【正文】 ？ ? 如何 提高網絡帶寬？ ? …… 結論： 網絡太復雜，如何才能方便的學習和研究 網絡體系結構和協議分層 □ 網絡分層的原因 □ 協議分層的標準 □ 分層后數據的傳輸過程 分層類比－航空飛行的過程 ticket (purchase) baggage (check) gates (load) runway (takeoff) airplane routing 離開機場 到達機場 中間空中交通控制中心 airplane routing ticket (plain) baggage (claim gates (unload) runway (land) airplane routing 票務 行李 登機 起飛 /著陸 按路線飛行 airplane routing ； ； ； 。 網絡為什么要分層 簡單，容易學習，便于討論 □ 模塊化的設計使得學習和討論更容易 ? 分層的 參考模型 (reference model) 可用于討論 □ 模塊化分層設計可以簡化系統(tǒng)的維護和升級 ? 某個層次的服務實現對系統(tǒng)的其它層次是透明的 ? 某個層次的改變只需要改變對相鄰層次的接口 網絡體系結構 應用層 傳輸層 網絡層 表示層 會話層 數據鏈路層 物理層 7 6 5 4 3 2 1 OSI 的體系結構 應用層 網絡接口層 網際層 IP (各種應用層協議如 TELNET, FTP, SMTP 等 ) 傳輸層 (TCP 或 UDP) TCP/IP 的體系結構 無連接分組交付服務 傳輸服務 (可靠或不可靠 ) 各種 應用服務 TCP/IP 的三個服務層次 官方標準 因特網標準 也可以分成數據鏈路層和物理層 OSI開放式系統(tǒng)互聯模型 TCP/IP協議體系每層作用 1 □ PDU(協議數據單元 )是每層傳輸實體的描述 □ 應用層 : 負責各種網絡應用（ PDU稱為消息message） ? ftp, smtp, ,dns □ 傳輸層 : 負責端到端（主機到主機）之間數據的傳輸控制（ PDU稱為報文段 segment） ? tcp, udp TCP/IP協議體系每層作用 2 □ 網絡層 : 主要負責選路和不同網段之間數據的轉發(fā)（ PDU稱為 IP分組 packet） ? IP, 路由選擇協議 □ 數據鏈路層 : 數據在一段鏈路上的相鄰結點間的傳輸（ PDU稱為幀 frame） ? Ether,PPP □ 物理層 : 負責信號物理通信的規(guī)則（ PDU稱為比特流） 從網絡分層角度看發(fā)送數據 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 計算機 1 AP2 AP1 計算機 2 應 用 程 序 數 據 加入應用層首部，變成 消息 H5 10100110100101 比 特 流 110101110101 注意觀察加入首部（尾部）的層次 應 用 程 序 數 據 H5 應 用 程 序 數 據 H4 H5 應 用 程 序 數 據 H3 H4 H5 應 用 程 序 數 據 H4 加入傳輸層首部， 變成 報文段 H3 加入網絡層首部， 變成 分組 H2 加入數據鏈路層 首部和尾部， 變成 幀 T2 物理傳輸媒體 通過層層 封裝 發(fā)送數據 從網絡分層角度看接收數據 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 計算機 1 AP2 AP1 計算機 2 應 用 程 序 數 據 去掉應用層首部 10100110100101 比 特 流 110101110101 注意觀察剝去首部（尾部）的層次 H5 應 用 程 序 數 據 H5 應 用 程 序 數 據 H4 去掉傳輸層首部 H4 H5 應 用 程 序 數 據 H3 去掉網絡層首部 去掉鏈路層 首部 H3 H4 H5 應 用 程 序 數 據 H2 T2 去掉鏈路層 尾部 通過層層 解包 獲得數據 協議分層的進一步討論 □ 協議 是控制 兩個對等實體 進行通信的規(guī)則的集合 □ 下層為上層提供服務，下層實現的細節(jié)對上層是 透明 的 □ 對某層而言，發(fā)送方和接收方應當使用相同的規(guī)則，協議是 水平 的 □ 服務是 垂直 的，下層必須向上層提供服務接口 ,稱為服務訪問點 (SAP) 協議分層的服務訪問點 協 議 服 務 用 戶 提 供 服 務 服 務 提 供 者 第 n 層 第 n + 1 層 服 務 用 戶 SAP SAP 網絡協議的討論 □ 每一層都包含很多協議 □ 協議設計需要考慮的因素 □ 沒有 100%可靠的協議 … 著名的協議舉例 ?占據兩個山頂的藍軍與駐扎在這山谷的白軍作戰(zhàn)。力量對比是：一個山頂上的藍軍打不過白軍，但兩個山頂的藍軍協同作戰(zhàn)就可戰(zhàn)勝白軍。一個山頂上的藍軍擬于次日正午向白軍發(fā)起攻擊。于是發(fā)送電文給另一山頂上的友軍。但通信線路很不好，電文出錯的可能性很大。因此要求收到電文的友軍必須發(fā)送確認電文。但確認電文也可能出錯。試問能否設計出一種協議，使得藍軍能實現協同作戰(zhàn)因而一定 (即 100 %)取得勝利？ 明日正午進攻，如何？ 同意 收到“同意” 收到：收到“同意” … … … …… …這樣的協議無法實現！ 結論 ?這樣無限循環(huán)下去，兩邊的藍軍都始終無法確定自己最后發(fā)出的電文對方是否已經收到。 ?沒有一種協議能夠藍軍能 100% 獲勝。 本章小結 □ 因特網的概述 □ 協議的本質 □ 分組交換 vs. 電路交換 □ 帶寬和延遲 □ 網絡體系結構和參考模型 □ 后繼課程將對網絡各層的具體協議和相關網絡原理展開討論 本章習題 1. What is the principal difference between connectionless munication and connectionoriented munication 2. What is the main difference between TCP and UDP? 3. 因特網使用的 IP協議是無連接的，因此其傳輸是不可靠的。這樣容易使人們感到因特網很不可靠。那么為什么當初不把因特網的傳輸設計成為可靠的？ 4. 分組交換、報文交換和電路交換的優(yōu)缺點。 5. 分組交換網絡的延遲有哪些？ 6. 解釋數據報網絡和虛電路網絡的異同點？ 7. 網絡協議為什么要分層，如何分層，每層有哪些協議，層與層的接口如何工作。 8. BandWidth、 RTT、 RFC、 FDM (頻分復用 )、 ISP、 ISO、OSI、 Router、 Switch、 Hub、 Twisted Pair、 ADSL