第2章网络体系结构与网络协议祥解.ppt

第2章 网络体系结构与网络协议 2.1 OSI参考模型 2.2 TCP／IP协议 2.3 IP地址与子网掩码 2.4 IPv6协议 实验：IP地址分配和IP地址信息设置 2.1 OSI参考模型 OSI参考模型 全球经济的发展使得不同网络体系结构的用户迫切要求能够互相交换信息。 为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织 ISO 于 1977 年成立了专门机构研究该问题。 就提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型OSI/RM（ Open Systems Interconnection Reference Model），简称为 OSI。 OSI参考模型 “开放”是指只要遵守OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循着同一标准的其他任何系统进行通信。这一点很像世界范围的电话和邮政系统，这两个系统都是开放系统 “ 系统”是指在现实的系统中与互连有关的各部分。 分层原则 在 1983 年形成了开放系统互联基本参考模型的正式文件，即著名的 ISO7498 国际标准。 OSI 参考模型将计算机网络分为 7 层，其分层原则如下 根据不同层次的抽象分层。 每层应当实现一个定义明确的功能。 每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。 各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。 层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多，否则体系结构会过于庞大。 OSI 7层参考模型 APDU 是应用层协议数据单元（ Application Protocol Data Unit ）； PPDU 是表示层协议数据单元（Presentation Protocol Data Unit ）； SPDU 是会话层协议数据单元（Session Protocol Data Unit）； TPDU （Transport Protocol Data Unit）传输层协议数据单元，我们叫做“段”或“报文”； 网络层的协议数据单元，我们叫“包”或“分组”； 数据链路层的协议数据单元，我们叫“帧”； 物理层的协议数据单元，我们叫“比特”； 物理层 功能：（1）确定传输性质的介质规格 （2）将数据以实体呈现 （3）确定接口规格 无论哪种通信，通信双方最终都得通过实体的通信介质来连接，如同轴电缆，双绞线，无线电波等。而不同的介质有不同的特性，所以在传送0和1的数字信息之前，可能要经过转换，讲数字信息转变为光脉冲或电脉冲，这些转换和传输工作就由物理层负责。此外，传输带宽、工作脉冲、电压高低、相位等细节也在此层确定。 协议：物理层接口协议实际上是DET、DCE或其他通信设备之间的一组约定，只要解决网络节点与物理信道如何连接的问题。比如RS-232（EIA-232），以及调制解调器的V.90，V.92。 设备：连接介质、中继器、集线器。 数据链路层 功能（1）同步：网络上不同厂商的设备不能保证所有设备都能同步操作，因此，数据链路层协议在传送数据时要进行连接同步化，保证数据传输的正确性。 （2）检测：接收端收到数据后，先检查该数据的正确性，再决定是否继续处理。 （3）介质访问控制方法：当网络上有很多设备都要传输数据时，要确定其优先级。 协议：数据链路层的协议分为同步协议还有异步协议。同步协议中最重要的就是面向比特的HDLC协议。 设备：网卡、网桥、交换机。 网络层 功能（1）定址：在网络世界，所有的网络设备都有一个独一无二的名称或地址才能相互访问和传输数据。至于究竟采用名称还采用地址、命名时有何限制、如何分配地址这些工作都由网络层决定。 （2）选择路径：在通信子网中选择一条合适的路径，使源计算机发送的数据能够通过所选择的路径到达目的计算机。 路由选择的算法：静态路由算法和动态路由算法。 设备：路由器和三层交换机。 传输层 传输层是 OSI 七层模型中唯一负责端到端进程（process）间数据传输和控制功能的层。 （1）编定序号：当所要传送的数据量很大时，会将数据切割成多段较小的数据，而每段传送出去的数据未必能遵循“先传先到”的原则，因此，必须在每段数据上编号，一边接收后能还原。 （2）控制数据流量：当传输数据发生堵塞时进行协调控制。 （3）检测与处理错误：这里检测的方式不一定和数据链路层相同，因为两者完全独立。一旦发生错误也不一定要求对方重送。例如，TCP会要求对方重送，但UDP不会要求对方重送。 会话层 会话层是负责通信双方在正式开始传输前的沟通，目的在于建立传输时所遵循的规则，使传输更顺畅、有效。沟通的议题包括使用单工、半双工和全双工的传送模式。对如何发起传输、如何结束传输、传输参数的设置等会话层提供了令牌管理和同步两种服务功能。 表示层 （1）内码转换：在键盘上输入的任何数据到了计算机内部