第二章网络体系结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 网络体系结构,彭水电大 田卫锋,考核的知识点,层次模块结构模型；,OSI,参考模型,；,TCP/IP,协议,；,IEEE802LAN,体系结构,；,网络操作系统安装与配置功能,。,考核要求,熟练掌握：,TCP/IP,协议的,配,置和维护,掌握：计算机网络体系结构；,网络的OSI参考模型,了解：IEEE802LAN体系结构；,网络操作系统主要功能,（本章是考试的重点章节）,2.1 网络层次模块结构模型,计算机网络体系结构概念,协议分层的关键问题,网络为什么要划分层次？原则是？,好处：,各层独立，不须知道下层具体如何处理,灵活性好，只要上下接口不变，内部可作任意修改，亦可跳层,各层分别可用最优技术实现,易于实现与维护，化整为零,促进标准化，通用性好,原则：,每一层功能应非常明确。,层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。,层数应适中。若层数太少，则造成每一层的协议太复杂；若层数太多，则体系结构过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。,计算机网络的原理体系结构,5,应用层,应用层提供OSI服务,4,运输层,运输层实现端到端的数据发送,3,网络层,网络层实现分组传送,2,数据链路层,数据链路层实现无差错帧传送,1,物理层,物理层实现透明地传送比特流,名词：网络协议,为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。,网络协议主要由下列三个要素组成：语法（即用户数据与控制信息的结构和格式)；语义(即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应)；时序(即对事件实现顺序的详细说明，指出事件的顺序以及速度匹配)。,(想象：协议是计算机交流的语言),2.1.2 协议分层的关键设计问题,1.协议、层次、实体、服务、接口以及服务访问点(多次考试考点),协议,：前面解释,层次,：分层原则是下层向上一层提供一定的服务。一般下一层为服务提供者，上一层为服务用户。,实体,：每一层中的活动元素，可以是硬件实体（如：智能输入输出芯片），也可以是软件实体（如：一个进程）。,服务,：由服务访问点(SAP)提供上层使用，某一层的SAP就是上一层可以访问本层可以服务的地方。,接口,：各层向上一层提供“一组原语”的操作服务。,网络服务,接口、服务、调用,测试,1在ISOOSI参考模型中，同层对等实体间进行信息交换时必须遵守的规则称为(A)，相邻层间进行信息交换时必须遵守的规则称为(B)，相邻层间进行信息交换时使用的一组操作原语称为(C)。(D)层的主要功能是提供端到端的信息传送，它利用(E)层提供的服务来完成此功能。,可供选择的答案：,A、B、C：1接口；2协议；3服务；4关系；5调用；6连接。,D、E：1表示；2数据链路；3网络；4会话；5运输；6应用。,答题填空：A()；B()；C()；D()；E()。,答案：2、3、5、5、3,服务类型,面向连接的服务（虚电路服务，类似“电话通信系统模式”）,工作过程：,连接建立,数据传送,释放连接,优缺点：面向连接服务比较适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。对于发送很短的零星报文，面向连接服务的开销就显得过大了。,无连接的服务,在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。,另一特征：它不需要通信的两个实体同时是活跃的（即处于激活态）。当发送端的实体正在进行发送时，它才必须是活跃的。这时接收端的实体并不一定必须是活跃的。只有当接收端的实体正在进行接收时，它才必须是活跃的。,优缺点：无连接服务灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。无连接服务特别适合于传送少量零星的报文。,无连接服务三种类型,数据报（datagram）,。它的特点不需要接收端做任何响应，因而是一种不可靠的服务。数据报常被描述为“尽最大努力支付”（best effort delivery）。想象“电报”,证实交付（confirmed delivery）,。它又称为可靠的数据报。这种服务对每一个报文产生一个证实给发方用户，不过这个证实不是来自接收端的用户而是来自提供服务的层。