网络体系结构-TCP-IP模型

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第七讲 网络体系结构,TCP/IP,协议模型,一、,TCP/IP,参考模型,众所周知，,ARPANET,是国际互联网的前身。它的主要目的是为了应付战时的需要，希望一旦受到部分破坏，其他部分仍然能够工作，当时已经实现了异种机互连，而且数据传输方式也多种多样。最初，它的网络连接方式只有租用线路一种，后来随着卫星等通信手段的加盟，最初的协议出现了问题。因此，,一种灵活的、可靠的、能够对异种网络实现无缝连接的体系结构出现了，它就是,TCP/IP,参考模型。,如图,2-4,所示，,TCP/IP,模型包含了一族网络协议，,TCP,和,IP,是其中最重要的两个协议。,TCP/IP,参考模型中的各个协议在,RFC,文档中都有详细的定义。,RFC,的全称是,Internet Request For Comments,，,主要是关于国际互联网协议标准以及建议草案等的介绍，它由两千多个较为独立的文档组成，目前数量还在不断增加。这些文档有些是建议，有些是对早期文档的补充，有些已经形成了标准,。,TCP/IP,也是一种分层协议，这一点与,OSI,协议层次有些类似，但是并不完全相同。,TCP/IP,大约包含近,100,个非专有的协议，通过这些协议，可以高效和可靠地实现计算机系统之间的互连。,TCP/IP,协议簇中的核心协议主要有：,传输控制协议,( TCP ),。,用户数据报协议,( UDP ),。,网际协议,( IP ),。,对主要协议起补充作用的协议有五个，它们是通过,TCP/IP,提供的五个应用服务：,文件传输协议,( FTP ),。,远程登录协议,( TELNET ),。,简单邮件传输协议,( SMTP ),。,域名服务,( DNS ),。,简单网络管理协议,(SNMP),和远程网络监测,(RMON),。,1,、,网络接口层,网络接口层（,Host-to-network Layer,），,也有翻译成主机,网络层的。,在,TCP/IP,参考模型中并没有详细定义这一层的功能，只是指出通信主机必须采用某种协议连接到网络上，并且能够传输网络数据分组。,具体使用那种协议，在本层里并没有规定。,实际上根据主机与网络拓扑结构的不同，局域网基本上采用了,802,系列的协议，如,802.3,以太网协议、,802.5,令牌环网协议；广域网较常采用的协议有帧中继、,X.25,等。,2,、,互联层,互连层（,Internet Layer,）,的主要功能是负责在互连网上传输数据分组。,互连层与,OSI,参考模型的网络层相对应,，相当于,OSI,参考模型中网络层的无连接网络服务。,互连层是,TCP/IP,参考模型中最重要的一层，它是通信的枢纽：,从,底层来的数据包,要由它来选择继续传给其他网络结点或是直接交给传输层,对从,传输层来的数据包,，要负责按照数据分组的格式填充报头，选择发送路径，并交由相应的线路发送出去,。,在互连层，,主要定义了互连协议,（,IP,）,以及,数据分组的格式,。,它的主要功能是,路由选择和拥塞控制,。另外，,本层还定义了地址解析协议,ARP,和反向地址解析协议,RARP,以及,ICMP,协议。,互联层的协议,互联层的主要协议,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。,互联层的,PDU,称为,IP,数据报；,ICMP,（,Internet Control Message Protocol,）提供控制和传递消息的功能；,ARP,（,Address Resolution Protocol,）为已知的,IP,地址确定相应的,MAC,地址；,RARP,（,Reverse Address Resolution Protocol,）根据,MAC,地址确定相应的,IP,地址。,应用层,传输层,网络接口,网际层,IP,ICMP,ARP,RARP,TCP,/IP,网际层的四个主要协议,TCP,UDP,6,17,IP,传输层,网际层,IP,数据报的协议域确定目的端的上层协议,网际协议,( IP ),IP,的基本功能是提供,数据传输、包编址、包寻径、分段和简单的包错误检测,。