《网络协议实践教程(第2版)》课件第1章 网络协议概述
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《计算机网络协议》课件
数据链路层协议
帧结构和帧同步
解释数据链路层中的帧结构和帧同步技术，确保数 据的正确传输。
常见数据链路层协议
介绍常见的数据链路层协议，如以太网、PPP和 HDLC。
网P协议的作用和地址分配技术，包括IPv4和IPv6。
2
路由和路由协议
解释路由器的工作原理和常见的路由协议，如RIP、OSPF和BGP。
深入研究HTTP、FTP、DNS等协议的工作原理和应 用场景。
计算机网络协议的未来
1 5G和物联网
探讨计算机网络协议在5G和物联网时代的应 用和挑战。
2 安全和隐私
讨论计算机网络协议中的安全和隐私问题， 如加密和身份验证。
总结
通过分析计算机网络协议的不同层级和功能，可以更好地理解和设计现代计 算机网络系统。
传输层协议
TCP协议和UDP协议
比较TCP协议和UDP协议，讨论它们的特点、 用途和可靠性。
连接管理和数据可靠传输
探讨TCP协议中的连接管理和数据可靠传输机制， 包括三次握手和重传。
应用层协议
常见应用层协议的功能和特点
介绍HTTP、FTP、DNS等常见应用层协议的功能和 特点。
HTTP、FTP、DNS等协议
《计算机网络协议》PPT 课件
计算机网络协议是一门研究计算机网络中通信规则的学科。本课程将分析计 算机网络协议的定义、作用，以及发展历史和重要里程碑。
物理层协议
传输介质和信号传输
介绍各种传输介质和信号传输技术，如有线电缆、 光纤和无线通信。
常见物理层协议
探讨常用的物理层协议，如以太网、Wi-Fi和蓝 牙。
-计算机网络技术与应用教程(第2版)PPT课件：第1章 计算机网络概述
• 2．网络协议
• 协议主要包含3个要素： • （1）语法，即数据与控制信息的结构和格 式，例如每一层封装所添加的数据单元头 部结构。 • （2）语义，定义了发送者或接收者所要完 成的操作，例如，在何种条件下数据必须 重传或丢弃。 • （3）同步，即实体之间动作的时间协调。
• 3．服务 • 服务是一方实体的下层对于上层的支持关系。在计算机网 络中，每一层的工作都是在协议的控制下，在下一层提供 的服务基础上进行的。或者说，某一层要实现本层协议， 还需要使用下面一层所提供的服务，并且下层的协议实现 对这一层是透明的，即这一层不需要知道协议层协议的实 现细节。例如，物理层是在传输介质提供的服务上进行的， 数据链路层是在物理层提供的服务的基础上进行的，但不 需要知道物理层协议是如何实现的等。 • 所以，协议是实体之间的水平关系，服务是实体之间的垂 直关系。
– 罗伯特· 卡恩（Robert Elliot Kahn，1938年12 月23日－）设计阿帕网总体结构，温顿· 瑟夫 （Vinton G. Cerf，1943年6月23日—）参与程 序编写 .
