ch3计算机网络体系结构

1、 网络体系结构网络体系结构 物理层协议物理层协议 数据链路层协议数据链路层协议 网络层协议网络层协议 传输层协议传输层协议 高层协议高层协议 基本概念 OSI 模型 TCP/IP模型 协议定义 协议分类 协议三要素 网络体系结构概念 实体 接口 为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织（ISO）于1977年成立了一个专门的机构来研究该问题。不久，他们就提出一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连参考模型OSI/RM（Open Systems Interconnection Reference Model），简称为OSI。为各个厂商的网络软件和硬件产

2、品提供了统一的参考标准，大大推进了计算机网络在全球的推广和标准化进程。后来， OSI成为国际公认的网络体系结构模型。 OSI采用这种层次结构可以带来很多好处。如：（1）各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层间的接口（即界面）所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。这样，整个问题的复杂程度就下降了。（2）灵活性好。当任何一层发生变化时（例如技术的变化），只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。 OSI开放系统互连参考模型将整个网络的通信功能划分成七个层次，每

3、个层次完成不同的功能。这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。 （3）结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。 （4）易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理，因为整个的系统已被分解为若干个相对独立的子系统。 （5）能促进标准化工作，因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。 物理层传输数据的单位是比特。物理层不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体是什么，因为它们的种类非常多，物理层的作用是尽可能的屏蔽这些差异，对它的高层即数据链路层提供统一的服务。所以物理层主要关心的是在连接各种计算机的

4、传输媒体上传输数据的比特流。为了达到这个目的，物理层在设计时涉及的主要问题有： 用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，在接收端如何识别出这是比特“1”而不是比特“0” 确定连接电缆材质、引线的数目及定义、电缆接头的几何尺寸、锁紧装置等 指出一个比特信息占用多长时间 采用什么样的传输方式 初始连接如何建立 当双方结束通信如何拆除连接。 综上所述，物理层提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性。2数据链路层 数据链路层传输数据的单位是帧，数据帧的帧格式中包括的信息有：地址信息部分、控制信息部分、数据部分、校验信息部分。数据链路层的主要作用是通

5、过数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。数据链路层把一条有可能出差错的实际链路，转变成为让网络层向下看起来好象是一条不出差错的链路。为了完成这一任务，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。由于物理层只是接收和发送一串比特流信息而不管其是什么含义。（2）流量控制的问题。在数据链路层还要控制发送方的发送速率必须使接收方来得及接收。当接收方来不及接收时，就必须及时地控制发送方的发送速率，即在数据链路层要解决流量控制的问题。 网络层传送的数据单位是报文分组或包。在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能要经过许多个结点和链路，也可能还要经过好

6、几个路由器所连接的通信子网。网络层的任务就是要选择最佳的路由，使发送站的运输层所传下来的报文能够正确无误地按照目的地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。这就是网络层的路由选择功能。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。 路由选择是广域网和网际网中非常重要的问题，局域网则比较简单，甚至可以不需要路由选择功能。路由选择的定义是根据一定的原则和算法在传输通路上选出一条通向目的结点的最佳路径，一个好的路由选择应有以下特点： 3网络层l信息传送所用时间最短、使网络负载均衡、通信量均匀、代价最小、最快。l路由

7、选择算法应简单易实现，不致因拓扑的变化，影 响报文正常到达目的结点。 l这里要强调指出，网络层中的“网络”二字，已不是我们通常谈到的网络的概念，而是在计算机网络体系结构模型中的专用名词。l另外在网络层还要解决拥塞控制问题。在计算机网络中的链路容量、交换结点中的缓冲区和处理机等，都是网络资源。在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。这种情况叫拥塞。网络层也要避免这种现象的出现。4运输层 OSI所定义的运输层正好是七层的中间一层，是通信子网（下面3层）和资源子网（上面3层）的分界线，它屏蔽通信子网的不同，使高层用户感觉不到通信子网的存在。它完成资源子

