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1、1,第2章 OSI模型和TCP/IP协议族,ISO/OSI是指国际标准化组织（International Standard Organization，ISO)的开放式系统互联参考模型（Open System Interconnect Reference Model，OSI）。它规定了开放系统在分层、相应层对等实体的通信、标识符、服务访问点、数据单元、层操作、OSI管理等方面的基本元素、组成和功能等，并从逻辑上把每个开放系统划分为功能上相对独立的七个有序的子系统。所有互连的开放系统中，对应的各子系统结合起来构成开放系统互连基本参考模型中的一层。,2,本章知识要点:,协议分层OSI网络参考模型TC
2、P/IP网络模型,2.1 模型将网络分解为层,3,参考模型的价值在于它能够将技术上的大问题也就是如何处理从硬件到与网络有关的高层软件联网问题，分解成一系列互联和互联关联的子问题，然后分别解决每个子问题。计算机科学家将这种方法称为分解处理。在互联网把互连功能划分为多个层次，每层功能需要不同的协议，故叫做协议分层。,4,网络通信的过程很复杂数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计,5,2.1.1 一个生活中通信的例子,日语使用者,日语使用者,手语,两人通讯模型的特点：模型具有三个层次 相同层次的交流都是独立
3、进行的，不受其他层次影响上下相邻两个层次之间的联系可以用“提供服务”和“使用服务”来进行说明,7,分层设计的好处复杂问题简单化 灵活性好 结构上可分割开易于实现和维护能促进标准化工作,例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线,8,2.2 OSI网络参考模型概述,开放式系统互联模型（OSI）是1984年由国际标准化组织（ISO）提出的一个参考模型。作为一个概念性框架，它是不同制造商的设备和应用软件在网络中进行通信的标准。现在，此模型已成为计算机间和网络间进行通信的主要结构模型。目前使用的一些网络通信协议的结构都是基于OSI模型的。,2.1.1 OSI的标准制定
4、与测试,OSI标准主要是由国际标准组织（ISO）、国际电报电话咨询委员会（CCITT）所共同制定的，它们也可合称为美国国家标准协会（American National Standards Institute，简称ANSI），是美国制定编码与信息纲要的重要组织。,9,2.1.3 ISO/OSI网络体系结构,ISO/OSI网络体系结构即开放系统互联参考模型（Open System Interconnect Reference Model）。是ISO（国际标准化组织）根据整个计算机网络功能将网络分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层七层。也称“七层模型”。每层之间相对独立，下
5、层为上层提供服务。,10,2.2 TCP/IP网络模型,因为TCP/IP体系结构是在OSI参考模型于20世纪80年代完成前设计的，所以两个模型略有不同。如图显示了表明本地TCP/IP模型的层，并且将它的层映射到参考模型的层中。与OSI参考模型的会话层和表示层相关联的一些功能出现在TCP/IP的应用层，而OSI参考模型的会话层的某些方面也出现在TCP/IP的传输层。,11,网络接口层,分层模型比较,OSI七层模型TCP/IP四层模型TCP/IP五层模型,物理层,数据链路层,网络层,OSI 7层模型,会话层,表示层,应用层,传输层,网络层,传输层,应用层,物理层,数据链路层,TCP/IP 5层模型
6、,网络接口层,网络层,传输层,应用层,TCP/IP 4层模型,12,层与层之间的通信,层与层之间的 接口,13,7-6接口,6-5接口,5-4接口,4-3接口,3-2接口,2-1接口,7-6接口,6-5接口,5-4接口,4-3接口,3-2接口,2-1接口,7,6,5,4,3,2,1,7,6,5,4,3,2,1,网络层,网络层,物理层,数据链路层,物理层,数据链路层,3-2接口,2-1接口,3-2接口,2-1接口,物理通信,14,层的组织方式,应用支撑层,网络支撑层,网络/应用链接层,TCP头部,数据,数据,H7,H7,H6,尾部,数据,数据的封装与解封装过程,数据,数据链路层,网络层,传输层,
