計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu).ppt

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2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,1,第3章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),杜煜,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,2,本章主要內(nèi)容,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議的概念； 開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型 OSI模型中各層的功能介紹； TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)； TCP/IP協(xié)議的層次功能介紹； OSI模型與TCP/IP協(xié)議模型的比較；,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,3,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),為了減少計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度，按照結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將其功能劃分為若干個(gè)層次，較高層次建立在較低層次的基礎(chǔ)上，并為其更高層次提供必要的服務(wù)功能。網(wǎng)絡(luò)中的每一層都起到隔離作用，使得低層功能具體實(shí)現(xiàn)方法的變更不會(huì)影響到高一層所執(zhí)行的功能。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，把每個(gè)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定同層次進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口服務(wù)；,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,4,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念,協(xié)議（Protocol） 協(xié)議就是為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換建立的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)或約定。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5,協(xié)議的組成,協(xié)議由語法、語義和交換規(guī)則三部分組成，即協(xié)議的三要素： 語義 語法 交換規(guī)則,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,6,實(shí)體（Entity）,實(shí)體（Entity） 在網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)中，每一層都由一些實(shí)體組成，這些實(shí)體抽象地表示了通信時(shí)的軟件元素（如進(jìn)程或子程序）或硬件元素（如智能I/O芯片等）。 實(shí)體是通信時(shí)能發(fā)送和接收信息的任何軟硬件設(shè)施。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,7,接口(Interface),分層結(jié)構(gòu)中各相鄰層之間要有一個(gè)接口，它定義了較低層向較高層提供的原始操作和服務(wù)。相鄰層通過它們之間的接口交換信息，高層并不需要知道低層是如何實(shí)現(xiàn)的，僅需要知道該層通過層間的接口所提供的服務(wù)，這樣使得兩層之間保持了功能的獨(dú)立性。 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化層次模型，其特點(diǎn)是每一層都建立在前一層的基礎(chǔ)上，較低層只是為較高一層提供服務(wù)。這樣每一層在實(shí)現(xiàn)自身功能時(shí)，直接使用較低一層提供的服務(wù)，而間接地使用了更低層提供的服務(wù)，并向較高一層提供更完善的服務(wù)，同時(shí)屏蔽了具體實(shí)現(xiàn)這些功能的細(xì)節(jié)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,8,開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI/RM),為了實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間以及不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO對(duì)各類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并于1981年正式公布了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，稱為開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI/RM)，也稱為ISO/OSI。 “開放”表示任何兩個(gè)遵守OSI/RM的系統(tǒng)都可以進(jìn)行互連，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)能按OSI/RM與另一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí)，就稱該系統(tǒng)為開放系統(tǒng)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,9,OSI的分層模型,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,10,基于OSI的通信模型結(jié)構(gòu),2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,11,OSI各層的功能概述,第1層：物理層(Physical Layer) 在物理信道上傳輸原始的數(shù)據(jù)比特（bit）流，提供為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路連接所需的各種傳輸介質(zhì)、通信接口特性等。 第2層：數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer) 在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過差錯(cuò)控制提供數(shù)據(jù)幀在信道上無差錯(cuò)地傳輸，并進(jìn)行數(shù)據(jù)流量控制。