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1.4 网络协议


1.4 网络协议

学习目标
? 理解网络协议的基本概念; ? 理解协议分层模型的基本思想方法; ? 能描述因特网TCP/IP协议的基本概念、思 想与功能。

一、网络协议
通信双方所共同遵循的指挥行为的规则或准则称为 协议。 协议是关于信息传输顺序,信息格式和信息内容等 的约定。通信双方遵守相同的协议,通信过程才能

够完 成。

? 1、局域网协议有三种:
? ? NETBEUI 高效、快速 小型局域网

IPX/SPX 复杂网络环境 跨网段, Novell网络 使用 TCP/IP 主机安装 运任意规格的网络,接入因特网的

?

? 2、 TCP/IP协议
?
? ?

TCP/IP协议,目前最常用的一种网络协议, 是一个通用协议。 windows 2000 以上版本时会自动安装TCP/IP 协议。

二、网络协议OSI模型
OSI称开放系统互连模型。 为了解决不同的网络之间进行通信 问题而提出OSI参考模型

ISO指定了OSI七层参考模型
?
? 国际标准化组织(International Standards Organization,ISO)于1981年 颁布了开放系统互连OSI参考模型(Open System Interconnection Reference Model, OSI/RM)的格式,通常简称为“七层模 型”。

OSI表示什么?
?“OSI”——三个字母分别表示开放、系统和互连
?“系统”——可以是一个简单的终端 ,也可以 是一个复杂的计算机网络

?“开放”——标准公开,以便遵循

网络协议OSI模型
1.大化小,分“层”治之
? 因为网络协议是一个复杂系统,采 用分层解决的原则。将一个复杂问题分 解为若干个容易解决的、各自相互独立 且相互联系的子问题来解决。

思考题: 一台计算机上要安装一个网卡对应的 驱动程序、安装一个网络协议、安装其他应用软件

。 为什么不把三种软件集成到一个软件包中呢?

只要硬件设备或应用软件稍作改动,则整个软 件包将要重新设计。提高网络设计和运行的成本。

应用层

解决应用 进程通信 问题

为应用进程(文字处理、邮件、电子表格)提供 网络服务,负责用户信息的语义表示 为上层解决语法表示:数据转换、数据压缩、 数据加密 不参与数据传输,进行管理:主机间通信、建立、 维护、结束应用程序之间的会话 差错校验、流量控制 路由转发

表示层

会话层

解决传输 服务问题

传输层

网络层

数据链路层

解决网络 信道问题
物理层

检错重发 传输媒体:双绞线、同轴电缆、光纤

3.OSI层次参考模型信息传递过程
特 点 : 每一层都建立在前一层的基础之上,低层为高层服务
主机 A
应用层 表示层 会话层 应用层协议 表示层协议

主机 B
应用层 表示层 会话层

信息交换单位 Message Message (报文) Message

会话层协议
传输层协议

传输层
网络层

传输层
网络层

Message
Packet (分组) Frame (帧)

网络层

数据链路层
数据链路层 数据链路层

数据链路层 物理层

物理层

物理层

物理层

Bits (二进制流)

传输介质

交换机

路由器

传输介质

对等层通信示例:货物传递过程
发货人 快递公司

货物内容 货物地址

对信件内容的共识

P3
对信件如何传递的共识

货物内容 货物地址

收货人 快递公司

P2
对货物如何运输的共识

物流公司 集装箱地址

P1
公路,铁路,航空

集装箱地址 物流公司

问题:
1、收货人与发货人之间、快递公司之间,他们是在直接通信吗? 2、快递公司、运输系统各向谁提供什么样的服务? 3、快递公司、收发货人各使用谁提供的什么服务?

OSI协议模型为什么要分层?
? 分析前面通信的例子,我们会发现:
– 模型具有三个层次 – 相同层次的交流都是独立进行的,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

4.OSI层次模型的优点
(1)分层中的每一模块便于研发,更易于理 解 (2)网络部件能够标准化 (3)允许不同类型的网络硬件和软件相互通 信 (4)各层功能相对独立,易于维护 (5)各层使用下层提供的接口,同时也为它 的上层提供接口

?

OSI参考模型明确了各个协议在网络体 系结构中所站的位置,分清各层在功能上 的区别,因而有助于分析和理解比较复杂 的协议。 ? 但OSI参考模型是一个概念模型、理论 模型,一般网络通信功能只涉及到其中的 几层,很少用到全部七层。

三、 TCP/IP协议模型
?TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(阿帕网 ARPA)的一项研究计划——实现若干台主机之间的 相互通信。 ?现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。 ?TCP/IP模型包括4个概念层次: ?应用层(application) ?传输层(transport) ?网际层(internet) ?网络接口(network interface)

1.TCP/IP协议
TCP/IP协议是互联网络信息交换、规 则、规范的集合体。(协议簇)

? TCP传输控制协议
– 规定了对传输信息怎样分层、分组和保 证在线路上无差错传输。

? IP网际协议
– IP协议定义了Internet上计算机之间的路由 选择,把各种不同网络的物理地址转换为 Internet 地址。

2. TCP/IP与OSI参考模型的对应关系 传输控制协议/互联协议
OSI参考模型 7 6 5 4 3 2 1 TCP/IP概念层次

应用层
表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输层 网际层
网络接口 (数据链路层 +物理层)

应用层
TCP/IP支持 所有标准的数 据链路层和物 理层协议

Ethernet,802.3,802.5,FDDI 等等

TCP/IP网际层的四个主要协议

应用层

传输层 网际层 网络接口

●IP ●ICMP ●ARP ●RARP

TCP/IP与网络层
?网际层的主要协议——IP。本层提供无连接的传输服 务(不保证送达,不保序)。本层的主要功能是寻找 一条能够把数据报送到目的地的路径。 ?网际层的PDU称为IP数据报;

? ICMP(Internet Control Message Protocol)提供控制和传递消息 的功能;
?ARP(Address Resolution Protocol)为已知的IP地址确定相应的 MAC地址; ?RARP(Reverse Address Resolution Protocol)根据MAC地址确定相 应的IP地址。

TCP/IP与传输层
传输层的两项主要功能:

? 流量控制
? 可靠传输

传输层提供了TCP和UDP两种传输协议:
? TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解 为多个段进行传输,在目的站再重新装配这些段, 必要时重新发送没有收到的段。 ? UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认 ,因此它是“不可靠”的。

TCP/IP传输层提供了两种传输协议

应用层
面向连接的 ●TCP 无连接的 ●UDP

传输层

网际层
网络接口

?

TCP/UDP提出协议端口。端口是TCP和 UDP与应用程序打交道的访问点。 ? 如:80端口是WWW(万维网)常用的端口, 21与20是FTP常用的端口,23是Telnet服 务的端口,25是SMTP服务的端口,110是 POP3服务的端口。 ? 如:一个房间,多个门,有多个出口;

TCP/IP与应用层
应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网 络管理、Web浏览等应用。
文件传输 ●FTP、TFTP、NFS 电子邮件 ●SMTP、POP3 WWW应用 ●HTTP 远程登录 ●Telnet、rlogin 网络管理 ●SNMP 名字管理 ●DNS

应用层

传输层 网际层 网络接口


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