通过,IP,编址约定，可以成功地将数据传输和路由到正确的网络或者子网。每个网络结点具有一个,32,位的,IP,地址，它和,48,位的,MAC,地址一起协作，完成网络通信。该地址不但标识了一个既定的网络，而且还指明了是该网络上的哪个结点,(,在后面会进行详细的阐述,),。尽管在设计上并没有和,OSI,兼容，但是事实上,IP,工作在,OSI,模型的第三层网络层，它具有第三层的路由功能特征。,IP,也是一种无连接的协议，因为其主要任务是提供网络到网络的寻址以及路由信息，当信息包从一个网络到达另外一个网络时，改变包的大小，例如，从一个以太网到,FDDI,，,或者相反。,IP,包图,I P,包头由如下的域,(,或者称之为字段,),组成：,版本：该字段包含的是,I P,的版本号。当前，,I P,的版本为,4 ( I p v 4 ),，,该版本形成于,8 0,年代早期，在许多网络上使用的都是该版本的,I P,协议。,I P,版本,6 ( I P v 6 ),是一个新出现的标准，它,主要面向,I n t e r n e t,和多媒体。,总长度：该字段用以指示整个,IP,包的长度，最长为,65535,个字节。,标识符：当包在不同的网络之间进行传输时，,IP,可以将包从一种尺寸转换为另外一种尺寸。例如，以太网包的长度范围为,64,到,1518,个字节，而,FDDI,包最大可以为,4472,个字节，,16Mbps,的令牌环包在长度上可以达到,17800,个字节。,IP,可以将包传输到不同类型的网络，在包尺寸不匹配时通过分段操作做到正确传输，例如可以把一个,FDD I,包进行分段，使分段后的包可以满足以太网上,1518,个字节的包长度限制。当,IP,对包进行分段的时候，它将给所有的段分配一组编号，然后将这些编号放入标识符字段，保证分段不会被错误地进行重组。,IP,包头长度,( IHL ),：,IP,包头最短为,20,个字节，但是其长度是可变的，具体长度取决于选项字段的长度。,服务类型,( TOS ),：,该域指示的是包内容的优先权或者优先级。路由协议,(,例如,OSPF,等,),可以根据该域的值按照代价进行计算后确定发送该包的路径类型。例如，一个正常的数据包和一个多媒体包在吞吐率上的要求是不相同的。,TOS,规定了一系列的优先级，根据,TOS,域中不同位置上的比特值，将优先级别分为了常规、低延迟、高吞吐率、代价最小和高可靠性等。例如，如果指示的是常规路由，那么可能选择一个,10 Mbps,的路径，而不管在到达目的结点之前需要经过多少个结点。如果指示的是代价最小而且要求具有较高的吞吐率，则需要选择,100 Mbps,并且经过的路由器个数最少的那条路径。,标志：标志和分段一起被用来传递信息，例如，对当前的包不能进行分段,(,当该包从一个以太网发送到另外一个以太网时,),，或者,(,当一个包被分段后,),用以指示在一系列的包片段中，最后一个片段是否发出了。,段偏移量：段偏移量中包含的信息指示的是在一个分段组序列中如何将各片段重新连接起来。,生命周期,( TTL ),：,该字段包含的信息可以防止一个包在网络中无限地循环转发下去。,TTL,值的意义是一个包可以经历的最大周转时间,(s),。,该包经过的每一个路由器都会检查该字段中的值，当,TTL,的值为,0,的时候，该包将被丢弃。路由器的时候，该路由器将减少,TTL,中的值，减少的值取决于路由器或者根据由网络管理员设置的值。,协议：该字段用以指示在,IP,包中封装的是哪一个协议，,TCP,还是,UDP,。,校验和：该校验和是一个,16,位的循环冗余校验码，其值等于,IP,头内每一个字段中包含的所有值的和。,IP,校验和的计算方法和,TCP,校验和的计算方法相同，使用的都是布尔取补的计算方法，但是，在计算中不包含数据报中负载数据字段,( TCP,段,),中的值。校验和用于确定,IP,头在传输中没有发生错误。,IP,包所经过的每个路由器都会检查该校验和的值，就像接收结点所做的那样。当一个包被一个路由器检查的时候，校验和将被更新，因为其,TTL,字段中的值发生了变化。,源地址：这是一个网络地址，指的是发送该包的设备的网络地址。,目标地址：该字段中包含的也是网络地址，但指的是接收结点的网络地址。