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,12,OSI各層的功能概述（二）,第3層：網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer) 為傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸提供建立、維護(hù)和終止網(wǎng)絡(luò)連接的手段，把上層來的數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)包(Packet)在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行交換傳送，并且負(fù)責(zé)路由控制和擁塞控制。 第4層：傳輸層(Transport Layer) 為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。所謂透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對(duì)上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細(xì)節(jié)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,13,OSI各層的功能概述（三）,第5層：會(huì)話層(Session Layer) 為表示層提供建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能，并提供會(huì)話管理服務(wù)。 第6層：表示層(Presentation Layer) 為應(yīng)用層提供信息表示方式的服務(wù)，如數(shù)據(jù)格式的變換、文本壓縮、加密技術(shù)等。 第7層：應(yīng)用層(Application Layer) 為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種服務(wù)，如文件傳輸、電子郵件(E-mail)、分布式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)管理等。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,14,OSI/RM的信息流動(dòng),2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,15,物理層,物理層是OSI/RM的最低層。它直接與物理信道相連，起到數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸媒體之間的邏輯接口作用，提供建立、維護(hù)和釋放物理連接的方法，實(shí)現(xiàn)在物理信道上進(jìn)行比特流傳輸?shù)墓δ堋?2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,16,物理層涉及的內(nèi)容一,通信接口與傳輸媒體的物理特性 除了不同的傳輸介質(zhì)自身的物理特性外，物理層還對(duì)通信設(shè)備和傳輸媒體之間使用的接口做了詳細(xì)的規(guī)定，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面： 機(jī)械特性 電氣特性 功能特性 規(guī)程特性,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,17,物理層涉及的內(nèi)容二,數(shù)據(jù)交換單元為二進(jìn)制比特 比特的同步 線路的連接 物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳輸方式,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,18,數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層是OSI/RM的第二層，它通過物理層提供的比特流服務(wù)，在相鄰節(jié)點(diǎn)之間建立鏈路，傳送以幀（Frame）為單位的數(shù)據(jù)信息，并且對(duì)傳輸中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，向網(wǎng)絡(luò)層提供無差錯(cuò)的透明傳輸。 數(shù)據(jù)鏈路層的有關(guān)協(xié)議和軟件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中基本的部分，在任何網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)鏈路層是必不可少的層次，相對(duì)高層而言，它所有的服務(wù)協(xié)議都比較成熟。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,19,數(shù)據(jù)鏈路層涉及的具體內(nèi)容,成幀 物理地址尋址 流量控制 差錯(cuò)控制 接入控制,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,20,數(shù)據(jù)鏈路層的物理地址尋址,節(jié)點(diǎn)1的物理地址為A，若節(jié)點(diǎn)1要給節(jié)點(diǎn)4發(fā)送數(shù)據(jù)，那么在數(shù)據(jù)幀的頭部要包含節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)4的物理地址，在幀的尾部還有差錯(cuò)控制信息（DT）。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,21,網(wǎng)絡(luò)層,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層就是通信子網(wǎng)的最高層，它在數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，向資源子網(wǎng)提供服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層的關(guān)系如下圖所示：,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,22,網(wǎng)絡(luò)層的作用,實(shí)現(xiàn)位于不同網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包傳輸，它和數(shù)據(jù)鏈路層的作用不同，數(shù)據(jù)鏈路層只是負(fù)責(zé)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間鏈路管理及幀的傳輸?shù)葐栴}。