计算机网络体系结构第1讲

计算机基础课程内容支配1计算机网络体系结构2物理通信3局域网4广域网及IP地址5VLAN及路由（配置）1第1章计算机网络体系结构2主要内容1.1网络体系结构1.2开放系统互联参考模型(OSI/RM)1.3TCP/IP参考模型1.4OSI与TCP/IP参考模型的比较1.1网络体系结构主要内容1.1.1定义1.1.2协议1.1.3协议分层1.1.4相关概念

3网络体系结构(NetworkArchitecture)是计算机网络的分层、各层协议、功能和层间接口的集合。不同的计算机网络具有不同的体系结构，其层的数量、各层的名称、内容和功能以及各相邻层之间的接口都不一样。然而，在任何网络中，每一层都是为了向它相邻的上层供应确定的服务而设置的，而且每一层都对上层屏蔽实现协议的具体细微环节。这样，网络体系结构就能做到与具体的物理实现无关，哪怕连接到网络中的主机和终端的型号及性能各不相同，只要它们共同遵守相同的协议就可以实现互通信和互操作。41.1.1定义计算机网络体系结构（NA－NetworkArchitecture）

是层和协议的集合51.1.1定义1.1.2协议1.定义

协议是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合

协议是关于通信双方通信过程的一组约定和规则61.1.2

协议协议是指通信双方就如何进行通信的一种约定。作个比方，当一个女士被介绍给一位先生时，她可能会选择伸出她的手；然后，这位男士可以握她的手或者亲吻她的手，具体的行为要取决于（比如说）她是一次商务会议中的美国律师还是一场正式舞会上的欧洲公主。任何一方违反协议将使得通信更加困难，假如不是完全不行能的话。--《ComputerNetworks》AndrewS.Tanenbaum著71.1.2协议2.协议三要素（关键成分）

1)语法（Syntax）-----------握手或亲吻手 数据与限制信息的格式、数据编码、信号电平2)语义（Semantics）------握手或亲吻手全部表达的意思 限制信息的内容，须要做出的动作及响应3)时序（Timing）-----------握手或亲吻手的时机 事务先后依次和速度匹配一些规则、规定81.1.3协议分层网络分层结构中，每一层都由一些实体组成，这些实体抽象地表示了通信时的软件元素(如进程或子程序)或硬件元素(如智能I/O芯片等)。实体是通信时能发送和接收信息的任何软硬件设施。系统的顶层执行用户要求做的工作，干脆与用户接触，可以是用户编写的程序或发出的吩咐。除顶层外，各层都支持其上一层的实体进行工作，这就是服务。(下层对上一层供应服务)分层结构中各相邻层之间要有一个接口，它定义了较低层向较高层供应的原始操作和服务。相邻层通过它们之间的接口交换信息，高层并不须要知道低层是如何实现的，仅须要知道该层通过层间的接口所供应的服务，这样使得两层之间保持了功能的独立性。（层与层之间的通道）9举例：10

发报人语言、格式等规则收报人编码编码规则

译码发报文传输方式、电平

收报文电报网1.1.3协议分层总体上来讲，接受层次化结构方法来设计实现计算机网络体系结构具有以下优点：（1）各层之间相互独立，高层不必关切低层的实现细微环节，可以真正作到各尽其职。（2）某个层次实现细微环节的变更不会对其他层次产生影响。（3）结构上可以分割，各层都可以接受最合适的技术来实现。（4）各层的功能简洁，易于实现和维护。（5）有利于促进标准化。111.1.4相关概念实体和系统协议栈接口和服务 面对连接服务和无连接服务服务原语协议数据单元服务和协议的关系121.1.4相关概念1.实体和系统实体－能够发送和接收信息的任何物体 软件实体：应用程序 硬件实体：网卡 对等实体－位于不同系统的同一层次的实体系统－包涵一个或多个实体，而且在物理上是实 际存在的物体。 计算机网络设备131.1.4相关概念2.协议栈 协议－同一层次的对等实体之间的通信协议