,选项：可以和,IP,一起使用的选项有多个。例如，可以输入创建该包的时间，对于军队和政府的数据可以实现特殊的安全。,填充：因为,IP,头的长度必须能够被,32,整除，所以当没有足够的数据可以填满所分配的区域时，需要用填充符填满选项字段。,IP,包中的负载数据其实就是,TCP (,或者对于完全的无连接服务，使用的是,UDP,而不是,TCP ),头和应用数据。,IP,地址,IP,网络中每台主机都必须有一个惟一的,IP,地址；,IP,地址是一个逻辑地址；,(,与,MAC,地址比较一下,),因特网上的,IP,地址具有全球唯一性；,32,位，,4,个字节，常用点分的十进制标记法：,如,00001010,00000010,00000000,00000001,记为,10.2.0.1,IP,地址划分为五类：,A-E,类，常用的为,A,、,B,、,C,类,注：,D,类地址为组播地址，,E,类地址为将来使用的保留地址。,A,类地址,A,类地址：允许,2,7,个网络，每个网络允许,2,24,-2,个主机；,0,网络号,主机号,7bits 24bits,A,类：,A,类地址的网络范围：,0,127,，,0,和,127,保留，所以实际使用的只是,1,126,，共,126,个,A,类网络；,A,类地址的每个网络的主机范围：,0.0.0255.255.255,，主机号全,0,即,0.0.0,属于该网络的网络地址，主机号全,1,即,255.255.255,属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主机地址是,0.0.1255.255.254,，即,2,24,-2,个主机，大约,1600,万台，所以单个,A,类地址构成的网络是非常巨大的；,A,类地址的范围：,1,.0.0.0,126,.255.255.255,0,xxxxxxx,.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx,保留的,IP,地址,00.00,0000 . 0000,11.11,1111 . 1111,本机,本网中的主机,局域网中的广播,对指定网络的广播,回路,00.00,主 机 号,1111 . 1111,网络号,127,任 意 值,以下这些,IP,地址具有特殊的含义,:,一般来说，主机号部分为全,“,1,”,的,IP,地址保留用作广播地址；,主机号部分为全,“,0,”,的,IP,地址保留用作网络地址。,0000 . 0000,网络号,网络地址,B,类地址,B,类地址：允许,2,14,个网络，每个网络允许,2,16,-2,个主机；,10,网络号,主机号,14bits 16bits,B,类：,B,类地址的网络范围：,128.0,191.255,，共,2,14,个,B,类网络；,B,类地址的每个网络的主机范围：,0.0255.255,，主机号全,0,即,0.0,属于该网络的网络地址，主机号全,1,即,255.255,属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主机地址是,0.1255.254,，即,2,16,-2,个主机，大约,65000,台；,B,类地址的范围：,128.0,.0.0,191.255,.255.255,10,xxxxxx,.xxxxxxxx,.xxxxxxxx.xxxxxxxx,C,类地址,C,类地址：允许,2,21,个网络，每个网络允许,2,8,-2,个主机；,110,网络号,主机号,21bits 8bits,C,类：,C,类地址的网络范围：,192.0.0,223.255.255,，共,2,21,个,C,类网络，大约,200,万个；,C,类地址的每个网络的主机范围：,0255,，主机号全,0,即,0,属于该网络的网络地址，主机号全,1,即,255,属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主机地址是,1254,，即,2,8,-2,个主机，即,254,台，所以单个,C,类地址构成的局域网络大小是比较合适的；,C,类地址的范围：,192.0.0,.0,223.255.255,