第三章 计算机网络体系结构与协议

1、1 第3章 计算机网络体系结构与协议 主要学习内容主要学习内容 ： 基本概念基本概念 OSI参考模型参考模型 TCP/IP参考模型参考模型 OSI参考模型与参考模型与TCP/IP参考模型对比参考模型对比 IPX/SPX协议协议 微软使用的网络协议微软使用的网络协议 2 3.1 3.1 基本概念基本概念 n 计算机网络的体系结构为什么要采用分层设计的 思想？ n 计算机网络的体系结构为什么能采用分层设计的 思想？ 3.1.1 网络层次化结构网络层次化结构 在网络中，每一层都是向它的上一层提供 一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对 上层加以屏蔽。 3 中国 教师 德国 教师 翻译翻译 秘书秘书

2、 消息 “你 好”“HALLO” “HELLO”“HELLO” 传真传真 2/3接口 1/2接口 2/3接口 1/2接口 P3 P1 P2 对交谈内容的共识 用英语对话 使用 传真通信 3.1 3.1 基本概念基本概念 4 文件传送模块文件传送模块 通信服务模块通信服务模块 网络接入模块网络接入模块 网络网络 接口接口 文件传送模块文件传送模块 通信服务模块通信服务模块 网络接入模块网络接入模块 网络网络 接口接口 通信网通信网 络络 与通信有关的报文与通信有关的报文 文件及文件传送命令文件及文件传送命令 计算机计算机1 计算机计算机2 划分层次的举例划分层次的举例 在计算机网络中，分层的基本

3、原则是定义每一层向上一层 提供的服务，以保证每层的功能相互独立，但不规定如何完成 这些服务。 3.1 3.1 基本概念基本概念 5 层次结构可以带来很多好处： （1）各层之间是独立的。 （2）灵活性好。 （3）结构上可分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。 3.1 3.1 基本概念基本概念 6 3.1.2 网络协议网络协议 计算机网络中，协议的定义是计算机网络中 实体之间有关通信规则约定的集合，是为进行网 络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 （不同层具有各自不同的协议）。 3.1 3.1 基本概念基本概念 7 一个网络协议主要由以下三个要素组成，即： （1）语法（Sy

4、ntax）：数据与控制信息的格式、数 据编码等，包括数据的组织方式、编码方式、信号 电平的表示方式等 。 （2）语义（Semantics）：控制信息的内容，需要做 出的动作及响应，以实现数据交换的协调和差错处 理 。 （3）时序（Timing，定时，同步）：事件先后顺序 和速度匹配。 3.1 3.1 基本概念基本概念 8 实体实体：是指通信时可以发送或接收信息的硬件或软件进程。 对等实体对等实体：位于不同系统内同一层次同一层次的两个实体。 协议协议：协议就是计算机网络中同一层次对等实体同一层次对等实体之间， 有关通信规则约定的集合集合。是为进行网络中的数据交换数据交换 （通信）而建立的规则规则

5、、标准标准或约定约定。协议作用在对等实协议作用在对等实 体之间。体之间。 协议栈协议栈：协议栈是指某一系统内的各层协议集。 3.1 3.1 基本概念基本概念 9 服务服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提 供给其相邻上层供给其相邻上层。 所谓服务，这里是指为保证网络中第I层对等层的正 确通信，较其低一层应提供的支撑，而这种支撑又是通 过较其低层协议的执行来实现的。 注意：协议和服务在概念上是很不一样的。 首先，协议的实现保证了能够向上一层提供的服务。 其次，协议是协议是“水平的水平的”，即协议是控制对等实体之间 通信的规则。但服务是服务是“垂直的

6、垂直的”，即服务是由下层向 上层通过层间接口提供的。 3.1 3.1 基本概念基本概念 10 服务原语服务原语：所谓服务原语就是指网络所谓服务原语就是指网络相邻层间相邻层间进行交进行交 互时所要交换的一些必要的命令互时所要交换的一些必要的命令。 3.1 3.1 基本概念基本概念 11 A系统 服务用户 （N+1） 服务提供者 （N） B系统 服务用户 （N+1） 服务提供者 （N） Response Confirm Request Request Indication Indication 需 证 实 无需 证实 服务原语的执行过程： 3.1 3.1 基本概念基本概念 12 接口接口：是指同一

