第2章-网络体系结构与网络协议.ppt

第第2章章网络体系结构与网络协议网络体系结构与网络协议(1(1-63-107-128)-63-107-128)计算机网络1.2.1网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念2.2OSI参考模型参考模型2.3TCP/IP参考模型参考模型2.4OSI参考模型与参考模型与TCP/IP参考模型的比较参考模型的比较2.5一种建议的参考模型一种建议的参考模型2.6进一步理解：计算机网络的体系结构进一步理解：计算机网络的体系结构（Page63）第第2章章网络体系结构与网络协议网络体系结构与网络协议学习内容学习内容计算机网络2.掌握：掌握：协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。掌握：掌握：网络体系结构的层次化研究方法。网络体系结构的层次化研究方法。掌握：掌握：OSI参考模型及各层的基本服务功能。参考模型及各层的基本服务功能。掌掌握握：TCP/IP参参考考模模型型的的层层次次划划分分、各各层层的的基基本本服服务务功功能与主要协议。能与主要协议。了解：了解：OSI参考模型与参考模型与TCP/IP参考模型的比较。参考模型的比较。了了解解：网网络络协协议议标标准准组组织织，RFC文文档档、Internet草草案案与与Internet协议标准的制定过程。协议标准的制定过程。本章学习要求本章学习要求计算机网络3.2.1网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念2.1.1网络协议的概念网络协议的概念2.1.2协议、层次、接口与体系结构的概念协议、层次、接口与体系结构的概念2.1.3网络体系结构的研究方法网络体系结构的研究方法计算机网络4.2.1.1网络协议的概念网络协议的概念网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准；网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准；网络协议的网络协议的三要素三要素：语义语义（做什么（做什么What）、语法、语法（怎么做（怎么做How）与时序与时序（什么时候做（什么时候做When）；语义语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应响应(具体来讲：用于解释比特流的每一部分的意义）；具体来讲：用于解释比特流的每一部分的意义）；语法语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义（简而言之：数据与控制信息的结构或格出现的顺序的意义（简而言之：数据与控制信息的结构或格式式）；）；时序（或同步）时序（或同步）：事件实现顺序的详细说明：事件实现顺序的详细说明计算机网络5.为什么要研究网络协议？为什么要研究网络协议？(协议、层次、接口与体系结构协议、层次、接口与体系结构)实际邮政系统信件实际邮政系统信件发送发送、接收接收过程示意图过程示意图计算机网络6.2.1.2协议、层次、接口与体系结构的概念协议、层次、接口与体系结构的概念1.协议（协议（protocol）2.层次（层次（layer）3.接口（接口（interface）4.体系结构（体系结构（architecture）计算机网络的四个重要的概念计算机网络7.1.协议（协议（protocol）协议是一种通信规则、约定与标准协议是一种通信规则、约定与标准（是一种来自于外交的术语）是一种来自于外交的术语）；生活中的协议举例生活中的协议举例：（1）邮件信封的书写格式：）邮件信封的书写格式：收信人地址、收信人的邮政编码、收信人姓名收信人地址、收信人的邮政编码、收信人姓名寄信人地址、寄信人的邮政编码、寄信人姓名寄信人地址、寄信人的邮政编码、寄信人姓名（2）人民币：某一时代发行的各种）人民币：某一时代发行的各种元、角、分的格式，并且被使用者认可元、角、分的格式，并且被使用者认可（各种防伪标记、面值大小等等），发行者与使用者认可就是同步、时（各种防伪标记、面值大小等等），发行者与使用者认可就是同步、时序；序；（3）火车票的格式：起止点、车次、时间、座位、票面金额；）火车票的格式：起止点、车次、时间、座位、票面金额；（4）汽车、自行车、行人遵守的交通规则：红绿灯、靠右行等等；）汽车、自行车、行人遵守的交通规则：红绿灯、靠右行等等；（5）各种填写格式与内容：考试卷的卷首、练习本的封面、课程表。）