.255,110,xxxxx,.xxxxxxxx,.,xxxxxxxx,.xxxxxxxx,D,类和,E,类地址,D,类地址,E,类地址,1110,组播地址,28bits,D,类：,1110,xxxx,.,xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx,即,224.0.0.0239.255.255.255,11110,组播地址,27bits,E,类：,11110,xxx,.,xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx,即,240.0.0.0247.255.255.255,私有地址,规定：只能用于内联网,A 10.0.0.0 - 10.255.255.255,B 169.254.0.0 - 169.254.255.255,172.16.0.0 172.31.255.255,C 192.168.0.0 192.168.255.255,IP,地址分类,A,类,B,类,C,类,0,0,0,1,1,1,7bits,24 bits,14 bits,16 bits,网络号,主机号,网络号,主机号,21bits,8bits,网络号,主机号,A,类,1.0.0.0,126.255.255.255,B,类,128.0.0.0,191.255.255.255,C,类,192.0.0.0,223.255.255.255,地址范围,子网,（,Subnet,）,划分,1,、为什么要划分子网？,IP,分类不合理，地址空间利用率低,美国的某些机构拥有的地址空间甚至比其他一些国家的全部地址空间还大,IP,地址数量不够,每个网络都指定一个网络地址将使路由表太大,增加了路由器成本,查找路由耗时增加,路由器之间交换的路由信息增加,两级,IP,地址不够灵活,不能充分利用已申请到的地址资源扩充新的网络,如何在现有的地址范围中建立多个网络？,2,、解决办法：,从主机号部分拿出几位作为子网号,这种在原来,IP,地址结构的基础上增加一级结构的方法称为,子网划分。,前提：网络规模较小,IP,地址空间没有全部利用。,例如：三个,LAN,，主机数为,20,，,25,，,48,，均少于,C,类地址允许的主机数。为这三个,LAN,申请,3,个,C,类,IP,地址显然有点浪费。,子网划分举例,例如：,C,类网络,192.10.1.0,，主机号部分的前三位用于标识子网号，即：,11000000 00001010 00000001,xxx,yyyyy,网络号,+,子网号,新的主机号部分,于是划分出,2,3,=8,个子网，子网地址分别为：,11000000 00001010 00000001 00000000 - 192.10.1.0,11000000 00001010 00000001,001,00000 - 192.10.1.32,11000000 00001010 00000001,010,00000 - 192.10.1.64,11000000 00001010 00000001,011,00000 - 192.10.1.96,11000000 00001010 00000001,100,00000 - 192.10.1.128,11000000 00001010 00000001,101,00000 - 192.10.1.160,11000000 00001010 00000001,110,00000 - 192.10.1.192,11000000 00001010 00000001 11100000 - 192.10.1.224,划分子网后，网络对外仍是一个网络,网络,10.5.0.0,所有目的地址为,10.5.x.x,的分组均到达此路由器,.,64.1,.64.2,.64.3,.128.1,.128.2,.128.3,.128.4,.1,.2,.3,子网,10.5.64.0,.1,.2,.3,子网,10.5.128.0,.4,子网掩码（,Subnet Mask,）,子网划分后，如何识别不同的子网？,解决：采用,子网掩码,来分离网络号和主机号。,子网掩码格式：,32,比特，网络号子网号部分全为“,1”,，主机号部分全为“,0”,。