这种证实只能保证报文已经发给远端的目的站了，但并不能保证目的站用户已收到这个报文。想象“挂号邮件”,请求回答（request-reply）,。这种类型的数据报是收端用户每收到一个报文，就向发端用户发送一个应答报文。事务（即transaction，又可译为事务处理或交易）中的“一问一答”方式的短报文，以及数据库中的查询，都很适合使用这种类型的服务。,2.2 OSI参考模型7层层次结构,OSI,Open System Interconnection,开放式系统互连标准（,区别:,ISO-International Standards Organization国际标准化组织),OSI分层原则：,根据不同层次的抽象分层,每层应当实现一个定义明确的功能,每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准,各层间边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量,层数应该适当。,OSI模型示意图,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,OSI模型各层功能物理层,功能：负责提供和维护物理线路，并检测处理争用冲突，提供端到端错误恢复和流控制。,物理层位于 OSI参与模型的最低层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。,物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的,机械的,、,电气的,、,功能性的,和,规程性的特性,。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。,机械特性,：规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。,图 常用连接机械特性,接口形状、数量、序列等,物理层,电气特性,：,规定了在物理连接上导线的电气连接及有关的电路的特性，一般包括：接收器和发送器电路特性的说明、表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大传输速率的说明、以及与互连电缆相关的规则等。,即0和1用什么电压表示的问题,物理层介绍,功能特性:,规定了接口信号的来源、作用以及其它信号之间的关系。即某一条线上某一个电压表示何种意义。,规程特性,：,规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤，这些控制步骤的应用使得比特流传输得以完成。即对于不同功能的各种事件的出现顺序。,数据链路层介绍,主要功能：将源机网络层来的数据可靠的传输到相邻节点的目标机网络层。,为达到这一目的，数据链路层必须具备一系列相应的功能，它们主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中将这种数据块称为,帧,，帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使之与接收方相匹配；在两个网路实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放管理。,数据链路层的帧同步方法,所谓帧同步就是从收到的比特流中正确无误地判断出一个帧从哪个比特开始以及到哪个比特结束。,字节计数法：,这种帧同步方法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的字节数。接受方可以通过对该特殊字符的识别从比特流中区分出帧的起始，并从专门字段中获知该帧中随后跟随的数据字节数，从而可确定出帧的终止位置。面向字节计数的同步规程的典型实例是DEC公司的数字数据通信报协议DDCMP。,DDCMP采用的帧格式,格式中控制字符SOH标志数据帧的起始。Count字段共有14位，用以指示帧中数据段中数据的字节数，数据段最大长度为131064位，长度必须为字节(即8位)的整倍数，DDCMP协议就是靠这个字节计数来确定帧的终止位置的。,由于字节计数法中Count字段的脆弱性(其值若有差错将导致灾难性后果)以及字符填充实现上的复杂性和不兼容性，目前较普遍使用的帧同步法是,比特填充法,和违法编码法。,比特填充 法,该法以一组特定的比特模式(如01111110)来标志一帧的起始与终止。