7、节点内相邻两层之间交互的界面层之间交互的界面，定义了相 邻两层之间的原语操作及下层对上层的服务。 服务访问点服务访问点：服务访问点SAP（Service Access Point）是指同同 一系统内相邻两实体之间，一系统内相邻两实体之间，通过接口调用服务或提供服务的的联联 系点系点。如访问端口、实体标识。 协议数据单元协议数据单元：协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）是指 各对等实体之间各对等实体之间通过协议传送的数据单元数据单元。 3.1 3.1 基本概念基本概念 PDUPDU由协议控制信息（协议头）和数据（SDU）组成: 协议头部协议头部中含有完成数据传输所需的控制信

8、息: : 地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、地址、序号、长度、分段标志、差错控制信息、 协议控制信息协议控制信息数数 据（据（SDU） 13 接口数据单元接口数据单元：接口数据单元IDU（Interface Data Unit）是指 相邻层次之间相邻层次之间通过接口传递的数据单元数据单元，接口数据单元又称服 务数据单元SDU（Service Data Unit）。 网络体系结构：网络体系结构：计算机网络的层次结构及其协议的集合，称 为网络体系结构(Network Architecture)。 注意：体系结构是抽 象的，不关心具体实现。 3.1 3.1 基本概念基本概念 下层把上层的下层

9、把上层的PDUPDU作为本层的数据加以作为本层的数据加以封装封装，然后加入本层的，然后加入本层的 协议头部（和尾部）形成本层的协议头部（和尾部）形成本层的PDUPDU。 封装封装：就是在数据前面加上特定的协议头部。：就是在数据前面加上特定的协议头部。 数数 据据协议头协议头 数数 据据 N+1N+1层层PDUPDU N N层层PDUPDU 14 基于上述概念，在任何相邻两层之间的关系可概括为图所示。 协议协议 对等层对等层PDUPDU 交换交换 交换交换 原语原语 SDU SDU 提供服务提供服务 SDU SDU 原语原语 SAP SAP SAP SAP 相邻两层之间的关系相邻两层之间的关系

10、服务用户服务用户 服务用户服务用户 服务提供者服务提供者 3.1 3.1 基本概念基本概念 15 面向连接的服务：面向连接的服务：服务的提供者需要建立连接建立连接、维护连接维护连接和 拆除连接拆除连接。可靠性高，且能保证数据的顺序传输。该服务在传 送数据时是按序传送按序传送的。如打电话，TCP 服务，FTP，HTTP， Telnet，SMTP。 无连接的服务：无连接的服务：两个实体之间的通信不需要先建立好一个连两个实体之间的通信不需要先建立好一个连 接接。该服务不需要通信的两个实体同时是活跃的(即处于激活 态)。无连接服务的优点是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

11、，可靠性较低。如发信，IP 服务，DNS，Streaming media，IPhone 。 3.1 3.1 基本概念基本概念 16 较高层：与应用有较高层：与应用有 关关 较低层：与数据传较低层：与数据传 输有关输有关 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型 应用程序：应用程序：FTP、E-mail、Telnet 数据结构表示、数据转换、加密、数据结构表示、数据转换、加密、 压缩压缩 进程管理、双工、半双工、单工、进程管理、双工、半双工、单工、 断点续发断点续发 将数据传给正确的应用程序，提将数据传给正确的应用程序，提 供可靠的数据传输供可靠的数据传输 将包传给正确的主机，数据分组、将包

12、传给正确的主机，数据分组、 路由选择路由选择 将数据组成帧，差错控制、流量将数据组成帧，差错控制、流量 控制、媒体访问控制控制、媒体访问控制 规定物理信号、接口、信号形式、规定物理信号、接口、信号形式、 速率速率 物理层物理层 数据链路层数据链路层 传输层传输层 网络层网络层 会话层会话层 表示层表示层 应用层应用层面向应用面向应用 面向面向 服务服务 面向通信面向通信 通通 信信 子子 网网 17 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层

13、 物理层 子 网 内 部 协 议 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传输层协议 网络层协议 链路层协议 物理层协议 通信子网 转接结点转接结点 系统 系统1 系统 系统2 层次 7 6 5 4 3 2 1 协议数据单元 报文 报文 报文 报文 分组 帧 比特 18 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -物理层物理层( (第第1 1层层) ) u 实现透明地比特流传送，尽可能的屏蔽物理设备或传输 媒体的差异。 u 传输数据的单位是比特。 u 为建立、维持和拆除物理连接，规定了传输介质的机械机械 特性、电气特性、功能特性特性、电气特性、功能特性和规程特性规程特性。 u 为高层（数据链