8、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。运输层信息的传送单位是报文。运输层的基本功能是从会话层接收数据报文，并且在当所发送的报文较长时，在运输层先要把它分割成若干个报文分组，然后再交给它的下一层（即网络层）进行传输。另外，这一层还负责报文错误的确认和恢复，以确保信息的可靠传递。 运输层在高层用户请求建立一条传输的虚拟连接时，通过网络层在通信子网中建立一条独立的网络连接，但如果高层用户要求比较高的吞吐量时，运输层也可以同时建立多条网络连接来维持一条传输连接请求，这种技术叫“分流技术”。有时为了节省费用，对速度要求不是很高的高层用户请求，运输层也可以将多个传输通信合用一条通信子网

9、的网络连接。这种技术叫“复用技术”。 运输层除了有以上功能和作用外，它还要处理端到端的差错控制和流量控制的问题。 会话层允许不同机器上的用户建立会话关系，目的是完成正常的数据交换，并提供了对某些应用的增强服务会话，也可被用于远程登录到分时系统或在两个机器间传递文件。会话层对高层提供的服务主要是“管理会话”。一般，两个用户要进行会话，首先双方都有必须接受对方，以保证双方有权参加会话；其次是会话双方要确定通信方式，即会话允许信息同时双向传输或任一时刻仅能单向传输，若是后者，会话层将记录此刻由哪一个用户进程来发送数据，为了保证单向传输的正确性，即在某一个时刻仅能一方发送，会话层提供了令牌管理，令牌可

10、以在双方之间交换，只有持有令牌的一方才可以执行发送报文这样的操作。会话层提供的另一种服务叫“同步服务”。综上所述，会话层的主要功能归结为：允许在不同主机上的各种进程间进行会话。5会话层6表示层 在计算机与计算机之间进行数据交换时，并非是随机的交换数据比特流，而是交换一些有具体意义的数据信息，这些数据信息有一定的表示格式，例如表示人名用字符型数据，表示货币数量用浮点数数据等等。那么不同的计算机可能采用不同的编码方法来表示这些数据类型和数据结构，为让采用不同编码方法的计算机能够进行交互通信，能相互理解所交换数据的值，可以采用抽象的标准法来定义数据结构，并采用标准的编码形式。表示层管理这些抽象数据结

11、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，也即表示层关心的是数据传送的语义和语法两个方面的内容。但其仅完成语法的处理，而语义的处理是由应用层来完成的。表示层的另一功能是数据的加密和解密，为了防止数据在通信子网中传输时敌意的窃听和篡改，发送方的表示层将要传送的报文进行加密后再传输，接收方的表示层在收到密文后，对其进行解密，把解密后还原成的原始报文传送给应用层。表示层所提供的功能还有文本的压缩功能，文本压缩的目的是为了把文本非常大的数据量利用压缩技术使其数据量尽可能的减小，以满足一般通信带宽的要求，提高线路利用率，从而节省经费。综上所述，表示层是为上层提供共同需要数据或信息语法的表示

12、变换。 7应用层 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，为网络用户之间的通信提供专用的程序。OSI的7层协议从功能划分来看，下面6层主要解决支持网络服务功能所需要的通信和表示问题，应用层则提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。应用层的一个主要解决是虚拟终端的问题。大家都知道世界上有上百种互不兼容的终端，要把它们组装成网络，即让一个厂家的主机与另一个厂家的终端通信，就不得不在主机方设计一个专用的软件包，以实现异种机、终端的连接。如果一个网络中有N种不同类型的终端和M种不同类型的主机，为实现它们之间的交互通信，要求每一台主机都得为每一种终端设计一个专用的软件

13、包，最坏情况下，需要配置M x N个专用的软件包，显然这种方法实现起来很困难，为此，可采用建立一个统一的终端协议方法，使所有不同类型的终端都能通过这种终端协议与网络主机互连。这种终端协议就称为虚拟终端协议。 应用层的另一个功能是文件传输协议FTP。计算机网络中各计算机都有自己的文件管理系统，由于各台机器的字长、字符集、编码等存在着差异，文件的组织和数据表示又因机器而各不相同，这就给数据、文件在计算机之间的传送带来不便，有必要在全网范围内建立一个公用的文件传送规则，即文件传送协议。应用层还有电子邮件的功能，电子邮件系统是用电子方式代替邮局进行传递信件的系统。信件泛指文字、数字、语音、图形等各种信