7、会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,高层数据,IP头部,TCP头部,数据,IP头部,MAC头部,TCP头部,数据,TCP头部,尾部,物理层,FTP服务器,OSI模型简介,16,OSI模型中各层物理层,涉及的内容：接口媒体和物理特性比特的表示数据率 数据率比特同步线路配置物理拓扑传输方式,17,OSI模型中各层数据链路层,涉及的内容：组帧物理编址流量控制差错控制接入控制,18,OSI模型中各层网络层,涉及的内容：逻辑地址路由选择,19,OSI模型中各层运输层,涉及的内容：服务点编址分段与重装连接控制流量控制差错控制,20,OSI模型中各层会话层,涉及的内容：对话控制同步,21,O
8、SI模型中各层表示层,涉及的内容：转换加密压缩,22,OSI模型中各层应用层,涉及的内容：网络虚拟终端文件传送、存取和管理邮件服务名录服务,23,TCP/IP协议族简介,24,TCP/IP协议族物理层,25,TCP/IP物理层没有任何特定的协议，但它支持所有标准的和专用的协议。通信发生在两跳之间，可能是计算机和计算机，也可能是计算机和路由器。当两点之间建立链接后(至于如何建立，见后述)，比特流就在两点之间流动。涉及的内容：接口媒体和物理特性传输单位比特的表示数据率 数据率比特同步线路配置物理拓扑传输方式,TCP/IP协议族数据链路层,26,TCP/IP协议族没有给该层定义任何协议，但它支持所有
9、标准的和专用的协议。通信发生在两跳之间，可能是计算机和计算机，也可能是计算机和路由器。传输单位是帧的分组，来自于网络层，加了个首部，首部包含源地址和目的地址有可能在不同链路上帧有所不同，因为路由上采用的协议不同。,A,R1,R2,R3,B,链路1,链路2,链路3,链路4,帧,D2 H2,TCP/IP 网络层(Internet层),27,TCP/IP Internet层处理机器之间跨多个网络的路由，并且管理网络名称和地址，以方便处理这种行为。更具体地说，Internet层执行TCP/IP的三个主要任务。（1）MTU(maximum transmission unit)分段（2）寻址（3）路由该层
10、支持IP协议，传输的是数据报，每个数据报独立传输，可以走不同的路由，也不按照输顺序传送，可能会重复；IP不会跟踪这些数据报，到达目的地后也不按照顺序排序。,2.3.3 TCP/IP传输层,在Internet上运行的设备通常被指定为主机，所以TCP/IP传输层有进也被称为主机对主机层，因为该层涉及一台主机到另一台主机移动数据。传输层协议的基本功能包括从发送方到接收方可靠的数据传输；传输前将外传的数据分成必要的碎片，并且在传输到目的地后，重新组装数据以便交给应用层进一步处理。网络中的计算机都需要传输层协议，而路由器则不需要传输层协议。传统上该层有UDP和TCP协议，最近又有新的协议SCTO(str
11、eam contorl transmission protocal),28,29,2.3.4 TCP/IP应用层,TCP/IP应用层通常被称为处理层，这因为协议栈与主机上的应用或者处理程序交界的层。用户与处理和应用的接口也在这里定义。TCP/IP协议和服务之间常见的重叠部分也出现在这一层。例如，FTP（文件传输协议）、Telnet（远程登录协议）等基于TCP/IP的特定协议。并且定义文件传输和终端模拟等服务。该层定义了许多的协议：http,邮件协议,ftp,30,2.4 编址,TCP/IP需要4个级别的地址：物理地址逻辑地址端口地址特定应用地址,2.4.1 物理地址,也称链路地址由节点所在的局域网或广域网来指定（有效）长度和格式随不同的网络而不同以太网就是网卡地址Localtalk（苹果公司）用一个字节的动态地址,31,2.4.2 逻辑地址,就是IP地址，它是32的。数据传送的过程：封装-根据路由表找下一跳逻辑地址-根据ARP协议找到该IP的物理地址-现在网络层就可以把这个物理地址传给链路层-封装,32,2.4.3 端口地址,因特网通信的最终目标是从一个进程到另外一个网络的一台机器上的一个进程。由于现在的机器都是多进程并行运行，所以就设定不同的进程对于相应的端口地址。,33,2.4.4 特定应用地址,电子邮件地址网页地址等,34,
