TCPIP协议族-第二章

,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,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。,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,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,SMTP,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,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,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,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,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,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,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,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,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,