TCPIP协议族-第二章

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1、,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,第二章,OSI,模型和,TCP/IP,协议族,主要内容,,1,OSI,模型中的层次,2 TCP/IP,协议族,3,三种编址方法,4 IP,协议版本,5,小结,2.1 OSI,模型与,ISO,组织,,,ISO,是国际标准化组织，,OSI,是覆盖网络的所有方,,面的,ISO,标准。,,OSI,模型的目的,,使,2,个不同的系统能够容易地通信，而不需要改变,,底层的硬件或软件的逻辑。,第二章,OSI,模型和,TCP/IP,协议族,2.2,OSI,模型层次体系结构,┌─────

2、┐　　│　应用层　│←第七层　　├─────┤　　│　表示层　│　　├─────┤　　│　会话层　│　　├─────┤　　│　传输层　│　　├─────┤　　│　网络层　│　　├─────┤　　│数据链路层│　　├─────┤　　│　物理层　│←第一层　　└─────┘,在单个机器中，每一个层调用紧挨着它的下一层的服务。每层之间的通信由协议控制。,,封装：,上层的数据被封装在下层中，在第,N,层的分组的数据部分是第,N+1,层的整个分组。,,对等进程,：在每个机器的某个给定层上进行通信的进程。,2.2.1,物理层,负责将信息编码成,电流脉冲,或,其它信号,用于网上传

3、输，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。如最常用的,RS-232,规范、,10BASE-T,的曼彻斯特编码以及,RJ-45,就属于第一层。,2.2.1,物理层,物理层涉及内容：,,（,1,）接口和媒体的物理特性：定义设备与传输媒体之间的接口。,,（,2,）比特的表示：定义编码类型，,0/1,怎么样变成信号,,（,3,）数据传输速率：每秒发送比特数。,,（,4,）线路配置：点对点还是多点配置,,（,5,）物理拓扑：网状、星状、环状、总线拓扑,,（,6,）传输方式：单工、半双工、全双工。,2.2.2,数据链路层,,,数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。

4、,,,主要功能,：,,（,1,）组帧：把网络层收到的比特流划分为可以处理的数据单元。,,（,2,）物理编制,,（,3,）流量控制：接受速率小于发送速率，进行控制。,,（,4,）差错控制：检测、重传受损或丢失帧。,,（,5,）接入控制：多个设备连入链路时，决定哪个设备对链路有效。,,2.2.3,网络层,,,网络层负责把分组从,源点,交付到,终点,。可能要跨越多个网络。,,,与数据链路层的区别：,,数据链路层：监督在一个网络上,2,个系统之间分组的交付。,,,网络层：确保每一个分组能够从源点到达终点。,,主要功能,：,,（,1,）逻辑编址,,（,2,）路由选择,,2.2.4,传输层,,传输层向高层

5、提供可靠的,进程,到,进程,的报文交互和差错恢复。,,主要功能,：,,（,1,）,服务点编址,：端口地址，保证报文到达正确进程。,,（,2,）,分段与重装,：按序号重装。,,（,3,）,连接控制,：无连接和有连接。,,（,4,）,流量控制,：端到端，而非链路的流量控制。,,（,5,）,差错控制,：端到端的差错控制,。,,2.2.5,会话层,,建立、管理和终止会话,。,通信会话包括发生在不同网络应用层之间的服务请求和服务应答，这些请求与应答通过会话层的协议实现。它还包括,创建检查点,，使通信发生,中断,的时候可以返回到以前的一个状态。,,,,主要功能,：,,（,1,）对话控制：允许,2,个系统进

6、行对话状态。半双工、全双工。,,（,2,）同步：建立检查点。,,2.2.6,表示层,,对数据进行,转换,、,加密,和,压缩,。以确保以一个系统应用层发送的信息可以被另一个系统应用层识别。,,主要功能,：,,（,1,）转换：字符、数字按不同的编码系统转换为比特流。,,（,2,）加密：对敏感信息进行保密。,,（,3,）压缩：传输多媒体信息，减少比特数。,,2.2.7,应用层,,为用户提供接口，也提供了对许多服务的支持，如电子邮件、远程文件共享等,。,,,,,第二章,OSI,模型和,TCP/IP,协议族,主要内容,,1 OSI,模型中的层次,2 TCP/IP,协议族,3,三种编址方法,4 IP

7、,协议版本,5,小结,2.3 TCP/IP,协议族,TCP/IP,是美国为,ARPAnet,制定的协议，,TCP/IP,协议因简洁、实用而得到了广泛的应用。,TCP/IP,包含了大量的协议，是由,一组通信协议,所组成的协议集，,TCP,和,IP,是其中最基本也是最重要的两个协议。,,传统,TCP/IP,协议分为,4,层：网络访问层（网络接口层）、网络互联层（网络层）、主机,-,主机层（传输层）和进程,/,应用层。,,与,OSI,七层对应关系,OSI,模型,,,,TCP/IP,模型,,,,TCP/IP,协议集,,应用层,,,,进程,/,应用层,,,,文件传输,FTP,,超文本传输,HTTP,,S

