第二章-计算机网络体系结构

1、计算机网络第二章 网络体系结构与协议讲课人：董学超网络体系结构新课导入人类的沟通方式越来越来越多，写信、电报、有线电话、手机等等，都有特定的规则计算机网络通信也是一种从无到有的通信方式，也需要科学家严格制定一套通信规则。网络体系结构教学目标掌握协议的概念掌握协议三要素及其功能理解协议分层的意义教学重点协议的组成要素和功能教学难点协议的概念网络体系结构教学过程一、协议1、定义：协议是指为网络中两台通信设备之间管理数据交换而建立的一整套规则、标准、约定。网络体系结构教学过程一、协议2、协议三要素及功能：任何一种通信协议都包括三个组成部分：语法、语义和定时网络体系结构教学过程一、协议2、协议三要素及

2、功能：任何一种通信协议都包括三个组成部分：语法、语义和定时语法：规定数据与控制信息的结构和格式。例如：计算机通信只能是0和1，不能是其它数字；就像各小组设定的动作只能用手势不能说话，这就是信息格式，即语法。网络体系结构教学过程一、协议2、协议组成及功能：任何一种通信协议都包括三个组成部分：语法、语义和定时语法：规定数据与控制信息的结构和格式语义：规定通信双方发出信息，动作的含义例如：计算机网络通信的二进制串每一部分的含义是不一样的，就像各组设定的手势含义也是不一样的，这就是语义。 网络体系结构教学过程一、协议2、协议组成及功能：任何一种通信协议都包括三个组成部分：语法、语义和定时语法：规定数据

3、与控制信息的结构和格式语义：规定通信双方发出信息，动作的含义定时：规定事件的实现顺序例如：计算机网络通信数据应答关系具有一定的顺序，就好像各小组规定的各个动作是在对方做出某个动作后才做出相应的反应，这种相应顺序就是定时。 网络体系结构教学过程一、协议2、协议组成及功能：任何一种通信协议都包括三个组成部分：语法、语义和定时语法：规定数据与控制信息的结构和格式语义：规定通信双方发出信息，动作的含义定时：规定事件的实现顺序网络体系结构教学过程一、协议2、协议组成及功能：任何一种通信协议都包括三个组成部分：语法、语义和定时语法：格式语义：含义定时：顺序网络体系结构教学过程二、协议的分层A老板今晚想请B

4、老板吃饭A秘书按老板的意思写好请柬A勤务员负责送达B老板得到消息B秘书阅读请柬内容，告知B老板B勤务员收信交给秘书网络体系结构教学过程二、协议分层网络体系结构教学过程二、协议分层分层的优点 各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务，经及本层向上层所提供的服务即可，能真正做到各司其职。 有利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。 易于实现标准化。网络体系结构教学过程二、协议分层分层的原则1）每一个节点都具有相同的分层结构2）每一层协议相同，功能明确3）同一节点不能跨层通信；不同节点对等层（除最底层）不能直接通信4）层次不能太多，也不能太少网络体

5、系结构知识小结1、协议：网络通信的规则2、三要素：语法即数据格式；意义即数据含义；定时即应答顺序网络体系结构课后作业1、计算机网络协议的定义2、网络三要素及功能3、课后题一、1、二、2、3三、6网络体系结构知识回顾1、协议2、三要素网络体系结构教学目标掌握体系结构的概念掌握OSI参考模型的定义了解OSI参考模型中的术语教学重点 OSI参考模型教学难点体系结构的概念网络体系结构教学过程一、网络体系结构层和协议的集合称为网络体系结构提出问题：网络通信过程的分层操作使各公司产生了共识，于是，他们纷纷推出自己的网络体系结构，其中以IBM公司的SNA和DEC公司的数字网络体系结构（DNA）最为著名，但他