本节稍后要详细介绍的HDLC规程即采用该法。为了不使信息位中出现的与该特定模式相似的比特串被误判为帧的首尾标志，可以采用比特填充的方法。比如，采用特定模式01111110，则对信息位中的任何连续出现的5个“1”，发送方自动在其后插入一个“0”，而接受方则做该过程的逆操作，即每收到连续5个“1”，则自动删去其后所跟的“0”，以此恢复原始信息，实现数据传输的透明性。比特填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充方法。,数据链路层其他功能,防止高速的发送方的数据把低速的接收方“淹没”。,广播式网络在数据链路层在还要处理控制对共享信道的访问。数据链路层的一个特殊子层（媒体访问子层），就是专门处理这个问题。,网络层介绍,功能：在数据路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能和确定分组从源端到目的端的“路由选择”。,网络层关系到通信子网的运行控制，体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式，是OSI模型中面向数据通信的低三层(也即通信子网)中最为复杂、关键的一层,运输层介绍,从会话层接收数据，必要时把它分成较小的单元传递，并确保到达对方的各段信息正确无误，即确保会话层不受硬件技术变化影响。,建立运输连接，提高吞吐量，降低费用,使多路复用对会话层透明,真正的源到目的的“端到端”层,解决跨网络连接的建立和拆除,流量控制,会话层介绍,高层通信控制,管理对话,会话层的主要功能是提供建立连接并有序传输数据的一种方法，这种连接就叫作会话(Session)。会话可以使一个远程终端登录到远地的计算机，进行文件传输或进行其它的应用。会话连接建立的基础是建立运输连接，只有当运输连接建立好之后，会话连接才能依赖于它而建立。,表示层,解决数据格式的转换,OSI环境的低五层提供透明的数据传输，应用层负责处理语义，而表示层则负责处理语法，由于各种计算机都可能有各自的数据描述方法，所以不同类型计算机之间交换的数据，一般需经过格式转换才能保证其意义不变。表示层要解决的问题是如何描述数据结构并使之与具体的机器无关，其作用是对原站内部的数据结构进行编码，使之形成适合于传输的比特流，到了目的站再进行解码，转换成用户所要求的格式。,表示层的主要功能为：语法转换、语法协商、语法转换。,应用层介绍,提供与用户应用有关的功能。,网络浏览,电子邮件,文件传输,虚拟终端软件,过程作业输入,目录查询,各种通用和专用的功能,综合,13层通过通信子网链接47层是“端到端”的链接,2.3 TCP/IP分组交换网协议,TCP/IP,（,Transmission control protocol/Internet protocol,），即传输控制协议,/,网际协议。,是第,2,章中的重点部分,2.3.1 TCP/IP体系结构,比较OSI和TCP/IP,TCP/IP一开始就考虑了多种异构网络的互连问题，并将网络协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。而OSI开始只考虑使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统连接，后来在网络层中划分出一个子层来完成类似功能。,TCP/IP具有良好的网络功能，一开始就考虑面向连接服务和无连接服务并重。而OSI开始只考虑了面向连接服务。,TCP/IP有4个层次，OSI有7个层次,TCP/IP模型对“服务”、“协议”、“接口”等概念区分不很清楚。TCP/IP的通用性较差，描述其他种类的协议栈困难。TCP/IP的网络接口层严格说只是一个接口，而没有下面的数据链路层和物理层。,TCP/IP协议集,TCP/IP的历史,1965,1970,1980,1985,ARPANET,commissioned,by DOD,1969,1975,Telnet,1972,FTP,1973,TCP,1974,IP,1981,TCP/IP,Protocol Suite,1982,DNS,1984,2.3.2 TCP协议,TCP协议属于运输层中的协议。使用广泛、功能更强，与UDP相比的区别，它提供面向连接的、可靠的服务,工作原理,TCP的数据传输机制称为正向认可与重传。,TCP具有缓冲机制,TCP连接建立（3次握手）,在传输数据的过程中进行对方数据的确认。同时，考虑数据报的正确性，在收到报文段时，会首先计算校验和，决定报文的接收与拒绝。