网络的体系结构和协议

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1、第3章网络的体系结构和协议本章详细介绍了两种了两种网络体系结构模型：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。TCP/IP参考模型目前是业界的标准，在此基础上介绍了IP地址以及子网掩码概念与组成。3.1网络的体系结构3.2ISO/OSI参考模型3.3TCP/IP参考模型3.4两种分层结构的比较3.5网络协议3.6IP地址与子网掩码[Return]3.1网络的体系结构1.网络分层结构基本的网络体系结构模型就是层次结构模型，如图3-1所示。所谓层次结构就是指把一个复杂系统的设计问题分解成多个层次分明的局部

2、问题，并规定每一层次所必须完成的问题。图3-1【层次模型】2.网络协议协议是用来描述两个进程间信息交换规则的术语。我们称在计算机网络中通信双方都遵守的规则为网络协议。3.网络体系结构网络体系结构（NetworkArchitecture）是计算机网络的分层、各层协议、功能和层间接口的集合。网络体系结构是一个抽象的概念，因为它不涉及具体的实现细节，只是说明网络体系结构必须包括的信息，以便网络设计者能为每一层编写符合相应协议的程序，它解决的是“做什么”的问题。[Return]3.2ISO/OSI参考模型

3、20世纪80年代初期，国际标准化组织（ISO）认识到，需要一个网络模式来帮助厂商实现网络间的相互操作，于是ISO研究了各类计算机网络体系结构，并于1984年正式公布了一个网络体系结构模型作为国际标准，称为开放系统互连参考模型（OSI/RM）。这里的“开放”是指任何两个遵守OSI/RM的系统都可以进行互连，当一个系统能按OSI/RM与另一个系统进行通信时，就称该系统为开放系统。1.分层通信图3-2【OSI参考模型】（1）物理层（PhysicalLayer）物理层是OSI的最低层，它建立在物理通信介质

4、的基础上，作为通信系统和通信介质的接口，用来实现数据链路实体间透明的比特（bit）流传输。为建立、维持和拆除物理连接，物理层规定了传输介质的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。（2）数据链路层（DataLinkLayer）数据链路层从网络层接收数据，并加上有意义的比特位形成报文头部和尾部（用来携带地址和其他控制信息）。这些附加了信息的数据单元称为帧。数据链路层负责将数据帧无差错地从一个站点送达下一个相邻的站点，即通过一些数据链路层协议完成在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。（3）网络层（

5、NetworkLayer）网络层关心的是通信子网的运行控制，主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地的问题，这就需要在通信子网中进行路由选择。另外，为避免通信子网中出现过多的分组而造成网络阻塞，需要对流入的分组数量进行控制。当分组要跨越多个通信子网才能到达目的地时，还要解决网际互连的问题。（4）传输层（TransportLayer）传输层的主要任务是向会话层提供服务，服务内容包括传输连接服务和数据传输服务。前者是指在两个传输层用户之间负责建立、维持和在传输结束后拆除传输连接；后者则是要求

6、在一对用户之间提供互相交换数据的方法。传输层的服务，使高层的用户可以完全不考虑信息在物理层、数据链路层和网络层通信的详细情况，方便了用户使用。（5）会话层（SessionLayer）会话层是网络对话控制器，它建立、维护和同步通信设备之间的交互操作，保证每次会话都正常关闭而不会突然中断，使用户被挂在一旁。会话层建立和验证用户之间的连接，包括口令和登录确认；它也控制数据交换，决定以何种顺序将对话单元传送到传输层，以及在传输过程的哪一点需要接收端的确认。（6）表示层（PresentationLayer）

7、表示层保证了通信设备之间的互操作性。该层的功能使得两台内部数据表示结构不同的计算机能实现通信。它提供了一种对不同控制码、字符集和图形字符等的解释，而这种解释是使两台设备都能以相同方式理解相同的传输内容所必须的。表示层还负责为安全性引入的数据加密和解密，以及为提高传输效率提供必需的数据压缩及解压等功能。（7）应用层（ApplicationLayer）应用层是OSI参考模型的最高层，它是应用进程访问访问网络服务的窗口。这一层直接为网络用户或应用程序提供各种各样的网络服务，它是计算机网络与最终用户之间的

8、界面。应用层提供的网络服务包括文件服务、打印服务、报文服务、目录服务、网络管理以及数据库服务等。在上述的七层中上五层一般由软件实现，而下面的两层由硬件和软件实现。2.信息格式图3-3【信息在各层之间的传递】[Return]3.3TCP/IP参考模型TCP/IP是一组通信协议的代名词，它是因特网的核心，利用TCP/IP协议可以很方便地实现多个网络的无缝连接，通常所谓的”某台机器在因特网上”，就是指该主机具有一个因特网地址，运行TCP/IP协议，并可向因特网上所有其他主机发送IP数据报