,“,网络号,+,子网号”部分,“,主机号”部分,11 11 00 . 00,子网掩码计算,前面的例子中：网络号,24,位，子网号,3,位，总共,27,位。所以子网掩码为：,11111111,11111111,11111111,11100000,即,255 . 255 . 255 . 224,缺省子网掩码：,A,类：,255.0.0.0,B,类：,255.255.0.0,C,类：,255.255.255.0,子网地址计算,子网掩码,IP,地址，结果就是该,IP,地址的网络号。,例如：,IP,地址,202.117.1.207,，子网掩码,255.255.255.224,11001010 01110101 00000001 110,01111, 11111111,11111111,11111111,111 00000,11001010 01110101 00000001 110,00000,子网地址为：,202.117.1.192,主机号为：,15,主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否则需要使用路由器（或网关）实现互联。,推论：若两个,IP,地址具有完全相同的子网地址，则它们在同一子网中。,子网规划举例,网络分配了一个,C,类地址：,201.222.5.0,。假设需要,20,个子网，每个子网有,5,台主机。,试确定各子网地址和子网掩码。,1,）对,C,类地址，要从最后,8,位中分出几位作为子网地址：,2,4,20,2,5,，选择,5,位作为子网地址，共可提供,32,个子网地址。,2,）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求：, 子网地址为,5,位，故还剩,3,位可以用作主机地址。而,2,3,5+2,，所以可以满足每子网,5,台主机的要求。,3,）子网掩码为,255.255.255.248,。,（,11111000B = 248,）,4,）,子网地址可在,8,、,16,、,24,、,32,、,、,240,共,30,个地,址中任意选择,20,个。,Q.,如何在网络拓扑图中找出所有的网络,?,拿掉路由器；,整个网络形成了若干个“被隔离的网络孤岛”；,每个“孤岛”就是一个网络。,Q:,右图中,1,）包含了几个网络？,2,）每个网络的子网地址分别是什么？,(,假定网络掩码为,255.255.255.0),223.1.2.1,223.1.1.1,223.1.1.3,223.1.1.4,223.1.2.2,223.1.2.6,223.1.3.2,223.1.3.1,223.1.3.27,223.1.1.2,223.1.7.0,223.1.7.1,223.1.8.0,223.1.8.1,223.1.9.1,223.1.9.2,作业补充：,1.,以下,IP,地址各属于哪一类,?,(a) 20.250.1.139 (b) 202.250.1.139 (c) 120.250.1.139,2.,已知子网掩码为,255.255.255.192,，下面各组,IP,地址是否,属于同一子网,?,(a) 200.200.200.224,与,200.200.200.208,(b) 200.200.200.224,与,200.200.200.160,(c) 200.200.200.224,与,200.200.200.222,3.,假设一个主机的,IP,地址为,192.168.5.121,，而子网掩码为,255.255.255.248,，那么该,IP,地址的网络号为多少？,4.,某单位为管理方便，拟将网络,195.3.1.0,划分为,5,个子网，,每个子网中的计算机数不超过,15,台，请规划该子网。,写出子网掩码和每个子网的子网地址。,5.,试说明,MAC,地址与,IP,地址的区别。,网际控制报文协议（,ICMP,）,ICMP,消息被封装在,IP,数据报里，用来发送差错报告和控制信息。