第二章 OSI与TCPIP.ppt

IP Address MAC Address
主机名
源主机名 HOST-A
目的主机 IP地址
HOST-A DNS
目的主机 硬件地址
192.168.14.6 ARP
001402B0E03A
IP=192.168.14.5
Net-id=192.168.14.0
网卡 001402B0E03A
目的主机名 HOST-B IP=192.168.14.6
在Internet上，每个主机或路由器分配到的IP 地址在全球范围是唯一的。
IP Address Format
A 类地址 0
net-id 8 bit
host-id 24 bit
B 类地址 1 0
C 类地址A 1类A1地0类D址地类E的n1址类地6e网tb的-i地址id络t 主址是号机保多字号留播段字为地n段今址eth后-iod使s为t用-ihd11o6s为字bt-iitd节3 字节 B 类C地类B址地类的址地主的址机主的号机n2网4e字t号b-络iidt段字号段h字o段hsto-nsidte-t为i-did为2为字12节字h字o8节sb节ti-tid
报文分组 H3 H4 H5 H6 H7 T2 帧 H2 H3 H4 H5 H6 H7
比特
用户 应用层7 表示层6 会话层5 传输层4
网络层3 数据链路 T2 层2 物理层1
OSI environment
计算机A
实系统环境
7
OSI环境
6 网络环境
5
4
3
3
3
2 1
2 1
数据通 信网
2 1
计算机B
7 6 5 4 3 2 1
Four protocols
应用层
网络互连层主要的协议就是无连接的网络 互连协议（IP—Internet Protocol）。
与IP协议配合使用的还有三个协议—— Internet控制报文协议ICMP、地址解析协 议ARP和逆地址解析协议RARP。
传输控制层 网络互连层
网络接口层
●IP ●ICMP ●ARP ●RARP
ICMP Message Format and Packaging
0
8
16
31
类型
代码
检验和
长度可变部分 取决于ICMP的类型
国际标准化组织ISO从1978年2月开始研究开放式 系统互连参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model），1982年4月 形成国际标准草案（ISO / DIS7498）。
Link of Layers
n+1层 n层的用户
对等的n层用户
该节点就必须同时具有两个相应的IP地址，并且网络 标识号必须是不同的。 按照Internet的观点，用中继器（Repeater）或网桥 （Bridge）连接起来的若干个局域网仍为一个网络， 这些局域网应具有相同的网络号。 在IP地址中，所有分配的网络彼此都是平等的。 可以通过IP地址形式来指明一个网络的地址，只要将 该IP地址的主机号二进制位全部置为0即可。
应用层7 APDU
H7
表示层6 PPDU
H6 H7
会话层5 SPDU
H5 H6 H7
传输层4 TPDU H4 H5 H6 H7
网络层3
（NPDU） H3 H4 H5 H6 H7
数据链路 层2
物理层1
（DPDU） H2 H3 H4 H5 H6 H7
（PPDU）
用户数据
报文 报文 报文 报文
H7 H6 H7 H5 H6 H7 H4 H5 H6 H7
Summary
OSI参考模型的低三层属于通信子 网，涉及为用户间提供透明连接。高三 层属于资源子网，主要保证信息以正确 可理解的形式传送。
传输层是高三层和低三层之间的接 口，它是第一个端到端的层次，保证可 靠的端到端连接。
Question
源结点的应用层发送64个字节的 数据到目的结点的应用层，因为低层 软件要增加自己的控制信息，所以传 到目的结点的应用层后，数据长度会 大于64个字节。这种说法对不对？
internet and TCP/IP
网络互联 （internet）是建立在功能和逻辑上的深 层意义的连接技术，组成更大规模的计算机网络 。
为隐藏低层网络的异构性，可以在两个层次上实现 异构网络互连：一种是应用级互连，即通过应用程 序实现互连。另一种是网络级互连，即通过操作系 统进行互连。
网络应用 协议软件
使用IP地址 使用物理地址
Network Interface Layer
网络接口层是TCP/IP体系的最低层，负责接收 从IP层送来的IP数据报，并通过底层物理网络 发送出去，或者从底层物理网络上接收物理帧， 抽出IP数据报交给IP层。
网络接口层的作用是传输经IP层处理过的信息， 并提供一个主机与物理网络的接口。
OSI/RM
and
TCP/IP
OSI/RM
IBM公司于1974年提出了系统网络体系结构SNA （Systems Network Architecture），这是世界上 第一个按照分层方法制定的网络设计标准。
DEC公司于1975年提出了数字网络体系结构DNA （Digital Network Architecture）。
TCP/IP的原理和技术是解决网络级互连问题的具体 解决办法。通过TCP/IP实现了对各种不同的物理网 络的一种抽象，使底层网络技术对用户或应用程序 透明。
TCP/IP model
处理网络应用
4
端到端的连接
3
寻址和最短路径 2
（由具体物理网络 1
提供相应功能）
应用层
传输控制层 网络互连层
(IP层) 网络接口层 (主机-网络层)
Transmission Control Layer
传输控制层的作用与OSI参考模型中传输层的作用是
一样的，即在源节点和目的节点的两个进程实体之 间提供可靠的端到端的数据通信。
应用层
传输控制层 网络互连层 网络接口层
面向连接的 ●TCP 无连接的 ●UDP
TCP协议是一个可靠的面向 连接的传输层协议，以建立 高可靠性的消息传输连接为 目的。
与控制
顺序控制及
层内管理
流量控制
Network Layer
路径选择
网络中 拥塞控制
网
传送分组
络
层
Transport Layer
提供两个端系统 之间可靠、透明 的数据传送
差错控制
传送报文
传
输
层
顺序控制
流量控制
Session Layer
为通信的两个进 程建立会话连接， 进行交换
会
传送报文
话
层
会话管理