14、路层）提供统一的服务。 u 例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.704。 注意：传递信息所利用的一些物理介质，如双绞线、同轴电缆、注意：传递信息所利用的一些物理介质，如双绞线、同轴电缆、 光缆等，并不在物理层之内而是在物理层的下面。光缆等，并不在物理层之内而是在物理层的下面。因此也有人把因此也有人把 物理介质层当作第物理介质层当作第0 0层。层。 19 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -物理层物理层( (第第1 1层层) ) 物理层物理层 用于传输比特用于传输比特 的物理连接的的物理连接的 方法方法 规定在物理层传规定在物理层传 送送0、1数据

15、的电数据的电 参数（波形、频参数（波形、频 率、电平）率、电平） 规定所用的规定所用的 连接器连接器 传送二进传送二进 制位流制位流 20 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -数据链路层数据链路层( (第第2 2层层) ) 所谓链路(link)，在这里是指一条无源的点到点 的物理线路段，且中间没有任何其它的交换结点。 数据链路的概念数据链路的概念 当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一 条物理线路外，还必须有一些必要的规程(procedure) 来控制这些数据的传输。把实现这些规程的硬件和软 件加到链路上，就构成了数据链路。数据链路就象一 条数字管道，可以在它上面进行数据通信

16、。 链路的概念链路的概念 21 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -数据链路层数据链路层( (第第2 2层层) ) u通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上 实现可靠的数据传输。即在两个相邻结点间的线路 上无差错地传送以帧为单位的数据。 u传输数据的单位是帧（Frame）。格式中包括： 地址信息 控制信息 数据信息 校验信息 u数据链路层还要解决如下一些主要问题： （1）代码透明性的问题 （2）流量控制的问题 （3）共享信道问题 （4）寻址问题 22 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -数据链路层数据链路层( (第第2 2层层) ) 数据链路层数据链路层 链路管

17、理链路管理 帧的分界帧的分界 和同步和同步 差错检测差错检测 与控制与控制 顺序控制及顺序控制及 层内管理层内管理 流量控制流量控制 传送帧传送帧 数据链路的建立、数据链路的建立、 维持和释放维持和释放 检错纠错技术检错纠错技术/检错检错 重发技术重发技术 收收/发双方收发速率发双方收发速率 的同步的同步 从比特流中区分出从比特流中区分出 一帧的开始一帧的开始/结束结束 23 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -网络层网络层( (第第3 3层层) ) u网络层的主要任务就是路由选择功能。 u传送的数据单位是报文分组或包。 u路由选择的好坏在很大程度上决定了网络的性能，如网络吞 吐

18、量（在一个特定的时间内成功发送数据包的数量），平均延 迟时间、资源的有效利用率等。 u 网络层还要解决拥塞控制问题。 u 提供面向连接的虚电路服务和无面向连接的数据报服务 案例应用：案例应用： 通常上Internet所采用的TCP/IP协议中的IP（网际协议） 协议就是属于网络层。解决了不同网络互联问题。 登录NOVELL服务器所必须使用的IPX/SPX协议中的IPX（网 际包交换协议）协议也是属于网络层。 24 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -网络层网络层( (第第3 3层层) ) 路径选择路径选择 网络中拥网络中拥 挤控制挤控制 网络层网络层 传送分组传送分组 25 3.

19、2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -传输层传输层( (第第4 4层层) ) u它完成资源子网中两结点的直接逻辑通信，实现通信子网中 端到端的透明传输。即在两端主机（也就是源站和目的站）的 进程之间，建立一条传输连接，以透明地传送报文。 u传输层信息的传送单位是报文。 u进行数据分段并组装成报文流。 u差错控制和信息流控制 案例应用：案例应用： 通常上互连网所采用的TCP/IP协议中的TCP（传输控制协议） 协议就是属于传输层。 登录NOVELL服务器所必须使用的IPX/SPX协议中的SPX（顺序包 交换协议）协议也是属于传输层。 26 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型-

20、-传输层传输层( (第第4 4层层) ) 传输层传输层 提供两个端系统提供两个端系统 之间可靠、透明之间可靠、透明 的数据传送的数据传送 差错控制差错控制 流量控制流量控制 传送报文传送报文 数据的失序、丢失、数据的失序、丢失、 重复重复 进程到进程间的流进程到进程间的流 控控 进程标示进程标示 支持多个进程的连支持多个进程的连 接接 27 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -会话层会话层( (第第5 5层层) ) u 会话层实现两个进程之间的建立、维护和结束会话连接。 u会话层就是用户和网络的接口（在不看表示层的情况下）， 这是进程到进程之间的层次。 u会话层对高层提供的服务主