协议栈－特定系统中全部层次的协议集合141.1.4相关概念3.接口和服务

接口－相邻两层之间的边界，低层通过接口为上 层供应服务，上层通过接口调用低层供应的服务。服务访问点（SAP－ServiceAccessPoint） 相邻两层实体之间通过接口调用服务或供应服务的联系点151.1.4相关概念16IDUICISDUICISDUSAP接口n+1层n层服务提供者服务用户1.1.4相关概念4.面对连接服务和无连接服务面对连接服务－建立连接、维护连接和拆除连接 电话系统 TCP协议无连接的服务－不须要建立、维持连接的开销 电报系统 UDP协议171.1.4相关概念5.服务原语 恳求（Request）： 表示某实体希望起先调用服务 指示（Indication）： 表示某实体被通知有事务发生 响应（Response）： 表示某实体对事务做出响应 确认（Confirm）： 表示对发回响应的确认。181.1.4相关概念6.协议数据单元(PDU) PDU－ProtocolDataUnit

对等实体之间通过协议传送的数据单元191.1.4相关概念7.服务和协议的关系 服务－同一开放系统中相邻层之间的操作，它 由一系列服务原语组成，位于层接口 ，表示低层为上层供应哪些操作功能 协议－同一层次对等实体之间，有关协议数 据单元的格式、意义及限制规则的集合服务是由协议支持的2021计算机网络的层次模型图既然我们已经探讨了抽象的层次网络，现在看一些网络实例。我们将探讨两个重要的网络体系结构：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。虽然与OSI模型相关的协议没有被任何人所用，但事实上，该参考模型本身具有相当普遍意义，并仍旧有效；它对探讨网络体系结构中每一层的功能还是很重要的。TCP/IP协议模型则具有相反的特性：模型本身没有多大用处，但它的协议却已经广为流传。正是基于这样的缘由，我们将具体考察这两个模型。221.2开放系统互连（OSI）参考模型主要内容

1.2.1

OSI参考模型概述

1.2.2物理层

1.2.3数据链路层

1.2.4网络层

1.2.5传输层

1.2.6会话层1.2.7表示层1.2.8应用层1.2.9OSI参考模型的数据传输

1.2.10OSI参考模型的意义及缺陷231.2.1概述开放系统互连参考模型（OSI/RM） OSI－OpenSystemInterconnection RM–ReferenceModel OSI参考模型定义了开放系统的层次结构和各层所供应的服务，而它仅仅定义每层应当“作什么”（支配），而没有明确制定每一层的服务和协议（实施细微环节）241.2.1概述25数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层7-6接口6-5接口5-4接口4-3接口3-2接口2-1接口物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层7-6接口6-5接口5-4接口4-3接口3-2接口2-1接口物理层系统A系统B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数据链路层协议物理层协议物理传输信道应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层第7层第6层第5层第4层第3层第2层第1层OSI1.2.1概述OSI参考模型几个特点：每个层次的对应实体之间通过各自的协议通信各个计算机系统都有相同的层次结构不同系统的相应层次有相同的功能同一系统的各层次之间通过接口联系相邻的两层之间，下层为上层供应服务，同时上层运用下层供应的服务261.2.2物理层27这是OSI模型的最低层，向下干脆与物理传输介质相连接，它不是软件。物理协议是各种网络设备进行互连时必需遵守的低层协议。设立物理层的目的是实现两个物理设备之间二进制比特流的透亮传输，对数据链路层屏蔽物理传输介质的特性，以便对高层协议有最大的透亮性。在发送端，物理层将来自链路层的比特流逐位发送给传输介质；在相邻的下一个节点，物理层逐位接收比特流。无论是发送端还是接收端，物理层都并不过问这些比特流的结构与含义。物理层规定了传输介质的接口特性，包括机械、电气、功能与规程特性，以建立、保持和释放数据链路实体之间的物理连接。其基本功能包括：物理连接的建立、保持和释放，比特的发送和接收，差错限制以及内部管理等。该层涉及通信介质的机电、特性参数与规格，包括介质，数据传输速率及特性阻抗，连接器的引脚数目及功能安排，信号的约定、信号允许传输的最大距离及其调制或编码方式等。1.2.2物理层物理层（physicallayer)

