【正文】 都有一個唯一的地址標識它。 OSI模型的每一層都是由一些實體所組成的。 2023/3/4 56 計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 為了完成計算機間的通信合作，把計算機互連的功能劃分成有明確定義的層次，規(guī)定了同層次實體通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口服務(wù)。對于這些故障，協(xié)議軟件必須能夠檢測、糾正。后者應用軟件與通信軟件是分開的：通信軟件處理網(wǎng)絡(luò)細節(jié)，提供通信服務(wù)；應用軟件建立在通信軟件所提供的通用界面上，處理用戶需要，提供應用服務(wù)。 協(xié)議分層有四方面的原因。而不同節(jié)點之間的關(guān)系僅建立在對等層之間，這種關(guān)系用 “ 協(xié)議 ” 來規(guī)范。接口要十分清晰，盡量減少在相鄰層之間傳遞信息的數(shù)量。要運行一個網(wǎng)絡(luò)應用程序，必須調(diào)用所有層次的功能。 協(xié)議軟件中與通信直接相關(guān)那一部分運行于所有結(jié)點（主機、路由器）上，而與通信不直接相關(guān)的那一部分則只運行于主機上。應用層協(xié)議向用戶提供編程界面，一個特定的網(wǎng)絡(luò)應用程序通過編程界面調(diào)用應用層協(xié)議，以實現(xiàn)該應用程序的特定功能。 協(xié)議軟件所完成的一系列操作有的有明顯的順序 ， 而有的則放在先后順序中的某幾個位置都可以 。 協(xié)議所實現(xiàn)的只是所有網(wǎng)絡(luò)應用都共同需要的那部分功能 ， 因此 ， 如果需要某一方面的應用 ， 還必須運行一個特定的網(wǎng)絡(luò)應用程序 ， 如運行 IE瀏覽器瀏覽 Inter某個網(wǎng)站上的網(wǎng)頁 。 （ 16）控制信息與數(shù)據(jù)信息。 （ 12）定時時鐘。 （ 8）路徑算法。 （ 4）通信只在對等實體間進行。這組規(guī)則主要包括以下一些內(nèi)容。傳輸層服務(wù)訪問點 TSAP是由一個應用進程選擇的，那么，網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點 NSAP便是由傳輸實體選擇的（如果網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點 NSAP不止一個的話）。至于一個進程如何將自己與 TSAP連接起來是屬于網(wǎng)絡(luò)模型以外的問題，它完全依賴于本地的操作系統(tǒng)。那么，如何來標識一個應用程序呢，通常使用的是軟件端口號。 說網(wǎng)絡(luò)中的通信是計算機之間的通信是不準確的。計算機使用網(wǎng)卡上的一個端 2023/3/4 46 通信地址 口號向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息，或從網(wǎng)絡(luò)上接收信息。而接口板上有若干寄存器，每個寄存器如同內(nèi)存中的一個存儲單元一樣可以供 CPU訪問，因此，每個存儲單元都有一個唯一的地址，稱外部設(shè)備的硬件端口號。物理地址與 IP地址之間并不存在必然的對應關(guān)系；由間接尋徑得到的下一個路由器的 IP地址并不能在物理網(wǎng)路上使用，為此，網(wǎng)絡(luò)接口層必須通過調(diào)用 ARP協(xié)議完成該 IP地址到物理地址的映射。網(wǎng)卡上的 ROM中，寫入有一個硬件地址稱物理地址（ MAC）。這既保證了因特網(wǎng)上的任意兩臺主機的 IP地址不會相同，也唯一地確定了路由器的一個連接。我們必須進一步說明：一臺主機一般通過一個硬件端口只連接在一個網(wǎng)絡(luò)上（本書只討論這種連接），而路由器卻要連接到兩個（至少）或更多的網(wǎng)絡(luò)上。主機號。因此，包括源端主機、目標端主機在內(nèi)的每一個節(jié)點都必須要有一個唯一的地址來標識一個連接。 2023/3/4 41 實體和系統(tǒng) 實體和系統(tǒng)兩詞都是泛指，實體的例子可以是一個用戶應用程序，如文件傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、電子郵件系統(tǒng)等，也可以是一塊網(wǎng)卡；系統(tǒng)可以是一臺計算機或一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。 