21、要是“管理会话”。 u令牌管理：管理全双工和半双工的通信 u会话层提供的另一种服务叫“同步服务”。如断点续传技术 运用。 28 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -会话层会话层( (第第5 5层层) ) 会话层会话层 传送报文传送报文 为通信的两个进为通信的两个进 程建立会话连接，程建立会话连接， 进行交换进行交换 会话管理会话管理 令牌管理令牌管理 同步管理同步管理 29 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -表示层表示层( (第第6 6层层) ) u信息格式的转换。表示层管理这些抽象数据结构，并且在计 算机内部表示和网络的标准表示法之间进行转换。 u提供数据的加密

22、和解密功能。 u提供文本的压缩功能。 30 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -表示层表示层( (第第6 6层层) ) 表示层表示层 信息格式信息格式 的转换的转换 数据的加数据的加 密和解密密和解密 OSI内部语法内部语法 文本压缩文本压缩 31 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -应用层应用层( (第第7 7层层) ) u提供网络与用户应用软件之间的接口。应用层是OSI网络协 议体系结构的最高层，是计算机网络与最终用户的界面。 u使协同工作的应用程序之间进行同步； u提供应用层协议：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、 超文本传输协议HTTP、域名服务

23、DNS、简单邮件传输协议SMTP、 邮局协议POP3等 32 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -应用层应用层( (第第7 7层层) ) 应用层应用层 为用户使用网为用户使用网 络提供接口络提供接口 33 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型- -数据传输过程数据传输过程 接口数据单元控制信息服务数据单元接口数据单元控制信息服务数据单元 基于网络体系结构的数据传递过程基于网络体系结构的数据传递过程类似平信发送类似平信发送/接收过程接收过程 34 3.2 OSI3.2 OSI参考模型参考模型 总结OSI失败的原因，大致可归纳为： OSI的专家们缺乏实际经验，他们在完成OSI

24、标准时没有商 业驱动力； OSI的协议实现起来过分复杂，而且运行效率很低； OSI标准的制定周期太长，因而使得按OSI标准生产的设备 无法及时进入市场； 最后，OSI的层次划分不太合理，有些功能在不同层次重复 出现。 35 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型 TCP/IP是一组协议，它主要包括传输控制协议TCP （Transmission Control Protocol）和网络互联协议IP （Internet Protocol），它是国际互联网络事实上的工 业标准。 与TCP配合使用的网络层协议是IP。 TCP/IP是为广域网研制的，但可用于局域网。 36 3.3 TC

25、P/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型 网际层网际层 37 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型 38 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网络接口层网络接口层 负责接收从IP层提交IP数据报，并将IP数据报通过底层网络 发送出去。 从低层物理网络上接收数据帧，抽出IP数据报，交给网际层。 网络接口层使网络之间能够互联，包括属于操作系统的设备 驱动程序和网络接口卡，以及处理具体的硬件的物理接口。 应用层应用层 传输层传输层 网络接口层网络接口层 网际层网际层 没有定义任何实际协议，仅定 义了网络接口； 任何已有的数据链路层协议和 物 理 层

26、协 议 都 可 用 来 支 持 TCP/IP，如Ethernet、Token Ring、HDHL、X.25、ATM。 39 负责处理来自传输层的分组发送请求 负责处理从网络接口层接受IP数据报，并为分组提供最佳路径 的选择和交换功能。 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网际层网际层 40 IP协议提供统一的IP数据报格式，以消除各通信子网的差异， 为信息发送方和接收方提供透明的传输通道。 网际协议IP的基本特征 （1）基于面向无连接数据报服务； （2）具双重作用，既可以作为独立的网络层协议（这也是 TCP/IP体系最初的考虑），也可作为加在某一网络协议之上 （如X.

