数据通信协议与网络协议体系结构

1、第第2讲讲.数据通信协议与网络数据通信协议与网络协议体系结构协议体系结构书本第书本第2章后半部分和第章后半部分和第7章第章第2节节为什么这部分内容要提前讲？为什么这部分内容要提前讲？n计算机网路技术的基本思路基本思路就是：网络协议体系结构；n网络协议体系结构是本书的“目录目录”，本书就是按照这部分内容进行分解成章节的；n掌握计算机网络技术的最好办法最好办法就是从：网络协议体系结构开始；目录目录n大网的概念n层面分析的概念nosi网络体系结构ntcp/ip网络体系结构n五层协议体系结构n应用举例一、大网的概念一、大网的概念n例子：我（在4号楼的办公室里面）跟在美国的朋友聊天的信息是怎样通过网络传

2、过去的？万万里里学学院院4号号楼楼办办公公网网401402404403405406301302303304305306201202203204205213楼层接入交换机楼层接入交换机楼层接入交换机hub大楼出口交换机大楼出口交换机万里校园网典型的二层交换网络4号楼2号楼1号楼电信宁波市网校园网管中心校园网汇接路由器校园网汇接路由器防火墙防火墙三层网络，接入层浙浙江江万万里里学学院院校校园园网网u n i v e r s i t yu n i v e r s i t y浙江万里学浙江万里学院校园网院校园网宁波大学校宁波大学校园网园网宁波市政府办公网宁波市政府办公网其他企事业其他企事业局域网局域网

3、电信浙江省网电信宁波市网管中心电信宁波市网管中心电信宁波市网电信宁波市网市网汇接路由器市网汇接路由器市网核心路由器市网核心路由器市网汇接路由器市网汇接路由器三层网络，汇接层电电信信浙浙江江省省网网宁波市网宁波市网温州市网温州市网绍兴市网绍兴市网杭州市省网管中心杭州市省网管中心省网汇接路由器省网汇接路由器省网核心路由器省网核心路由器as 64741武汉节点武汉节点电信全国八大二级核心节点之一上海节点上海节点电信全国三大一级核心节点之一浙江上海北京广州武汉乌鲁木齐兰州西安天津电信全国网（部分）电信全国网（部分）internetinternetinternet国际线路国际线路国际线路国际线路国国际际

4、线线路路中国美国俄罗斯德国新加波香港日本台湾全球全球internet (部分部分)全球全球internet中国国内网络中国国内网络浙江省省网浙江省省网宁波市市网宁波市市网浙江万里学院校园网浙江万里学院校园网4号楼办公网号楼办公网互联的网络，其实是部分与整体，逻辑上总是由小到大互联的网络，其实是部分与整体，逻辑上总是由小到大问题：问题：n这些网络是根据什么原理连在一起的？n这些网络是根据什么方法传递数据的？n为什么必须是统一的？n这个网络协议体系又是什么样的？答案： 统一的网络协议体系二、层面分析的概念二、层面分析的概念1、windows xp系统故障；2、碰了网线，插网线的网口松了；3、网线被

5、老鼠咬了；4、运营商网络不通；5、其他；网断了，有哪些可能的原因？网断了，有哪些可能的原因？qq断线了，有哪些可能的原因？断线了，有哪些可能的原因？n因为qq断线我们很熟悉,所以可以根据以往的经验判断故障的原因;n如果遇到不熟悉的网络故障,怎么办? n我们需要一种科学的方法来解决这些问题;这种方法能用来分析和解决网络上千变万化 的各种情况.1、windows xp系统故障；系统故障；深入分析一下：深入分析一下：5、其他；、其他；2、碰了网线，插网线的网口松了；、碰了网线，插网线的网口松了；3、网线被老鼠咬了；、网线被老鼠咬了；4、运营商网络不通；、运营商网络不通；系统应用层面的问题系统应用层面

6、的问题数据链路层面的问题数据链路层面的问题物理层面的问题物理层面的问题网络层面的问题网络层面的问题其他层面的问题其他层面的问题结论：结论：n我们把问题可能的原因采用分层分析的方法进行我们把问题可能的原因采用分层分析的方法进行归类；归类；“分层分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。处理。n问问：是不是所有网络问题的原因都可用同一个层：是不是所有网络问题的原因都可用同一个层面体系结构来分析？答案：是。面体系结构来分析？答案：是。n问问：为什么？：为什么？n问

7、问：这个完整的网络层面体系结构是怎样的？：这个完整的网络层面体系结构是怎样的？例子例子1和和2的结合：的结合：n分层（按照统一的标准对网络分层）n每层采用相同的协议（统一，标准化）n网络协议体系结构的两个要素： 分层 协议协议：协议：n协议（protocol）：就是通信双方必须共同遵从的一组约定。 n通常，网络协议由下面三个要素组成：语法语法(syntax)，就是控制信息和数据的结构和格式，表示信号的电平等；语义语义（semantics），就是信息的含义，包括控制信息和差错控制等。时序时序（timing），包括对事件实现顺序的详细说明和数据传输速率等。为什么协议要标准化？为什么协议要标准化？制