负责在计算机之间传递数据位（即，比特），它为在物理媒体上传输的比特流建立规则。

1.主要作用建立物理连接，确保二进制比特流的正确传输281.2.2物理层2.主要功能负责建立、维持和释放物理连接，供应建立物理连接所须要的接口特性在物理连接上进行二进制比特流（“1”、“0”）的传输为数据链路层供应物理连接、物理服务数据单元、依次化、错误指示等服务物理层管理291.2.2物理层3.物理接口的四个特性物理层协议规定了DTE与DCE之间标准接口的特性

机械特性 电气特性 功能特性 规程特性30DTEDCE交换机RJ-451.2.2物理层31DTE（数据终端设备）DataTerminalEquipment）具有确定数据处理实力和发送、接收数据的实力 计算机(Computer) 网卡(NIC) 路由器(Router)DCE（数据电路端接设备）DataCircuit-TerminalEquipment在DTE与介质之间供应信号变换和编码功能，并负责建立、维护和释放物理连接。 调制解调器（Modem）交换机（Switch） 集线器（HUB）1.2.2物理层1）机械特性 规定了物理连接时所运用的可接插连接器（接口）的形态和规格尺寸，连接器中引脚的数量与排列依次、固定和锁定装置等2)电气特性 规定在物理连接上传输二进制位流时，线路上的信号电平，输出阻抗、输入阻抗、平衡特性、负载要求、传输速率和连接距离限制距离等321.2.2物理层33DCE侧插孔（母）DTE侧插针（公）1.2.2物理层3)功能特性 规定了物理接口上各条信号线的功能安排和准确定义。 数据线 限制线 定时线 地线4)规程特性 定义了利用信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序341.2.3数据链路层35链路层软件运行于插入主机与插入路由器的网卡中。在发送端，链路层将来自网络层的分组，加上帧头、帧尾组织成一帧，向下发送给物理层；在相邻的接收节点，链路层将来自物理层的比特流重新组织成一帧，并校验其是否正确。若正确，则剥去帧头、帧尾，再向上传送给网络层，并向相邻的前一节点发回正确收到该帧的应答；若不正确，则向相邻的前一节点发回收到错误帧的应答。前一节点若收到正确应答，则发送下一帧；若收到错误应答，则重发该帧。节点每发出一个帧，就启动定一个时器，若定时时间到还没有收到应答，也重发该帧。若节点收到正确的帧，但应答帧丢失，前一节点也会重发该帧。这样，接收节点将会收到重复的帧，并将其丢弃。定时器的定时时间是系统依据相邻的下一节点的距离自动计算出来的，是传送一个帧、并收到应答帧的来回时间之和。设立数据链路层的主要目的是将一条原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路。为了实现这个目的，数据链路层必需具备以下基本功能：在相邻的两个网络实体之间建立、保持和释放数据链路，确定信息怎样在链路中传输、信息的格式、成帧和拆帧、产生校验码、差错限制、数据流量限制及链路管理等。1.2.3数据链路层数据链路层（Data-linklayer)

负责帧在计算机之间的无差错传递

1.主要作用 将一条原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路,确保在一段物理链路上数据帧的正确传输