• 一开始TCP/IP这两个协议只有分工，还没 有层次组织的思想，而且ARPAnet的应用 也很简单。后来，Internet的应用急剧增加， 所连接的网络迅速膨胀，人们开始考虑IP与 具体网络之间的接口问题，也开始考虑应 用协议问题。OSI/RM提出后，它开始向 OSI/RM靠拢，用层次结构对其所有协议进 行划分，加给它一个层次形态。所以，对 于Internet体系的层次的划分并不是非常严 格，也不完全，后来打补丁、加套接层
1.5.1 IEEE 802模型
1.5.2 IEEE 802标准
1.6 基于TCP/IP + 以太网的流行网络 体系结构
《网络协议概述》PPT课件
PC导致了局域网的出现
局域网的标准：IEEE802 IEEE802也符合OSI/RM标准 开始就建立在标准化的基础上
因特网的标准化工作
因特网协会 ISOC
因特网研究部 IRTF
因特网研究指导小组 IRSG
RG …
RG
因特网体系结构 研究委员会 IAB
因特网工程部 IETF
因特网工程指导小组 IESG
Computer Network
Andrew S. Tanebaum
局域网的拓扑
集线器
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网
树形网
由局域网和广域网组成互联网
局域网
互联网 结点交换机
局域网
路由器
广域网
相距较远的局域网通过路由器与广域网相连 组成了一个覆盖范围很广的互联网
T
T
H T
T
C
T
H
T
C
C
通信子
TCP/IP 的三个服务层次
IEPv沙eorvy漏etrh计iEn时vge器royvte形hri状nIgP的 IPIP可屏为蔽各各式种各底TC样程P的/物I应P理协用网议程络序族技提术供差服异务
应用层
HTTP … SMTP
DNS … RTP
运输层
TCP
UDP
网际层
IP
网络接口层
网络接口 1 网络接口 2 … 网络接口 3
• （各层之间）独立性。某一层并不需要知道它的 下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过 层间的接口所提供的服务。
• 灵活性。当某层发生变化（技术原因），只要接 口关系保持不变，该层的上下层均不受影响，甚 至取消该层。
• 可分割性。各层都可以采用最合适的技术实现。 • 易实现和可维护性。庞大的系统变得较小和易处
局域网的标准：IEEE802 IEEE802也符合OSI/RM标准 开始就建立在标准化的基础上
因特网的标准化工作
因特网协会 ISOC
因特网研究部 IRTF
因特网研究指导小组 IRSG
RG …
RG
因特网体系结构 研究委员会 IAB
因特网工程部 IETF
因特网工程指导小组 IESG
Computer Network
Andrew S. Tanebaum
局域网的拓扑
集线器
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网
树形网
由局域网和广域网组成互联网
局域网
互联网 结点交换机
局域网
路由器
广域网
相距较远的局域网通过路由器与广域网相连 组成了一个覆盖范围很广的互联网
T
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H T
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C
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H
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C
C
通信子
TCP/IP 的三个服务层次
IEPv沙eorvy漏etrh计iEn时vge器royvte形hri状nIgP的 IPIP可屏为蔽各各式种各底TC样程P的/物I应P理协用网议程络序族技提术供差服异务
应用层
HTTP … SMTP
DNS … RTP
运输层
TCP
UDP
网际层
IP
网络接口层
网络接口 1 网络接口 2 … 网络接口 3
• （各层之间）独立性。某一层并不需要知道它的 下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过 层间的接口所提供的服务。
• 灵活性。当某层发生变化（技术原因），只要接 口关系保持不变，该层的上下层均不受影响，甚 至取消该层。
• 可分割性。各层都可以采用最合适的技术实现。 • 易实现和可维护性。庞大的系统变得较小和易处
《网络协议实践教程(第2版)》课件第2章 物理层协议
插孔用于DCE方面，插针用于DTE方面 RS-232C连接器任一针上的信号可为下列任
一状态：
标记(Mark) / 空(Space) 开(ON) / 关(OFF) 逻辑0 / 逻辑1
网络协议实践教程（第2版）
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第2章 物理层协议
RS-232-C机械特性
网络协议实践教程（第2版）
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第2章 物理层协议
3．RS-232-C功能特性