各种填写格式与内容：考试卷的卷首、练习本的封面、课程表。盲人摸象盲人摸象:没有遵循协议没有遵循协议计算机网络8.生活中的协议举例：生活中的协议举例：练习本的封面格式及其所填写的内容的示例练习本的封面格式及其所填写的内容的示例（1 1）整个封面格式类似网络协议中的）整个封面格式类似网络协议中的“语法语法”；（2 2）封面格式中所填写的内容类似网络协议中的）封面格式中所填写的内容类似网络协议中的“语义语义”；（3 3）学学生生和和教教师师之之间间遵遵守守这这种种格格式式的的填填写写规规则则就就是是网网络络协协议议中中的的“时时序序”或或“同同步步”的的关关系系（生生活活中中的的言言行行一一致致也也是是一一种种同同步步）。计算机网络9.生活中的协议举例：生活中的协议举例：湖北大学教务处给数计学院某年级计算机科学与技术专业制定湖北大学教务处给数计学院某年级计算机科学与技术专业制定的课程表作为示例，用网络协议中的三要素的课程表作为示例，用网络协议中的三要素“语法语法”、“语义语义”、“时序时序”或或“同同步步”之间的关系说明教务处、教师与学生如何在教学实施过程中执行。之间的关系说明教务处、教师与学生如何在教学实施过程中执行。一一二二三三四四五五上上午午1专业英语专业英语（817周）周）（4-508）游游兰兰编译原理编译原理（1018周）周）（4-103）陈南平陈南平编译原理编译原理（918周）周）（4-403）陈南平陈南平图形学图形学（1018周）周）（4-208）马传香马传香234下下午午5编译原理编译原理（918周）周）（4-403）陈南平陈南平计算机网络计算机网络（818周）周）（4-608）陈端荣陈端荣专业英语专业英语（817周）周）（4-108）游游兰兰678晚晚上上9图形学图形学（1018周）周）（4-208）马传香马传香多媒体技术多媒体技术（818周）周）（4-308）蔡建宏蔡建宏计算机网络计算机网络（818周）周）（4-204）陈端荣陈端荣1011计算机网络10.生活中的协议举例：生活中的协议举例：课程表的格式及其所填写的内容的示例解释：课程表的格式及其所填写的内容的示例解释：（1 1）整个课表的格式类似网络协议中）整个课表的格式类似网络协议中“语法语法”:例例如如星星期期一一五五，上上午午、下下午午、晚晚上上的的1 11111所所表表示示的的含含义义、课课程程名名、教教学学周周的的时时间间范范围围，教教学学楼楼及及教教室室，任任课课教教师师等等在在课课表表中中的位置属于语法；的位置属于语法；（2 2）课表中的中所填写的内容类似网络协议中）课表中的中所填写的内容类似网络协议中“语义语义”:例例如如计计算算机机网网络络课课程程名名、教教学学周周的的时时间间范范围围为为8 81818周周，教教学学地地点在点在4-2044-204，及任课教师陈端荣；，及任课教师陈端荣；（3 3）学生和教师之间遵守教务处这种格式的填写规则就是网络协议）学生和教师之间遵守教务处这种格式的填写规则就是网络协议中的中的“时序时序”或或“同步同步”的关系，例如，在星期四的晚上的关系，例如，在星期四的晚上9 91111节课在节课在4 4号楼号楼204204教室上计算机网络课程。教室上计算机网络课程。计算机网络11.计算机技术中的协议举例计算机技术中的协议举例（1）C语言中定义的某一种结构类型：语言中定义的某一种结构类型：该结构中的所规定的各种数据类型，例如整型、实型、字该结构中的所规定的各种数据类型，例如整型、实型、字符型、语法符型、语法;以及编程人员遵循、以及编程人员遵循、CPU执行执行(同步同步)、等等；、等等；（2）数据库中某一记录的类型等；）数据库中某一记录的类型等；（3）计算机组成原理中的）计算机组成原理中的CPU工作过程：工作过程：地址信号、控制信号（读、写）、数据信号，各种信号的地址信号、控制信号（读、写）、数据信号，各种信号的宽度等等；宽度等等；（4）A/D采集数据。采集数据。计算机网络12.2.层次（层次（layer）层次是人们对复杂问题处理的基本方法；层次是人们对复杂问题处理的基本方法；将总体要实现的很多功能分配在不同层次中；将总体要实现的很多功能分配在不同层次中；对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定；对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定；不同的系统分成相同的层次；不同的系统分成相同的层次；不同系统的不同系统的最低层最低层之间存在着之间存在着“物理物理”通信；通信；不同系统的不同系统的对等层次对等层次之间存在着之间存在着“虚拟虚拟”通信；通信；对不同系统的对等层之间的通信有明确的通信规定；对不同系统的对等层之间的通信有明确的通信规定；高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。