361.2.3数据链路层2.主要功能

数据链路建立、维护与释放的链路管理数据链路层服务数据单元帧的传输差错检测与限制数据流量限制在多点连接或多条数据链路连接的状况下，供应数据链路端口标识的识别，支持网络层实体建立网络连接帧接收依次限制371.2.3数据链路层3.帧（Frame) 是数据链路层的基本数据单位 是具有确定长度和格式的信息块 是放置数据的、逻辑的、结构化的包HDLC协议的帧格式38帧标志字段F帧标志字段F地址A控制C信息Info校验和FCS888可变1681.2.3数据链路层4.数据链路层协议1）面对字符型协议协议：ANSIX3.28 ISO1745 BSC（BinarySynchronousCommunication） 391.2.3数据链路层

特点：通信线路利用率低只适于停止等待协议半双工方式数据传输不透亮系统通信效率低401.2.3数据链路层

2）面对比特型协议协议SDLC-SynchrononsDataLinkControl 同步数据链路限制（IBM公司）HDLC-High-levelDataLinkControl 高级数据链路限制（美国国家标准化协会ANSI）411.2.3数据链路层

特点：支持全双工传输有较高的吞吐率传输效率高牢靠性好，可接受循环冗余校验传输透亮性好，数据、限制信息可以有相同格式421.2.4网络层43网络层软件通常运行于全部主机及路由器上。在源端主机中，它接收来自传输层的分组，依据分组上标记的目标主机，从路径表中找寻路径，确定应当发送去往的下一个节点并标记在分组头上，再将分组向下发送给链路层。在中间节点（路由器），网络层先是收到来自链路层的一个分组，依据分组上标记的目标主机，从路径表中找寻路径，确定应当发送去往的下一个节点并修改分组头上的标记，再将分组向下发送给链路层。在目标端主机中，网络层先是收到来自链路层的一个分组，再将分组头剥去，并向上传送给传输层。网络层也叫通信子网层，主要负责对通信子网进行监控。其基本功能是：在两个通信的端系统之间，为建立、保持及释放连接和数据传送而供应路由选择、数据交换、流量限制、拥塞限制、差错限制及复原等功能。数据链路层协议是两个干脆连接的节点间的通信协议，他不能解决数据经过通信子网中多个转接节点的通信问题。设置网络层的主要目的就是要为报文分组以最佳路径通过通信子网到达目的主机供应服务，而网络用户不必关切网络的拓扑结构与所运用的通信介质1.2.4网络层网络层（Networklayer) 网络层主要负责限制通信子网的运行1.主要作用 要为报文分组以最佳路径通过通信子网到达目的主机供应服务。 将源端发出的分组经各种途径送到目的端。

441.2.4网络层2.主要功能

路径选择与中继（数据转发）流量限制与拥塞限制网络连接建立与管理供应数据分组/重组功能，形成网络层数据单元（包－packet)差错的检测与订正计帐功能网络互连451.2.4网络层3.网络层向传输层供应服务的类型

面对连接服务（虚电路） 三个阶段： 网络连接建立 数据传输 网络连接释放类型 永久虚电路（PVC) 交换虚电路（SVC)461.2.4网络层无连接服务（数据报）特点： 不须要事先建立好一个连接 每个分组都有完整的目的地址信息 每个分组都可以独立选择不同的路由类型： 数据报（datagram） 确认交付（confirmeddelivery） 恳求回答（requestreply）471.2.4网络层3.主要协议

IP、ARPR、ARP（TCP/IP) IPXX.25DECNETAppletalk

RIPOSPFIGRPBGP4（路由选择协议）481.2.5

传输层49只运行于全部主机上。在源端主机中，传输层将来自会话层的报文，依据当前网络的要求分成若干分组。每个分组都要标记上目标主机及分组序号，再依据依次将一个分组向下发送给网络层。在目标端主机中，当传输层收到来自网络层的分组后，要依据分组序号将其重新组装成报文，然后向上传送给会话层(把网络层的数据包进行拆分及组装)。传输层是七层模型中最关键的一层，其基本功能是：将报文分割为分组或将分组组织成报文；为会话实体供应传输连接的建立、数据传输和连接释放，为源主机和目的主机之间供应牢靠透亮的数据传送。该层位于面对通信业务的通信子网和面对网络应用的资源子网之间，同时也是主机与通信处理机（网卡）的界面。

