专题五：网络体系结构及协议(资料-教程-视频-软考-自考-网工-四级-计算机-网络-笔记-经典-收藏)(1).doc

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专题五：网络体系结构及协议
o 网络体系结构是计算机之间相互通讯的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。如TCP/IP 或OSI等
o 网络协议是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息进所必须遵守的规则的集合。如IP或IPX等。
o 协议主要包括以下几个要素：
1、语法（syntax） :包括数据格式、编码及信号电平等。
2、语义（semantics）:包括用于协调和差错处理的控制信息。
3、定时（timing） :包括速度匹配和排序。
网络体系结构及协议
o OSI（开放系统互连）参考模型
OSI/RM参考模型提出了用分层的方法实现计算机网络的互联与互操作功能。按照这种技术（指分层）构造的系统可以从逻辑上看成是一些连续层次的组合，就是把一个复杂的问题划分为不同的局部问题，并规定每一层所必须完成的功能。下层为上层提供服务，上下层之间靠预先定义的接口联系，每一层的功能都是在其下层功能的基础上实现的。这样，网络体系分层的方法就把复杂问题分解成多个独立且较容易解决的子问题。
o OSI（开放系统互连）参考模型共分为七层
n 物理层
n 数据链路层
n 传输层
n 网络层
n 会话层
n 表示层
n 应用层
o 物理层
n 功能
o 提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电器的、功能的和规程的特性。
o 有关在物理链路上传输非结构的位流和故障检测指示。
n 介质:是传输信号能够通过的各种各样的物理环境。为了使计算机能够彼此之间进行通信，必须在物理上对它们进行连接。
o 屏蔽双绞线
o 非屏蔽双绞线
o 直通、交叉电缆及586A、586B标准
o 同轴电缆
o 光纤
n 设备
o 收发器
o 中继器
o 多端口中继器
n 冲突与冲突域的概念
o 数据分组产生和发生冲突的这样一个区域被称为冲击域。
o 数据链路层
n 功能:  
o 在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程
o 提供数据链路的流控
n 特点:
o 通过逻辑链路控制LLC与高层进行通信
o 使用一个平的寻址方案
o 使用帧技术来组织数据的各比特
o 使用介质访问控制来选择哪一台计算机传送数据
n MAC地址的概念:
o 是标识一台主机的硬件地址
o 组成：生产商+序列号共48位
n MAC广播
n 设备
o 网桥
o 交换机
o 网络层
n 功能:
o 控制分组传送系统的操作、路由选择、拥挤控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明
o 根据传输层的要求来选择服务质量
o 向传输层报告未恢复的差错
n 网络层地址
o 网络层地址是一个分级的地址，由网络号+主机号组成
n 协议:
o ARP地址解析协议:不知目的主机的MAC
o RARP:不知自己的IP
o 路由选择:用来确定被路由协议为了到达目标所遵循的路径
o 补路由选择:能够在互联网络之间进行路由选择
o 传输层
n 功能:
o 提供建立、维护和折除传送连接的功能
o 选择网络层提供最合适的服务
o 在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制
n 面向的连接
n 面向数据报
o 会话层
n 此层建立、维护管理和终止应用程序会话连接。
o 表示层
n 主要解决用户信息的语法表示问题。表示层与程序使用的数据结构有关。如信息的编码、加密、解密、压缩、数据翻译和格式转换等。
o 应用层

n 此层为应用程序（如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。
o 分层的工作方式
n 低层为高层服务
n 对等层之间的通讯方式
o TCP/IP协议
o TCP/IP的分层模型
n TCP/IP是由一系列协议组成的，TCP/IP的分层模型是由基于硬件层次上的四个概念性层次构成
n 网络接口层
n 网络接口层是TCP/IP的最低层，负责网络层与硬件设备的联系，接收IP数据报并发送到选定的网络。该层传送对象为特定网络帧。
n IP层
o IP层对应OSI的网络层，它解决的是主机到主机间的通信问题，它包含三个功能:
o 处理分组发送请求，组装IP数据报，选择路径，将数据报发往适当的网络接口。
o 处理数据报。
o 处理路径选择、流量控制、阻塞等工作。
o 该层传输对象为IP数据报。
o 传输层
n 传输层对应OSI的传输层，它解决的是进程与进程的通信问题。也就是通常所说的“端到端”通信。它的功能是对信息流进行调节，提供可靠地传输，确保数据无误地到达目的地。传输对象为传输协议分组。
o 应用层
n 应用层提供一组常用的程序给用户，以便访问TCP/IP网络提供的服务。应用程序负责发送和接收数据，它们可以是独立的报文序列，也可以是连接的字节流
o IP 协议
n IP协议是TCP/IP协议簇的核心协议之一，它的基本任务是通过互连网传输数据报，各个数据报是相互独立的，它基于数据链路层的服务，而向TCP层提供服务。
n 一个TCT/IP互联网络提供了三组服务：连接分组传送服务、可靠的传送服务和应用服务。
n IP协议是一种不可靠的、使用无连接传送机制的协议。
n IP协议提供了三个重要定义。
n 定义了数据传送的基本单元，规定了传送数据的格式。
n IP软件完成路由选择功能。
n 不可靠传送原则：分组处理、差错信息发生、分组丢弃等的规则。
n IP数据报格式：了解数据报头的格式信息。
n IP数据报选项：用于网络测试或调试，包括记录路由选项、路由表、时间戳选项等
o IP地址
n 表示的方法
n 分类
n 现行IP地址不足且浪费严重
n 解决方法：
o 子网掩码
o 可变长子网掩码
o 无类别域间路由选择
o TCP协议
n TCP定义了两台计算机间进行可靠传输而交换的数据和确认信息的格式，以及计算机为了确保数据的正确到达而采取的措施。
n TCP是一个面向连接（以端点：主机和端口）的协议，即在TCP进行网络通信前，通信双方必须先建立连接，然后再进行通信。它采用了确认、超时重发、流量控制等各种技术来保证可靠性的实现。它使用三次握手协议来建立连接，三次握手协议是连接两端正确同步的充要条件，同样，它使用修改的三次握手协议来关闭连接，以结束会话。
o 在协议层次中位于IP层之上。它允许一台计算机上的多个应用程序同时进行通信，也能对接收的数据进行分解，分别送到多个应用程序。
o TCP使用专门的滑动窗口机制来解决传效率和流量控制问题。但不能解决整个网络的拥挤问题。
o TCP报文格式：报头和数据。
o TCP提供可靠传输，可靠传输服务有5个特征：面向数据流、虚电路连接、有缓冲的传输、无结构的数据流和全双工连接。
o UDP协议
n UDP能够在给定的主机上识别多个目的地址，同时允许多个应用程序在同一个台主机上工作并能独立地进行数据报的发送与接收。
n UDP协议也是一种不可靠的、使用无连接传送机制的协议，其可靠性问题由使用UDP的应用程序来解决。
n UDP报文的格式：报文头和数据两部分。其中报文头包括：源端口、目的端口、报文长度和校验和。
n UDP的分层与封装：
UPD处于TCP/IP四层中的第三层，即IP层之上。在传输时，先封装到IP数据报中IP层用），后封装到帧中（网络接口层用）。注意区别：IP报头源和目的主机的IP地址；而UDP层的报头指明了源和目的主机上的端口。
n UDP也提供复用和分解功能，它通过端口机制实现。

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