实现方法。计算机网络13.ProtocolHierarchies（层次举例层次举例）Thephilosopher-translator-secretaryarchitecture.计算机网络14.3.接口（接口（interface）接口是同一结点内相邻层之间交换信息的接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点连接点;同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，低层向高层通过接口低层向高层通过接口提供服务提供服务;只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。工作。计算机网络15.4.网络体系结构（网络体系结构（networkarchitecture）一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集;网络协议是按层次结构来组织的；网络协议是按层次结构来组织的；网络层次结构模型与各层协议的网络层次结构模型与各层协议的集合集合称为称为网络体系结构网络体系结构；网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义；义；体系结构是体系结构是抽象抽象的，而的，而实现实现是指能够运行的一些硬件和软件。是指能够运行的一些硬件和软件。计算机网络16.2.1.3网络体系结构的研究方法网络体系结构的研究方法层次结构研究方法的层次结构研究方法的5个优点（个优点（教材第教材第43页页）1.各层之间相互独立各层之间相互独立;2.灵活性好灵活性好;3.各层都可以采用最合适的技术来实现各层都可以采用最合适的技术来实现;4.易于实现和维护易于实现和维护;5.有利于促进标准化。有利于促进标准化。计算机网络17.2.2OSI参考模型参考模型2.2.1OSI参考模型的基本概念参考模型的基本概念2.2.2OSI参考模型的结构参考模型的结构2.2.3OSI参考模型各层的功能参考模型各层的功能2.2.4OSI环境中的数据传输过程环境中的数据传输过程2.2.5面向连接服务与无连接服务面向连接服务与无连接服务计算机网络18.2.2.1OSI参考模型的基本概念参考模型的基本概念在制定计算机网络标准方面，起着很大作用的两大国际组织是：在制定计算机网络标准方面，起着很大作用的两大国际组织是：国际电报与电话咨询委员会国际电报与电话咨询委员会（ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone，CCITT）；）；国际标准化组织国际标准化组织（InternationalStandardsOrganization，ISO）。）。CCITT与与ISO的工作领域是不同的：的工作领域是不同的：CCITT主要是考虑通信标准的制定；主要是考虑通信标准的制定；ISO主要是考虑信息处理与网络体系结构。主要是考虑信息处理与网络体系结构。计算机网络19.在在OSI中中的的“开放开放”是指只要遵循是指只要遵循OSI标准，一个系统就标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信；任何系统进行通信；OSI标准中，采用的是标准中，采用的是三级抽象三级抽象（教材第教材第37页页）：1.体系结构（体系结构（architecture）；）；2.服务定义（服务定义（servicedefinition）；）；3.协议说明（协议说明（protocolspecification）。）。OSI (Open System Interconnection)计算机网络20.1.体系结构体系结构开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务；所包括的可能的服务；作为一个作为一个框架框架来协调和组织各层协议的制定；来协调和组织各层协议的制定；对网络内部结构最精炼地概括与描述。对网络内部结构最精炼地概括与描述。计算机网络21.2.