2023/3/4 39 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)的功能特性 ? 協(xié)議與協(xié)議棧 ? 實體和系統(tǒng) ? 通信地址 ? 協(xié)議是一組規(guī)則的組合 ? 協(xié)議分層 2023/3/4 40 協(xié)議與協(xié)議棧 協(xié)議是計算機網(wǎng)絡(luò)中實體之間有關(guān)通信規(guī)則約定的集合，是關(guān)于同一層次的對等實體之間的概念，而協(xié)議棧是指特定系統(tǒng)中所有層次的協(xié)議的集合。依此類推，當應用層實體收到報文后，去掉報文頭，然后使用一個端口號提供給應用程序。一個網(wǎng)絡(luò)應用程序啟動后，通過系統(tǒng)調(diào)用，調(diào)用應用層實體；應用層實體運行，通過函數(shù)調(diào)用，調(diào)用表示層實體；依此類推，網(wǎng)絡(luò)層實體運行后，也通過函數(shù)調(diào)用，調(diào)用設(shè)備驅(qū)動程序（鏈路層實體）；而設(shè)備驅(qū)動程序運行后則通過 I/O協(xié)議啟動硬件（網(wǎng)卡）工作，一幀數(shù)據(jù)被逐位發(fā)送到傳輸介質(zhì)上。只有物理層的數(shù)據(jù)傳送才是實際的。 所謂協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ PDU）就是對等層實體之間通過協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)。需要指出的是，從網(wǎng) 2023/3/4 34 數(shù)據(jù)傳送單元和路徑 APDU SPDU TPDU Packet Frame Bits 圖 OSI模型中各層數(shù)據(jù)單元的形成及流動 主機 B應用進程 主機 A應用進程 說明： H、 M依次表示數(shù)據(jù)單元的頭部和尾部 傳輸介質(zhì) 比特流 報文 報文 報文 分組 幀 數(shù)據(jù)比特 H7 字節(jié)流 字節(jié)流 H7 字節(jié)流 H7 字節(jié)流 H7 字節(jié)流 字節(jié)流 M H6 H6 H5 H6 H5 H4 H7 H3 H6 H5 H4 H2 H7 H3 H6 H5 H4 2023/3/4 35 數(shù)據(jù)傳送單元和路徑 絡(luò)層傳到數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)，除了要加上頭信息 H2之外，還要加上尾信息 M，然后整個作為數(shù)據(jù)部分傳送到物理層。主機 A應用進程與主機 B應用進程，兩者中有一個是發(fā)送進程，負責發(fā)送數(shù)據(jù)；另一端則是接收進程負責接收數(shù)據(jù)。在 ASE中，有很多業(yè)務(wù)都通用（或比較通用）的基本功能和各業(yè)務(wù)特有的功能。與應用實體相關(guān)聯(lián)的是應用實體調(diào)用（ Appilcation Entity Invocation， AEI）。這些與通信有關(guān)的功能稱為應用實體。對等應用實體間的通信使用應用協(xié)議。例如，有時需要加密，有時需要壓縮，有時兩者都需要，有時兩者都不需要，只是編碼為簡單代碼。這可以看作是表示層提供的一種服務(wù)，這個服務(wù)的用戶就是應用元素。抽象語法形成了各種端系統(tǒng)之間的共同語言。開放系統(tǒng)之間必須有一種共同的語言作為信息交換的 2023/3/4 26 表示層（ Presentation Layer） 工具，這種工具應該與任何實際系統(tǒng)無關(guān)，即具有抽象性，有很強的表達能力，還能方便地轉(zhuǎn)變成各種具體形式。因此，表示層要解決的問題是如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使之與機器無關(guān)。 2023/3/4 25 表示層（ Presentation Layer） 表示層包含了處理網(wǎng)絡(luò)應用程序數(shù)據(jù)格式的協(xié)議。當兩個應用進程進行相互通信時，希望有第三者的進程能組織他們的通話，協(xié)調(diào)他們之間的數(shù)據(jù)流，以便使應用進程專注于信息交互，這就是設(shè)立會話層的目的。 典型的傳輸層協(xié)議是 ISO第 0類（ Class 0）至第 4類（ Class 4）傳輸協(xié)議。所謂端到端是相對鏈接而言的。