计算机网络课件：ch1 概述-3

1、1,1.4.1 OSI参考模型,OSI参考模型（Open System Interconnection Reference Model） 国际标准化组织（ISO）正式发布的标准，由七层构成,两节点间可靠的数据传输,Ethernet, X.25, ATM, ,1. 传输0/1,2.,3,两端点间可靠的透明数据传输 （应用进程间的逻辑通信）,通信子网,沿两主机间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）,Ethernet, X.25, ATM, ,4.,3.,4,OSI/RM,OSI/RM的体系结构分为7层,应用层Application,表示层Presentation,会话层Session,传输层T

2、ransport,物理层Physical,数据链路层Data Link,网络层Network,7 6 5 4 3 2 1,为网络应用提供服务 数据表示 在用户间建立会话关系 不同主机进程间的通信 在主机间传输分组 在节点间可靠地传输帧 位流的透明传输,5,物理层(physical layer),传输原始比特流，处理机械的、电气的和时序的接口及物理传输介质等问题 如： 用多少伏电压表示“1”，多少伏电压表示“0” 一个比特持续多少纳秒 单工、双工还是半双工 最初物理连接如何建立、完成通信后，连接如何终止 网络接插件有多少针，各个针的用途,6,数据链路层的任务,两节点间可靠的数据传输,Ethern

3、et, X.25, ATM, ,7,任务：在两个相邻节点间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路。 功能与服务： 组帧：帧封装，按顺序传送； 定界与同步：产生/识别帧边界； 差错检测/恢复：如果是可靠的服务，则接收方必须确认每个已正确接收的帧； 流量控制：防止高速的发送方“淹没”低速接收方。 在广播式网络中，控制对共享信道的访问。,数据链路层 （data link layer）,8,共享信道问题(LAN or Wireless)： 如何控制对共享信道的访问？ 将数据链路层划分为 逻辑链路控制(Logical Link Control, LLC) 介质访问控制(Media Access

4、 Control, MAC) 由MAC子层解决共享介质访问控制问题。,数据链路层 （data link layer）,9,数据链路层的任务,两节点间可靠的数据传输,Ethernet, X.25, ATM, ,网络层的任务,沿两主机间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）,Ethernet, X.25, ATM, ,10,网络层（network layer/internet layer） 任务：选择合适的路由，把分组从源主机传送到目的主机。 功能与服务： 异构网络互连 路由选择 网络流量控制 服务质量等,11,网络层的任务,沿两主机间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）,Ethernet,

5、 X.25, ATM, ,传输层的任务,两端点间可靠的透明数据传输 （应用进程间的逻辑通信）,通信子网,12,传输层（transport layer） 任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，使上层服务用户不必关心通信子网的实现细节。 接收来自上层的数据，并在必要时把这些数据分割成小的单元，然后把数据单元传递给网络层，并确保这些数据片段都能到达另一端 传输层的特点 以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输； 只存在于端主机中； 实现源主机到目的主机“端到端”的连接； 在这一点上与网络层的区别是什么？,网络层：为主机之间提供逻辑传输 传输层：为应用进程之间提供逻辑传输,13,OSI参

6、考模型高三层协议,5. 会话层 允许不同机器上的用户之间建立会话 会话：指各种服务，包括对话控制、令牌管理、同步功能 6. 表示层 解决用户信息的语义、语法表示问题 实现不同信息格式和编码之间的转换 7. 应用层 包含了直接针对用户需要的协议 如：HTTP、文件传输、电子邮件、远程登录等,14,OSI参考模型如何传输数据,-封装和解封装,15,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,16,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,地址 ？,17,

7、OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,举例：某人给他的朋友写一封信,信,信 封,邮政信袋,邮政袋箱,应用层,传输层,网络层,数据链路层 物理层,18,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,在目的站，某一层只能识别由源站对等层封装的“信封” 对于被封装在“信封”内部的“数据”仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。 每一层只处理本层的协议头部！,19,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-enc

8、apsulating Data,协议：对等体用协议进行通信 接口：定义了下层向上层提供哪些原语操作和服务 协议栈：一个特定系统所使用的一组协议（协议和层的关系？）,20,OSI Model Data Flow -Encapsulating & De-encapsulating Data,比特,帧,包/分组,报文,报文,报文,报文,信息交换单位/协议数据单元(PDU),21,广域网（回顾）,通信子网（简称子网）的功能 把消息从主机传到另一台主机 广域网中子网由两个独立部分组成 传输线和交换单元,主机和通信子网间的关系,22,物理层,数据链路层,网络层,主机 A,主机 B,通信子网边界,物理层,数

9、据链路层,网络层,传输层？,传输层只存在于端主机中,23,OSI Model Data Flow-Encapsulating & De-encapsulating Data,集线器,交换机/网桥,路由器,网关 Gateway,24,1.4.2 TCP/IP参考模型,TCP/IP协议是ARPANET和因特网上使用的一组协议，是一个协议簇 TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。 Internet在世界的飞速发展，使得TCP/IP协议得到了广泛的应用，成为实事上的标准，并形成了TCP/IP的体系结构。,25,1. TCP/IP协议,TCP/I