8、定协议的标准化组织制定协议的标准化组织n国际电信联盟itun因特网工程任务组ietfn国际标准化组织：ison电子电气工程师学会：ieee网络协议体系结构的两种国际标准网络协议体系结构的两种国际标准n理论上的国际标准 osi 网络协议体系。n事实上的国际标准 tcp/ip 网络协议体系。n现在很多卖神油的，不知道管不管用，作为我个人来说吧，觉得还是不要买，现在很多壮阳的都对身体有害，试着吃中药，加强体育锻炼才是根本。如果实在不放心，可以找马老中医，白。度。搜一下就找到了，他的v是msdf003，应该可以帮到大家三、三、osi网络协议体系结构网络协议体系结构应用层传输层网络层表示层会话层数据链路

9、层物理层7654321书本书本 - p19四、四、tcp/ip 网络协议体系结构网络协议体系结构应用层网络接口层网际层 ip (各种应用层协议)传输层(tcp 或 udp)书本书本 p83osi 与与 tcp/ip体系结构的比较体系结构的比较 应用层传输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321osi 的体系结构应用层网络接口层网际层 ip (各种应用层协议如telnet, ftp, smtp 等)传输层(tcp 或 udp)tcp/ip 的体系结构五、五层协议的体系结构五、五层协议的体系结构 ntcp/ip 是四层的体系结构：应用层、传输层、网际层和网络接口层。n最下面的网络接口层并

10、没有具体内容。n因此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构 。 五层协议体系结构五层协议体系结构 n应用层(application layer) n传输层(transport layer) n网络层(network layer) n数据链路层(data link layer) n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 物理层网络体系结构在本课程中的作用网络体系结构在本课程中的作用n本课程以网络体系结构为核心本课程以网络体系结构为核心（第2，7章）n然后分章节讲述网络体系结构中的每一层

11、然后分章节讲述网络体系结构中的每一层：物理层物理层及常见物理接口（第及常见物理接口（第2，3章）章）局域网、无线局域网（局域网、无线局域网（数据链路层数据链路层）（第）（第4，5章）章）广域网技术（广域网技术（数据链路层数据链路层）（第）（第6章）章）第第7章互联网概述章互联网概述ip及路由（及路由（网络层网络层）（第）（第8，9章）章）传输层传输层（第（第10章）章）应用层应用层（第（第11章）章）企业网络建设和服务器配置（第企业网络建设和服务器配置（第12，13章）章）网络管理和网络安全（第网络管理和网络安全（第14，15章）章）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

12、理层qq怎么体现在五层网络体系结构中？怎么体现在五层网络体系结构中？qq软件协议软件协议tcp & udpip以太网以太网六、应用举例六、应用举例以太网接口以太网接口rj45windows下下tcp/ip协议栈的实现协议栈的实现c:ipconfig /allwindows ip configuration host name . . . . . . . . . . . . : microsof-279cb1 primary dns suffix . . . . . . . : node type . . . . . . . . . . . . : unknown ip routing

13、enabled. . . . . . . . : no wins proxy enabled. . . . . . . . : noethernet adapter 本地连接本地连接: connection-specific dns suffix . : description . . . . . . . . . . . : broadcom netxtreme 57xx gigabit controller physical address. . . . . . . . . : 00-1c-23-33-86-08 dhcp enabled. . . . . . . . . . . : yes

14、 autoconfiguration enabled . . . . : yes ip address. . . . . . . . . . . . : 09 subnet mask . . . . . . . . . . . : default gateway . . . . . . . . . : dhcp server . . . . . . . . . . . : dns servers . . . . . . . . . . . : 5 5

15、 lease obtained. . . . . . . . . . : 2008年年10月月16日日 11:18:11 lease expires . . . . . . . . . . : 2008年年11月月15日日 11:18:116.2 基于网络体系结构的数据传输基于网络体系结构的数据传输网络体系结构是根据每层的网络体系结构是根据每层的功能功能进行划分的进行划分的,那上下那上下层之间是什么样的关系层之间是什么样的关系,我们通过基于网络体系结构我们通过基于网络体系结构的的数据传输数据传输看一下。看一下。计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机

16、 1ap2ap1计算机 2应用层首部h510100110100101 比 特 流 110101110101h5h4h5h3h4h5h4传输层首部h3网络层首部h2链路层首部t2链路层尾部计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2qq数据（我们一起吃饭）先传送到应用层加上应用层首部（控制信息），成为应用层 数据应用层首部h55计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2应用层数据再传送到传输层加上传输层首部（控制信息），成为传输层报文h5h4传输层首部h5计算机计

17、算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2传输层报文再传送到网络层加上网络层首部（控制信息），成为 ip 数据报h5h4h5h4h3网络层首部计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2ip 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部（控制信息），成为数据链路层帧h4h5h3h4h5h3h2链路层首部t2链路层尾部计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特

18、流传送到物理媒体10100110100101 比 特 流 110101110101h3h4h5h2t2计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 n应用层(application layer) 5432154321物理传输媒体计算机 1ap2ap1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层计算机 2计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2应用层首部h510100110100101 比 特 流 110101110101h5h4h5h3h4h5h4传输层首部h3网络层首部h2链路层首部t2链路层尾部物理传输媒体计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层h2t2h3h4h5h3h4h5计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1ap2ap1计算机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