14、息，利用电子手段将其由一处传递至另一处或多处。层层 次次功功 能能7. 应用层提供电子邮件、文件传输等用户服务6. 表示层转换数据格式，数据加密和解密5. 会话层通信同步错误恢复和事务操作4. 运输层网络决策实现分组和重新组装3. 网络层路由选择计费信息管理2. 数据链路层错误检测和校正，组帧1. 物理层数据的物理传输 造成OSI协议不能流行的原因之一是模型与协议自身的缺陷。大多数人都认为OSI参考模型的层次数量与内容可能是最佳的选择，其实并不是这样的。会话层在大多数应用中很少用到，表示层几乎是空的。在数据链路层与网络层有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能。OSI参考模型对“服务”与“协议

15、”的定义结合起来，使得参考模型变得格外复杂，将它实现起来是困难的。同时，寻址、流控与差错控制在每一层里都有重复出现，必然要降低系统效率。虚拟终端协议最初安排在表示层，现在安排在应用层。关于数据安全性、加密与网络管理等方面的问题也在参考模型的设计初期被忽略了。有人批评参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，很多选择不适合于计算机与软件的工作方式。很多“原语”在软件的很多高级语言实现起来是容易的，但严格按照层次模型编程的软件效率很低。TCP/IP参考模型与协议的缺陷： 首先，它在服务、接口与协议的区别上就不清楚。一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开来，TCP/IP恰恰没有很好地做到这点，这就

16、使得TCP/IP参考模型对于使用新技术的指导意义是不够的。TCP/IP参考模型不适合于其他非TCP/IP协议族。 其次，TCP/IP的主机网络本身并不是实际的一层，它定义了网络层与数据链路层的接口。物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，一个好的参考模型应该将它们区分开来，而TCP/IP参考模型却没有做到这点。 功能 物理层协议及特性 常用的物理层标准 接收数据链路层的数据帧，执行物理层协议，在两个通信设备间建立连接，保证正确地利用传输介质进行数据传输。 OSI对物理层的定义 物理层连接各种通信设备的传输介质并传输数据比特流，传输介质是指用于连接通信设备的具体传输介质 。由于现有的计算机网络中

17、存在很多不同的传输介质，而且通信手段也不尽相同，因此，物理层在连接上的作用是尽可能适应这些差异，使数据链路层察觉不到这些差异，这样就可以使数据链路层不必考虑网络中使用的具体的传输介质。 机械特性 电气特性 功能特性 规程特性 EIA-232-E 接口标准 RS-449接口标准 X.21建议书 功能 高级数据链路控制协议 点对点协议主要功能主要功能n成帧：帧的封装、拆装和同步；成帧：帧的封装、拆装和同步；n流量控制流量控制 ；n差错控制差错控制 ；n链路管理链路管理: :即数据链路的建立、维护和释放；即数据链路的建立、维护和释放； 带填充字符的首尾字符定界法带填充字符的首尾字符定界法 带位填充的

18、首尾标记定界法带位填充的首尾标记定界法 用特殊的字符作为帧头和帧尾用特殊的字符作为帧头和帧尾起始字符起始字符 DLE STX，结束字符结束字符DLE ETX如果接收方丢失了帧信息，那么该如何重新确定如果接收方丢失了帧信息，那么该如何重新确定帧边界呢帧边界呢?透明传输策略：当数据中含有透明传输策略：当数据中含有DLE时，在时，在DLE前前面加上面加上DLE帧尾帧尾SYN SYN DLE STX A DLE DLE B DLE DLE C DLE ETX帧首帧首同步字符同步字符数据数据传输帧传输帧填充字符填充字符帧的起始和结束都用一个特殊的位串帧的起始和结束都用一个特殊的位串“01111110”，

19、称为标记（，称为标记（flag）。）。在面向二进制位的同步串型通信中常使用带位在面向二进制位的同步串型通信中常使用带位填充的首尾标志格式，如填充的首尾标志格式，如HDLC 。透明传输策略：透明传输策略：“0”插入法插入法 帧首帧首数据数据帧尾帧尾011111100111111001111101101111100填充位填充位 “0”比特插入删除技术比特插入删除技术流量控制流量控制（Flow Control）规定了对帧进行规定了对帧进行发送和跟踪的方法，以及该站点如何进行错误发送和跟踪的方法，以及该站点如何进行错误控制。流量控制协议确保所有的相关帧能够精控制。流量控制协议确保所有的相关帧能够精确和

