协议基础文档全解.docx

1. 网络体系结构1.1 协议分层图2-1 协议和服务举例图2-2 网络层次之间的关系实体：发送或接收信息的硬件或软件进程。协议：控制两个对等实体或多个实体进行通信的规则的集合。 网络协议的组成要素： 语法：数据与控制信息的结构或格式 。 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。同步：事件实现顺序的详细说明。服务：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。服务数据单元（SDU）：层与层之间交换的数据的单位。服务访问点(SAP)：同一系统中相邻两层的实体交互（即交换信息）的地方，是上层调用下层服务的接口，是服务的唯一标识。计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络的体系结构，体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正运行的计算机硬件和软件。1.2 网络分层 模型1. OSI/RM模型七层模型1984年ISO（国际标准化组织）颁布了OSI/RM(Open Systems Interconnection Reference Model)：开放系统互连参考模型.图2-3 OSI/RM 七层模型（7） 应用层：直接为用户的应用进程服务，协议有万维网应用协议HTTP、电子邮件协议SMTP、文件传输协议FTP等（6） 表示层：负责两个通信系统之间所交换信息的表示方式，使得两台数据表示结构完全不同的设备能够自由地通信，它所关心的是所有传输数据的语法和语义，目标是消除网络内部的语法语义差异。主要任务如下：处理数据压缩、加密、解压和解密等，提供一种可供应用层选择的服务的集合，。（5） 会话层：为彼此合作的表示层实体建立、维护和结束他们之间的通信会话，提提供会话管理，但不参与具体的传输。（4） 传输层：为会话层实体提供透明、可靠的数据传输服务，保证端到端的数据完整性，实现端到端的应答、分组排序和流量控制等功能。运输层有复用和分用的功能，复用就是多个上层进程可同时使用下面传输层提供的服务，分用则是运输层把收到的信息分别交付给上层中相应的进程，在这一层，信息的传送单位是报文。（3） 网络层：为传输层实体提供端到端的数据传送功能，使得传输层摆脱路由选择、拥挤控制等网络传输细节，对网络传输中发生的错误予以报告。首先在发送数据时，把上层产生的报文或用户数据包封装成分组或包进行传送，也叫IP数据报。其次要选择适合的路由，使分组能够通过网络中的路由器找到目的主机。（2） 数据链路层：负责两个相邻节点间的线路上的数据传输，建立、维持和释放两个相邻节点间的数据链路，将网络层交下来的IP数据报组装成帧（framing），在相邻结点间传送以帧为单位的数据，每一帧包含数据和必要的控制信息（如地址信息、差错控制等）。（1） 物理层：为它的上一层提供一个物理连接，以及该物理链路所需的机械、电气、功能和规程特征，如规定电缆和接头类型，传输信息的电压等，但不包含具体的物理传输媒体，传输单位为比特。2.TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是目前Internet使用的参考模型。 （a） OSI/RM 体系结构 （b）TCP/IP体系结构 （c） 5层协议结构图2-4 OSI/RM模型和TCP/IP模型对比（1）网络接口层TCP/IP参考模型没有对该层进行详细的描述，只是指出网络层可以使用某种协议与网络连接，负责实现IP数据报在不同通信系统中传输，实现物理地址（MAC地址）与逻辑地址（IP地址）相互映射的机制。（2）网际层是TCP/IP参考模型的核心，负责IP数据报的产生以及IP数据报在逻辑网络上的路由转发，提供数据报的封装、分片和重组，以及路由选择和拥塞控制机制。（3) 传输层是TCP/IP参考模型提供端到端通信服务的层次，既可以提供面向连接的可靠通信服务，又可以提供无连接不可靠服务。该层以端口的形式实现通信复用。（4) 应用层是TCP/IP参考模型协议数量最多最复杂的层次，面向不同主题向用户提供各种各样的通信服务。图2-5 数据在各层次间传送2. TCP/IP协议集2.1网络接口层协议Ip地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址，是用软件实现的。物理地址（MAC地址）是数据链路层和物理层使用的地址，MAC地址是6字节长数据，如00-E0-50-D9-0D-36。IP地址放在IP数据报的首部，硬件地址则放在MAC帧的首部，在数据链路层看不见数据报的IP地址。图 IP地址和硬件地址的区别下图为主机H1和主机H2通信。（a）网络配置图（b）不同层次不同区间的源地址和目的地址图 从不同层次上看IP地址和硬件地址表 上图中不同层次、不同区间的源地址和目的地址在网络层写入IP数据报首部的地址在数据链路层写入MAC帧首部的地址源地址目的地址源地址