8、MTP,,远程登录,,Telnet,,简单,文件传输,,TFTP,,其他：,SNMP,和、,,DNS,等,,表示层,,,,,,会话层,,,,,,传输层,,,,传输层,,,TCP,,UDP,,网络层,,,,网络层,,,,IP,（,ARP,、,RARP,、,ICMP,等）、,IGP,、,EGP,（,BGP,）,等,,数据链路层,,,,网络访问层,,,,Ethernet,,IEEE802.3,,FDDI,,Taken Ring,,IEEE802.5,,其他,,物理层,,,,,,2.3.1,具有五层协议的体系结构,TCP/IP,是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。,,但最下面的,网络

9、接口层,并没有具体内容。,,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,(application layer),,运输层,(transport layer),,网络层,(network layer),,数据链路层,(data link layer),,物理层,(physical layer),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,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP

10、,1,,主机,,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,,PDU,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,,主机,,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,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,,主机,,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）,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,

11、5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,,主机,,2,IP,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,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,,主机,,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,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,应用层,(application layer),,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,,物理传输媒体,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,,,电信号（或光信号）在物

12、理媒体中传播,,从发送端物理层传送到接收端物理层,主机,,2,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,物理层接收到比特流，上交给数据链路层,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,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,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,

13、1,主机,,2,网络层剥去首部，取出数据部分,,上交给运输层,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,运输层剥去首部，取出数据部分,,上交给应用层,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,应用层剥去首部，取出应用程序数据,,上交给应用进程,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,

14、1,主机,,2,,我收到了,,AP,1,,发来的,,应用程序数据！,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,应 用 程 序 数 据,应用层首部,H,5,10100110100101,比 特 流,110101110101,注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次,应 用 程 序 数 据,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,,,,,,,,,,,H,4,运输层首部,H,3,网络层首部,H,2,链路层,,首部,

15、T,2,链路层,,尾部,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,10100110100101,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,H,2,T,2,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,,,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,数据链路层剥去帧首部和帧尾部后,,把

16、帧的数据部分交给网络层,H,2,T,2,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,,,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,网络层剥去分组首部后,,把分组的数据部分交给运输层,,,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机

17、,,2,运输层剥去报文首部后,,把报文的数据部分交给应用层,,,应 用 程 序 数 据,H,5,应 用 程 序 数 据,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,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,,,主机,,1,,向主机,,2,,发送数据,,,5,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,主机,,1,,AP,2,,AP,1,主机,,2,,我收到了,,AP,1,,发来的,,应用程序数据！,2.3.2 TCP/IP,各层协议,,网络接口层（物理层和数

18、据链路层）,,负责对硬件的沟通，与,OSI,参考模型中的数据链路层和物理层对应，未定义任何特定的协议。,,网络互联层（网络层）,,,-,是网络互联的基础，其主要任务是决定数据如何传送到目的地。,TCP/IP,在该层上的协议主要有：,,,（,1,）,IP,网际互联协议,：,尽最大努力,服务的,不可靠、无连接,的数据报协议。,,2.3.1 TCP/IP,各层协议,,,（,2,）,ARP,地址解析协议,：,将,IP,地址转换为物理网络地址（如以,,太网地址）,,（,3,）,RARP,逆地址解析协议,：将物理网络地址转换为,IP,地址的；,,（,4,）,ICMP,网际控制报文协议,：把数据报出现的问题

19、反馈给发送,,方。,,（,5,）,IGMP,网际组管理协议,：把一份报文同时传给一组接收者。,2.3.1 TCP/IP,各层协议,传输层,,主要为,TCP/UDP,协议。,IP,是主机到主机协议，,TCP/UDP,为进程到进程协议。,,UDP,用户数据报协议：无连接,,TCP,传输控制协议：有连接带,序号,和,确认号,的流式运输协议。,,应用层,,,-,相当于,OSI,会话层、表示层、应用层。协议较多,2.4,编址,TCP/IP,协议中的三类地址：,,1.,物理地址,：即结点的地址，由所在局域网或广域网定义。以太网为,NIC,网络接口卡的,6,字节（,48,位）地址。,,2.,逻辑地址：,32

20、,位地址，标志连接在因特网上的每一个主机。,,3.,端口地址：,16,位地址，区分不同进程间的通信。,,4.IPv4-IPv6,的过渡：,,实现更多的用户数，,32,位地址到,128,位地址的扩充。,TCP,与,UDP,专用端口号,端口号,协议,端口号,协议,20,FTP,数据,110,POP3,21,FTP,控制,161,SNMP,22,SSH,远程登录,162,SNMP Trap,23,TELNET,179,BGP,25,SMTP,389,LDAP,53,DNS,443,HTTPS,69,TFTP,68,DHCP Client,80,HTTP,67,DHCP Server,小结,,掌握内容：,,TCP/IP,四层结构及各层功能,,OSI,七层模型划分及各层功能,,TCP/IP,编址方法,,TCP/IP,协议族中的各层主要的协议及对应端口号,,,