20、有序地到达目的地。确和有序地到达目的地。典型情况下，流量控制是发送方、接收方某些典型情况下，流量控制是发送方、接收方某些连续层次的多个实体交互作用的结果连续层次的多个实体交互作用的结果.作用是对作用是对发送端的发送速率和接收端的接收速率进行控发送端的发送速率和接收端的接收速率进行控制，使收发两端协调一致，以免发送过快，使制，使收发两端协调一致，以免发送过快，使得接收端来不及处理而丢失数据。得接收端来不及处理而丢失数据。 吞吐量 拥塞 死锁 防止拥塞状态的出现、避免死锁、合理分配网络资源。 分为全局网络流量控制和点对点网络流量控制，数据链路层研究后者。 （1）从主机取一个数据帧；）从主机取一个数

21、据帧； （2）将数据帧送到数据链路层的发送缓存；）将数据帧送到数据链路层的发送缓存； （3）将发送缓存中的数据帧发送出去；）将发送缓存中的数据帧发送出去； （4）等待；）等待； （5）若收到由接收结点发过来的确认信息，）若收到由接收结点发过来的确认信息，则从主机取一个新的数据帧，然后转到（则从主机取一个新的数据帧，然后转到（2）。）。停止等待协议停止等待协议 在接收结点： （1）等待； （2）若收到由发送结点发过来的数据帧， 则将其放入数据链路层的接收缓存； （3）将接收缓存中的数据帧上交主机； （4）向发送结点发一确认信息，表示数据帧已经上交给主机； （5）转到(1)。图（图（a）画出了刚开

22、始发送时的情况。这时，在扇形的画出了刚开始发送时的情况。这时，在扇形的发送窗口内共有发送窗口内共有5个序号，从个序号，从0号到号到4号，具有这些序号号，具有这些序号的数据帧就是发送端现在可以发送的帧。若发送端发完的数据帧就是发送端现在可以发送的帧。若发送端发完了这了这5个帧仍未收到确认信息，由于发送窗口已填满，个帧仍未收到确认信息，由于发送窗口已填满，就必须停止发送而进入等待状态。当就必须停止发送而进入等待状态。当0号帧的确认信息号帧的确认信息ACK收到后，发送窗口就沿顺时针方向旋转收到后，发送窗口就沿顺时针方向旋转1个号，使个号，使窗口后沿再次与一个未被确认的帧号相邻（如图（窗口后沿再次与一

23、个未被确认的帧号相邻（如图（b）所示）。由于这时所示）。由于这时5号帧的位置已经落入发送窗口之内，号帧的位置已经落入发送窗口之内，因此，发送端现在就可以发送这个因此，发送端现在就可以发送这个5号帧。设以后又有号帧。设以后又有1至至3号帧的确认帧到达发送端，于是发送窗口再沿顺时号帧的确认帧到达发送端，于是发送窗口再沿顺时针方向向前旋转针方向向前旋转3个号（如图（个号（如图（c）所示），相应地发送所示），相应地发送端可以继续发送的数据帧的发送序号是端可以继续发送的数据帧的发送序号是6号、号、7号和号和0号。号。0123456701234567WS前沿01234567后沿WS=5（a）允许发送04号

24、帧WS（b）允许发送15号帧（c）允许发送40号帧发送窗口发送窗口Ws 流量控制图流量控制图 图（a）表示一开始接收窗口处于0号帧处，接收端准备接收0号帧。0号帧一旦收到，接收窗口就沿顺时针方向向前旋转1个号（图（b），准备接收1号帧，同时向发送端发送对0号帧的确认信息。 当陆续收到1号、2号和3号帧时，接收窗口的位置应如图（c）所示的那样。0123456701234567WR前沿01234567后沿WR=1（a）准备接收0号帧（b）准备接收1号帧（c）准备接收4号帧WR接收窗口接收窗口WR的意义的意义差错控制一般采用反馈重发方法来纠正。停等协议、连续工作方式 是发送端和接收端之间交换控制信息