D 类地址C1 1类1 0地址的网络号字多段播 地ne址t-id 为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1 0
保留为今后使用
Range of IP Address
网络 最大网络数 类型
126（27-2）
A
网络号范围 最大主机数
主机号范围
1~126
0.0.1~ 16777214（224-2） 255.255.254
●HTTP 远程登录
●Telnet、rlogin 网络管理
●SNMP 域名管理
●DNS
Features of TCP/IP
1、两个重要边界 地址边界。它将IP逻辑地址与底层网络的硬件地址
分开。 操作系统边界。它将网络应用与协议软件分开。
2、IP的重要性 IP向上层（TCP层）提供统一的IP报文，使得各种帧或报 文格式的差异性对高层协议不复存在。IP层是TCP/IP实现 异构网互连最关键和最核心的一层。
令牌管理
同步管理
Presentation Layer
信息格式 的转换
数据的加 密和解密
表
OSI内部语法
示 层
Application Layer
应
为用户使用网
用
络提供接口
层
wenku.baidu.com In Short
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层 物理层
与用户应用进程的接口
“做什么”
数据格式的转换
“对方看起来象什么”
通信子网
传输控制层 TCP,UDP 网络互连层IP
主机-网络层 （网络接口层）
面向连接 无连接
无连接
Protocols and Networks in TCP/IP
层次
应用层
SMTP DNS
FTP Telnet HTTP
... NNTP
SNMP
传输控制层
TCP
UDP
ICMP
网络互连层
IP
RARP ARP
层接口
向n层请求的服务
向n+1层提供的服务
n层
协议实体
n层协议 对等的协议实体
层接口 n-1层
向n-1层请求的服务 向n层提供的服务
n-1层实体和协议
Delamination Principle of OSI/RM
分层不要太多； 在服务的描述工作最少的地方、在穿过边界相
互作用次数最少的地方建立边界，对每一层只 建立它与上、下层的边界； 对技术上或处理上明显不同的功能，应建立不 同的层来处理； 对功能界限明显的功能应单设一层，以便在整 体重新设计时，不改变该层与邻层的关系。
层 1 应用
接口 2 表示
接口 3 会话
4 传输
5 网络
6 数据链路
7 物理 主机A
应用层协议 表示层协议
会话层协议
传输层协议 通信子网边界
网络
网络
信息交换单位
应用
报文
表示
报文
会话
报文
传输
报文
网络 报文分组
数据链路
数据链路
数据链路 帧
物理 结点A
物理 结点B
物理
位
主机B
网络层主机---结点协议 数据链路层主机---结点协议 物理层主机---结点协议
OSI/RM
Physical Layer
在数据链路层的 两个实体之间建 立、维持和释放 物理连接
传送二进
物
制位流
理
层
规定在物理层传 送0、1数据的电 参数（波形、频 率、电平）
规定所用的 连接器
Data Link Layer
数据链路的 建立、维持 和释放
帧的分界 和同步
差错检测
数
传送帧
据 链
路
层
3、TCP/IP的可靠性 TCP/IP的可靠性体现在传输控制层，传输层协议中的TCP 协议提供面向接的可靠的端到端服务。
Compare TCP/IP with OSI/RM
OSI/RM
TCP/IP
7
应用层
6
表示层
5
会话层
面向连接
面向连接 无连接
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
资源子网
应用层 (各种应用层协议如 Telnet,FTP,SMTP等)
TCP/IP实际并未定义任何数据链路层协议和物 理层协议，它可运行在现有的任何一种数据链 路层和物理层之上。
Network interconnection layer
网络互连层在功能上类似于OSI参考模型 中的网络 层，它的任务是使主机可以把分组发往任何网络， 并使各分组独立地传向目的地。
IP层的主要功能包括三个方面： 第一，处理来自传输层的数据发送请求。 第二，处理输入数据报。 第三，处理ICMP（Internet控制报文协议） 报文。
... 主机-网络层 电话网 卫星网 无线网
X.25网
局域网
协议 网络
IP address
IP地址就是IP协议为标识主机所使用的一种 寻址方法，它是32位（4字节）的无符号二进 制数。
互联网上的每个主机或路由器都被指定一个 IP地址，它只是一种逻辑编号，并不是主机 或路由器的MAC（Media Access Control， 介质访问控制）地址。
Address Resolution Protocol and Reverse Address Resolution Protocol
在计算机中应存放一个从IP地址到物理地址的 转换表，并且能够经常动态更新。这由每台主 机中的ARP高速缓存完成。
RARP使得只知道自己物理地址的主机能够知 道其IP地址。这种主机往往是无盘工作站。
会话管理与数据传输同步 “该谁讲话”“从哪儿讲起”
端到端可靠的数据传输
“对方在哪儿”
分组传送，路由选择，流量 “走哪条路可以到达对方” 控制
相邻结点间无差错地传送帧 “每一步该怎么走”
在物理介质上透明传输位流 “怎样利用物理介质”
Data transmission in OSI/RM
用户
交换数据 单元名称
B
16382（214-2） 128.1~191.254 65534（216-2） 0.1~255.254
192.0.1~ 2097150（221-2） 223.255.254
C
254（28-2）
1~254
Characteristic
IP地址是一种非等级的地址结构。 当一个节点（如路由器）同时连接到两个网络上时，
UDP协议是一个不可靠的、 无连接的传输层协议，UDP 协议将可靠性问题交给应用 程序解决。
Application Layer
TCP/IP的最高层是应用层。 应用层为用户提供所需要的各 种服务。
应用层
传输控制层 网络互连层 网络接口层
文件传输
●FTP、TFTP、NFS 电子邮件
●SMTP、POP3 WWW应用