該層位于面向通信業(yè)務(wù)的通信子網(wǎng)和面向網(wǎng)絡(luò)應用的資源子網(wǎng)之間，同時也是主機與通信處理機（網(wǎng)卡）的界面。在源端主機中，傳輸層將來自會話層的報文，按照當前網(wǎng)絡(luò)的要求分成若干分組。設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層的主要目的就是要為報文分組以最佳路徑通過通信子網(wǎng)到達目的主機提供服務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)用戶不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)與所使用的通信介質(zhì)。在目標端主機中，網(wǎng)絡(luò)層先是收到來自鏈路層的一個分組，再將分組頭剝?nèi)?，并向上傳送給傳輸層。前者主要包括 ISO 1745， IBM二進制同步通信（ BSC）， DEC的數(shù)字數(shù)據(jù)通信報文協(xié)議（ DDCMP）等；后者主要包括 ANSI的高級數(shù)據(jù)通信控制規(guī)程（ ADCCP）， ISO的高級數(shù)據(jù)鏈路控制（ HDLC）規(guī)程， IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制（ SDLC）等協(xié)議。定時器的定時時間是系統(tǒng)根據(jù)相鄰的下一節(jié)點的距離自動計算出來的，是傳送一個幀、并收到應答幀的往返時間之和。前一節(jié)點若收到正確應答，則發(fā)送下一幀；若收到錯誤應答，則重發(fā)該幀。物理接口的四個特性是機械特性、電氣特性、功能特性與規(guī)程特性。 DCE的典型設(shè)備是與電話線路連接的調(diào)制解調(diào)器。該層涉及通信介質(zhì)的機電、特性參數(shù)與規(guī)格，包括介質(zhì)的直接，數(shù)據(jù)傳輸速率及特性阻抗，連接器的引腳數(shù)目及功能 2023/3/4 16 物理層（ Physical Layer） 分配，信號的約定、信號允許傳輸?shù)淖畲缶嚯x及其調(diào)制或編碼方式等。在發(fā)送端，物理層將來自鏈路層的比特流逐位發(fā)送給傳輸介質(zhì)；在相鄰的下一個節(jié)點，物理層逐位接收比特流。下面我們按照從第 1層至第 7層的順序，依次介紹 OSI參考模型的各層協(xié)議。 2023/3/4 12 ISOOSI參考模型 OSI參考模型對于計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著十分深遠的影響，包括像 TCP/IP這樣的協(xié)議，都在從它那里吸取有價值的成份。按照 ISO模式，更正式的標準化程序被采納。他們之間的交流通過一系列被稱為請求評注 RFC（ Request For Comments）的技術(shù)報告來完成。 在某種意義上 ， 該協(xié)會可以比之于美國計算機協(xié)會 （ Association for Computing Machinery， ACM） 或 IEEE。 1989年夏天 ， IAB被重組 ， 研究人員被轉(zhuǎn)移到因特網(wǎng)研究特別任務(wù)組 IRTF（ Inter Research Task Force） 及因特網(wǎng)工程特別任務(wù)組 IETF（ Inter Engineering Task Force） ， 兩者都是IAB的附屬機構(gòu) 。 2023/3/4 10 IAB、 IRTF、 IETF與因特網(wǎng)協(xié)會 IAB、 IRTF、 IETF與 Inter Society（ 因特網(wǎng)協(xié)會 ）都是因特網(wǎng)標準界最有影響的一些組織 。 ISO采納標準的程序大體相同：某個國家的標準化組織覺得在某一領(lǐng)域里需要有一個國際標準 ， 于是就成立一個工作組以提出委員會草案 （ Committee Draft， CD） ； 2023/3/4 9 國際標準化組織 ISO 在得到多數(shù)成員贊同后，就制定一個稱為國際標準草案的修訂文檔（ Draft International Standard， DIS），將此文檔在成員中傳閱以評價、投票；最后準備好國際標準（ International Standard， IS）文本，再經(jīng)核準出版。 委員會下設(shè)子委員會 （ SC） ， 子委員會下設(shè)工作組 （ WG） 。越來越多的組織愿意參加到 ITUT中來。