因此，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，可能并不需要網(wǎng)絡(luò)層，只有當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分布在不同的網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，通常才會(huì)涉及到網(wǎng)絡(luò)層的功能，保證數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的正確傳輸。 網(wǎng)絡(luò)層要負(fù)責(zé)確定在網(wǎng)絡(luò)中采用何種技術(shù)，從源節(jié)點(diǎn)出發(fā)選擇一條通路通過中間的節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)包最終送達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,23,網(wǎng)絡(luò)層涉及的概念,邏輯地址尋址 路由功能 流量控制 擁塞控制,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,24,傳輸層,傳輸層是資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的接口和橋梁，它完成資源子網(wǎng)中兩節(jié)點(diǎn)間的直接邏輯通信，實(shí)現(xiàn)通信子網(wǎng)端到端的可靠傳輸。傳輸層在七層網(wǎng)絡(luò)模型的中間起到承上啟下的作用，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,25,由于通信子網(wǎng)向傳輸層提供通信服務(wù)的可靠性有差異，所以無論通信子網(wǎng)提供的服務(wù)可靠性如何，經(jīng)傳輸層處理后都應(yīng)向上層提交可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸。為此，傳輸層協(xié)議要復(fù)雜得多，以適應(yīng)通信子網(wǎng)中存在的各種問題。也就是說，如果通信子網(wǎng)的功能完善、可靠性高，則傳輸層的任務(wù)就比較簡(jiǎn)單：若通信子網(wǎng)提供的質(zhì)量很差，則傳輸層的任務(wù)就復(fù)雜，以填補(bǔ)會(huì)話層所要求的服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)層所能提供的服務(wù)質(zhì)量之間的差別。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,26,傳輸層提供的服務(wù),傳輸層為高層提供兩種基本的服務(wù)： 面向連接的服務(wù) 面向連接提供的是可靠的服務(wù)。 和面向無連接的服務(wù) 面向無連接是一種不太可靠的服務(wù)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,27,會(huì)話層,會(huì)話層是利用傳輸層提供的端到端的服務(wù)，向表示層或會(huì)話用戶提供會(huì)話服務(wù)。 在ISO/OSI環(huán)境中，所謂一次會(huì)話，就是兩個(gè)用戶進(jìn)程之間為完成一次完整的通信而進(jìn)行的過程，包括建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接。會(huì)話協(xié)議的主要目的就是提供一個(gè)面向用戶的連接服務(wù)，并對(duì)會(huì)話活動(dòng)提供有效的組織和同步所必須的手段，對(duì)數(shù)據(jù)傳送提供控制和管理。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,28,表示層,表示層處理的是OSI系統(tǒng)之間用戶信息的表示問題。表示層不像OSI/RM的低五層只關(guān)心將信息可靠地從一端傳輸?shù)搅硗庖欢耍饕婕氨粋鬏斝畔⒌膬?nèi)容和表示形式，如文字、圖形、聲音的表示。另外，數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)加密等工作都是由表示層負(fù)責(zé)處理。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,29,應(yīng)用層,應(yīng)用層是OSI/RM的最高層，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與最終用戶間的接口，它包含系統(tǒng)管理員管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所涉及的所有問題和基本功能。它在OSI/RM下面六層提供的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)表示等各種服務(wù)的基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供完成特定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能所需的各種應(yīng)用協(xié)議。 常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)包括文件服務(wù)、電子郵件（E-mail）服務(wù)、打印服務(wù)、集成通信服務(wù)、目錄服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)、安全服務(wù)、多協(xié)議路由與路由互連服務(wù)、分布式數(shù)據(jù)庫服務(wù)、虛擬終端服務(wù)等。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,30,TCP/IP的體系結(jié)構(gòu),OSI參考模型研究的初衷是希望為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的發(fā)展提供一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但由于Internet在全世界的飛速發(fā)展，使得TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的應(yīng)用，雖然TCP/IP不是ISO標(biāo)準(zhǔn)，但廣泛的使用也使TCP/IP成為一種“實(shí)際上的標(biāo)準(zhǔn)”，并形成了TCP/IP參考模型。不過，ISO的OSI參考模型的制定，也參考了TCP/IP協(xié)議集及其分層體系結(jié)構(gòu)的思想。而TCP/IP在不斷發(fā)展的過程中也吸收了OSI標(biāo)準(zhǔn)中的概念及特征。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,31,TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn),開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)； 獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互連網(wǎng)中； 統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址； 標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,32,TCP/IP的層次結(jié)構(gòu),TCP/IP分為四個(gè)層次，分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層。 TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)與OSI層次結(jié)構(gòu)的對(duì)照關(guān)系如下圖所示：,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,33,TCP/IP分層結(jié)構(gòu)（一）,網(wǎng)絡(luò)接口層 網(wǎng)絡(luò)接口層，也被稱為網(wǎng)絡(luò)訪問層，包括了能使用TCP/IP與物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的協(xié)議，它對(duì)應(yīng)OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)并沒有定義具體的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議。 網(wǎng)際層 網(wǎng)際層是在TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)中正式定義的第一層。網(wǎng)際層所執(zhí)行的主要功能是處理來自傳輸層的分組，將分組形成數(shù)據(jù)包（IP數(shù)據(jù)包），并為該數(shù)據(jù)包進(jìn)行路徑選擇，最終將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)，在網(wǎng)際層中，最常用的協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，其他一些協(xié)議用來協(xié)助IP的操作。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,34,TCP/IP分層結(jié)構(gòu)（二）,傳輸層 TCP/IP的傳輸層也被稱為主機(jī)至主機(jī)層，與OSI的傳輸層類似，主要負(fù)責(zé)主機(jī)到主機(jī)之間的端對(duì)端通信，該層使用了兩種協(xié)議來支持兩種數(shù)據(jù)的傳送方法，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。 應(yīng)用層 在TCP/IP模型中，應(yīng)用程序接口是最高層，它與OSI模型中的高三層的任務(wù)相同，用于提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，比如文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、域名服務(wù)和簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理等。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,35,TCP/IP協(xié)議集,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,36,網(wǎng)際層的協(xié)議——IP,網(wǎng)際協(xié)議IP (Internet Protocol) IP協(xié)議的任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行相應(yīng)的尋址和路由，并從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。IP協(xié)議在每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包前加入一個(gè)控制信息，其中包含了源主機(jī)的IP地址、目的主機(jī)的IP地址和其他一些信息。 IP協(xié)議的另一項(xiàng)工作是分割和重編在傳輸層被分割的數(shù)據(jù)包。由于數(shù)據(jù)包要從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)所支持傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的大小不相同時(shí)，IP協(xié)議就要在發(fā)送端將數(shù)據(jù)包分割，然后在分割的每一段前再加入控制信息進(jìn)行傳輸。當(dāng)接收端接收到數(shù)據(jù)包后，IP協(xié)議將所有的片段重新組合形成原始的數(shù)據(jù)。 IP是一個(gè)無連接的協(xié)議。無連接是指主機(jī)之間不建立用于可靠通信的端到端的連接，源主機(jī)只是簡(jiǎn)單地將IP數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，而數(shù)據(jù)包可能會(huì)丟失、重復(fù)、延遲時(shí)間大或者IP包的次序會(huì)混亂。因此，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的可靠傳輸，就必須依靠高層的協(xié)議或應(yīng)用程序，如傳輸層的TCP協(xié)議。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,37,網(wǎng)際層的協(xié)議——ICMP,網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP (Internet Control Message Protocol) 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP為IP協(xié)議提供差錯(cuò)報(bào)告。由于IP是無連接的，且不進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)它不能檢測(cè)錯(cuò)誤。向發(fā)送IP數(shù)據(jù)包的主機(jī)匯報(bào)錯(cuò)誤就是ICMP的責(zé)任。 例如，如果某臺(tái)設(shè)備不能將一個(gè)IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就向發(fā)送數(shù)據(jù)包的源主機(jī)發(fā)送一個(gè)消息，并通過ICMP解釋這個(gè)錯(cuò)誤。ICMP能夠報(bào)告的一些普通錯(cuò)誤類型有：目標(biāo)無法到達(dá)、阻塞、回波請(qǐng)求和回波應(yīng)答等。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,38,網(wǎng)際層的協(xié)議——IGMP,網(wǎng)際主機(jī)組管理協(xié)議IGMP (Internet Group Management Protocol) IP協(xié)議只是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)包傳輸，而點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)包傳輸則要依靠網(wǎng)際主機(jī)組管理協(xié)議IGMP完成。