25、，来建立、维护和释放数据链路。 四种原语。v任何链路层协议均可由链路建立、数据传输和链任何链路层协议均可由链路建立、数据传输和链路拆除三部分组成。路拆除三部分组成。vBSCBSC协议用协议用ASCIIASCII和和EBCDICEBCDIC字符集定义的传输控制字符集定义的传输控制字符来实现相应的功能。字符来实现相应的功能。（1 1）BSCBSC控制字符控制字符v数据报文数据报文: :报头、文本。报头、文本。v停等方式传送停等方式传送 v数据块格式数据块格式（2 2）BSCBSC数据报文数据报文v监控报文有如下四种：监控报文有如下四种： 1 1、肯定确认和选择响应，如图（、肯定确认和选择响应，如图

26、（a a）所示；所示；2 2、否定确认和选择响应，如图（、否定确认和选择响应，如图（b b）所示；所示；3 3、轮询、轮询/ /选择请求，如图（选择请求，如图（c c）所示；所示；4 4、拆链，如图（、拆链，如图（d d）所示。所示。 （3 3）BSCBSC监控报文监控报文v高级数据链路控制（高级数据链路控制（HDLC- High-level HDLC- High-level Data Link ControlData Link Control）是由国际标准化组织是由国际标准化组织ISOISO于于19761976年提出制定的面向位的有序链路年提出制定的面向位的有序链路级协议。级协议。HDLCH

27、DLC相关系列协议关系如下：相关系列协议关系如下： nIBMIBM的的SNASNA使用同步数据链路控制协议使用同步数据链路控制协议SDLCSDLCnANSIANSI修改修改SDLCSDLC，提出高级数据通信控制过程提出高级数据通信控制过程ADCCPADCCPnISOISO修改修改SDLCSDLC，提出高级数据链路控制协议提出高级数据链路控制协议HDLCHDLCnCCITTCCITT修改修改HDLCHDLC，提出链路访问过程提出链路访问过程LAPLAP（作为作为X.25X.25网络接口标准的一部分，后来改为网络接口标准的一部分，后来改为LAPBLAPB。 v主要功能目标：主要功能目标： 1 1、

28、保证发射的数位流具有透明性；、保证发射的数位流具有透明性；2 2、确定发送帧的格式及帧内段的含义；、确定发送帧的格式及帧内段的含义；3 3、实现链路上站之间的协调，保证有序交换。、实现链路上站之间的协调，保证有序交换。 vHDLCHDLC适用于多种适用于多种链接形式链接形式：计算机：计算机 计算机计算机 计算机计算机 终端终端 终端终端 终端终端 v数据站（数据站（stationstation）由计算机和终端组成，负责发由计算机和终端组成，负责发送和接收帧。送和接收帧。vHDLCHDLC涉及三种类型的站：涉及三种类型的站：1 1、主站主站：主要功能是发送命令，接收响应，负责主要功能是发送命令，

29、接收响应，负责整个链路的控制，发出的帧为命令；整个链路的控制，发出的帧为命令；2 2、次站次站：主要功能是接收命令，发送响应，配合主要功能是接收命令，发送响应，配合主站完成链路控制，受主站控制，发出的帧为响应；主站完成链路控制，受主站控制，发出的帧为响应；3 3、组合站组合站：同时具有主、次站功能，并负责整个同时具有主、次站功能，并负责整个链路的控制。链路的控制。（1 1）HDLCHDLC的操作方式的操作方式 HDLCHDLC适用的链路构型适用的链路构型 2 2、平衡型、平衡型1 1、非平衡型、非平衡型对称结构对称结构平衡结构平衡结构点对点式非平衡点对点式非平衡型链路结构型链路结构点对多点式点

30、对多点式HDLCHDLC基本操作模式：基本操作模式：（2 2）HDLCHDLC的帧结构的帧结构vHDLCHDLC的帧格式，由标志、地址、控制、信息和帧的帧格式，由标志、地址、控制、信息和帧检验序列（检验序列（FCSFCS）等段构成。等段构成。 （1）帧校验序列（FCS，Frame Check Sequence）字段共16bit。 （2）地址字段A为8bit。在使用非平衡配置方式传输数据时，地址字段一般写入次站的地址，但在平衡方式时，地址字段总是填入应答站的地址。 （3）控制字段C共8bit，是最复杂的字段。根据其前面两个比特取值的不同，可将HDLC数据帧划分为三大类，即信息帧I（Informa