如美國一類國家，由其政府派員參與工作和表決。 2023/3/4 7 國際電信聯(lián)合會 ITU 各國電信領(lǐng)域的法律地位很不一樣。 ITUR為世界范圍的利益競爭組織分配無線頻率。 國際標準權(quán)威機構(gòu)可以分為兩類：根據(jù)政府間的協(xié)議而建立的以及義務(wù)性的非協(xié)議組織 。 2023/3/4 4 計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化 ? 兩類標準 ? 國際電信聯(lián)合會 ITU ? 國際標準化組織 ISO 2023/3/4 5 兩類標準 有兩類標準：既成的與法定的 。于是人們普遍要求制定一套統(tǒng)一的標準來規(guī)范網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，而只要使用遵從這些標準的網(wǎng)絡(luò)組件，就可以將不同種類的計算機互連成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 2023/3/4 2 第 2章 計算機網(wǎng)絡(luò)模型 ? 計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化 ? ISOOSI參考模型 ? OSI參考模型中的數(shù)據(jù)傳送 ? 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)的功能特性 ? 計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) ? TCP/IP模型 ? 練習與思考 2023/3/4 3 計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化 在計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，公司和廠家各自開發(fā)出了多種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品（網(wǎng)卡、電纜、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、協(xié)議），推出了若干種計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。先介紹網(wǎng)絡(luò)的兩類標準；再簡述 OSI參考模型、計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及 TCP/IP模型；最后對兩種模型進行了比較，并論述了他們各自的意義。這種情況嚴重地妨礙了用戶的投資方向，他們從不同廠家買回的產(chǎn)品不能互連成網(wǎng)，這顯然不利于網(wǎng)絡(luò)應用的普及，也不利于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的發(fā)展。因此，關(guān)于互聯(lián)系統(tǒng)的任何標準都只是對系統(tǒng)外部特性的規(guī)定。 后者為某些權(quán)威標準化機構(gòu)制定或采納 ， 因而是正式的 、 合法的標準 。 1947年 ITU成為聯(lián)合國的一個辦事處，他有三個主要部門：無線通信部門（ ITUR），電信標準化部門（ ITUT），開發(fā)部門（ ITUD）。所有成員都可以參與工作，但只有政府部門成員才能參加表決。在世界范圍內(nèi)，潮流是從政府控制轉(zhuǎn)向自由化和競爭。 ITUT的開支由各成員國支付，富有的國家多給，貧窮的國家少給。 例如 ， TC1處理螺釘和螺帽 ， TC97處理計算機及信息處理 。 ISO是 ITUT的成員 ，他們合作得很好 ， 從而避免了兩個正式的 、 但互不兼容的標準的出現(xiàn) 。他是世界上最大的專業(yè)組織，在電子工程和計算機領(lǐng)域內(nèi)， IEEE有一個標準化組織制定各種標準。 IAB 的 意 義 后 來 變 為 Inter Architecture Board， 即因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會 。 后來由對因特網(wǎng)感興趣的人組成了因特網(wǎng)協(xié)會 （ Inter Society） 。當需要新的標準時， IAB成員就會將其研究出來并公之于眾，研究生即可將其實現(xiàn)。 IRTF集中注意長期的研究，而 IETF則處理短期的工程問題。若 IAB認為該思想可