它主要負(fù)責(zé)報(bào)告主機(jī)組之間的關(guān)系，以便相關(guān)的設(shè)備（路由器）支持多播發(fā)送。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,39,網(wǎng)際層的協(xié)議——ARP和RARP,地址解析協(xié)議ARP (Address Resolution Protocol)和反向地址解析協(xié)議RARP 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)之間要進(jìn)行通信時(shí)，必須要知道彼此的物理地址（OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的地址）。因此，在TCP/IP的網(wǎng)際層有ARP協(xié)議和RARP協(xié)議，它們的作用是將源主機(jī)和目的主機(jī)的IP地址與它們的物理地址相匹配。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,40,傳輸層協(xié)議——TCP,傳輸控制協(xié)議TCP (Transmission Control Protocol) TCP協(xié)議是傳輸層一種面向連接的通信協(xié)議，提供可靠的數(shù)據(jù)傳送。對(duì)于大量數(shù)據(jù)的傳輸，通常都要求有可靠的傳送。 TCP協(xié)議將源主機(jī)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)分成多個(gè)分段，然后將每個(gè)分段傳送到網(wǎng)際層，網(wǎng)際層將數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)包，并發(fā)送到目的主機(jī)。目的主機(jī)的網(wǎng)際層將IP數(shù)據(jù)包中的分段傳送給傳輸層，再由傳輸層對(duì)這些分段進(jìn)行重組，還原成原始數(shù)據(jù)，傳送給應(yīng)用層。 TCP協(xié)議還要完成流量控制和差錯(cuò)檢驗(yàn)的任務(wù)，以保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,41,傳輸層協(xié)議——UDP,用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP (User Datagram Protocol) UDP協(xié)議是一種面向無連接的協(xié)議，因此，它不能提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而且UDP不進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)，必須由應(yīng)用層的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)可靠性機(jī)制和差錯(cuò)控制，以保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。 雖然UDP與TCP相比，顯得非常不可靠，但在一些特定的環(huán)境下還是非常有優(yōu)勢(shì)的。 例如，要發(fā)送的信息較短，不值得在主機(jī)之間建立一次連接。另外，面向連接的通信通常只能在兩個(gè)主機(jī)之間進(jìn)行，若要實(shí)現(xiàn)多個(gè)主機(jī)之間的一對(duì)多或多對(duì)多的數(shù)據(jù)傳輸，即廣播或多播，就需要使用UDP協(xié)議。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,42,應(yīng)用層協(xié)議（一）,遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET 本地主機(jī)作為仿真終端，登錄到遠(yuǎn)程主機(jī)上運(yùn)行應(yīng)用程序； 文件傳輸協(xié)議FTP 實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的文件傳送； 簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP 實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間電子郵件的傳送； 域名服務(wù)DNS 用于實(shí)現(xiàn)主機(jī)名與IP地址之間的映射； 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP 實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的地址分配和配置工作。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,43,應(yīng)用層協(xié)議（二）,路由信息協(xié)議RIP 用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間交換路由信息； 超文本傳輸協(xié)議HTTP 用于Internet中的客戶機(jī)與WWW服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸； 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS 實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的文件系統(tǒng)的共享； 引導(dǎo)協(xié)議BOOTP 用于無盤主機(jī)或工作站的啟動(dòng) 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理；,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,44,OSI與TCP/IP參考模型的比較,OSI和TCP/IP有著許多的共同點(diǎn)： 采用了協(xié)議分層方法，將龐大且復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)較容易處理的范圍較小的問題； 各協(xié)議層次的功能大體上相似，都存在網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。兩者都可以解決異構(gòu)網(wǎng)的互連，實(shí)現(xiàn)世界上不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間的通信； 都是計(jì)算機(jī)通信的國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)，雖然OSI是國(guó)際通用的，但TCP/IP是當(dāng)前工業(yè)界使用最多的； 都能夠提供面向連接和無連接兩種通信服務(wù)機(jī)制； 都基于一種協(xié)議集的概念，協(xié)議集是一簇完成特定功能的相互獨(dú)立的協(xié)議。