计算机网络体系结构与协议选择.ppt

网络协议的概念网络协议的概念 计计算算机机网网络络中中为为进进行行数数据据传传输输而而建建立立的的一一系系列规则、标准或约定称为网络协议（列规则、标准或约定称为网络协议（ProtocolProtocol）。）。网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络采用层次化结构的优越性包括：计算机网络采用层次化结构的优越性包括：计算机网络采用层次化结构的优越性包括：计算机网络采用层次化结构的优越性包括：（1）各层之间相互独立。各层之间相互独立。（2）灵活性好。灵活性好。（3）易于实现和维护。易于实现和维护。（4）有利于网络标准化。有利于网络标准化。返回本返回本章章首页首页第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型(OSI(OSIRM)RM)由于很多网络使用不同的硬件和软件，没有统一由于很多网络使用不同的硬件和软件，没有统一的标准，结果造成很多网络不能兼容，而且很难在不的标准，结果造成很多网络不能兼容，而且很难在不同的网络之间进行通信。同的网络之间进行通信。为了解决这些问题，人们迫切希望出台一个统一为了解决这些问题，人们迫切希望出台一个统一的国际网络标准，为此，国际标准化组织的国际网络标准，为此，国际标准化组织(ISO(ISO，international standards organizationinternational standards organization）和一些科和一些科研机构、大的网络公司做了大量的工作，提出了开放研机构、大的网络公司做了大量的工作，提出了开放式系统互连参考模型（式系统互连参考模型（ISO/OSI RMISO/OSI RM，international international standards organization/open system standards organization/open system interconnect reference modelinterconnect reference model）和）和TCP/IPTCP/IP体系结构。体系结构。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 在在OSIOSI参考模型中，计算机之间传送信息参考模型中，计算机之间传送信息的问题分为的问题分为7 7个较小且更容易管理和解决的个较小且更容易管理和解决的小问题。每一个小问题都由模型中的一层来小问题。每一个小问题都由模型中的一层来解决。解决。OSIOSI将这将这7 7层从低到高叫做物理层、数层从低到高叫做物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。层和应用层。(一个任务由不同部门来做）一个任务由不同部门来做）第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 按照按照OSI参考模型，网络中各节点都有相同参考模型，网络中各节点都有相同的层次，不同节点的同等层次具有相同的功能，的层次，不同节点的同等层次具有相同的功能，同一节点内相邻层之间通过接口通信；每一层同一节点内相邻层之间通过接口通信；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同节点的同等层按照协议实现对等层之务；不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信（虚拟通信）。间的通信（虚拟通信）。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（1）应用层（application layer）应用层为最后一层，应用层为用户提供一应用层为最后一层，应用层为用户提供一种通过应用程序访问网上信息的方法，完成用种通过应用程序访问网上信息的方法，完成用户希望计算机完成的工作。户希望计算机完成的工作。应应用用层层为为用用户户提提供供应应用用程程序序及及网网络络相相互互作作用的接口：用的接口：FTP、DNS、Telnet、SMTP等。等。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 （2）表示层（presentation）表表示示层层负负责责将将数数据据转转换换为为发发送送方方和和接接收收方方都都能能识识别别的的格格式式，即即数数据据翻翻译译、数数据据加密和解密、数据压缩和恢复。加密和解密、数据压缩和恢复。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（3）会话层（session layer）会会话话层层在在不不同同计计算算机机的的两两个个应应用用程程序序之之间建立、维持和结束确定的连接。间建立、维持和结束确定的连接。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（4）传输层（transport）传传输输层层是是最最核核心心的的一一层层，包包容容了了有有关关传传输输数据的所有细节。数据的所有细节。传传输输层层为为源源主主机机和和目目的的主主机机之之间间提提供供性性能能可可靠靠、价价格格合合理理的的数数据据传传输输，而而与与当当前前使使用用的的网络无关。网络无关。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（5）网络层（network layer）网络层对数据的大小有限制（把报文划分网络层对数据的大小有限制（把报文划分为分组）；为分组）；其基本任务包括路由选择、拥塞控其基本任务包括路由选择、拥塞控制与网络互联等功能制与网络互联等功能。