6、们都着眼于公司内部网络的链接，不同厂商的网络系统则不能通信。所以需要提出一个统一的标准，让大家都来遵守。网络体系结构教学过程二、OSI参考模型1、定义为了解决不同体系结构网络的互联问题,国际标准化组织ISO(注意不要与OSI搞混）于1981年制定了开放系统互连参考模型 ，被称为OSI参考模型，英文简称OSI/RM“开放”是指任何两个遵守OSI/RM的系统都可以进行互联，当一系统能按OSI/RM与另一个系统通信时，称为开放系统。 OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法，而是描述了一些概念 。即OSI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概念性框架。 网络体系结构教学过程二、OS

7、I参考模型2、各层名称及顺序七子真言：物数网传会表应物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层通信介质（物理媒体）开放系统A开放系统B应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议OSI参考模型教学过程二、OSI参考模型2、各层名称及顺序第七层：应用层第六层：表示层第五层：会话层第四层：传输层第三层：网络层第二层：数据链路层第一层：物理层资源子网通信子网衔接网络体系结构教学过程二、OSI参考模型2、各层名称及顺序七子真言：物数网传会表应网络体系结构教学过程二、OSI参考模型3、OSI参考模型的特点1）每层的对应实体之间都通过各自的协议进行通信2）各个

8、计算机系统都有相同的层次结构3）不同系统的相应层次具有相同的功能4）同一计算机的各层次之间通过接口联系5）相邻的两层之间，下层为上层提供服务，上层使用下层提供的服务。网络体系结构教学过程三、 OSI参考模型的术语 1、源和目标源：通信过程中，数据的发送方目标：通信过程中，数据的接收方 2、实体和对等实体实体：每一层中活跃的元素，即实现该层功能的软件或硬件对等实体：又叫同层实体，在不同计算机上同一层的实体网络体系结构教学过程三、 OSI参考模型的术语3、服务、接口、协议服务：每一层为上一层提供的功能接口：同一节点内相邻层之间交换信息的连接点，底层通过接口向高层提供服务。协议：同层实体交换数据的规

9、则网络体系结构新课导入OSI参考模型的提出旨在解决不同厂商通信的固有问题，它并不是一个真实的产品，只是一个概念性的设想，但这种设想对计算机网络的发展起到了重要的知指导意义。网络体系结构教学目标了解物理层的概念掌握物理层的功能掌握物理层的功能教学重点 物理层功能教学难点物理层的概念网络体系结构新课导入OSI参考模型的提出旨在解决不同厂商通信的固有问题，它并不是一个真实的产品，只是一个概念性的设想，但这种设想对计算机网络的发展起到了重要的知指导意义。网络体系结构新课讲授一、物理层的概念并不是指具体的设备或传输介质，而是为实现物理上系统互联及信息传输做的相关规定。1、最基础的一层、纯硬件层。2、传输

10、的数据单位是比特。3、为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。4、网络连接设备主要有：中继器、光纤收发器。网络体系结构新课讲授二、物理层的主要功能设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。1、建立物理连接2、传输数据网络体系结构新课讲授三、通信接口与传输媒体的物理特性通信设备主要包括：通信终端设备(DTE)和数据电路端接设备(DCE)1、机械特性规定物理连接使用的连接器形状、尺寸、针脚数、排列情况2、电气特性规定物理信道上传输比特流时信号电平的大小、编码、阻抗、传输速率、距离限制等。3、功能特性规定物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。4、规程特性规定各信

11、号线的工作规则和时序。网络体系结构新课讲授三、物理层常见协议1、RS-232/C/D2、V.243、RS4494、X.21网络体系结构教学目标了解数据链路层的概念掌握数据链路层的功能掌握数据链路层的功能教学重点 数据链路层的功能教学难点数据链路层的概念网络体系结构教学过程一、数据链路层概述将物理层的原始比特流打包成帧，建立一条可靠的数据传输通道，在计算机之间无差错的传递。其主要目的是将一条原始的，有差错的物理线路变成对网络层无差错的数据链路。网络体系结构教学过程二、数据链路层的主要功能数据链路层提供在相邻两节点间进行数据块可靠传输的功能，就是利用物理层所建立的链路，将数据从一个节点传至下一个节