,2.3.3 IP协议,IP协议是,网络层,的主要协议把数据报发送到目的地，处理路由选择、拥塞控制等问题。,功能和工作方式,主要功能：无连接数据报发送、数据报路由选择和差错控制。,IP将报文传送到目的主机后，不管传送正确与否都不进行检验，不回送确认，也不保证分组的正确顺序，这些功能都由TCP完成。,TCP和IP协议比较,TCP：面向链接。,IP：无链接。,TCP：可靠服务。,IP：不可靠服务。,IP数据报格式,组成：报头和数据两部分组成；报头由20字节固定长度部分和一个可选任意长度部分组成；IP支持的最长的数据报为65535字节（2,16,1）。,数据报和数据链路层帧类似，但帧由,硬件,识别，数据报由,软件,识别。数据报包装成符合物理网络要求的帧的格式的过程，叫,封装,。帧大小由MTU决定，不同网络MTU不同，以太网为1500字节，X.25广域网为128字节。,IP地址知识,用于标识连入因特网上的每台主机，它是每台主机,唯一的标识,。在IPv4协议中，一个IP地址由,32个二进制,比特数字组成，通常被分割为4段，每段8比特，并用,点分十进制,表示。,格式：aaa.bbb.ccc.ddd（abcd均为09数）,范围：每段的取值范围是0255,容量：理想状态下可以供：25625625625642亿台计算机用,IP地址知识,组成：IP地址由网络号(地址)和主机号(地址),网络号,：用于确定计算机从属的物理网络。,主机号,：用于确定该网络中的一台计算机。,一般情况下Internet网络信息中心负责将网络号分配给ISP，ISP将主机号分配给用户。,网络地址长度决定Internet中能包含多少个网络，主机地址的长度决定网络中能连接计算机数量。,IP地址分类,为了根据不同的网络规模来合理分配IP地址，将IP地址分为5类。,典型B类地址,IP地址（A类）,A类地址中，最左边1位(bit)是“0”，表示网络地址有7位，第一字节的取值范围0-127。即用第一个字节标识网络地址，后三个字节表示主机，主机地址由该网络的管理者自行分配。A类地址适用于大型网络，每个A类地址网络中最多可拥有大约256,3,216 777 214台主机。例如，中国电信DNS服务器：6112812868。其中61是网络地址，12812868表示改网络内一台主机,。,IP地址（B类）,B类地址中，最左边2位（bit)是“10”，表示网络地址有14位，第一字节范围128-191。即使用前两个字节标识网络地址，后两个字节表示主机地址，主机地址由该网络的管理者自行分配。B类地址适用于中型网络，每个B类地址网络中最多可容纳约25622二65 534台主机。例如，IP地址1661118248，其中166111是网络地址，8248表示该网络中的一台主机。,IP地址(C类),C类地址中，最左边3位(bit)是“110”，表示网络地址有21位,第一字节的取值范围是192-223。即前三个字节用来标识网络地址，最后一个字节表示主机地址，主机地址由该网络的管理者自行分配。它适用于小型网络，最多可连接2562台主机。例如，IP地址21033808的主机，其中2103380是网络地址，8表示该网络中一台主机的号码。,IP地址(D类),还有一类用于组播传输的D类地址，该地址中无网络地址与主机地址之分，它用来识别一组计算机。其格式为：最左边4位(bit)为“1110，其余28位全部用来表示多目广播地址。一个D类地址表示一组主机的共享地址，任何发送到该地址的信息将传送副本到该组中的每一台主机。,IP地址(E类),E类地址，该类地址最左边5位为“11110，后面没作划分，留作扩展用。,IP地址相关规定,主机地址全为“1”和全为“0”的是专用的，不能分配。,主机地址全为“1”的,，称作广播地址。例如，一个报文送到IP地址13060255255，也就是将该报文同时送往13060这个网络的所有主机上。,主机地址全为“0”的,，代表是本网。该种地址常常在路由表中使用，例如，28000和1292800分别代表网络28和网络12928。,在任何网络中，都不可以使用127作为网络地址。,IP地址127001称为自返地址或回送(LoopBack)地址，它把信息通过自身的接口传给自己，通常在网络调试时使用该地址。,若32位全为1,则规定为在本网内广播的地址,子网,使用A类地址或B类地址的网络可以进一步划分子网段，称为子网。,目的：维护方便；提高网络使用效率。,子网划分方法,方法:用主机号的高位来标识子网号,剩下的位表示子网的主机号。,比如100.0.0.0为例，是一个A类网络，如果我们选择主机地址高3位划分子网，就有100.