服务定义服务定义详细地说明了各层所提供的服务；详细地说明了各层所提供的服务；某一层的服务就是该层及其以下各层的一种能力；某一层的服务就是该层及其以下各层的一种能力；低层的服务是通过接口向上一层提供的低层的服务是通过接口向上一层提供的;各层所提供的服务与这些服务是如何实现的各层所提供的服务与这些服务是如何实现的无关无关；定义了层与层之间的接口与各层使用的原语，但定义了层与层之间的接口与各层使用的原语，但不涉及不涉及接口是怎样实现的。接口是怎样实现的。计算机网络22.3.协协议议说说明明OSI标准中的各种协议明确地定义了：标准中的各种协议明确地定义了：应该发送什么样的控制信息应该发送什么样的控制信息(语法语法)；如何解释这个控制信息如何解释这个控制信息(语义语义)。协议的规程说明具有最严格的约束协议的规程说明具有最严格的约束(时序时序,同步同步)。计算机网络23.OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定；程间通信标准的制定；在在OSI的范围内，只有各种的协议是可以被实现的范围内，只有各种的协议是可以被实现的，而各种产品只有和的，而各种产品只有和OSI的协议的协议相一致时才能相一致时才能互连互连；OSI参考模型并不是一个标准，而是一个在制定参考模型并不是一个标准，而是一个在制定标准时所使用的标准时所使用的概念性的框架概念性的框架。计算机网络24.2.2.2OSI参考模型的结构参考模型的结构ISO划分七层结构的基本原则划分七层结构的基本原则1.网中各结点都具有网中各结点都具有相同的层次相同的层次；2.不同结点的不同结点的同等层同等层具有相同的功能；具有相同的功能；3.同一结点内相邻层之间通过同一结点内相邻层之间通过接口接口通信；通信；4.每一层可以每一层可以使用下层使用下层提供的服务，并提供的服务，并向其上层向其上层提供服务；提供服务；5.不同结点的同等层通过协议来实现不同结点的同等层通过协议来实现对等层对等层之间的通信。之间的通信。计算机网络25.OSI的七层参考模型的结构的七层参考模型的结构计算机网络26.TheOSIReferenceModels计算机网络27.2.2.3OSI参考模型各层的功能参考模型各层的功能（教材第（教材第38页）页）物理层的主要功能：物理层的主要功能：1.利利用用传传输输介介质质为为通通信信的的网网络络结结点点之之间间建建立立、管理和释放物理连接；管理和释放物理连接；2.实实现现比比特特流流的的透透明明传传输输，为为数数据据链链路路层层提提供供数据传输服务；数据传输服务；3.物理层的数据传输单元是物理层的数据传输单元是比特比特。计算机网络28.数据链路层的主要功能数据链路层的主要功能：1.在在物物理理层层提提供供的的服服务务基基础础上上，数数据据链链路路层层在在通信的实体间建立数据链路连接；通信的实体间建立数据链路连接；2.传输以传输以“帧帧”为单位的数据包；为单位的数据包；3.采采用用差差错错控控制制与与流流量量控控制制方方法法，使使有有差差错错的的物理物理线线路变成无差错的数据路变成无差错的数据链链路。路。计算机网络29.网络层的主要功能网络层的主要功能：1.通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径路径；2.为数据在结点之间传输创建逻辑链路；为数据在结点之间传输创建逻辑链路；3.实现拥塞控制、网络互连等功能。实现拥塞控制、网络互连等功能。传输层的主要功能传输层的主要功能：1.向用户提供可靠向用户提供可靠端到端端到端（end-to-end）服务；服务；2.处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题；题；3.传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。体系结构中关键的一层。计算机网络30.会话层的主要功能会话层的主要功能：1.负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点到点点传输不中断；传输不中断；2.管理数据交换。管理数据交换。表示层的主要功能表示层的主要功能：1.用于处理在两个通信系统中用于处理在两个通信系统中交换信息的表示交换信息的表示方式；方式；2.数据格式变换；数据格式变换；3.数据加密与解密；数据加密与解密；4.数据压缩与恢复。数据压缩与恢复。计算机网络31.应用层的主要功能应用层的主要功能:1.为应用程序提供了网络服务为应用程序提供了网络服务;2.