31、tion）、监督帧S（Supervisory）和无编号帧U（Unnumbered）。v 1 1、信息帧（、信息帧（InformationInformation）；）；v 2 2、监控帧（、监控帧（SupervisorySupervisory）；）；v 3 3、无编号帧（、无编号帧（U U帧）帧）（3 3）HDLCHDLC帧的类型帧的类型vHDLCHDLC的三种站、两种构型、三种操作模式，以及的三种站、两种构型、三种操作模式，以及规程元素中定义的各种帧的各种组合产生多种链路规程元素中定义的各种帧的各种组合产生多种链路层协议。层协议。vHDLCHDLC定义了选择构成链路层协议的良序结构：定义了选择

32、构成链路层协议的良序结构：1 1、选择站构型；、选择站构型；2 2、基本操作模式；、基本操作模式；3 3、基本帧种类；、基本帧种类；4 4、1414种任选功能；种任选功能；（4 4）HDLCHDLC链路层协议构成链路层协议构成两种数据链路层协议比较两种数据链路层协议比较 ISP是一个能够提供用户拨号入网的是一个能够提供用户拨号入网的经营机构。经营机构。v SLIPSLIP是专门设计用来在串行数据线路上传送是专门设计用来在串行数据线路上传送IPIP分分组的。将串行线上的组的。将串行线上的IPIP分组包装成帧，用开头的和分组包装成帧，用开头的和末尾的端字符（十六进制末尾的端字符（十六进制C0C0）

33、包裹包裹IPIP分组。不提供分组。不提供寻址机制，无分组类型识别，无错误检测和纠正。寻址机制，无分组类型识别，无错误检测和纠正。（1 1）串行线路互连网协议）串行线路互连网协议SLIP SLIP 标志标志7 7E E地址地址FFFF控制控制03协议协议信信 息息IP数据报数据报帧校验帧校验FCS标志标志7E字节字节1 11 11 12 22 21 1小于小于15001500字节字节图图4.23 PPP的帧格式的帧格式标志：标志：0111111001111110。地址：地址：1111111111111111。控制段：控制段：缺省缺省值是值是0000001100000011，表示一个无编号帧。，表

34、示一个无编号帧。协议段：协议段：说明说明在载荷段中的分组种类。载荷段长度是可变的。在载荷段中的分组种类。载荷段长度是可变的。（2 2）点到点的协议）点到点的协议PPPPPP1 1、成帧：成帧：明确地定界一个帧的结束明确地定界一个帧的结束 和下一个帧和下一个帧的开始，也允许进行错误检测。的开始，也允许进行错误检测。2 2、链路控制协议（、链路控制协议（LCPLCP）：）：负责线路建立、测试负责线路建立、测试和选项协商，并在它们不再被需要时稳妥地释放和选项协商，并在它们不再被需要时稳妥地释放 3 3、协商网络层选项：对于所支持的每一个网络、协商网络层选项：对于所支持的每一个网络层协议都有一个不同的

35、网络控制协议（层协议都有一个不同的网络控制协议（NCPNCP），），用用来建立和配置不同的网络层协议。来建立和配置不同的网络层协议。PPPPPP允许使用多允许使用多个网络层协议。个网络层协议。（2 2）点到点的协议）点到点的协议PPPPPPPPPPPP状态图：状态图： 功能和提供的服务 拥塞控制 网络层路由算法 路由选择和中继功能。 对数据传输过程实施流量控制、差错控制、拥塞控制、多路复用。 对于非正常情况的恢复处理，如网络逻辑连接的重新设置、复位等。 虚电路（面向连接服务 ） 数据报（无连接服务 ）连接是指两个对等实体之间为进行数据通信而进行的一种结合。面向连接服务就是在数据交换之前，必须先