,ICMP,定义了如下消息类型：,目的端无法到达（,Destination unreachable,）,数据报超时（,Time exceeded,）,数据报参数错（,Parameter problem,）,重定向（,Redirect,）,回声请求（,Echo,）,回声应答（,Echo reply,）,信息请求（,Information request,）,信息应答（,Information reply,）,地址请求（,Address request,）,地址应答（,Address reply,）,最常用的是,“,目的无法到达,”,和,“,回声,”,消息。,A,B,数据网,发,数据给,Z,到,Z,的数据,我不知道如何,到达,Z,？,用,ICMP,通知,A,目的端无法到达,路由器用,ICMP,通知目的地不可达的示意图,A,B,B,可以到,达吗？,ICMP,回声请求,可以，,我在这里。,ICMP,回声应答,用,PING,命令产生的回声及其应答示意图,地址解析协议,(,ARP, Address Resolution Protocol,),ARP,用于将一个已知的,IP,地址映射到,MAC,地址。方法：,1,）检查,ARP,高速缓存表；,2,）若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该,IP,地址的目的站用其,MAC,地址作为响应。,ARP,只能用于具有广播能力的网络。,A,C,我需要,10.1.0.5,的,MAC,地址,IP = 10.1.0.5,MAC = ?,我就是。,这是我的,MAC,地址,IP = 10.1.0.5,MAC =,0800.0020.2C0A,B,10.1.0.1,10.1.0.5,10.1.0.2,反向地址解析协议,(RARP, Reversed ARP),RARP,用于将一个已知的,MAC,地址映射到,IP,地址。,RARP,要依赖于,RARP,服务器，该服务器中有一张,MAC,地址与,IP,地址的映射表。,需要查找自己,IP,地址的站点向网上发送包含有其,MAC,地址的,RARP,广播，,RARP,服务器收到后将该,MAC,地址翻译成,IP,地址予以响应。,RARP,同样只能用于具有广播能力的网络。,A,C,我的,IP,地址,是什么？,MAC:,0800.0020.2C0A,IP = ?,我听到广播了。,这是你的,IP,地址,MAC =,0800.0020.2C0A,IP = 10.1.0.5,B,RARP Server,3,、,传输层,传输层（,Transport Layer,）,的主要功能是负责端到端的对等实体之间进行通信,。,它与,OSI,参考模型的传输层功能类似，也对高层屏蔽了低层网络的实现细节，同时它真正实现了源主机到目的主机的端到端的通信。,TCP/IP,参考模型的传输层完全是建立在包交换通信子网基础之上的。,TCP/IP,的传输层定义了两个协议,：,传输控制协议（,Transport Control Protocol,），,简称,TCP,，,详细定义参,见,RFC793,；,用户数据报协议（,User Datagram Protocol,），,简称,UDP,，,详细定义参见,RFC768,。,TCP,协议是可靠的、面向连接的协议,。它用于包交换的计算机通信网络、互连系统以及类似的网络上，保证通信主机之间有,可靠的字节流传输,。,UDP,是一种不可靠的、无连接协议,。,它最大的优点是协议简单，额外,开销小,，,效率较高,；缺点是不保证正确传输，也不排除重复信息的发生。,UDP,不是面向连接的。,需要可靠数据传输保证的应用应选用,TCP,协议；相反，对数据精确度要求不是太高，而对速度、效率要求很高的环境，如声音、视频的传输，应该选用,UDP,协议。,应用层,传输层,网络接口,网际层,面向连接的,TCP,无连接的,UDP,传输层提供了两种传输协议,传输控制协议,( TCP ),TCP,可以在网络用户启动的软件应用进程之间建立通信会话。,TCP,通过控制数据流量可以提供可靠的端到端数据传送。,网络结点可以就数据传输的“窗口”大小达成一个协议，该窗口大小规定了将要发送的数据字节数。传输窗口可以根据当前的网络流量进行即时调整。,TCP,的基本功能和,OSI,传输层的功能有些类似，具体包括：监测会话请求、和另外一个,TCP,结点建立会话、传输和接收数据、关闭传输会话等。,TCP,帧包含头和负载数据,两个部分，称为一个,TCP,段。