应用层需要识别并保证通信对方的可用性，应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的使得协同工作的应用程序应用程序之间的同步之间的同步;3.建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。机制。计算机网络32.2.2.4OSI环境中的数据传输过程环境中的数据传输过程1.OSI环境（OSI environment）计算机网络33.2.OSI环境中的数据传输过程环境中的数据传输过程计算机网络34.2.2.5面向连接服务与无连接服务面向连接服务与无连接服务在网络体系结构中讨论的服务可以分为通信子网对在网络体系结构中讨论的服务可以分为通信子网对网络中数据传输所提供的服务网络中数据传输所提供的服务,与整个网络系统为用与整个网络系统为用户提供的服务；户提供的服务；通信子网通信子网的服务是指通信子网对主机间的服务是指通信子网对主机间数据传输的数据传输的效率效率和和可靠性可靠性所提供的保证机制；所提供的保证机制；通信服务可以分为两大类：通信服务可以分为两大类：面向连接服务（面向连接服务（connect-orientedservices）；）；无连接服务（无连接服务（connectlessservices）。）。计算机网络35.理解网络服务需要注意的问题理解网络服务需要注意的问题面向连接服务与无连接服务对实现服务的传输可靠面向连接服务与无连接服务对实现服务的传输可靠性与协议复杂性有很大的影响；性与协议复杂性有很大的影响；根据主机间数据传输的根据主机间数据传输的可靠性可靠性要求和要求和效率效率的不同，的不同，设计者可以选择面向连接服务与无连接服务的类型；设计者可以选择面向连接服务与无连接服务的类型；在网络数据传输的各层，如物理层、数据链路层、在网络数据传输的各层，如物理层、数据链路层、网络层与传输层都会涉及面向连接服务与无连接服网络层与传输层都会涉及面向连接服务与无连接服务的问题。务的问题。计算机网络36.面向连接服务的特点面向连接服务的特点1.面面向向连连接接服服务务的的数数据据传传输输过过程程必必须须经经过过三三个个过过程程:连接建立连接建立、连接维护连接维护与与释放连接释放连接；2.面面向向连连接接服服务务的的在在数数据据传传输输过过程程中中，各各分分组组可可以以不不携携带目的结点的地址；带目的结点的地址；3.面面向向连连接接服服务务的的传传输输连连接接类类似似一一个个通通信信管管道道，发发送送者者在一端放入数据，接收者从另一端取出数据；在一端放入数据，接收者从另一端取出数据；4.面面向向连连接接数数据据传传输输的的收收发发数数据据顺顺序序不不变变，传传输输可可靠靠性性好，但是协议复杂，通信效率不高。好，但是协议复杂，通信效率不高。计算机网络37.无连接服务的特点无连接服务的特点1.无无连连接接服服务务的的每每个个分分组组都都携携带带完完整整的的目目的的结结点点地地址址，各分组在系统中是独立传送的；各分组在系统中是独立传送的；2.无无连连接接服服务务中中的的数数据据传传输输过过程程不不需需要要经经过过连连接接建建立立、连接维护与释放连接的三个过程；连接维护与释放连接的三个过程；3.数数据据分分组组传传输输过过程程中中，目目的的结结点点接接收收的的数数据据分分组组可可能出现乱序、重复与丢失的现象；能出现乱序、重复与丢失的现象；4.无无连连接接服服务务的的可可靠靠性性不不好好，但但是是协协议议相相对对简简单单，通通信效率较高。信效率较高。计算机网络38.确认和重传机制的特点确认和重传机制的特点1.网络数据传输的网络数据传输的可靠性可靠性一般通过确认和重传机制保证；一般通过确认和重传机制保证；2.确认确认是指数据分组的接收结点在正确地接收到每个分组后，是指数据分组的接收结点在正确地接收到每个分组后，要求向发送结点发回接收分组的确认信息；要求向发送结点发回接收分组的确认信息；3.在规定的时间内，如果发送结点没有接收到接收结点的确在规定的时间内，如果发送结点没有接收到接收结点的确认信息，就认为该数据分组发送失败，发送结点认信息，就认为该数据分组发送失败，发送结点重新发送重新发送该数据分组；该数据分组；4.确认和重传机制可以提高数据传输的可靠性，但是它需要确认和重传机制可以提高数据传输的可靠性，但是它需要制定较为复杂的确认和重传协议，并且需要增加网络额外制定较为复杂的确认和重传协议，并且需要增加网络额外的通信负荷，占用网络带宽。的通信负荷，占用网络带宽。计算机网络39.服务类型与服务质量服务类型与服务质量通信协议四种类型：通信协议四种类型：1.