12、点 链路管理 帧同步 流量控制 差错控制 透明传输 寻址计算机网络体系结构教学过程二、数据链路层的主要功能1、链路管理：即数据链路层连接的建立、维持和释放数据链路层提供在相邻两节点间进行数据块可靠传输的功能，就是利用物理层所建立的链路，将报文从一个节点传至下一个节点 计算机网络体系结构教学过程二、数据链路层的主要功能2、帧同步：接收方能分辨出收到的比特流中帧的开始和结束。下面以以太网为例，了解下以太网帧格式，其中帧定界符能是接收方准确区分出一帧的开始和结束，就是帧同步。前导码帧开始符 目标mac地址源mac地址类型帧数据帧校验7166246-15004用于帧同步指明下字节为目标地址目标节点地址

13、源节点地址帧中数据的协议类型 高层的数据，网络层协议数据单元用于差错控制计算机网络体系结构教学过程二、数据链路层的主要功能3、寻址：数据帧在网络中传输时，需要标识出发送节点和接收节点的节点地址。所谓节点地址就是我们常说的做物理地址、mac地址、硬件地址、网卡地址。它是网卡出厂时分配的全球唯一的硬件编号，有48位二进制组成，通常用十六进制书写，由“-”分为6份00-06-1B-E3-90-60前24位是供应商标识，后24位是供应商为网卡分配的唯一编号。数据链路层将包含了源节点和目标节点的MAC地址加入到帧头部的控制信息里。计算机网络体系结构教学过程二、数据链路层的主要功能4、流量控制：发送方发送

14、数据的速率必须是接收方来得及接收。当接收方来不及接收时，就必须及时控制发送方发送数据的速率。常见的流量控制法是滑动窗口协议计算机网络体系结构教学过程二、数据链路层的主要功能5、差错控制：保证所有的帧最中能够按照正确的顺序交付给目的机。帧在传输过程中可能出现差错，如错位、丢帧、重复、失序等等，数据链路层可以根据一些侦错机制检测出是否出错，但不能检查出哪错了，所以要求发送方对出错帧进行从发。接收方在正确受到帧后向发送方发回确认控制帧，否则发回否定控制帧；如果帧完全丢失，则引入计时器，在规定时间内接收方没有收到帧或发送方没有收到确认帧，则发送方重新发送。计算机网络体系结构教学过程三、数据链路层设备网

15、卡、网桥（桥接器）、二层交换机。计算机网络体系结构教学过程四、数据链路层服务类型1、 下层向上层提供的服务有两种类型面向连接：类似于电话系统，通信分为建立连接、使用通信、终止连接，信息的发送和送达顺序一致。面向无连接：类似于邮政系统，每个报文带有完整的地址，发送时不需要事先通知对方，信息的发送与送达顺序不一定一致2、服务根据其质量特性又分为可靠和不可靠。可靠的服务需要接受方在收到信息后向发送方反馈确认信息。不可靠的无连接服务叫做数据报服务，犹如电报。可靠的无连接服务称为有确认的数据报服务，犹如回执挂号信。计算机网络体系结构教学过程五、数据链路层协议1、协议分类：面向字符型和面向比特型面向字符：

16、使用非打印字符作为帧分界符面向比特：使用特殊二进制串作为分界符，例如：使用01111110表示帧的开始和结束，所以要求帧中不允许再出现类似的二进制串，当发送方出现5个连续的“1”时，强制插入“0”，接收方发现5个连续的“1”时，去掉“0”。计算机网络体系结构教学过程五、数据链路层协议2、面向比特型典型协议高级数据链路协议HDLC1)三种站类型主站、次站、组合站2)两种链路结构不平衡链路结构和平衡链路结构3)三种数据响应模式正常响应方式、异步平衡方式、异步响应方式计算机网络体系结构课堂小结1、数据链路层主要功能：保证数据正确的顺序、无差错和完整 2、数据链路层工作范围：相邻节点间3、数据链路层数

