搜索
1.5.3五层协议的体系结构TCP/IP得到广泛应用，但结构不明确，概念不清晰，最下面的网络接口层并没有具体内容。OSI复杂不实用，但概念清晰，体系结构理论体系完整。因此往往采取折中的办法，即综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。五层协议的体系结构应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层（physicallayer）数据链路层5应用层4运输层3网络层2数据链路层1物理层各层的主要功能（5）物理层（physicallayer）物理层的任务就是透明地传送比特流。物理层所传数据的单位是比特。物理层不是介质层。（4）数据链路层（datalinklayer）数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上提供以帧为单位的可靠性数据传输。数据链路层所传数据的单位是帧。（3）网络层（networklayer）网络层负责为互联网上的不同主机提供通信。完成路由选择、拥塞控制和网络互连。IP协议是网络互连的关键协议。网络层所传数据的单位是分组/数据报。（2）运输层（transportlayer）运输层的任务是负责主机中两个进程之间的通信。运输层可使用面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。运输层为应用层屏蔽下层的通信细节。运输层所传数据的单位是数据报/报文段。（1）应用层（applicationlayer）应用层是体系结构中的最高层，直接为用户的应用进程提供服务。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要（这反映在用户所产生的服务请求）。应用层所传数据的单位是报文。应用层协议很丰富，如：HTTP,SMTP,DNS,FTPetc.数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层PDU5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用层PDU再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为IP数据报（或分组）数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2IP数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321物理传输媒体计算机1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层计算机2数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2物理层接收到比特流，上交给数据链路层数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2我收到了AP1发来的应用程序数据！数据在各层之间的传递过程假定两个主机是直接相连的，计算机1向计算机2发送数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用程序数据应用层首部H510100110100101比特流110101110101注意观察加入首部（尾部）的层次应用程序数据H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部5432154321计算机1AP2AP1计算机210100110100101比特流110101110101计算机2的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应用程序数据注意观察剥去首部（尾部）的层次H3H4H5应用程序数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应用程序数据注意观察剥去首部（尾部）的层次H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层注意观察剥去首部（尾部）的层次H5应用程序数据H4H5应用程序数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层注意观察剥去首部（尾部）的层次应用程序数据H5应用程序数据5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程注意观察剥去首部（尾部）的层次5432154321计算机1AP2AP1计算机2我收到了AP1发来的应用程序数据！注意观察剥去首部（尾部）的层次1.5.4实体、协议、服务和服务访问点实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。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，还需要使用下层所提供的服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下层的协议对上层的服务用户是透明的。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。同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP(ServiceAccessPoint)。实体、协议、服务和服务访问点的关系协议(n+1)SAP(n)SAP(n)交换原语交换原语实体(n+1)服务提供者第n层第n+1层实体(n+1)服务用户实体(n)实体(n)协议(n)协议很复杂协议必须将各种不利的条件事先都估计到，而不能假定一切情况都是很理想和很顺利的。必须非常仔细地检查所设计协议能否应付所有的不利情况。协议是发展的。应当注意：事实上难免有极个别的不利情况在设计协议时并没有预计到。在出现这种情况时，协议就会失败。因此实际上协议往往只能应付绝大多数的不利情况，不可能设计出100%可靠的协议。著名的协议举例占据两个山顶的蓝军与驻扎在这山谷的白军作战。力量对比是：一个山顶上的蓝军打不过白军，但两个山顶的蓝军协同作战就可战胜白军。一个山顶上的蓝军拟于次日正午向白军发起攻击。于是发送电文给另一山顶上的友军。但通信线路很不好，电文出错的可能性很大。因此要求收到电文的友军必须发送确认电文。但确认电文也可能出错。试问能否设计出一种协议，使得蓝军能实现协同作战因而一定(即100%)取得胜利？明日正午进攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………这样的协议无法实现！结论这样无限循环下去，两边的蓝军都始终无法确定自己最后发出的电文对方是否已经收到。没有一种协议能够蓝军能100%获胜。1.5.5面向连接服务与无连接服务A.面向连接(connection-oriented)的服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。交换之前必须先建立连接。交换之后必须释放连接。数据按序传送适合于在一定时间内发送大量数据的传输。B.无连接(connectionless)的服务两个实体之间的通信不需要先建立好连接。是一种不可靠的服务,不能保证服务质量QoS.这种服务常被描述为“尽最大努力交付”(besteffortdelivery)或“尽力而为”。具有较好的灵活性，适合突发数据传输。面向连接的服务不等同于“可靠的服务”，还需加入必要的协议才能实现可靠的服务。1.5.6OSI与TCP/IP体系结构的比较OSI参考模型中采用了七个层次的体系结构，将原理体系结构中的应用层再划分为应用层、表示层和会话层。TCP/IP与OSI两种体系结构的对比在一些问题的处理上，TCP/IP与OSI是很不相同的。（1）TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互连问题。（2）TCP/IP一开始就对面向连接服务和无连接服务并重。（3）TCP/IP有较好的网络管理功能。TCP/IP四层协议的表示方法举例应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络2网络1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321沙漏计时器形状的TCP/IP协议族HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层………网络接口1网络接口2网络接口3EverythingoverIPIP可为各式各样的应用程序提供服务IPoverEverythingIP可应用到各式各样的网络上本章要求：1、理解掌握电路交换、分组交换的概念及原理。2、理解面向连接的服务与无连接的服务区别。3、理解掌握协议及网络体系结构的概念。4、理解数据封装与拆装的过程。5、理解TCP/IP体系结构及五层体系结构。6、理解协议、服务的关系。7、掌握衡量网络性能的几个指标：带宽、数据率、吞吐量、时延（发送时延、传播时延）、时延带宽积