1.2.5传输层50

传输层的任务是向用户供应牢靠的、透亮的、端到端（EndtoEnd）的数据传输，以及差错限制和流量限制机制。由于它的存在，网络硬件技术的任何变更对高层都是不行见的。也就是说，会话层、表示层、应用层的设计不必考虑底层硬件细微环节。所谓端到端是相对链接而言的。OSI参考模型的四层到七层属于端到端方式（端口号），而一层到三层属于链接方式（源、目的地址）。在通信双方的两机器之间，有一对应用程序或进程干脆对话，他们并不关切底层的实现技术，这是端到端的；底层的链接方式就不一样，他要负责处理通信链路中的任何相邻机器之间的通信。一般状况下，传输层为每一条传输连接生成一条网络连接，而须要高吞吐率的传输连接可以同时占用多条网络连接，相反，为了节约网络带宽及降低费用，也可以有多条传输连接复用同一条网络连接。

1.2.5传输层传输层（TransportLayer) 负责向用户供应牢靠的、透亮的、端到端的数据传输，以及差错限制和流量限制机制1.主要作用 要为报文分组以最佳路径通过通信子网到达目的主机供应服务。 将源端发出的分组经各种途径送到目的端。511.2.5传输层2.主要功能1）为高层供应端到端的、牢靠的、数据传输服务 端到端是一对应用程序或进程的干脆对话服务类型： 面对连接服务 无连接服务2）流量限制521.2.5传输层3）建立与释放传输连接建立连接 依据传输层地址建立两个传输用户之间的连接 传输地址TSAP=IP地址＋端口号保持连接，进行数据交换释放连接4）差错检测5）依次限制531.2.5传输层3.主要协议

Internet传输层协议：TCPUDP TCP面对连接 连接建立，三次握手 数据传输 连接释放 UDP 无连接 541.2.6会话层在OSI环境中，一次会话（会见）是指两个用户进程之间为完成一次完整的通信而建立的会话连接。反过来说，应用进程之间为完成某项处理任务就要进行一系列内容相关的信息交换，会话层的目的就是为有序地、便利地进行这种信息交换，供应有效的限制和管理机制。会话层允许在不同机器上的两个应用建立、运用和结束会话，在会话的两台机器之间建立对话限制，管理哪边发送、何时发送、占用多长时间等。当两个应用进程进行相互通信时，希望有第三者的进程能组织他们的通话，协调他们之间的数据流，以便使应用进程专注于信息交互，这就是设立会话层的目的。从OSI参考模型上看，会话层之上各层是面对应用的，会话层之下各层是面对通信的。会话层在两者之间起到连接的作用。会话层的主要功能是向会话的应用进程之间供应会话组织和同步服务，对数据的传送供应限制和管理，以达到协调会话过程、为表示层实体供应更好的服务。（经纪人）551.2.6会话层会话层（SessionLayer) 会话层负责管理在不同机器上的两个应用进程之间会话的建立、运用和结束，管理表示层实体之间的数据交换。1.主要作用 组织、协商和管理两个应用进程之间的会话，并管理它们之间的数据交换561.2.6会话层2.主要功能建立、管理和终止应用程序的会话限制和管理表示层实体之间的数据交换会话连接同步会话交互管理异样报告571.2.7表示层58表示层包含了处理网络应用程序数据格式的协议。表示层从应用层获得数据并将其格式化（排成一个有含义的格式）并传送给会话层，供网络通信运用。这一层也供应诸如数据加密的服务来负责处理平安问题，供应压缩数据的服务以尽量削减网络上传输的数据。比表示层低的层次用于将数据从源端主机传送到目的端主机，而表示层则要保证所传输的数据经传送后其意义不变。因此，表示层要解决的问题是如何描述数据结构使之与机器无关。各个不同的端系统可能有不同的数据表示：不同的机器字长、不同的浮点数格式以及不同的字符编码等。因此，同一个信息在不同的端系统上会表现为不同的内部形式。明显这些不同的内部数据表示不能用来在开放系统之间交换。开放系统之间必需有一种共同的语言作为信息交换的工具，这种工具应当与任何实际系统无关，即具有抽象性，有很强的表达实力，还能便利地转变成各种具体形式。（掩盖机器真相）1.2.7表示层表示层（ProsentationLayer)