17、据单位：帧4、数据链路层设备：网卡、网桥、二层交换机计算机网络体系结构学习目标掌握网络层的功能掌握网络层的数据单元名称了解网络层服务过程学习重点网络层的功能学习难点网络层服务过程计算机网络体系结构课堂教学一、网络层概述将数据包或分组通过一条或多条链路从源网络发送到目的网络。网络层关系到通信子网的运行控制，其主要功能是实现整个网络系统内的连接，为传输层提供全网范围内两个终端用户之间数据传输的通路。数据单位为分组或包计算机网络体系结构课堂教学二、网络层的功能1、路径选择（路由）指源节点和中间节点为将报文分组传送到目的节点而对后继节点的选择。路由的依据是IP地址。网络通信过程中的源端和目标端往往不相

18、邻，它们之间还要经过很多个中间节点，所以必须决定通过什么样的路径进行联系，又称为路由。计算机网络体系结构课堂教学二、网络层的功能2、拥塞控制网络拥塞是指在通信子网有限的资源下，因数据业务不断增加而出现的网络负荷过大现象。网络层拥塞控制是在路由过程中动态分配网络资源， 这些资源包括信道、通信节点设备的处理机和缓冲区大小。注意：拥塞控制不同于数据链路层的流量控制，前者是对整个通信路线（从源主机到目标主机）的动态资源分配；后者是为了匹配相邻节点之间的收发速度。计算机网络体系结构课堂教学二、网络层的功能3、传输与中继数据链路层已经保证了相邻节点间的数据传输，网络层只要按照选定的路径不断中继就可以了。计

19、算机网络体系结构课堂教学三、网络层的服务1、虚电路服务2、数据报服务 ABC1.3 1.2 1.12.3 2.2 2.11.3 1.2 1.12.3 2.2 2.1A B C 1345VC1:A-1-2-4-BVC2:A-1-3-5-CA B C B3B2B1C3C2C1B3B2B1C3C2C1计算机网络体系结构课堂教学四、网络层的设备网络连接设备主要有：路由器、三层交换机（有路由功能）。 计算机网络体系结构知识小结1、网络层主要功能：将数据包或分组通过一条或多条链路从源网络发送到目的网络2、网络层工作范围：两个网络间3、网络层层数据单位：分组或包4、网络层设备：路由器、三层交换机计算机网络体

20、系结构学习目标掌握传输层的功能掌握传输层的数据单元名称了解传输层服务过程学习重点传输层的功能学习难点传输层服务过程计算机网络体系结构课堂教学一、传输层概述主要功能是为两个用户进程之间建立、管理和拆除可靠而有效的端到端（端就是进程）连接，以及为会话层提供进程间连接的接口和服务。传输数据单位是报文传输层有软件，通常是操作系统的一部分。 计算机网络体系结构课堂教学二、传输层存在的意义1、传输层的地位与作用传输层是OSI/RM的核心层，承上启下层。只存在与通信子网以外的主机，并不在通信子网中出现计算机网络体系结构课堂教学二、传输层存在的意义2、通信子网的存在差异和不足通信子网根据可靠性可分为三类A、完

21、善的、理想的、可靠的网络服务，少数局域网可以实现B、面向连接的服务，提示出错不能恢复，多为面向连接的广域网C、面向不连接的服务，分组丢失、失序，多为无连接的广域网计算机网络体系结构课堂教学二、传输层存在的意义3、传输层协议的分类作为通信子网的用户，人们希望看到的是端到端的可靠通信服务。传输层利用本层协议屏蔽通信子网差异，为会话层提供统一的服务和接口。传输层协议分为5类，即0类4类计算机网络体系结构课堂教学三、传输层的服务传输层屏蔽了通信子网差异，为会话层提供了标准的服务和接口1、寻址传输地址=网络号+主机号+端口号每一个进程（应用程序）都对应一个唯一端口号，保证了信息进入目标进程而不会与其它程