（0/32/64/96/128/160/192/224）.0.0共8个子网,子网号可全部为0或1，只要子网号和主机号的各位不同时为1或0即可。,子网掩码技术,在网络中，每台主机的IP地址由网络地址和主机地址两部分组成，为了使计算机能自动地从IP地址中分离出相应的网络地址，需专门定义一个网络掩码(也称子网屏蔽码、子网掩码)。,网络掩码是一个32位的二进制数值，分别对应于IP地址中的32位二进制数值。,对应于IP地址中的网络地址部分和主机地址部分，在网络掩码中分别用“1”和“0”来表示,；例如，对于C类IP地址21033808，其网络掩码为：1111111l 11111111 11111111 00000000，用十进制表示法可表示成2552552550。,子网掩码运算,将它和IP地址进行“与”逻辑运算，即可获得IP地址中的网络地址部分，从而能区分出不同的网络。在这里，“与”逻辑运算的要点为：当两个二进制数相“与”时，只有同为“1”时结果才得“1”，否则为“0”。例如，“01010000和“11111111”相“与”后，结果仍为“01010000”；如果和00000000相“与”，则结果为00000000。,典型网络的子网掩码,位表示的子网掩码,地址类型,10进制表示的,A类IP,B类IP,C类IP,11111111000000000000000000000000,11111111111111110000000000000000,11111111111111111111111100000000,255.0.0.0,255.255.0.0,255.255.255.0,例题：,请指出下列IP地址缺省的子网掩码,131.107.9.1,192.9.200.1,202.118.8.9,13.10.9.1,126.90.35.66,168.168.11.254,划分了子网网络的子网掩码,在实际应用中，人们往往将一个大的网络划分为几个子网，例如一个B类地址的网络可以划分为256个相当于C类地址的子网，这时它的子网掩码取“1”的位数应当与子网地址长度相对应。,确定IP的子网数和子网掩码方案设计实例,题：C类网络(1921681230)要划分为4个子网，求子网地址和子网掩码和子网主机容量。,首先确定要从主机地址高位划出位数为2位。,则对应子网地址：192.168.0.0；192.168.1.0,192.168.2.0；192.168.3.0。,确定子网掩码：(11111111.11111111.11111111.11000000),即255.255.255.192,主机容量：因为还有6为作主机地址2,6,-2=62,例题：子网知识应用,已知：某个网段的IP地址为166.166.0.0。子网掩码为255.255.192.0。判断如下IP地址是否属于这个网段，如果属于，指明具体的子网。,1.166.166.92.23,2.172.192.0.3,IPv6介绍,比较,IPv4,IPv6,长度,32位,128位,表示,点分10进制,192.168.1.99,冒分16进制、零压缩法,69DC:0:0:0:0:0:FFFF:8C0A,等价:69DC:FFFF:8C0A,部分,4个部分,8个部分,兼容,IPv6规定：对于任何IP地址，若开始80位是全0，接着16位是全1或0，则它的低32位就是一个IPv4。,2.3.4 TCP/IP的高层协议,SMTP：简单邮件传输协议,DNS：域名系统服务,FTP：文件传输协议,Telnet：虚拟终端协议,NNTP：网络新闻传输协议,HTTP：超文本传输协议,SMTP：简单邮件传输协议,Simple mail transfer protocol,用于发送电子邮件的协议。,电子邮件首先将发送到这个服务器上，然后由SMTP服务器转发出去。,DNS：域名系统服务,DNS服务器完成域名地址和IP地址的映射,域名 含义,域名 含义,域名 含义,Com 商业部门,Edu 教育部门,Net 大型网络,Mil 军事部门,Gov 政府部门,Org 组织机构,Int 国际组织,Cn 中国,JP 日本,de 德国,Ca 加拿大,Us 美国,Uk 英国,Au 澳大利亚,Hk 香港,Info 信息服务组织,WEB 与WWW特别相关的组织,Firm 商业公司,Arts 文化和娱乐组织,Nom 个体或个人,Rec 强调消遣娱乐组织,Store 销售企业,DNS：域名系统服务,域名常见格式为：主机名,.,机构名,.,2级域名,.,顶级域名。例如重庆广播电视大学的域名为：,普通情况下,1个IP,地址可以对应,多个域名,，而,1个域名,只对应,1个IP地址,。