负责处理网络应用程序的数据格式，数据压缩与加密1.主要作用

供应数据表示、代码格式和数据传输语法协商，保证所传输的数据经传送后其意义不变更591.2.7表示层2.主要功能

转换信息的格式和编码，负责将数据转换成接收端设备可以识别的数据格式数据语法的转换 标准语法－传输语法（TransferSyntax)

语法：数据的表示形式

语义：数据所包含的内容和意义601.2.7表示层

数据压缩和数据加密数据格式和结构表示连接管理机制为应用层供应表示连接服务原语611.2.7表示层4.表示层协议

1）文字表示

EBCDIC

ASCII

2）图像表示

PICT

TIFF JPEG

621.2.7表示层3）声音、影像表示

MIDI(数字化音乐) MPEG(动态影像的压缩和编码标准) QuickTime(操作系统的音频和视频标准）

631.2.8应用层64应用层是OSI模型的最高层，它为用户的应用进程访问OSI环境供应服务，是最终用户应用程序访问网络服务的地方。OSI关切的主要是进程之间的通信行为，因而对应用进程所进行的抽象只保留了应用进程与应用进程间交互行为的有关部分。经过抽象后的应用进程就是应用实体（AppilcationEntity，AE）。对等应用实体间的通信运用应用协议。应用协议的困难性差别很大，有的涉及两个实体，有的涉及多个实体，而有的应用协议则涉及两个或多个系统。为完成作业所必需的、用于这一连串处理的实体（例如计算机程序）称为应用进程（AppilcationProcess，AP）。在OSI的AP功能中，对与通信有关的功能进行了模块化处理，以使得他无论在什么计算机系统中，都可以同样运用。这些与通信有关的功能称为应用实体。可以说，AE是AP中通信功能的代办。1.2.8应用层应用层（AoolicationLayer) 是唯一向应用程序供应服务的层，它负责整个网络应用程序一起很好地工作1.主要作用

实现开放系统中的应用进程的相互通信，为用户的应用进程访问OSI环境供应服务651.2.8应用层2.主要功能应用层干脆把网络服务供应应用户，包含很多用户须要的应用服务完成一系列与处理业务有关的服务功能给应用进程访问OSI环境供应手段661.2.8应用层3.OSI标准的应用层协议文件传送、访问与管理协议（FTAM）公共管理信息协议（CMIP）虚拟终端协议（VTP）事务处理协议（TP）远程数据库访问协议（RDA）制造业报文规范协议（MMS）书目服务协议（DS）报文处理系统协议（MHS）671.2.9 OSI模型中的数据传输

1.数据单元 是指各层传输数据的最小单位1)类型 接口数据单元(IDU－InterfaceDataUnit)

服务数据单元（SDU－ServiceDataUnit） 协议数据单元（PDU－ProtocolDataUnit）681.2.9 OSI模型中的数据传输

2）各层传输的数据单元 数据(DATAStream) 应用层 数据(DATAStream) 表示层 数据(DATAStream) 会话层 数据段(DATA) 传输层 数据包（Packet） 网络层 数据帧（Frame） 数据链路层 比特(bit) 物理层691.2.9 OSI模型中的数据传输