功能特性规定了连接器各针的定义、与哪些 电路连接、有何功能等。
信号分为两类： 一类是DTE和DCE交换的信息：TxD和 RxD； 另一类是为了正确无误地传输上述信息而 设计的联络信号。
网络协议实践教程（第2版）
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第2章 物理层协议
网络协议实践教程（第2版）
Page 20
第2章 物理层协议
（3）在发送端和接收端之间建立物理连接。
主机A置RTS（请求发送）为ON，通知本地
DCE向远端请求发送数据。
本地DCE检测到主机A的RTS信号后：
➢ 向远端DCE发送载波（CD） ➢ 通过延迟电路控制CTS（允许发送）的接通 ➢ 远端的DCE检测到载波后，置DCD（收到载波）
②允许发送（CTS）：DCE → DTE
CTS=1时，表示本地DCE响应DTE向DCE发
出的RTS信号，且本地DCE准备向远程DCE
发送数据。
③数据准备就绪（DSR）：DCE→DTE
DSR=1时，表示DCE准备就绪，可以与远程
DCE建立通道。
网络协议实践教程（第2版）
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第2章 物理层协议
目前，实际网络中比较广泛使用的物理层协 议有： EIA-RS-232 EIA RS-449 CCITT建议的CCITT V.24和X.21协议
一状态：
标记(Mark) / 空(Space) 开(ON) / 关(OFF) 逻辑0 / 逻辑1
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第2章 物理层协议
RS-232-C机械特性
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第2章 物理层协议
3．RS-232-C功能特性
功能特性规定了连接器各针的定义、与哪些 电路连接、有何功能等。
信号分为两类： 一类是DTE和DCE交换的信息：TxD和 RxD； 另一类是为了正确无误地传输上述信息而 设计的联络信号。
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第2章 物理层协议
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第2章 物理层协议
（3）在发送端和接收端之间建立物理连接。
主机A置RTS（请求发送）为ON，通知本地
DCE向远端请求发送数据。
本地DCE检测到主机A的RTS信号后：
➢ 向远端DCE发送载波（CD） ➢ 通过延迟电路控制CTS（允许发送）的接通 ➢ 远端的DCE检测到载波后，置DCD（收到载波）
②允许发送（CTS）：DCE → DTE
CTS=1时，表示本地DCE响应DTE向DCE发
出的RTS信号，且本地DCE准备向远程DCE
发送数据。
③数据准备就绪（DSR）：DCE→DTE
DSR=1时，表示DCE准备就绪，可以与远程
DCE建立通道。
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第2章 物理层协议
目前，实际网络中比较广泛使用的物理层协 议有： EIA-RS-232 EIA RS-449 CCITT建议的CCITT V.24和X.21协议
网络协议PPT教学课件
为信源进程与信宿进程的通信提供数据传输服务；
屏蔽各类通信子网的差异，使应用层不受通信子网技术变 化的影响。
进行数据分段并组装成报文流；传输单位为：报文
提供端到端的服务 提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两
种服务；
传输差错校验与恢复；
传输层是资源子网和通信子网的接口层。
传输层存在于主机当中
数据链路层Data Link 1
物理层Physical
2020/12/10
为应用选择适当的服务
提供编码转换，数据重新格式 化
主机间通信 提供端到端的数据完整 寻址和最短路径 相邻节点间透明、可靠的 信息传输 为数据传输提供通路 7
OSI表示什么？
•“OSI”——三个字母分别表示开放、系统和互连
•“系统”——可以是一个简单的终端 ，也可以 是一个复杂的计算机网络
2020/12/10
16
2.TCP/IP模型
▪TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA) 的一项研究计划——实现若干台主机之间的相互 通信。
▪现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。
▪TCP/IP模型包括4个概念层次：
3
计算机网络中端系统间的通信
端系统A
端系统B
开放系统A
开放系统B
最高层
最高层协议
最高层
…
…
N+1层 N层 N-1层
第N+1层协议
第N层协议 第NN/(N-1+1层)层接协口议
(N-1)/N层接口
N+1层 N层 N-1层
…
…
最低层
最低层协议
最低层
2020/12/10
4
屏蔽各类通信子网的差异，使应用层不受通信子网技术变 化的影响。
进行数据分段并组装成报文流；传输单位为：报文
