计算机网络基础项目化教程（第2版）课件 单元2 网络体系结构与分层模型

单元2网络体系结构与分层模型《计算机网络基础》课程Computernetworktechnology单元2网络体系结构与分层模型-内容列表《计算机网络基础》课程2.1使用分层模型2.2OSI参考模型2.3TCP/IP模型2.4TCP/IP协议栈2.5OSI模型与TCP/IP模型的比较使用分层模型《计算机网络基础》课程Computernetworktechnology使用分层模型《计算机网络基础》课程

计算机网络系统是一个非常复杂的系统，将一个复杂的系统划分为若干个容易理解和处理的子系统，然后分而治之，逐个加以解决，分层就是进行系统分解的最好方法之一。在IT行业使用分层模型来描述网络通信的复杂过程。分层体系结构《计算机网络基础》课程使用层次结构可以获得如下的优点：1.把网络操作进行分解得到复杂性较低的单元，结构清晰，易于实现和维护；2.有助于协议的开发，层与层之间定义了兼容性的标准接口，开发设计人员专注于所关心的功能模块；3.每层独立，不需要了解上下层的具体内容，只需要通过接口了解提供什么样的服务；4.有利于竞争，因为可以使用不同厂商的产品；5.使用通用语言来描述网络功能。可扩展的体系结构《计算机网络基础》课程核心没有变化的情况下扩展Internet建立在分层的体系结构之上，它才能够灵活地扩展并满足日益增长的多样化的网络需求。OSI参考模型《计算机网络基础》课程ComputernetworktechnologyOSI参考模型《计算机网络基础》课程

OSI模型全称开放系统互联模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel），是国际标准化组织（ISO）于1984年为了解决网络之间的兼容性问题，实现网络设备间的相互通信而提出的标准框架。OSI的结构《计算机网络基础》课程应用层为计算机用户提供接口和应用程序服务表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据处理，表示（编码、解码、加密、解密）管理通信会话、建立维护连接端到端通信连接，承上启下路由数据（选择数据传输最佳路径）介质访问、数据转发、检错、流量控制物理连接、透明bit流传输OSI模型采用层次结构，将整个网络的通信功能划分成七个层次1.物理层《计算机网络基础》课程机械特性：说明连接材质、引线的数目和排列等，电缆接头的几何尺寸等，例如，人们所使用的电源插头的尺寸、插针都有严格的规定。电气特性：规定了物理连接上导线的电压、电流范围等电气连接及有关电路的特性。功能特性：规定了某一条线上某一个电压表示何种意义。规程特性：说明了不同功能的各种事件的出现顺序。2.数据链路层《计算机网络基础》课程（1）链路管理（2）帧同步（3）流量控制（4）差错控制（5）传输资源控制（6）透明传输（7）寻址数据网Modem分组交换机DCEDCEModemModem3.网络层《计算机网络基础》课程（1）编址：网络层为每个节点分配一个地址，地址的分配为网络层从源到目的的选择提供了基础。（2）路由选择和中继：网络层的一个重要功能就是确定从源到目的的数据传送应该如何选择路由。实现网络层路由选择的设备是路由器。3.网络层《计算机网络基础》课程（3）组包和拆包：在发送方，传输层的报文到达网络层时被分为多个数据块，在这些数据块的头部和尾部加上一些相关控制信息后，即组成了数据包。在接收方，数据从低层到达网络层时，要将各数据包原来加上的包头和包尾等控制信息去掉（拆包），然后组合成报文，送给传输层。数据数据数据数据首部1首部2首部3首部4首部数据4.传输层《计算机网络基础》课程（1）为端到端连接提供可靠的传输服务。（2）为端到端连接提供差错控制、重传等管理服务。（3）还负责执行流量控制。TCP连接5.应用层《计算机网络基础》课程会话层：实现建立、管理和终止会话关系表示层：负责一个系统应用层发出的信息能被另一个系统的应用层读，负责数据的加密和压缩应用层：OSI参考模型中最靠近用户的一层，它直接与用户和应用程序打交道。因特网服务器链接到URL的超链HTTP使用此TCP连接浏览器程序服务器程序HTTP客户Svist院系设置