但是目前的动态域名技术已经实现1个域名对应多个IP地址。,FTP：文件传输协议,允许,文件,从一个主机传送到另一个主机,，主机的,类型可以不同,。,FTP在主机与远程机之间,使用两个TCP连接,。一个用于传输命令和控制信息，另一个用来传输数据。,用浏览器访问FTP服务器,Telnet：虚拟终端协议（远程登录）,以联机方式访问远程计算机资源的通用工具。采用,虚拟终端技术,解决,物理终端不同的问题,。,该协议允许用户把自己的计算机当作远程主机上的一个终端，通过该协议用户可以登录到远程服务器上，使用基于文本界面的命令联接并控制远程计算机。,DOS下使用Telnet,Rlogin（远程登录）,用于远地登录网上某一个主机。只适用于,UNIX和Linux系统,。,没有强调异构系统的互操作性，比Telnet简单。,HTTP：超文本传输协议,属于Web协议集，用于因特网上获取主页。处于应用层，建立在TCP之上。,所有WWW服务都必须遵循这个协议,NNTP网络新闻传输协议,该协议通过Internet可以访问成千上万个新闻组，用户可以读到这些新闻组中的内容，也可以写信给这些新闻组，各种信息都存储在称之为“USENET”新闻服务器的计算机中。,2.3.5 UDP：用户数据报协议,运输层,的一个重要协议。,提供,无连接,、,不可靠,、,无流量控制,、,不排序,的服务。,比TCP简单。,可与IP或其他协议连接。,只充当数据报的发送者和接受者。,一般用于,传输数据较少,的交互式业务。,2.3.6 TCP/IP模型的其他各层协议,1.ICMP协议,2.IGMP协议,3.ARP与RARP协议,4.数据链路层和物理层,ICMP协议,Internet control message protocol,网际控制报文协议,。,通常用于由路由问题而引起的,差错报告和控制,，它能从出错点向发送,点发出错误报文或控制报文,，发送点收到这种报文之后，由ICMP软件处理。,它实际上是IP协议的一个模块。,IGMP协议,Internet group management protocol,Internet组管理协议。,多播网关与参与多播传送的主机之间交换信息的协议。,TCP/IP传送形式有：单播、广播、多播,ARP协议与RARP协议,都属于,网络接口层协议,。,ARP用于将IP地址转换成物理地址。,RARP用于将物理地址转换成IP地址。,注意：ARP/RARP被认定为TCP/IP的网络层，但实际上它们属于数据链路层协议。,物理地址,MAC地址：,802标准中规定MAC的地址字段为6字节或2字节。,世界上生产网卡的厂商必须从IEEE购买一个厂商代码，做为地址字段6个字节中的前3个固化在网卡中，另外3个字节由厂商自行分配。,IEEE规定地址字段的首字节最低位为L/G比特，最低第2位为G/L字段。,L/G0表示一个单站的地址,L/G1表示一个组地址,G/L0表示局部管理,G/L1表示全局管理,以太网地址解析协议,ARP消息格式,ARP地址解析方法,ARP消息的传输和处理,ARP缓存的维护,ARP消息格式,硬件地址类型 2Byte,协议地址类型 2Byte,硬件地址长度 1Byte,协议地址长度 1Byte,操作(请求/应答)2Byte,发送者的硬件地,址,发送方的协议地,址,目标的硬件地址,目标的协议地址,0 x01,0 x00,硬件地址长度=48bit,协议地址长度=32bit,请求=1 应答=2,发送者的硬件地址,发送方的协议地址,目标的硬件地址,目标的协议地址,以太网，IP,协议,ARP,协议的规定,ARP 地址解析方法,查表：,地址联编或映射信息存储在内存的一张表中,多用于广域网,相近形式计算：,根据一定的规则为计算机选择协议地址和硬件地址，可以从协议地址计算出硬件地址,适用于动态物理地址的网络,消息交换,通过在网络上交换信息来获得硬件地址,设计专门的地址解析服务器，完成解析任务,所有的计算机都参与地址解析工作,ARP消息的传输和处理,发送一个ARP消息：构造一个ARP帧,请求,：构造一个ARP硬件广播帧,帧的类型是ARP类型,ARP消息的操作设成请求,帧的目的地地址为全网广播地址,应答,：构造一个确定硬件地址的ARP应答帧,帧的类型是ARP类型,ARP消息的操作设成应答,帧的目的地地址为发送请求的主机的硬件地址,处理一个ARP消息,根据帧类型判定是一个ARP帧,将消息中的操作类型取出判定是请求还是应答,请求,：比较请求的协议地址是否与本地的协议地址相同，相同，则将请求方的协议地址和硬件地址存入本地缓存，然后构造一个应答消息；,应答,：将消息中的地址信息记入自己的缓存,解析本地IP地址,ARP