提供端到端的服务 提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两
种服务；
传输差错校验与恢复；
传输层是资源子网和通信子网的接口层。
传输层存在于主机当中
数据链路层Data Link 1
物理层Physical
2020/12/10
为应用选择适当的服务
提供编码转换，数据重新格式 化
主机间通信 提供端到端的数据完整 寻址和最短路径 相邻节点间透明、可靠的 信息传输 为数据传输提供通路 7
OSI表示什么？
•“OSI”——三个字母分别表示开放、系统和互连
•“系统”——可以是一个简单的终端 ，也可以 是一个复杂的计算机网络
2020/12/10
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2.TCP/IP模型
▪TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA) 的一项研究计划——实现若干台主机之间的相互 通信。
▪现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。
▪TCP/IP模型包括4个概念层次：
3
计算机网络中端系统间的通信
端系统A
端系统B
开放系统A
开放系统B
最高层
最高层协议
最高层
…
…
N+1层 N层 N-1层
第N+1层协议
第N层协议 第NN/(N-1+1层)层接协口议
(N-1)/N层接口
N+1层 N层 N-1层
…
…
最低层
最低层协议
最低层
2020/12/10
4
【优质】网络协议PPT资料
每个网络中至少有一种协议．
2．几种网络协议的比较
（表1-6）
局域网协议 特点
应用场合
运行平台
说明
NETBEUI
高级、快速的 由几台到百余 受微软公司
网络协议，安装 台PC组成的单 Windows系
简单，无需配置。 个小型局域网 列产品支持
（4）各层功能相对独立，不易于具维备护 跨网功能。
装了那个协议，那个协议就不在备选框中）
游戏……）都离不开TCP/IP协议。
二：如何安装网络协议软件？
第１步：安装好网卡
通过单击“开始/设置/控制面板/系统”，打开“系统 属性”窗口中的“设备管理器”选项卡，可以检查 网卡是否已经正确安装。
第２步：安装协议
开始－－设置－－网络和拨号连接－－本地连接－－属性 －－安装－－协议－－选择协议－－安装（如果你已经安 装了那个协议，那个协议就不在备选框中）
1.4 网络协议
永安三中 张雄英
“无规矩，不成方圆。”
你交朋友有什么规则吗？
“红灯停,绿灯行”
一、网络协议
1．什么是网络协议？广义上的“协议”：
通信双方所共同遵守的规则，实际上就是一 组指挥行为的规则或准则．
网络协议： 在网络上的两台计算机之间交换信 息也有一些规则和约定，使得它们 之间发送和接收数据有序和准确的 进行．
ISO)提出了开放系统互连参考模型 TCP/IP 协议分4层，是许多协议的总称，包括TCP和IP协议及其他100多个协议
会话层：建立传输规则，传输内容 你交朋友有什么规则吗？
（ Open System Interconnection OSI层次模型的优点：
TCP/IP模型包括4个概念层次： 选择网络协议的几点提示－－－
2．几种网络协议的比较
（表1-6）
局域网协议 特点
应用场合
运行平台
说明
NETBEUI
高级、快速的 由几台到百余 受微软公司
网络协议，安装 台PC组成的单 Windows系
简单，无需配置。 个小型局域网 列产品支持
（4）各层功能相对独立，不易于具维备护 跨网功能。
装了那个协议，那个协议就不在备选框中）
游戏……）都离不开TCP/IP协议。
二：如何安装网络协议软件？
第１步：安装好网卡
通过单击“开始/设置/控制面板/系统”，打开“系统 属性”窗口中的“设备管理器”选项卡，可以检查 网卡是否已经正确安装。
第２步：安装协议
开始－－设置－－网络和拨号连接－－本地连接－－属性 －－安装－－协议－－选择协议－－安装（如果你已经安 装了那个协议，那个协议就不在备选框中）
1.4 网络协议
永安三中 张雄英
“无规矩，不成方圆。”
你交朋友有什么规则吗？
“红灯停,绿灯行”
一、网络协议
1．什么是网络协议？广义上的“协议”：
通信双方所共同遵守的规则，实际上就是一 组指挥行为的规则或准则．
网络协议： 在网络上的两台计算机之间交换信 息也有一些规则和约定，使得它们 之间发送和接收数据有序和准确的 进行．
ISO)提出了开放系统互连参考模型 TCP/IP 协议分4层，是许多协议的总称，包括TCP和IP协议及其他100多个协议
会话层：建立传输规则，传输内容 你交朋友有什么规则吗？
（ Open System Interconnection OSI层次模型的优点：
TCP/IP模型包括4个概念层次： 选择网络协议的几点提示－－－
常见网络协议概述PPT课件
首部字段名 : 值 CRLF
…
首部行
首部字段名 : 值 CRLF
CRLF
: 实体主体
（有些响应报文不用）
状态行
响应报文的开始行是状态行。 状态行包括三项内容，即 HTTP 的版本，状态码， 以及解释状态码的简单短语。
.
33
窗口 紧急指针
填充
20 字节的 固定首部
TCP 报文段 TCP 首部
TCP 数据部分
发送在前
IP 首部
IP 数据部分
.