2.实际数据传输路途

发送端 应用层表示层会话层....物理层接收端 物理层数据链路层网络层….应用层701.2.9 OSI模型中的数据传输

711.2.10 OSI参考模型的意义72OSI参考模型为促进网络标准化，从而促进网络技术的发展、网络应用的普及，起过特别重要的主动作用。OSI模型仅仅告知我们每一层应当做什么，它并未准确地描述用于各层的协议和服务。虽然ISO已经为各层制定了标准，但它们并不是参考模型的一部分，而是作为独立的国际标准公布的。因此，OSI模型本身不是网络体系结构的全部内容。然而，它精确地描述了计算机网络的功能特性，即计算机网络是怎样在两个端用户之间供应访问通路的，从而清晰地刻画了计算机网络的体系结构，深刻地揭示了网络运行的根本原理，因此对于探讨计算机网络是特殊有用的。OSI模型提出了三个明确区分的主要概念：服务、接口和协议。每一层都为它上面的层供应一些服务，服务定义这一层做些什么，而不管上面的层如何访问它或该层如何工作。一层的接口告知邻近的上层进程如何访问它，它定义须要的一些参数并预期其结果。它也与该层如何工作无关。一个层次中运用的对等协议是这一层的内部事务。只要能完成工作，它可以运用任何协议；也可以变更协议而不会影响到它上面的层。因此，OSI模型中的协议具有更好的隐藏性，在技术发生变更时比较简洁被替换。OSI模型产生在协议独创之前，所以它没有偏向任何特定的协议，故特别通用。1.2.10 OSI参考模型的缺陷73OSI模型自推出后渐渐成为网络技术界所公认的标准，一些知名的协议（如TCP/IP）也力图修改自己以便更接近OSI。当前流行的大多数协议都遵守该标准。它的成功可以归结为这样一些主要因素：ISO是一个各国专家参与的组织，这些专家为各行各业的权威，他们所制定的标准当然具有权威性。OSI模型只是一种风格，一种思索问题的方式，不包含具体协议。这就是说，他只规定了各层的任务，至于怎样完成这些任务却没有具体规定，这就给技术进步带来的变革留出了余地，从而充分显示了模型的生命力，它所接受的思维方式将使它自己长存。OSI模型的开放特点使得它不会拘泥于一家之言，不会被某一厂家垄断。最终，ISO组织是一个非盈利组织，不必考虑利润问题，这就使得它不易受大公司利益的左右。很多专家曾经认为，OSI模型及其协议将取代全部其它模型及协议，然而这并未成为事实。其主要缘由可归结如下。（1）标准建立的时间不巧。（2）协议和模型都有缺陷。（3）由于OSI模型和协议太困难了，因此最初的实现又大、又笨拙，并且很慢。（4）人们认为，OSI是欧洲电信部门、欧共体以及美国政府官员的产物。这虽然并不完全正确，但产生了不利影响的普遍心理：政府官员试图把技术上不足的标准强加给探讨人员或程序员以推动计算机网络的发展，这种想法明显是不切实际的。1.3 TCP/IP参考模型74TCP/IP模型包含了一簇网络协议，TCP和IP是其中最重要的两个协议。这一簇协议产生的时间早于OSI模型，他们工作得很好，已经被公认为事实上的标准，是国际互连网所接受的标准协议。TCP/IP模型由四个层次组成，如图1.3.1所示。下面我们依次简要介绍网络接口层、网络互连层、传输层及应用层。1.3 TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型

75图.1 网络接口层76网络接口层（Host-to-networkLayer）也称为主机-网络层。在TCP/IP参考模型中没有具体定义这一层的功能，只是指出通信主机必需接受某种协议连接到网络上，并且能够传输网络数据分组。具体运用哪种协议，在本层里没有规定。事实上依据主机、网络类型与网络拓扑结构的不同，局域网基本上接受了IEEE802系列的协议，如IEEE802.3以太网协议、IEEE802.5令牌环网协议；广域网较常接受的协议有PPP（Point-to-Point）、帧中继、X.25等。事实上，网络接口层运行的协议就是原来物理网络所运行的低两层协议（如以太网）或低三层协议（如X.25）。一般地说，网络接口层协议就运行在网卡中，即网卡驱动程序。1.3.1 网络接口层网络接口层（Host-to-networkLayer）功能：与OSI协议中的物理层、数据链路层以及网络层的一部分功能相对应协议：各通信子网本身固有的协议