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（6）数据链路层（data link layer）数数据据链链路路层层负负责责数数据据在在子子网网内内的的正正确确传传输输。（采采用用差差错错控控制制和和流流量量控控制制方方法法使使有有差差错错的的物物理理线线路路变变成成无无差差错错的的数数据据链链路路。）创创建建（把把分分组组细细分分为为帧帧）和和管管理理由由网网络络发发送送出出去去的的帧。帧。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（7）物理层（physical layer）物理层是物理层是OSIOSI参考模型的最低一层，基本参考模型的最低一层，基本功能是保证网络一方可正确接收另一方发送的功能是保证网络一方可正确接收另一方发送的信息。信息。定义网络设备物理连接的接口和传输定义网络设备物理连接的接口和传输规则。（接口大小、功能、电平高低、编码等）规则。（接口大小、功能、电平高低、编码等）物物理理层层、数数据据链链路路层层和和网网络络层层与与具具体体网网络络有关，实现通信子网的功能。有关，实现通信子网的功能。低低3 3层由硬件实现，高层由软件实现。层由硬件实现，高层由软件实现。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 在在网网络络中中，数数据据都都是是从从源源端端发发出出，经经过过网网络络传传达达到到目目的的端端。若若主主机机A A要要与与主主机机B B的的交交换换数据，交换过程如图数据，交换过程如图2.62.6所示：所示：第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择图2.6OSI结构中数据的传输与流动过程 返回本返回本章章首页首页第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 TCP/IP协议是目前最流行的商业化网络协议，尽协议是目前最流行的商业化网络协议，尽管它不是某一标准化组织提出的正式标准，但它已经被管它不是某一标准化组织提出的正式标准，但它已经被公认为目前的工业标准或公认为目前的工业标准或“事实标准事实标准”。因特网之所以。因特网之所以能迅速发展，就是因为能迅速发展，就是因为TCP/IP协议能够适应和满足世协议能够适应和满足世界范围内数据通信的需要。界范围内数据通信的需要。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 与与ISO/OSIISO/OSI参参考考模模型型不不同同，TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构将将网网络络划划分分为为应应用用层层、传输层传输层、互联层互联层、和网络接口层和网络接口层4 4层层 第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 TCP/IP的分层体系结构与的分层体系结构与ISO/OSI参考模型有一定的对应关系参考模型有一定的对应关系。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择网络互连协议网络互连协议IPIP IP（Internet Protrol）即即网网际际协协议议，是是应应用用最最广广泛泛的的网网间间互互连连协协议议，它它定定义义在在网网际际层层，为为上上层层提提供供不不可可靠靠的的、尽尽最最大大努努力力完完成成的的、无无连连接接的的数据报传输服务。数据报传输服务。Internet上的上的IP协议与协议与IP地址地址第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（1 1）面向无连接的传输服务。）面向无连接的传输服务。无连接表示每个无连接表示每个IPIP数据包都是独立发送的，而且数据包都是独立发送的，而且从源节点到目的节点的一系列数据包可能经过不同的从源节点到目的节点的一系列数据包可能经过不同的传输路径，有的在传输过程还可能丢失。传输路径，有的在传输过程还可能丢失。（2 2）不可靠的数据投递服务。）不可靠的数据投递服务。IPIP协协议议本本身身没没有有能能力力证证实实发发送送的的报报文文是是否否被被正正确确接接受受。IPIP数数据据包包在在传传输输过过程程中中可可能能丢丢失失、重重复复、损损坏坏或或错错序序。但但IPIP不不检检测测这这些些错错误误。在在错错误误发发生生时时，IPIP也也没有可靠的机制来通知发送方或接受方。没有可靠的机制来通知发送方或接受方。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（3 3）尽力发送服务。）尽力发送服务。IPIP并并不不随随意意的的丢丢弃弃数数据据包包。只只有有当当系系统统的的资资源源用用或或底底层层网网络络出出现现故故障障时时，IPIP才才被被迫迫丢丢弃弃报文。报文。由由IP控控制制的的协协议议单单元元称称为为IP数数据据报报。IP数数据报（据报（IPv4IPv4）由报头和正文组成，如图所示由报头和正文组成，如图所示第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 IPv6IPv6 IPv6IPv6是是InternetInternet的的新新一一代代IPIP协协议议，它的主要特点包括：它的主要特点包括：（1 1）地地址址长长度度为为128128位位，以以支支持持大大规规模模数数量的网量的网络节络节点；点；（2 2）IPv6IPv6简简化化了了报报头头，减减少少了了路路由由表表长长度度，同同时时减减少少了了路路由由器器处处理理报报头头的的时时间间，降降低了低了报报文通文通过过因特网的延因特网的延迟迟。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择