协议数据单元《计算机网络基础》课程Computernetworktechnology协议数据单元《计算机网络基础》课程应用程序数据为了能正确地从一台主机传递到另一台主机，报头都会含有控制信息，当传送到下层，被加入到数据中，即封装的过程。

在接收方，每一层需要对本层的封装数据进行解封装，并传送给上层。解封装是指去掉多余的信息并且只将原始的数据发送给目标应用程序。协议数据单元《计算机网络基础》课程协议数据单元《计算机网络基础》课程每一层的数据都有通用术语，称为协议数据单元（PDU，ProtocolDataUnit），包括用户数据信息和协议控制信息等。协议数据单元《计算机网络基础》课程PacketTracer模拟器切换到模拟模式来“停止时间”，观察协议数据单元。TCP/IP模型《计算机网络基础》课程ComputernetworktechnologyTCP/IP协议《计算机网络基础》课程TCP/IP是目前最流行的网络协议。也采用了层次化结构，是开放的协议标准，可以免费使用。TCP/IP简化了层次设计，它只有四层：应用层、传输层、网际层和网络接口层。最早使用的协议栈通信标准TCP/IP协议《计算机网络基础》课程1.网络接口层：负责处理与传输介质相关的细节，为上一层提供一致的网络接口。常见的以太网、令牌网技术，用于串行连接的HDLC、PPP等技术。2.网际层：将资源主机的信息正确发送至目的主机，与OSI参考模型中网络层相似。3.传输层：位于网际层之上，主要负责为两台主机上的应用程序提供端到端的通信，常见的传输层协议有TCP和UDP。4.应用层：位于最高层，与OSI参考模型中高三层的功能任务相似，用于提供网络服务。OSI模型与TCP/IP模型的比较《计算机网络基础》课程OSI模型的应用、表示、会话层的功能被合并到TCP/IP模型的应用层。网络的大部分功能存在于传输层和网络层，因而它们在TCP/IP还被保留在独立的层。OSI中的数据链路层和物理层被合并到了TCP/IP中的网络接口层。TCP/IP协议栈《计算机网络基础》课程ComputernetworktechnologyTCP/IP协议栈《计算机网络基础》课程

TCP/IP模型并非只有TCP和IP两个协议，而且包含了众多其它协议。这些协议工作在不同的网络层次上，共同组成了TCP/IP协议栈。数据链路层TELNETHTTPFTPSMTPDNSTFTP应用层传输层UDPTCP网络层ICMPIPARPRARPIGMPTCP/IP协议栈《计算机网络基础》课程除IP协议外，网络层的几个常用协议还包括：ICMP（InternetControlMessageProtocol，互联网控制报文协议）；ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）。Ping是一个网络诊断工具，用于测试网络连接性和测量数据包往返时间。Ping命令使用ICMP（InternetControlMessageProtocol）回显请求消息，并等待目标返回回显应答。ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）是一个用于解析和映射网络层（通常是IPv4或IPv6）地址到链路层（通常是MAC地址）地址的网络协议。我需要知道的MAC地址PC-APC-BPC-CPC-DTCP/IP协议栈《计算机网络基础》课程应用层为用户提供了许多网络应用程序，这里我们简单介绍常用的几种应用层协议。FTP是用于文件传输的Internet标准。TFTP（TrivialFileTransferProtocol，简单文件传输协议），TFTP通常用于局域网内部的文件传输。SMTP支持文本邮件的Internet传输。Telnet是客户机使用的与远端服务器建立连接的标准终端仿真协议。SNMP负责网络设备监控和维护，支持安全管理、性能管理等。DNS（DomainNameSystem，域名系统）把网络节点的易于记忆的名字转化为网络IP地址。OSI模型与TCP/IP模型的比较《计算机网络基础》课程ComputernetworktechnologyOSI模型与TCPIP模型的比较《计算机网络基础》课程TCP/IP模型比OSI模型更流行，两者相比存在不少共同点，区别也很大。TCP/IP模型与OSI模型都采用了层次结构的思想，不过层次划分的方式有所区别，但两者都不是完美的，均存在一定的缺陷。两者的对比如下图所示OSI模型与TCPIP模型的比较《计算机网络基础》课程OSI参考模型与TCP/IP模型的相同点包括：都是分层结构，并且工作模式一样，都要求层与层之间具备明确的层间接口；有相同的应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层；都使用包交