36、建立连接，当数据交换结束后，则应该终止这个连接。通常面向连接服务是一种可靠的报文序列服务，在建立连接之后，每个用户都可以发送可变长度的报文，这些报文按顺序发送给远端的用户，报文的接收也是按顺序的。 由于面向连接服务和线路交换的许多特性相似，因此面向连接服务在网络层中又称为虚电路服务。 （1）数据报（Datagram）：特点是发完了就算，而不需要接收端做任何响应。 （2）证实交付（Confirmed Delivery）：是一种可靠的数据报服务。 （3）请求回答（Request Reply）：这种类型的数据报服务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。 返回本节返回本节虚电路与存储

37、转发这一概念相联系。当我们在采用线路交换的电话网上打电话时，在通话期间，我们自始至终地占用一条端到端的物理线路。但我们占用一条虚电路进行计算机通信时，由于采用的是存储转发分组交换，所以只是断续地占用一段又一段的链路，感觉好像是占用了一条端到端的物理线路。 数据报服务则不同，由于数据报服务没有建立虚电路的过程，而每一个发出的分组都携带了完整的目的站的地址信息，因而每一个分组都可以独立地选择路由。 下表归纳了虚电路服务与数据报服务的一些主要区别。 虚电路与数据报的对比虚电路与数据报的对比 造成拥塞的原因： （1）网络内的通信业务量过负荷。 （2）网络内存在“瓶颈”。 许可证法（只能防止全网的拥塞，

38、不能解 决局部） 结构化缓冲池法（防止局部） 抑制分组法 预留缓冲区 重新启动（人为干预） 静态：最短路径算法、扩散式路由选择算法、随机式路由 选择算法 动态：分布式路由选择算法、集中式路由选择算法 路由算法的要求静态路由由网络管理员手工配置的 缺省路由手工配置动态的获得 动态路由由路由选择协议动态交换路由信息得到可以根据网络的拓扑变化动态更新 100 V0 v5 30 60 V1 10 10 v4 5 20 v2 50 v3终点i=1i=2i=3i=4i=5v1V2 10(v0,v2)V3 60(v0,v2,v3) 50(v0,v4,v3)V4 30(v0,v4) 30(v0,v4)V5 1

39、00(v0,v5) 100(v0,v5) 90(v0,v4,v5)60(v0,v4,v3,v5)Vjv2v4v3v5Sv0,v2v0,v2,v4v0,v2,v3,v4v0,v2,v3,v4,v5 原理原理：源结点把分组发送给每个相邻结点，每个中继结点接收到分组后分别转发给除输入链路之外的其他相邻结点。这样，同一个分组就会迅速传遍到网络的各个结点上去，总有一个分组会最先到达目的结点。目的结点只接收最先到达的分组，而丢弃以后再传来的同一分组。 缺点：缺点：使每个结点都收到大量的重复分组。此算法并不是很实用，但对某些实际情况有用。 基本思想：让中继结点随机地选择一条输出链路转发分组，所以分组到达目的

40、结点的时间延迟不确定，而且有可能不能到达目的结点。为了防止分组在网络中长期漫游，可在分组头中增设计数器，超值则丢弃该分组。 网络中的每一个结点定时地与其相邻结点交换路由选择信息来修改自己的路由选择表。 假设表中是以分组延迟时间为基本单位，与其相邻结点的延迟时间的测量方法是靠回应分组传给相邻结点，收到后在分组中填上收到的时间并立即回送，这样由回收到的时间减去分组中填上的时间就是相邻结点之间初始传送延迟时间。 其余相邻的结点可由经过的链路数估计一个初值。 路由控制中心 可以反映全网信息的走向和变化。 功能和服务 协议类型 协议机制 传输层的作用是从端到端经网络透明地传送报文，完成端到端通信链路的建立、维护和管理。所谓端到端就是从进程到进程。传输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节，使高层用户看不见实现通信功能的物理链路是什么，看不见数据链路采用什么控制规程，也看不见下面到底有几个子网以及这些子网是怎样互连起来的。起到承上启下的作用，是整个网络体系结构中的关键部分。 功能是建立双方通信进程之间的虚连接。 服务是保证源主机和目标主机透明可靠地传输报文。或者说，传输层向会话层提供可靠的端到端的服务，实质是