IEEE802.3IEEE802.5…….771.3.2 网络互连层78网络互连层（InternetLayer）协议即IP协议（InternetProtocol），运行在IP网关的网络接口层协议之上，供应无连接的网络服务。它跨接了两个不同的或相同的网络，如下图所示。这一层是整个体系结构的关键部分，分组路由和避开堵塞是其主要任务。TCP/IP协议连接X.25分组交换网和局域网LANIP网关DCEYDCEX分组交换网主机AX.25-3X.25-2X.25-1IPTCP主机BLLCMACPHYIPTCPX.25-3X.25-2X.25-1X.25-3X.25-2X.25-1X.25-3X.25-2X.25-1LLCMACPHYIP1.3.2 网络互连层79IP协议实现了不同物理网络的无缝连接，屏蔽了不同物理网络的细微环节。在用户看来，Internet是一个单一的网络，因为在IP层，我们看到的是全网（Internet）统一格式的IP分组。事实上，IP分组必须要通过实际的物理网络来传送。不同的物理网络要求有不同的帧格式和帧长度。IP层从网络接口层收到的是前一物理网络的一个去掉了帧头和帧尾的IP分组，这个分组在前一网络中是作为数据被封装的。IP层下面要进行的工作是间接寻径，即找寻为了将此分组送到目标主机，应当将该分组传送到下面哪个IP网关。在确定了下一个网关后，就要确定应当将此分组发送到哪一个物理网络上，这步操作称为干脆寻径，如图1.3.2所示1.3.2 网络互连层80图1.3.2说明IP协议的示意图主机B物理网络Internet路由器主机Aabdf1324e5c1.3.3 传输层81传输层（TransportLayer）的主要功能是负责端到端的对等实体之间进行通信，对高层屏蔽了底层网络的实现细微环节。TCP/IP参考模型的传输层完全是建立在包交换通信子网基础之上的，他定义了两个协议：传输限制协议（TransportControlProtocol，TCP）与用户数据报协议（UserDatagramProtocol，UDP）。TCP协议是牢靠的、面对连接的协议。它用于包交换的计算机通信网络、互连系统及类似的网络上，保证通信主机之间有牢靠的字节流传输。UDP协议是一种不行靠的、无连接协议。他最大的优点是协议简洁，额外开销小，效率较高；缺点是不保证正确传输，也不解除重复信息的发生。须要牢靠数据传输保证的应用应选择TCP协议；相反，对数据精度要求不是太高，而对速度、效率要求很高的环境，如音频和视频的传输，应当选用UDP协议。1.3.4 应用层82应用层（ApplicationLayer）是TCP/IP协议簇的最高层，他包含了OSI参考模型中会话层、表示层和应用层这些高层协议的全部功能。目前，互联网上常用的应用层协议有下面几种。（1）简洁邮件传输协议（SMTP）：负责互联网中电子邮件的传递。（2）超文本传输协议（HTTP）：供应Web服务。（3）远程登录协议（TELNET）：实现对主机的远程登录功能，常用的电子公告牌系统BBS运用的就是这个协议。（4）文件传输协议（FTP）：用于交互式文件传输，如下载软件运用的就是这个协议。（5）网络新闻传输协议（NNTP）：为用户供应新闻订阅功能，每个用户既是读者又是作者（6）域名服务（DNS）：实现逻辑地址（如IP地址）到域名地址的转换。（7）简洁网络管理协议（SNMP）：对网络设备和应用供应相应的管理。（8）路由协议（如RIP/OSPF）：完成网络设备间路由信息的交换和更新。这些协议中用户常常接触到的有SMTP、HTTP、TELNET、FTP、NNTP。一些协议是最终用户不须要干脆了解但