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,45,OSI和TCP/IP的差異,模型設(shè)計(jì)的差別 OSI參考模型是在具體協(xié)議制定之前設(shè)計(jì)的，對(duì)具體協(xié)議的制定進(jìn)行約束。因此，造成在模型設(shè)計(jì)時(shí)考慮不很全面，有時(shí)不能完全指導(dǎo)協(xié)議某些功能的實(shí)現(xiàn)，從而反過來導(dǎo)致對(duì)模型的修修補(bǔ)補(bǔ)。例如，數(shù)據(jù)鏈路層最初只用來處理點(diǎn)到點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)廣播網(wǎng)出現(xiàn)后，存在一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的問題，OSI不得不在模型中插入新的子層來處理這種通信模式。當(dāng)人們開始使用OSI模型及其協(xié)議集建立實(shí)際網(wǎng)絡(luò)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)它們與需求的服務(wù)規(guī)范存在不匹配，最終只能用增加子層的方法來掩飾其缺陷。TCP/IP正好相反。協(xié)議在先，模型在后。模型實(shí)際上只不過是對(duì)已有協(xié)議的抽象描述。TCP/IP不存在與協(xié)議的匹配問題。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,46,OSI和TCP/IP的差異,層數(shù)和層間調(diào)用關(guān)系不同 OSI協(xié)議分為7層，而TCP/IP協(xié)議只有4層，除網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層外，其它各層都不相同。另外，TCP/IP雖然也分層次，但層次之間的調(diào)用關(guān)系不像OSI那么嚴(yán)格。在OSI中，兩個(gè)實(shí)體通信必須涉及到下一層實(shí)體，下層向上層提供服務(wù)，上層通過接口調(diào)用下層的服務(wù)，層間不能有越級(jí)調(diào)用關(guān)系。OSI這種嚴(yán)格分層確實(shí)是必要的。但是，嚴(yán)格按照分層模型編寫的軟件效率極低。為了克服以上缺點(diǎn)，提高效率，TCP/IP協(xié)議在保持基本層次結(jié)構(gòu)的前提下，允許越過緊挨著的下一級(jí)而直接使用更低層次提供的服務(wù)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,47,OSI和TCP/IP的差異,最初設(shè)計(jì)差別 TCP/IP在設(shè)計(jì)之初就著重考慮不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連問題，并將網(wǎng)際協(xié)議IP作為一個(gè)單獨(dú)的重要的層次。 OSI最初只考慮到用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系統(tǒng)互連在一起。后來，OSI認(rèn)識(shí)到了互連網(wǎng)協(xié)議的重要性，然而已經(jīng)來不及像TCP/IP那樣將互連網(wǎng)協(xié)議IP作為一個(gè)獨(dú)立的層次，只好在網(wǎng)絡(luò)層中劃分出一個(gè)子層來完成類似IP的作用。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,48,OSI和TCP/IP的差異,對(duì)可靠性的強(qiáng)調(diào)不同 OSI認(rèn)為數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詰?yīng)該由點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路層和端到端的傳輸層來共同保證，而TCP/IP分層思想認(rèn)為，可靠性是端到端的問題，應(yīng)該由傳輸層解決。因此，它允許單個(gè)的鏈路或機(jī)器丟失或損壞數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)本身不進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。對(duì)丟失或被損壞數(shù)據(jù)的恢復(fù)是在源節(jié)點(diǎn)設(shè)備與目的節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間進(jìn)行的。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，可靠性的工作是由主機(jī)完成。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,49,OSI和TCP/IP的差異,標(biāo)準(zhǔn)的效率和性能上存在差別 由于OSI是作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)由多個(gè)國(guó)家共同努力而制定的，不得不照顧到各個(gè)國(guó)家的利益，有時(shí)不得不走一些折衷路線，造成標(biāo)準(zhǔn)大而全，效率卻低(OSI的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已超過200多)。 TCP/IP參考模型并不是作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的，它只是對(duì)一種已有標(biāo)準(zhǔn)的概念性描述。所以，它的設(shè)計(jì)目的單一，影響因素少，不存在照顧和折衷，結(jié)果是協(xié)議簡(jiǎn)單高效，可操作性強(qiáng)。,2019年12月, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,50,OSI和TCP/IP的差異,市場(chǎng)應(yīng)用和支持上不同 OSI參考模型制定之初，人們普遍希望網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)OSI寄予厚望，然而，OSI遲遲無成熟產(chǎn)品推出，妨礙了第三方廠家開發(fā)相應(yīng)的軟、硬件，進(jìn)而影響了OSI的市場(chǎng)占有率和未來發(fā)展。另外，在OSI出臺(tái)之前TCP/IP就代表著市場(chǎng)主流，OSI出臺(tái)后很長(zhǎng)時(shí)間不具有可操作性，因此，在信息爆炸，網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的近10多年里，性能差異、市場(chǎng)需求的優(yōu)勢(shì)客觀上促使眾多的用戶選擇了TCP/IP，并使其成為“既成事實(shí)”的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。,