,源端口,0 3 4 9 10,代码位,目的端口,15 16,31,顺序号,确认号,窗口大小,保留,报头长度,校验和,紧急指针,选项（可省略）,数据,TCP,帧图,源端口,(Source Port),：,呼叫端口的编号,目的端口,(Destination Port),：,被叫端口的编号,顺序号,(Sequence Number),：,数据的第一个字节的顺序号,确认号,(Acknowledgment Number),：,所期待的下一段的顺序号,报头长度,(HLEN),：,以,32,字节为单位的报头的长度,保留域,(Reserved),：,设置为,0,编码位,(Code Bits),：,用于控制段的传输（如会话的建立和中止）,包括：,URG,、,ACK,、,PSH,、,RST,、,SYN,、,FIN,六个位,窗口大小,(Window),：,接收方能够继续接收的字节数,校验和,(Checksum),：,包括,TCP,报头和数据在内的校验和,紧急指针,(Urgent Pointer),：,当前顺序号到紧急数据位置的偏移量,选项,(Option),：,数据,(Data),：,上层协议数据,端口号,TCP,和,UDP,都用端口,(socket),号把,信息传到上层。,端口号指示了正在使用的上层协议。,F,T,P,S,M,T,P,T,F,T,P,D,N,S,T,e,l,n,e,t,S,N,M,P,21,23,25,53,69,161,TCP UDP,应用层,传输层,保留的端口号：,255,，公共应用,255-1023,，公司,1023,，未规定,TCP,连接的建立,三次握手,例如：,A,、,B,两个主机要建立连接,AB,方向,消息,含义,AB,AB,AB,SYN,SYN,ACK,ACK,我的序号是,X,序号用于跟踪通信顺序，确保多个包传输时无数据丢失。,通信双方在建立连接时必须互相交换各自的初始序号。,知道了，你的序号是,X,我的序号是,Y,知道了，你的序号是,Y,握手,1,2,3,合并,1.,2.,3.,4.,A,B,发送,SYN,消息,(SEQ=x),接收,SYN,消息,(SEQ=x),发送,SYN,消息,(SEQ=y,ACK=x+1),接收,SYN,消息,(SEQ=y,ACK=x+1),发送确认,(ACK=y+1),接收确认,(ACK=y+1),TCP,通过三次握手,/,建立连接序号来达到同步,UDP,段格式,UDP,不用确认。可靠性由应用层协议保证。,使用,UDP,的协议包括：,TFTP,、,SNMP,、,NFS,、,DNS,等,源端口,目的端口,长度,校验和,数据,16b,16b,16b,16b,4,、,应用层,应用层（,Application Layer,）是,TCP/IP,协议族的最高层。它包含了所有,OSI,参考模型中会话层、表示层和应用层这些的高层的协议的功能,。到目前为止，互连网络上将建的应用层协议有下面几种：,电子邮件,协议（,SMTP,），,负责互联网中电子邮件的传递。,超文本传,输协议（,HTTP,），,提供,WWW,服务。,网络终端协议,（,TELNET,），,实现远程登录功能，我们常用的电子公告牌系,统,BBS,使用的就是这个协议。,文件传输,协议（,FTP,），,用于交互式文件传输，下载软件就是使用这个协议。,网络新闻传输,协议（,NNTP,），,为用户提供新闻订阅功能，它是网上特殊的,一种功能强大的新闻工具，每个用户既是读者又是作者。,DNS,，,负责机器名字到,IP,地址的转换,SNMP,，,负责网络管理,RIP/OSPF,，,负责路由信息的交换,其中，网络用户经常直接接触的协议是,SMTP,、,HTTP,、,TELNET,、,FTP,、,NNTP,；,另外，还有许多协议是最终用户不需直接了解但又必不可少的，如,DNS,、,SNMP,、,RIP/OSPF,等。随着计算机网络技术的发展，还不断有新的协议加入。,TCP/IP,与,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,WWW,应用,HTTP,远程登录,Telnet,、,rlogin,网络管理,SNMP,名字管理,DNS,二、,OSI,参考模型与,TCP/IP,参考模型的比较,2.1,OSI/RM,与,TCP/IP,的对照关系,如图,2-5,所示，,OSI,参考模型与,TCP/IP,参考模型都采用了层次结构，但,OSI,采,用的,七层模型,，而,TCP/IP,是四层结构,。