面向连接与确认服务；面向连接与确认服务；2.面向连接与不确认服务；面向连接与不确认服务；3.无连接与确认服务；无连接与确认服务；4.无连接与不确认服务。无连接与不确认服务。设计者可以根据不同的通信要求，决定选择不同的服务类型。设计者可以根据不同的通信要求，决定选择不同的服务类型。计算机网络40.2.3TCP/IP参考模型参考模型（教材第教材第51页页）2.3.1TCP/IP参考模型的发展参考模型的发展2.3.2TCP/IP参考模型各层的功能参考模型各层的功能计算机网络41.2.3.1TCP/IP参考模型的发展参考模型的发展在在TCP/IP协议研究时，并没有提出参考模型；协议研究时，并没有提出参考模型；1974年年Kahn定义了最早的定义了最早的TCP/IP参考模型；参考模型；20世纪世纪80年代年代Leiner、Clark等人对等人对TCP/IP参考模型进一步的研究；参考模型进一步的研究；TCP/IP协议一共出现了协议一共出现了6个版本，后个版本，后3个版本是版本个版本是版本4、版本、版本5与版与版本本6；目前我们使用的是目前我们使用的是版本版本4，它的网络层，它的网络层IP协议一般记作协议一般记作IPv4；版本版本6的网络层的网络层IP协议一般记作协议一般记作IPv6（或或IPng,IPnextgeneration）；）；IPv6被称为下一代的被称为下一代的IP协议。协议。计算机网络42.TCP/IP协议的特点协议的特点（教材第教材第52页页）1.开放的协议标准开放的协议标准;2.独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的计算机硬件与操作系统；3.独独立立于于特特定定的的网网络络硬硬件件，可可以以运运行行在在局局域域网网、广广域域网网，更适用于互连网中；更适用于互连网中；4.统统一一的的网网络络地地址址分分配配方方案案，使使得得整整个个TCP/IP设设备备在在网网中中都具有惟一的地址；都具有惟一的地址；5.标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。计算机网络43.2.3.2TCP/IP参考模型各层的功能参考模型各层的功能1.应用层（应用层（applicationlayer）2.传输层（传输层（transportlayer）3.互连层（互连层（internetlayer）4.主机主机-网络层（网络层（host-to-networklayer）计算机网络44.TCP/IP参考模型与参考模型与OSI参考模型的对应关系参考模型的对应关系计算机网络45.ComparingOSIandTCP/IPreferenceModels计算机网络46.主机主机-网络层网络层1.参考模型的参考模型的最低层最低层，负责通过网络发送和接收，负责通过网络发送和接收IP数据报数据报;2.允允许许主主机机连连入入网网络络时时使使用用多多种种现现成成的的与与流流行行的的协协议议，如如局局域域网网的的Ethernet、令令牌牌网网、分分组组交交换换网网的的X.25、帧帧中中继、继、ATM协议等协议等;3.当当一一种种物物理理网网被被用用作作传传送送IP数数据据包包的的通通道道时时，就就可可以以认认为是这一层的内容为是这一层的内容;4.充充分分体体现现出出TCP/IP协协议议的的兼兼容容性性与与适适应应性性，它它也也为为TCP/IP的成功奠定了基础。的成功奠定了基础。计算机网络47.互连层互连层1.相当相当OSI参考模型网络层无连接网络服务；参考模型网络层无连接网络服务；2.处理互连的路由选择、流控与拥塞问题；处理互连的路由选择、流控与拥塞问题；3.IP协协议议是是无无连连接接的的、提提供供“尽尽力力而而为为”服服务务的的网络层协议。网络层协议。计算机网络48.传输层传输层1.主主要要功功能能是是在在互互连连网网中中源源主主机机与与目目的的主主机机的的对对等实体间建立用于会话的等实体间建立用于会话的端端-端端连接；连接；2.传输控制协议传输控制协议TCP是一种是一种可靠可靠的的面向连接面向连接协议；协议；3.用用户户数数据据报报协协议议UDP是是一一种种不不可可靠靠的的无无连连接接协协议。议。计算机网络49.应应用用层层应用层协议主要有：应用层协议主要有：1.网络终端协议网络终端协议Telnet；2.文件传输协议文件传输协议FTP；3.简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTP；4.域名系统域名系统DNS；5.简单网络管理协议简单网络管理协议SNMP；6.