Cache,131.107.7.7 08005.,131.107.7.28 08004.,ARP,Broadcast,4,IP Address=131.107.7.28,Hardware Address=08004.,IP Address=131.107.7.29,Hardware Address=08007.,3,Hardware Address=08007.,2,ping 131.107.7.29,1,ARP Cache,131.107.7.7,08002.,解析远程IP地址,ARP代理：若ARP请求解析另一个网络上的IP地址，那么，连接这两个网络的路由器将做出应答，路由器称为ARP代理。将路由器设置成ARP代理，可以使原主机误认为目标主机与它在同一网络上。,直接查找网关的硬件地址：由原主机判定目标所在的网络是在本地还是远程，然后查找自己的缺省网关的硬件地址，将数据发往缺省网关。,解析远程IP,A,Router,B,ARP,Broadcast for,Router A,ARP,for Router B,IP Address=131.107.3.24,Hardware Address=08004.,IP Address=131.107.7.29,Hardware Address=08009.,ARP Cache,131.107.7.7 08008.,131.107.7.1 08006.,ARP Cache,131.107.3.7,08003.,4,1,131.107.3.1,08005.,131.107.7.1,08006.,2,5,ping 131.107.7.29,ARP Cache,3,ARP命令,Arp-a：查看缓存的内容。,arp-s：添加静态的表项。,arp-d：删除表项。,4.数据链路层和物理层,TCP/IP模型中没有真正描述这部分内容，可以看作是利用OSI的下两层。这使TCP/IP具有相当的灵活性，即与网络的物理特性无关。,2.4 IEEE802 LAN体系结构,对应于OSI模型的物理层和数据链路层,IEEE802.1（独立于拓扑结构）,IEEE802.2（独立于拓扑结构）,IEEE802.3（适用于以太网）,IEEE802.4（适用于令牌网）,IEEE802.5（适用于环型令牌网）,IEEE组织,电气与电子工程师协会,。,致力于办公自动化和轻工业局域网体系结构标准化研究和制定的机构之一。,1.,IEEE802.1（独立于拓扑结构）,定义了局域网体系结构、寻址、网络互连、网络管理与性能测试等规范。,2.IEEE802.2（独立于拓扑结构）,定义一个被其他更低层协议使用的逻辑链路控制（LLC）子层。,ISO-OSI的数据链路层使用HDLC帧格式。IEEE802标准将HDLC的地址改为源服务访问点地址和目标服务访问点地址。,LLC的的操作类型：类型1，无连接服务操作；类型2，连接服务操作。,3.IEEE802.3（适用于以太网）,主要负责将“差错”的实际传输信道变换成对上层是可靠的传输信道，具有介质访问控制功能，并能提供多种介质访问控制方法。,MAC（介质访问控制子层）子层使用了一种,CSMA/CD（,载波侦听多路存取/冲突检测,）,技术，是在以太网中广泛使用的技术。,4.IEEE802.4（适用于令牌网）,为工业自动化系统而设计,5.IEEE802.5（适用于环型令牌网）,起源于IBM的令牌网,拓扑结构与协议,拓扑结构由几种因素决定，,其中最重要的是,访问方式,的选用。,在实际网络规划中必须分清网络的拓扑结构与当前网络中正在使用的各种IEEE 802协议族相一致。,访问方式,(1).竞争：先来先服务方式,(2).令牌传输：轮流服务方式,以太网,(1).基于CSMA/CD访问方法。,(2).普通的以太网采用总线型作为物理拓扑，10BASET采用总线型逻辑拓扑，星型物理拓扑结构。,注意表23,2.4.2 IEEE 802LAN参考模型,参考模型中的层次内容：,物理层：涉及机械、电气、功能和规程。,数据链路层：包括LLC和MAC子层。,网络层：为多个LAN互连而设立，位于LLC之上。,2.5 网络协议与操作系统,名词：为了方便上网用户的一种服务性系统软件，它是,能提供网络服务,的,计算机操作系统,服务包括：,(1).资源共享,(2).信息传输,(3).安全性,(4).可靠性,(5).统一管理,常见网络操作系统,Novell Netware,Windows NT server,Unix,Linux,