27、25之上）的网络互连层的协议； （3）与之配套使用的协议还有三个，即 Internet控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol） ； 地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）； 逆地址解析协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）。 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网际层网际层 41 网络互联层有四个主要的协议：网络互联层有四个主要的协议： 网际协议网际协议IPIP 互连网控制报文协议互连网控制报文协议ICMPICMP 地址解析协议地址解

28、析协议ARPARP 逆地址解析协议逆地址解析协议RARPRARP 无连接的数据报传送和数据无连接的数据报传送和数据 报的路由选择，即报的路由选择，即IPIP协议提协议提 供主机间不可靠的、无连接供主机间不可靠的、无连接 数据报传送。数据报传送。 ICMPICMP允许主机或路由器报告数允许主机或路由器报告数 据传送过程中的差错情况和提据传送过程中的差错情况和提 供有关异常情况的报告，如供有关异常情况的报告，如 pingping应用与攻击等，接入应用与攻击等，接入 InternetInternet时，可以通过网络部时，可以通过网络部 件提供的件提供的pingping工具（命令）来工具（命令）来 测

29、试网络无法接通的原因。测试网络无法接通的原因。 查找与给定查找与给定IPIP地址相对应地址相对应 主机的网络物理地址（主机的网络物理地址（MACMAC 地址）。地址）。 解决物理网络地址解决物理网络地址 到到IPIP地址的转换。地址的转换。 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网际层网际层 42 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网络连接测试网络连接测试 接入Internet时，可能由于某种原因网络不通，这时可 以通过网络部件提供的ping命令工具来测试，用以找出故 障原因。 43 Ping回环地址以验证TCP/IP协议已经安装且正确装入。

30、 命令：Ping 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网络连接测试网络连接测试 44 Ping工作站的IP地址以验证工作站是否正确加入，并检验IP地 址是否冲突。 命令：ping工作站IP地址 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网络连接测试网络连接测试 45 Ping默认网关的IP地址，以验证默认网关打开且在运行， 验证是否可以与本地网络通信。 命令：Ping 默认网关IP地址 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网络连接测试网络连接测试 46 Ping 远程网络上主机的IP地址以验证你能通过路

31、由器 进行通信。 命令：Ping远程主机的IP地址 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -网络连接测试网络连接测试 47 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -传输层传输层 负责主机中进程之间的通信，提供可靠传输、流量与差错 控制 。 TCP/IP的运输层提供了两个主要的协议，即传输控制协议 TCP和用户数据报协议UDP。 两协议都基于IP协议之上，其功能是使源主机和目的主 机的对等实体之间可以进行会话。 48 TCP是面向连接的协议。即在数据交换之前，必须先建立连 接。当数据交换结束后，则应终止这个连接。面向连接服务 具有连接建立、数据传输和连

32、接释放这三个阶段。在传送数 据时是按序传送的，提供高可靠性服务。TCP用于一次传输 要交换大量报文的情形，如文件传输等。 UDP是无连接的服务。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，提供高效率服务。UDP用于一次传输交换少量 报文的情形，其可靠性由应用程序保证，如消息通信、视频 传输等。 一般情况下，TCP和UDP共存于一个互连网中，前者提供 高可靠性服务，后者提供高效率服务。 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -传输层传输层 49 运输层端口 从进程通信

33、角度上看，网络通信的最终地址不仅仅是主机地 址，还应包括可以描述进程的某种标识符。为此，TCP/IP提出了 协议端口的概念，以用于标识两个通信的进程。 端口就是在传输层与应用层的层间接口上所设置的一个16位 的地址量，用于指明运输层与应用层之间的服务访问点，端口地 址一般称之为端口号，TCP和UDP各自的端口号相互独立。端口 分成两大类，熟知端口（数值为0255 ）和自由端口。 应用程序FTP TELENETSMTP DNS TFTPHTTP SNMP 熟知端口212325536980161 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -传输层传输层 50 将IP地址和端口号捆

34、绑在一起，用于唯一表示某一主机的某 个进程。 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -传输层传输层 51 3.3 TCP/IP3.3 TCP/IP参考模型参考模型- -应用层应用层 在TCP/IP体系结构中并没有OSI的会话层和 表示层，TCP/IP把它们都归结到应用层。 应用层应用层 传输层传输层 网络接口网络接口 互联层互联层 文件传输：FTP、TFTP、NFS 电子邮件：SMTP、POP3 WWW应用：HTTP 远程登录：Telnet、rlogin 网络管理：SNMP 域名管理：DNS 路由：RIP 52 3.4 OSI3.4 OSI与与TCP/IPTCP/IP对比

35、对比 OSI参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层 数据链路层 物理层 网络层 应用层 传输层 网际层 网络接口层 TCP/IP 资源子网 通信子网 OSI参考模型与参考模型与TCP/IP模型的对照关系模型的对照关系: 都是层次结构模型：协议分层； 都有网络层、传输层和应用层，且它们的功能相似； 都能提供面向连接和无连接的服务； 传输层以上是面向用户应用的，以下各层的面向通信 的； 相同点： 3.4 OSI3.4 OSI与与TCP/IPTCP/IP对比对比 两者所划分的层次数不同，TCP/IP包括4层，而OSI有7 层； TCP/IP中没有表示层和会话层。 TCP/IP没有明确规定通信子网的