22、序混淆。数据链路层：MAC地址网络层：IP地址传输层：端口号计算机网络体系结构课堂教学三、传输层的服务传输层屏蔽了通信子网差异，为会话层提供了标准的服务和接口2、建立连接3、流量控制（保证接收端数据接收率高于发送端）4、崩溃恢复5、多路复用计算机网络体系结构知识小结1、传输层主要功能：保证端到端的可靠传输2、传输层工作范围：两个进程间3、传输层层数据单位：报文计算机网络体系结构学习目标掌握会话层、表示层、应用层的功能理解OSI七层工作流程学习重点会话层、表示层、应用层的功能学习难点 OSI七层工作流程计算机网络体系结构教学过程一、会话层1、功能：会话层的主要功能是在两个节点间建立、维护和释放面

23、向用户的连接，并对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传送，例如：断点续传。 一次会话，就是两个用户进程之间完成一次完整的通信而进行的建立、维护、结束会话的过程。 计算机网络体系结构教学过程一、会话层2、操作：网络用户访问“共享文件”时，两台计算机之间就建立起了一个会话。右键单击“我的电脑”-选择“管理”，在管理对话框中单击“共享文件夹”下的“会话”，就能看到都是哪些用户在访问共享文件夹。计算机网络体系结构教学过程一、会话层3、会话连接和传输连接到底有什么区别 ：假设你对你的秘书说，给张三先生打个电话，这时你相当于会话层，而秘书相当于传输层。你提出建立连接的要求，但不必自己动手查找电话号码、拨

24、号等。接着秘书着手打电话，开始建立传输连接。当拨号成功，对方拎起话筒，传输连接就建立起来了。然后，你接过电话，此时会话层(连接)建立成功。计算机网络体系结构教学过程一、会话层4、会话建立过程：(a) 请求一次会话层连接 (b) 请求一次传输层连接(c) 传输层连接建立(d)会话层连接建立计算机网络体系结构教学过程二、表示层1、概述表示层是为在应用进程之间传送的信息提供表示方法的服务等。 主要功能：保证一个系统应用程序发出的信息能被另一个系统的应用程序读出。编码（解码）、加密（解密）、压缩（解压缩）。表示层以下只关心可靠的数据传输，而表示层关心的是所传输的数据的语法和语义。 计算机网络体系结构教

25、学过程二、表示层2、具体功能：编码/解码如基于ASCII 码的计算机将信息“HELLO”的ASCII 编码发送出去。但因为接收方使用E B C D I C 编码，所以数据必须加以转换。因此，传送的是十六进制字符48454C4C4 F，接收到的却是C8C5D3D3D6。 计算机网络体系结构教学过程二、表示层2、具体功能：加密/解密以在数据的传输过程对其进行保护。数据在发送端被加密，在接收端解密。使用加密密钥来对数据进行加密和解密。计算机网络体系结构教学过程二、表示层2、具体功能：压缩/解压缩通过算法来压缩文件的大小，降低传输费用。例如，假设要传输一个包含n 个字符的文件，采用EBCDIC 编码，

26、那就有8n 个比特位。如果会话层重新定义代码，用0 代表A，1 代表B，以此类推，一直到25 代表Z，那么用5 位（存储02 5 所需要的最少位数）就可以表示一个大写字母。这样一来，实际上可以少传送3 8的比特位。 计算机网络体系结构教学过程三、应用层功能：计算机网络与最终用户之间的接口。向用户提供各种应用服务，如文件传输、电子邮件、远程登录等。计算机网络体系结构教学过程四、OSI参考模型总结1、数据封装发送方数据自上而下每一次都要加入一部分数据头信息，称为数据封装。接收方数据自下而上每一层去掉一部分头信息，称为数据解封装。物理层不对数据封装，而是直接转换为二进制计算机网络体系结构教学过程四、

