失和重復序、丟失和重復對目的地址對目的地址 的要求的要求僅在連接階段需要完整的僅在連接階段需要完整的目的地址目的地址需要為每一個報文提供完需要為每一個報文提供

34、完整的目的地址整的目的地址適用場合適用場合在一段時間內向同一目的地在一段時間內向同一目的地發送大量報文發送大量報文; 實時性要求實時性要求少量零星報文少量零星報文分類及示例分類及示例1.可靠消息流可靠消息流 - 文件傳輸文件傳輸2.可靠字節流可靠字節流 - 遠程登錄遠程登錄3.不可靠連接不可靠連接 - 數字化聲音數字化聲音1.數據報數據報 - 廣播廣播/組播組播2.可靠的數據報可靠的數據報- 掛號郵件掛號郵件3.請求應答請求應答 - 數據庫查詢數據庫查詢46網絡層的任務網絡層的任務沿兩端點間的最佳路由傳輸數據（主機間的邏輯通信主機間的邏輯通信）Ethernet, X.25, ATM, 傳輸層的

35、任務傳輸層的任務兩端點間可靠的透明數據傳輸（應用進程間的邏輯通信應用進程間的邏輯通信）通信子網通信子網47 應用層（應用層（application layer） 任務：為用戶的應用進程提供網絡通信服務。任務：為用戶的應用進程提供網絡通信服務。 功能：功能： 提供各種不同的應用協議以滿足應用進程的需求；提供各種不同的應用協議以滿足應用進程的需求； 識別并證實目的通信方的可用性；識別并證實目的通信方的可用性； 使協同工作的應用進程之間進行同步；使協同工作的應用進程之間進行同步； 為通信過程申請資源。為通信過程申請資源。 應用層協議的例子：應用層協議的例子： OSI:VTP、MHS、FTAM、DS、

36、 TCP/IP:Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、48 TCP/IP不是一個單個的協議，而是由數十個不是一個單個的協議，而是由數十個具有層次結構的協議組成的一個協議集。具有層次結構的協議組成的一個協議集。 TCP和和IP是該協議集中的兩個最重要的核心協議。是該協議集中的兩個最重要的核心協議。 TCP/IP是是Internet上的標準通信協議集。上的標準通信協議集。 TCP/IP以以“請求注釋請求注釋”（RFC）文檔發布：）文檔發布： TCP RFC 768, UDP RFC793 IP RFC 791 DNS RFC 1034, 1035, FTP RFC 959, 1635T

37、CP/IP體系結構體系結構49Message（報文）（報文）Segment（段）（段）Packet（分組）（分組）Frame（幀）（幀）Bit（比特）（比特）TCP/IP協議棧協議棧PDU應用層應用層HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet傳輸層傳輸層TCP, UDP網絡層網絡層IP, ICMP, ARP, RARP網絡接口（數據鏈路層網絡接口（數據鏈路層+物理層）物理層）PPP, Ethernet, Token ring, ATM 50TCP/IP的應用層的應用層 應用層協議為文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網應用層協議為文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網絡管理、絡管理、Web瀏覽等應用提供了支持。瀏覽等應用提供了支持。應用層應用層傳輸層傳輸層網絡接口層網絡接口層網際層網際層文件傳輸文件傳輸 FTP、TFTP、NFS電子郵件電子郵件 SMTP、POP3WWW應用應用 HTTP遠程登錄遠程登錄 Telnet、rlogin網絡管理網絡管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 51TCP/IP的傳輸層的傳輸層 傳輸層的主要功能：提供進程傳輸層的主要功能：提供進程間可靠的傳輸服