36、协议，也不再区分通 信子网中的物理层、数据链路层和网络层。 OSI在网络层和传输层都支持无连接和面向连接的通信 。而TCP/IP在网络层中只提供无连接的服务，在传输 层中支持面向连接和无连接的两种服务。 TCP/IP结构简单，更多地体现了设计与实现，实用性 强；OSI结构严密，理论性强，具有更高的学术价值。 不同点： 3.4 OSI3.4 OSI与与TCP/IPTCP/IP对比对比 TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、传输层、网际层和 网络接口层。 最下面的网络接口层并没有具体内容，仅仅是个接口。 往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点， 采用一种只有五层协议的体系结

37、构 。 说明： 3.4 OSI3.4 OSI与与TCP/IPTCP/IP对比对比 应用层(application layer) 传输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer) 数据链路层 5 应用层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构 计算机 1 向计算机 2 发送数据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 应用进程数据先传送到应用层 加上应用层首部，成为应用层 PDU

38、3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 应用层应用层 PDU 再传送到传输层再传送到传输层 加上传输层加上传输层首部首部，成为传输层，成为传输层报文报文 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 传输层报文再传送到网络层传输层报文再传送到网络层 加上网络层加上网络层首部首部，成为，成为 IP 数据报（或数据报（或分组分组）

39、计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 IP 数据报再传送到数据链路层数据报再传送到数据链路层 加上链路层加上链路层首部首部和和尾部尾部，成为数据链路层，成为数据链路层帧帧 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 数据链路层帧再传送到物理层数据链路层帧再传送到物理层 最下面的物理层把比特

40、流传送到物理介质最下面的物理层把比特流传送到物理介质 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 物理传输介质 计算机 1 AP2 AP1 电信号（或光信号）在物理介质中传播电信号（或光信号）在物理介质中传播 从发送端物理层传送到接收端物理层从发送端物理层传送到接收端物理层 计算机 2 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 物理

41、层接收到比特流，上交给数据链路层物理层接收到比特流，上交给数据链路层 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 数据链路层剥去帧首部和帧尾部数据链路层剥去帧首部和帧尾部 取出数据部分，上交给网络层取出数据部分，上交给网络层 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 网络层剥去首部，取出数据部

42、分网络层剥去首部，取出数据部分 上交给传输层上交给传输层 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 传输层剥去首部，取出数据部分传输层剥去首部，取出数据部分 上交给应用层上交给应用层 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 应用层剥去首部，取出应用程序数据应用层剥去首部，取出应用程序数据

43、上交给应用进程上交给应用进程 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 AP2收到了收到了 AP1 发来的发来的 应用程序数据！应用程序数据！ 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 应 用 程 序 数 据 应用层首部 H5 10100110100101 比 特 流 11010111010

44、1 注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次 应 用 程 序 数 据 H5 应 用 程 序 数 据 H4H5 应 用 程 序 数 据 H3H4H5 应 用 程 序 数 据 H4 传输层首部 H3 网络层首部 H2 链路层 首部 T2 链路层 尾部 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 10100110100101 比 特 流 110101110101 计算机计算机 2 的物理层收到比特流后的物理层收到比特流

45、后 交给数据链路层交给数据链路层 H2T2H3H4H5 应 用 程 序 数 据 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 H3H4H5 应 用 程 序 数 据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 数据链路层剥去帧首部和帧尾部后数据链路层剥去帧首部和帧尾部后 把帧的数据部分交给网络层把帧的数据部分交给网络层 H2T2H3H4H5 应 用 程 序 数 据 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 H4H5 应

46、 用 程 序 数 据 H3H4H5 应 用 程 序 数 据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 网络层剥去分组首部后网络层剥去分组首部后 把分组的数据部分交给传输层把分组的数据部分交给传输层 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 H5 应 用 程 序 数 据 H4H5 应 用 程 序 数 据 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机 1 AP2 AP1 计算机 2 传输层剥去报文首部后传输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层把报文的数据部分交给应用层 计算机 1 向计算机 2 发送数据 3.5 3.5 五层协议体系结构五层协议体系结构- -数据传输过程数据传输过程 应 用 程 序