27、OSI参考模型总结1、数据封装计算机网络体系结构教学过程四、OSI参考模型总结2、数据单元计算机网络体系结构教学过程四、OSI参考模型总结3、七层分别解决什么问题应用层：说的什么？表示层：怎么说？会话层：跟谁在通话，说到哪了？传输层：目标程序是谁？（端口号）网络层：目标主机在哪？（IP地址）数据链路层：下一个节点在哪？（mac地址）物理层：怎么传输？计算机网络体系结构教学过程四、OSI参考模型总结4、工作过程演示1、 当A打开了QQ这个软件，相当就到达应用层了；因为软件会根据你的操作调动机器底层的硬件工作了。2、 当A往QQ这个软件的聊天窗口里面输入信息，按下“输入”按钮，用户的操作就完结了，

28、剩下都是机器自己的操作了。QQ会以某种格式编码/保存将这个信息保存在本地聊天记录文件MSGEX.db，这可以理解为表示层了。3、 实际传输之前QQ会先建立A与B的会话连接，才真正开始传输信息/数据，这算会话层了。4、 传输层将这句话斩成“你”“吃”“了”“饭”“没”“有”6个数据段，标记号使用的端口号，然后准备发出去。计算机网络体系结构教学过程四、OSI参考模型总结4、工作过程演示5、 接上一层，信息还未发出去，这时候在网络层做路由选路，可以理解为，从A家出去，可以分别经“联通”“电信”“移动”3个网络中的一个再到B家。网络层根据路由协议负责选路。假设最后选了2条，可能就A-联通-B发送“你”

29、“吃”“了”3个数据段，A-电信-B发送“饭”“没”“有”3个数据段。选路后，这一层要标记IP包头，包头主要内容是源IP地址，目的IP地址，使用什么协议。6、 数据链路层，主要是负责相邻节点通信的。这一层打的是MAC地址的帧头，对于上述通信过程来说，就是为数据帧打上A的机器的MAC与下一节点的MAC。7、 最后一层了，经过上述斩件、打完各层标签后的6个数据帧，物理层将他们翻译文6段0、1表示的比特流，然后通过光纤、铜缆进行传输。计算机网络体系结构新课导入OSI参考模型是ISO为计算机网络推荐的一种网络体系机构，但遗憾的是市场上并没有出现相应的产品。然而，这并不代表计算机网络不需要标准，于是另一

30、种网络体系结构由于先有了为大家所公认的协议集，而逐渐成为了工业标准，这就是TCP/IP协议集，或称TCP/IP体系结构。计算机网络体系结构教学目标掌握TCP/IP协议的概念掌握TCP/IP协议的分层，及其与OSI参考模型的对应关系教学难点TCP/IP协议的分层与OSI参考模型的分层对应关系教学重点TCP/IP协议的分层计算机网络体系结构教学过程一、起源TCP/IP协议起源于美国国防部的ARPANET。当时APRA为了实现异种网之间的互联，大力资助网间网技术，斯坦福大学两名研究员提出了TCP/IP协议集合。二、作用用于不同网络设备和计算机之间的相互通信，它是Internet网络的基础通信协议。计

31、算机网络体系结构教学过程三、核心思想TCP/IP协议的核心思想是隐藏具体物理网络的差异，而提供透明、一致及标准的逻辑网络。计算机网络体系结构教学过程四、分层第四层：应用层第三层：传输层第二层：网际层第一层：网络接口层计算机网络体系结构教学过程四、分层第一层：网络接口层网络接口层是TCP/IP协议的最底层，它包括逻辑链路控制和媒体访问控制协议等，用于连接物理网络的硬件设备。可以是各种通信网络，没有具体要求。第二层：网际层负责解决网络中主机与主机间的通信，包括路径、流量和拥塞控制等计算机网络体系结构教学过程四、分层第三层：传输层负责解决网络端到端的通信，也就是计算机程序到计算机程序之间的通信 第四