,在前面我们讲到了，,TCP/IP,参考模型的网络接口层实际上并没有真正的定,义，只是一些概念性的描述,。,而,OSI,参考模型不仅分了两层,，而且每一层的功能,都很详尽，甚至在数据链路层又,分出一个介质访问子层,，专门解决局域网的共,享介质问题。,TCP/IP,的,互连层,相当于,OSI,参考模型网络层中的,无连接网络服务,。,OSI,参考模型与,TCP/IP,参考模型的,传输层功能基本类似,，,都是负责为用户提,供真正的端到端的通信服务，也对高层屏蔽了底层网络的实现细节,。,所不同的是,TCP/IP,参考模型的传输层是建立在互连层基础之上的，而互连层只提供,无连接的服务，,所以面向连接的功能完全在,TCP,协议中实现，,当然,TCP/IP,的传输层还提供,无连接的服务，如,UDP,；,相反,OSI,参考模型的传输层是建立在网络层基础之上的，网络层既提供面向连接的服,务，又提供无连接服务，但传输层只提供面向连接的服务。,在,TCP/IP,参考模型种，没有,会话层和表示层,，事实证明，这两层的功能确,实很少用到。因此，,OSI,中这两个层次的划分显得有些画蛇添足,。,2.2,OSI/RM,与,TCP/IP,的比较,OSI/RM,与,TCP/IP,它们各自不同的优缺点,:,OSI,参考模型的抽象能力高，适合于描述各种网络,，它采取的是自顶向下的设计方式，,先定义了参考模型，才逐步去定义各层的协议，,由于定义模型的时候对某些情况预计不足，,造成了协议和模型脱节的情况；,TCP/IP,正好相反，它先有了协议之后，人们为了对它进行研究分析，才制定了,TCP/IP,，,当然这个模型与,TCP/IP,的各个协议吻合地很好，,但不适合用于描述其他非,TCP/IP,网络,。,OSI,参考模型的概念划分清晰，它详细地定义了服务、接口和协议的关系，好处是概,念清晰，普遍适应性好，,缺点是过于繁杂，实现起来很困难，效率低,；,TCP/IP,在服务、接口和协议的区别上不清楚，功能描述和实现细节混在一起，因此,TCP/IP,参考模型对采取新技术设计网络的指导意义不大，也就使它,作为模型的意义逊色很多,。,TCP/IP,的网络接口层并不是真正的一层，在,数据链路层和物理层的划分,上基本是空白,，,而这两个层次的划分是十分必要的；,OSI,的缺点确实层次过多,，事实证明会话层和表示层的划分意义不大，而增加了复杂性。,总之，,OSI,参考模型虽然一直被人们所看好，但由于没有把握好时机，技术不,成熟，实现起来很困难，迟迟没有一个成熟的产品推出，大大影响了它的发展；,相反，,TCP/IP,虽然有许多不尽人意的地方，但近,30,年的实践证明它还是比较成,功，特别是近年来国际互连网络的飞速发展，也是它获得了巨大的支持。,5,、选择题（正确的选择可能不止一个）,(1),、协议的三要素是,_,。,A.,语义,B.,语法,C.,层次,D.,时序关系,(2),、相邻层次之间传输的数据单元叫做,_,。,A.PDU B.IDU C.,用户数据,D.SAP,(3),、,为用户提供可靠的端到端的服务的是：,_,。,A.,物理层,B.,数据链路层,C.,网络层,D.,传输层,(4),、路由功能一般在,_,实现。,A.,物理层,B.,数据链路层,C.,网络层,D.,传输层,(5),、属于应用层的协议有,_,。,A.,电子邮件协议,B.,远程登录协议,C.IP D.TCP,(6),、,通信子网包括哪几个层次,_,。,A.,物理层,B.,数据链路层,C.,网络层,D.,传输层,(7),、在同一层次的对应实体之间交换的数据叫,_,。,A.,接口数据单元,B.,协议数据单元,C.,接口控制信息,D.,服务数据单元,6,、判断对错（正确的划“,V”,，,错误的划“,X”,）,(1),、,_,通信实体必须是计算机硬件设备。,(2),、,_,物理层和传输介质并不是等同的概念。,(3),、,_,划分层次的原则是每一层的功能越多越好。,(4),、,_,服务是通过接口上的服务访问点调用的。,