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、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。端系统A端系统B第N层协议第N+1层协议第N-1层协议最低层协议最高层协议物理介质N层N+1层N-1层最高层最低层……开放系统AN/(N+1)层接口(N-1)/N层接口N层N+1层N-1层最高层最低层……开放系统B计算机网络中端系统间的通信二、网络体系结构为了解决不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作的问题，采用分层的方法，将网络互联的庞大而复杂的问题，划分为若干个较小而容易解决的问题，计算机网络的各层和层间协议的集合称为“网络体系结构”。1、OSI开放系统互联参考模型应用层Application表示层Presentation会话层session传输层transport物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321处理网络应用数据表示主机间通信进程间的连接寻址和最短路径介质访问（接入）二进制传输ISOOSI参考模型1978为开放系统互联成立专门委员会，1980年草拟参考模型协议书，1983年正式批准为国际标准。OSI体系结构将网络的不同功能划分为7层应用层Application表示层Presentation会话层session传输层transport物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321为应用选择适当的服务提供编码转换，数据重新格式化主机间通信提供端到端的数据完整寻址和最短路径相邻节点间透明、可靠的信息传输为数据传输提供通路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，以便遵循信件内容邮件地址货物地址发信人邮政局运输系统信件内容邮件地址货物地址收信人对信件内容的共识对信件如何传递的共识对货物如何运输的共识P3P2P1公路，铁路，航空对等层通信示例：邮递过程问题：1、收信人与发信人之间、邮政局之间，他们是在直接通信吗？2、邮政局、运输系统各向谁提供什么样的服务？3、邮政局、收发信人各使用谁提供的什么服务？邮政局运输系统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”来进行说明物理层(Physical)实现在物理媒体上透明地传送原始比特流。定义了激活、维护和关闭终端用户之间机械的、电气的、过程的和功能的特性机械特性：物理连接器的尺寸、形状、规格电气特性：信号电平，脉冲宽度，频率，数据传送速率，最大传送距离等功能特性：接口引脚的功能作用规程特性：信号时序，应答关系，操作过程数据链路层(DataLink)在物理线路上的两个相邻结点间提供可靠的数据传输，使相邻结点间的链路对网络层呈现为一条无错的链路。数据传输单位是帧所关心的问题包括：物理地址、链路维护；组帧：把数据封装在帧中,按顺序传送；定界与同步：产生/识别帧边界；差错恢复：采用重传（ARQ）的方法；流量控制：收发双方传输速率的匹配。典型协议：多路访问控制协议(MAC，MultipleAccessControlprotocol)网络层(Network)使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传送到目标主机。负责由一个站点到另一个站点的路径选择。具体提供以下服务路由选择和数据分组中转流量控制和拥塞控制差错检测与恢复流量统计和记账传输层(Transport)为信源进程与信宿进程的通信提供数据传输服务；屏蔽各类通信子网的差异，使应用层不受通信子网技术变化的影响。进行数据分段并组装成报文流；传输单位为：报文提供端到端的服务提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两种服务；传输差错校验与恢复；传输层是资源子网和通信子网的接口层。传输层存在于主机当中会话层（Session）对不同开放系统中两个进程间通信的过程进行管理和协调不参与数据传输向表示层（Presentation）应用进程提供资料表示，如信息编码、数据转换、数据压缩与恢复等。将不同系统的不同表示方法转换成标准形式表示层（Presentation）处理在通讯时所需要的语法和文法。应用层(Application)为用户的应用进程提供网络通信服务识别并证实目的通信方的可用性使协同工作的应用程序之间实现同步判断是否为通信过程申请了足够的资源处理被传送数据的表示问题，即信息的语义直接面向用户，为用户提供各种网络服务应用层协议的例子：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、超文本传输协议HTTP、域名服务DNS、简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP3等TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)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（networkinterface）2.TCP/IP模型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。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。TCP/IP与OSI参考模型的对应关系应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI参考模型应用层传输层网络接口(数据链路层+物理层)网际层TCP/IP概念层次Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等TCP/IP支持所有标准的数据链路层和物理层协议传输控制协议/互联协议应用层传输层网络接口网际层●IP●ICMP●ARP●RARPTCP/IP网际层的四个主要协议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（InternetControlMessageProtocol）提供控制和传递消息的功能；•ARP（AddressResolutionProtocol）为已知的IP地址确定相应的MAC地址；•RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）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。应用层传输层网络接口网际层面向连接的●TCP无连接的●UDPTCP/IP传输层提供了两种传输协议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。应用层传输层网络接口网际层文件传输●FTP、TFTP、NFS电子邮件●SMTP、POP3应用●HTTP远程登录●Telnet、rlogin网络管理●SNMP名字管理●DNS附录：NovellNetWare参考模型与IPX/SPX协议应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI参考模型应用层SPX网络接口卡与网卡驱动程序IPXTCP/IP概念层次逻辑链路控制与媒体访问控制NovellNetWare网络使用的局域网参考模型和协议