32、层：应用层提供一组常用的应用程序给用户使用，如文件传输、远程登录和收发邮件等。计算机网络体系结构教学过程五、TCP/IP协议与OSI参考模型分层的关系对应关系：上三层、下两层、中间层对层。计算机网络体系结构新课导入 TCP/IP协议是一组协议集，包含多个协议,其中TCP和IP是两个重要协议。TCP/IP也引入了分层思想，所以我们可以称之为一种网络体系结构计算机网络体系结构教学目标掌握TCP/IP协议集的典型协议了解TCP/IP协议的数据流动工作过程。教学重点 TCP/IP协议集的典型协议教学难点 TCP/IP协议集的典型协议计算机网络体系结构教学过程一、常见协议及所在层计算机网络体系结构教学过

33、程一、常见协议及所在层1、应用层协议简单邮件传输协议（SMTP）：主要负责互联网中电子邮件的传递超文本传输协议（HTTP）：提供web服务远程登录协议（Telnet）：实现对主机的远程登录功能文件传输协议（FTP）：用于交互式文件传输域名解析（DNS）：实现逻辑地址到域名地址的转换计算机网络体系结构教学过程一、常见协议及所在层2、传输层协议传输控制协议 （TCP）：提供面型连接的服务用户数据报协议 （UDP）：提供主机间无连接的数据报服务3、网际层地址解析协议 （ ARP ）：用于将IP地址翻译成MAC地址逆向地址解析协议 （RARP ）：用于将 MAC地址翻译成 IP地址网际互连协议 （IP

34、）：用于提供无连接数据包服务和网际路由服务控制报文协议 （ICMP）：用于传输网络中的控制信息计算机网络体系结构教学过程二、协议继承关系计算机网络体系结构新课导入 TCP/IP协议是一组协议集，包含多个协议,其中TCP和IP是两个重要协议。TCP/IP也引入了分层思想，所以我们可以称之为一种网络体系结构计算机网络体系结构教学目标掌握IP协议功能了解数据报的分段和重组教学重点 IP协议功能教学难点数据报的分段和重组计算机网络体系结构教学过程一、IP协议概述IP协议基本任务是通过互联网传输数据报，提供关于数据应如何传输以及传输到何处的信息，各个数据报之间是互相独立的。 IP是一种使TCP/IP可用

35、于网络连接的子协议，可以跨越多个局域网段或通过路由器跨越多种类型的网络。计算机网络体系结构教学过程二、IP数据报结构网际层的IP部分被称为一个IP数据报。总长不超过65335字节，报头占24个字节。数据报 = 报头 + 数据报头格式计算机网络体系结构教学过程二、IP数据报结构报头格式1、版本号(4位)：目前常见的有IPv4、IPv62、头部长度（4位）：标识报头长度3、服务类型（8位）：是否优先级4、总长度（16位）：表示数据报总长，以字节为单位5、标识符（16位）：确定该分段属于哪个数据报6、标志（3位）：标识一个消息是否被分段7、偏移量（13位）：表示该分段在数据报中的位置8、生存期（8位

36、）：每过一个网关就减1，到0便放弃数据报，避免由于循环路由出现的死循环。计算机网络体系结构教学过程二、IP数据报结构报头格式9、协议：标识将接收数据报的传输层协议（tcp或udp）10、报头校验和：保证报头信息的完整性11、源/目标地址（各32位，共64位）：标识信源机与信宿机IP地址计算机网络体系结构教学过程三、数据报分段与重组1、分段由于不同 的通信子网所支持帧的大小不一样，所以IP协议需要根据不同的网络决定是否、如何将上次传下来的数据进行分段。2、重组 重装是分段的反过程。在接收端，IP协议将低层提交的IP数据报，根据报头内的标示符、标志、段偏移量将分段信息进行重装并交给传输层。计算机网络体系结构教学过程四、IP协议的主要功能IP协议主要承担了在网际进行数据报无连接的传送、寻址和差错控制，统一各种网络的差异性。借助中间的一个或多个IP网关，实现从源网络（信源机）到目的网络（信宿机）的寻址。将上层数据封装在IP数据报的数据部分中。数据报服务是面向无连接的，网际层个节点设备不关心传输的可靠性，只负责“存储-寻址-转发”。计算机网络体系结构教学目标掌握TCP协议功能了解TCP报头格式教学重点 TCP协议功能教学