36
3.2.4 TCP/IP参考模型

IP协议由四个协议组成

ARP协议，地址解析协议

将IP地址转换为底层物理地址(如:局域网中的MAC地址）



RARP协议，逆地址解析协议 将底层物理地址转换为IP地址 ICMP协议，因特网控制报文协议 允许主机或路由器报告差错情况和提供异常报告 IGMP协议，因特网组管理协议 在多播情况下使用

走哪条路可以到达
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3.2.3 OSI参考模型

传输层

负责将完整的报文进行源到目的（端到端）的交付 起着可靠传输的作用

端到端的错误检查和错误恢复 在重组过程中请求出错或丢失的数据重传等等

如何保证数据不丢失？
26
3.2.3 OSI参考模型

会话层

允许不同机器上的用户之间建立会话 负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路）

使不同厂商的设备、不同的CPU以及不同的操作系 统组成的计算机之间实现通信
3
3.2.1 网络协议概念

哪里有通信，哪里就有协议

自然社会、机器社会
4
3.2.1 网络协议概念
2. 网络协议的三要素
表示格式
表示含义 及动作
表示次序
5
3.2.1 网络协议概念

协议的三要素

举例： A要打电话给B，首先A拨通B的电话号码，对 方电话振铃，B拿起电话，然后A和B开始通话。通话 完毕后，双方挂断电话
第3章 网络与网络应用协议
3.1 计算机网络概述 3.2 网络协议及网络体系结构 3.3 应用层协议1：DNS域名服务器 3.4 应用层协议2：TELNET、FTP、SMTP 3.5 应用层协议3：万维网WWW
参考文献： 计算机网络，Andrew S. Tanenbaum著，熊桂喜等译，清华大学出版社
功能明确、减少信息传递、分层数量要适当
10

分层的要点：

3.2.2 网络体系结构及其基本元素

分层的优点：




各层之间是独立的。 仅需知道层间接口所提供的服务 灵活性好。 只要层间接口不变，层内实现改变不影响上下层 结构上可分割开。 各层都可以采用更适合的技术 易于实现和维护。 能促进标准化工作。 过分模块化，每个模块有处理相似模式
21


3.2.3 OSI参考模型


OSI参考模型将网络的通信功 能分解为7个层次 详细地规定了每一层的功能， 以实现开放系统环境中的

互联性（interconnection） 互操作性（interoperation） 应用的可移植性（portability）
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3.2.3 OSI参考模型
3.2.2 网络体系结构及其基本元素
1.层次

大多数网络都按层(layer)或级(level)的方式来组织 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中


每个层次要完成的功能都有明确规定并且每层功能独立
每一层的目的都是向它的上层提供一定的服务，服务的 细节对上一层加以屏蔽

使用下层提供的服务时，并不需要知道其具体实现方法

20
3.2.3 OSI参考模型

国际标准化组织ISO发布了著名的ISO/IEC 7498标准，制定了开放系统互联参考模型 OSI/RM（Open System Interconnection/Reference Model) ，简称为OSI。
所谓“开放”是与垄断相对的，只要遵循OSI标 准，一个系统就可以与位于世界上任何地方的 、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信 OSI参考模型并不是一个标准或协议，它是可 互操作的网络体系结构的模型
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缺点：

打 电 话 — 语 言 层 与 设 备 层 两 层 模 型
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3.2.2 网络体系结构及其基本元素
层次 举例：邮政系统的四层结构
每层都有明确而独立的功能，同时每一层的目的都是向它 的上层提供一定的服务
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3.2.2 网络体系结构及其基本元素
2.协议



网络进行层次划分之后，每层都有相应的一系 列协议，如TCP、HTTP，用以约束网络中的 通信行为。 不同层协议分布在网络的不同组件中，如应用 层协议在端系统中用软件实现。 网络中这一系列的协议正是以分层的形式被有 效地组织起来并协调工作
每一层的活动元素称为实体，表示任何可发送或接收信 息的硬件或软件进程 不同机器上同一层的实体叫对等实体 各种协议集成为一个统一整体的抽象结构，称为参考模 型，与网络体系结构一致 各层的所有协议统称为协议栈
16

实体(entity) 及对等实体（peer entity) ：



参考模型


协议栈

3.2.2 网络体系结构及其基本元素
33
3.2.4 TCP/IP参考模型

TCP/IP字面上代表了两个协议:

OSI 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层
TCP/IP 应用层

传输控制协议TCP（Transport Control Protocol) 网际协议IP（Internet Protocol）

TCP/IP模型也采用了分层的结构 ，定义了4层，包括
甲乙双方都遵守了打电话的协议。
6
3.2.1 网络协议概念

打电话过程协议三要素：

“语法”：电话号码

五到八位阿拉伯数字，长途要加拨区号，国家代码等等；

“语义”：振铃

振铃是一个信号，表示有电话打进

“时序”：信号与动作顺序

甲拨了电话，乙的电话才会响，乙听到铃声后才会考虑要不要接

不可能没有人拨乙的电话而乙的电话会响

何时建立、断开连接？
27
3.2.3 OSI参考模型

表示层

将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式 或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式

如何表达内容？
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3.2.3 OSI参考模型

应用层

使用户（不管是人还是软件）能够接入到网络

做什么？
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OSI环境中的数据传输过程
主机A 应用 进程A 应 表 会 传 网 用 示 话 输 络 层 层 层 层 层 数据 主机B 应用 进程B 应 表 用 示 层 层

物理层

定义了传输信号的细节以及与网络介质接口的物理 和电气特性

如何利用物理媒体
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3.2.3 OSI参考模型

数据链路层

将物理传输设施转换为逻辑链路

在发送方实现物理层数据的可靠传输，在接收方检 验所收到数据的可靠性

互连设备的两端如何传输
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3.2.3 OSI参考模型

网络层

将数据传输到目标地址，负责网络寻址和路由选择
数据 数据单元 数据单元 报文 分组 帧 比特序列 传输介质
做什么？
如何表达内容？ 会 话 层 轮到谁、何时开始
传 网 输 络 层 层
保证数据传完整 走哪条路到达 连接两端传输 如何利用物理 媒体
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数据链路层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
3.2.3 OSI参考模型

OSI参考模型优点

只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上 任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行 通信 OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力； OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低； OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产 的设备无法及时进入市场； OSI 的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中 重复出现 31
服务用户
实体(n + 1) 协议(n + 1)
实体(n + 1)
服务 原语
SAP
பைடு நூலகம்
服务 原语
SAP
第n+1层
服务提供者

实体(n)
协议(n)
第n层
实体(n)
下面的协议对上面的服务用户是透明的。 服务由一组原语组成 相邻两层的实体进行交互的地方服务访问点SAP(Service Access Point)。 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。 服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 17
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3.2.4 TCP/IP参考模型

传输层


允许源和目标主机上的对等体之间可以进行对话 基本功能包括从发送方到接收方数据的可靠传输、数 据分段重组功能 传输层中定义了协议： 传输控制协议TCP（Transport Control Protocol） 用户数据报协议UDP (User Datagram Protocol) 流控制传输协议SCTP（Stream Control Transport Protocol）
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3.2.2 网络体系结构及其基本元素
3. 接口



层与层之间的边界和 在这个边界上进行的 信息传送变得很重要 边界又称为层边界 层间的信息传送的规 约称为接口 接口定义了下层向上 层提供哪些服务和原 语操作
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3.2.2 网络体系结构及其基本元素
4. 几 个 相 关 术 语

服务

下层（n-1层）向上层（n层）提供的功能

传输层 互联网层