超文本传输协议超文本传输协议HTTP。计算机网络50.2.4OSI参考模型与参考模型与TCP/IP参考模型的比较参考模型的比较2.4.1对对OSI参考模型的评价参考模型的评价2.4.2对对TCP/IP参考模型评价参考模型评价2.4.3一种建议的参考模型一种建议的参考模型计算机网络51.2.4.1对对OSI参考模型的评价参考模型的评价1.层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎是空的，数据链路层与网络层到，表示层几乎是空的，数据链路层与网络层有很多的子层插入；有很多的子层插入；2.寻寻址址、流流控控与与差差错错控控制制在在每每一一层层里里都都重重复复出出现现，降低系统效率；降低系统效率；3.数数据据安安全全性性、加加密密与与网网络络管管理理在在参参考考模模型型的的设设计初期被忽略了；计初期被忽略了；4.参参考考模模型型的的设设计计更更多多是是被被通通信信的的思思想想所所支支配配，不适合于计算机与软件的工作方式；不适合于计算机与软件的工作方式；5.严格按照层次模型编程的软件效率很低。严格按照层次模型编程的软件效率很低。计算机网络52.2.4.2对对TCP/IP参考模型评价参考模型评价1.在在服服务务、接接口口与与协协议议的的区区别别上上不不很很清清楚楚，一一个个好好的的软软件件工工程程应应该该将将功功能能与与实实现现方方法法区区分分开开，参考模型不适合于其他参考模型不适合于其他非非TCP/IP协议族；协议族；2.TCP/IP参考模型的主机参考模型的主机-网络层本身并不是实网络层本身并不是实际的一层；际的一层；3.物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，而而TCP/IP参考模型却没有做到这点。参考模型却没有做到这点。计算机网络53.2.4.3一种建议的参考模型一种建议的参考模型(HybridModel)Thehybridreferencemodeltobeusedinthisbook.计算机网络54.2.5网络与网络与Internet协议标准组织及管理机构协议标准组织及管理机构1.网络协议标准组织网络协议标准组织(NetworkStandardization)2.RFC文档文档http:/www.ietf.org/rfc/rfcNNNN.text3.Internet草案草案4.Internet协议标准协议标准5.Internet管理机构管理机构WhosWhointheTelecommunicationsWorldWhosWhointheInternationalStandardsWorldWhosWhointheInternetStandardsWorld计算机网络55.2.5.1网络协议标准组织网络协议标准组织1.国际电话电报咨询委员会国际电话电报咨询委员会CCITT2.国际电信联盟国际电信联盟ITU3.国际标准化组织国际标准化组织ISO4.电子工业协会电子工业协会EIA5.电气与电子工程师协会电气与电子工程师协会IEEE6.ATM(异步传输模式异步传输模式)论坛论坛计算机网络56.2.5.2RFC文档文档1.请求评价请求评价RFC文档从文档从1969年年ARPANET出现时就开始存出现时就开始存在；在；2.它们是用于它们是用于Internet开发团体的最初的技术文档系列；开发团体的最初的技术文档系列；3.任何人都可以提交任何人都可以提交RFC文档，但它并不是一定会成为标文档，但它并不是一定会成为标准，事实上很多准，事实上很多RFC文档都没有实现；文档都没有实现；4.RFC文档草案对于从事文档草案对于从事Internet技术研究与开发的技术技术研究与开发的技术人员是获得技术发展状况与动态的重要信息来源；人员是获得技术发展状况与动态的重要信息来源；5.读者可以很方便地从相关主机使用读者可以很方便地从相关主机使用FTP、Web和其他的和其他的检索方式获取这些文档。检索方式获取这些文档。计算机网络57.读读RFC文档时，需要注意的问题文档时，需要注意的问题1.一一是是需需要要确确定定它它是是最最新新的的文文档档，二二是是需需要要注注意意RFC文文档档的的类别类别；2.