10、P模型包括4个概念层次： 应用层（application） 传输层（transport） 网际层（internet） 网络接口（network interface）,1.4.2 TCP/IP参考模型,26,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,27,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,28,主要包含高层协议服务。这些服务利用低层协议如TCP和UDP来提供常见的因特网服务。 应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。,应用层,29,传输层,功能 使源端和目的端主机上的对等实体可以进行会话 两个传输协议（TCP和UDP） TCP（transmission co

11、ntrol protocol） 可靠的、面向连接的协议，实现端到端的无差错地传输字节流，具有流量控制,30,传输层,UDP（User Datagram Protocol） 不可靠的、无连接协议 应用于 “快速递交比准确递交更重要”的应用程序，如：传输语音或影象 “只有一次的、客户-服务器模式的请求-应答查询”的应用,31,传输层,TCP service: 面向连接: 需要在客户端与服务器之间建立连接 发送和接收过程的可靠传输 流量控制 拥塞控制等,UDP service: 无连接：不需要在客户端与服务器之间建立连接 发送和接收过程的不可靠传输 无流量控制 无拥塞控制等,TCP与UDP对比,32

12、,互联网层,功能 使主机可以把分组发往任何网络，并使分组独立地传向目标（可经由不同网络） 互联网层定义了正式的分组格式和协议，该协议为IP协议（无连接的网际协议） 分组路由、避免阻塞和异构网络互连是互联网层主要的任务,33,主机-网络层,也称网络接口层 功能 管理实际的网络媒体，定义如何使用实际网络（如：以太网、PPP、X.25或SDH等）传输IP包 TCP/IP参考模型没有真正描述这一部分，只是指出必须使用某种协议与网络相连，以便能在其上传递IP包,34,TCP/IP协议栈,SMTP,FTP,HTTP,Telnet,TCP,UDP,NFS,SNMP,IP,ARP,RARP,Data Link

13、 Layer: Ethernet, PPP, ATM, X.25， .,Physical layer : Transmission media,应用层,传输层,IP层,主机-网络层,ICMP,35,1.4.3 OSI、TCP/IP参考模型比较,相同处 都是基于独立的协议栈概念 都有功能相似的应用层、传输层、网络层 在传输层及传输层以上的层都希望为通信的进程提供端到端的、与网络无关的传输服务,36,1.4.3 OSI、TCP/IP参考模型比较,不同处 OSI模型使服务、接口和协议三个概念区分明确 层的数量不同：OSI模型有7层，TCP/IP模型有4层 面向连接和无连接通信的范围 OSI模型在网络

14、层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信 TCP/IP模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式 TCP/IP模型中不区分、甚至不提起物理层和数据链路层,37,本书所使用的混合参考模型,应用层Application,传输层Transport,物理层Physical,数据链路层Data Link,网络层Network,38,1.5 网络实例（自学）,Internet 面向连接的网络 X.25、帧中继和ATM Ethernet Wireless LANs 802:11,39,1.6 网络标准化组织,电信界最有影响的组织 国际电信联盟ITU（Internatio

15、nal Telecommunication Union ） ITU主要部门 无线通信部门（ITU-R） 关注全球范围内的无线电频率分配 电信标准化部分（ITU-T） 对电话、电报和数据通信接口提供一些技术性的建议 开发部门（ITU-D） ,40,1.6 网络标准化组织,国际标准界最有影响的组织 国际标准化组织ISO（International Standards Organization）在1946年成立的一个自愿的、非条约的组织。/ 美国国家标准协会ANSI是一个私有的、非政府的、非营利性的组织。ISO的美国代表。 http

16、:/ 电器和电子工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）发表行业标准。例如IEEE 802标准。 ,41,IEEE802标准,ANSI/IEEE Std 802-1990, IEEE Standards for LAN/MAN: Overview and Architecture. 802.1B-1992, IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks: LAN/MAN Management

17、. 802.2-1989 LLC 802.3, 1993 (CSMA/CD) Type 10BASE-X 802.3, 1995 100Mbps Fast Ethernet 802.3z, 1998 Gigabit Ethernet, on fiber optic cable 802.4 Token-Passing Bus Specifications 802.5e, Token Ring Specifications 802.6, Distributed Queue Dual Bus (DQDB) for MAN 802.7-1989, Broadband Local Area Networ

18、ks 802.8, Fiber Optic TAG 802.9, Isochronous Services CSMA/CD MAC Service 802.10-1992, IEEE Standards for Interoperable LAN/MAN Security 802.11, Wireless LAN 802.12, LAN/MAN Demand Priority,42,IEEE802标准,802.11 Wireless LAN Working Group 802.14 Cable Modem Working Group 802.15 Wireless Personal Area Network (WPAN) Working Group 802.16 Broadband Wireless Access Working Group 802.17 Resilient Packet Ring Working Group 802.18 Radio Regulatory TAG 802.19 Coexistence TAG 802.20 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) Working Grou