所所有有的的RFC文文档档都都要要经经历历评评论论和和反反馈馈过过程程，并并且且在在这这一一段时间内它们会被划分为不同的类别；段时间内它们会被划分为不同的类别；3.RFC文文档档一一旦旦被被提提交交，IETF和和IAB组组织织将将审审查查RFC文文档，档，通过后通过后可以成为可以成为一项标准一项标准；4.RFC文文档档按按照照它它发发展展与与成成熟熟的的过过程程可可以以分分为为:标标准准、草草案标准、提案标准、实验性的、信息性或历史性的；案标准、提案标准、实验性的、信息性或历史性的；5.RFC文文档档又又可可以以分分为为:被被要要求求、被被推推荐荐、被被选选择择、受受限限制使用或不被推荐。制使用或不被推荐。计算机网络58.制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段1.因特网草案因特网草案(InternetDraft)在这个阶段还在这个阶段还不不是是RFC文档。文档。2.建议标准建议标准(ProposedStandard)从这个阶段从这个阶段开始就成为开始就成为RFC文档。文档。3.草案标准草案标准(DraftStandard)4.因特网标准因特网标准(InternetStandard)计算机网络59.各种各种RFC之间的关系之间的关系（教材第（教材第57页图页图2-6）因特网草案因特网草案建议标准建议标准草案标准草案标准因特网标准因特网标准历史的历史的RFC实验的实验的RFC提供信息的提供信息的RFC6种种RFC计算机网络60.2.5.3Internet管理机构管理机构（教材第（教材第58页）页）1.国家科学基金会国家科学基金会NSF2.Internet协会协会ISOC3.Internet体系结构委员会体系结构委员会IAB4.Internet工程任务组工程任务组IETF5.Internet工程指导委员会工程指导委员会IESG6.Internet研究任务组研究任务组IRTF7.Internet网络信息中心网络信息中心InterNIC8.Internet地址分配授权机构地址分配授权机构IANA9.WWW联盟联盟计算机网络61.关于因特网的标准化工作关于因特网的标准化工作因特网协会因特网协会ISOC因特网研究指导小组因特网研究指导小组IRSG因特网研究部因特网研究部IRTF因特网工程部因特网工程部IETF因特网工程指导小组因特网工程指导小组IESGRGWGRG领域领域领域领域因特网体系结构因特网体系结构研究委员会研究委员会IABWGWGWG计算机网络62.2.6小小结结：计算机网络的体系结构：计算机网络的体系结构2.6.1计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成2.6.2划分层次的必要性划分层次的必要性2.6.3五层协议的体系结构五层协议的体系结构2.6.4实体、协议、服务和服务访问点实体、协议、服务和服务访问点2.6.5面向连接服务与无连接服务面向连接服务与无连接服务2.6.6OSI与与TCP/IP体系结构的比较体系结构的比较计算机网络63.2.6.1计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成1.相互通信的两个计算机系统必须相互通信的两个计算机系统必须高度协调高度协调工作工作才行，而这种才行，而这种“协调协调”是相当复杂的。是相当复杂的。2.“分层分层”可将庞大而复杂的问题，转化为可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。问题就比较易于研究和处理。计算机网络64.关于开放系统互连参考模型关于开放系统互连参考模型OSI/RM只要遵循只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。行通信。在市场化方面在市场化方面OSI却却失败失败了了:nOSI的专家们在完成的专家们在完成OSI标准时没有商业驱动力；标准时没有商业驱动力；nOSI的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；nOSI标准的制定周期太长，因而使得按标准的制定周期太长，因而使得按OSI标准生产的标准生产的设备无法及时进入市场；设备无法及时进入市场；nOSI的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。重复出现。计算机网络65.两种国际标准两种国际标准法律上的法律上的(dejure)国际标准国际标准OSI并没有得并没有得到市场的认可。到市场的认可。是非国际标准是非国际标准TCP/IP现在获得了最广泛现在获得了最广泛的应用。的应用。nTCP/IP常被称为常被称为事实上的事实上的(defacto)国际标准国际标准。计算机网络66.2.6.2划分层次的必要性划分层次的必要