30
HTTP 的报文结构（请求报文）
空格
回车换行
方法
URL
版 本 CRLF
首部字段名 : 值 CRLF
…
首部行
首部字段名 : 值 CRLF
CRLF
: 实体主体
（通常不用）
请求行
“URL”是所请求的资源的 URL。
5*4=20字节
• 首部的前一部分是固定长度，共 20 字节， 是所有 IP 数据报必须具有的。
• 在首部的固定部分的后面是一些可选字段，
其长度是可变的。
.
16
网际控制报文协议 ICMP
• 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)。
• ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报 告报文和 ICMP 询问报文。
终点不可达 源点抑制(Source quench) 时间超过 参数问题 改变路由（重定向）(Redirect)
ICMP 询问报文有两种
回送请求和回答报文 时间戳请求和回答报文
.
18
ICMP 差错报告报文
收到的 IP 数据报
网络协议分析PPT课件
• 例——飞行航线系统： 乘客乘坐某个航班所进行的一系列动作，如图1-15。
2021/3/7
CHENLI
19
空中旅行的一系列动作
票务（购买） 行李（托运） 登机口（登机） 跑道起飞 飞机飞行
票务（投诉） 行李（认领） 登机口（离机） 跑道着陆 飞机飞行
空中飞行
2021/3/7
CHENLI
20
分层 结构
一层，去掉该层的控制信息，直到最高层，恢复为用户 数据。（逐层解封）
H2 H3 H4 H5 应用数据 T2
2021/3/7
CHENLI
34
因特网协议栈
2021/3/7
协议层实现：以软件、硬件或 两者结合的方式。
✓ 应用层：在端系统中用软件来 实现，如HTTP等。
✓ 运输层：同上。 ✓ 网络层：硬件、软件混合。
…… 第2 层
第1 层
低
2021/3/7
CHENLI
21
航线功能的分层
票务（购买） 行李（托运） 登机口（登机） 起飞 按路线飞行
离开机场
airplane routing airplane routing
中间空中交通控制中心
票务（投诉） 行李（认领） 登机口（离机） 着陆 按路线飞行
到达机场
票务 行李 门 起飞/着陆 按路线飞行
• 分组交换(packet switching) • 不需要资源预留 • 按需使用资源，可能要排队等待：同时有其它分组 发送。 如，因特网。
2021/3/7
CHENLI
9
电路交换
通信双方必须先建立一个专用的连接（电路），一直维
持，直到通信结束。 如，电话网络。 通话过程：拨号 接通 通信 挂机
2021/3/7
CHENLI
19
空中旅行的一系列动作
票务（购买） 行李（托运） 登机口（登机） 跑道起飞 飞机飞行
票务（投诉） 行李（认领） 登机口（离机） 跑道着陆 飞机飞行
空中飞行
2021/3/7
CHENLI
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分层 结构
一层，去掉该层的控制信息，直到最高层，恢复为用户 数据。（逐层解封）
H2 H3 H4 H5 应用数据 T2
2021/3/7
CHENLI
34
因特网协议栈
2021/3/7
协议层实现：以软件、硬件或 两者结合的方式。
✓ 应用层：在端系统中用软件来 实现，如HTTP等。
✓ 运输层：同上。 ✓ 网络层：硬件、软件混合。
…… 第2 层
第1 层
低
2021/3/7
CHENLI
21
航线功能的分层
票务（购买） 行李（托运） 登机口（登机） 起飞 按路线飞行
离开机场
airplane routing airplane routing
中间空中交通控制中心
票务（投诉） 行李（认领） 登机口（离机） 着陆 按路线飞行
到达机场
票务 行李 门 起飞/着陆 按路线飞行
• 分组交换(packet switching) • 不需要资源预留 • 按需使用资源，可能要排队等待：同时有其它分组 发送。 如，因特网。
2021/3/7
CHENLI
9
电路交换
通信双方必须先建立一个专用的连接（电路），一直维
持，直到通信结束。 如，电话网络。 通话过程：拨号 接通 通信 挂机
网络协议讲义
网络协议讲义(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除《网络协议》练习姓名 班级 学号1、为了有效传递网络中的信息，计算机网络采用什么样的结构模型什么是网络协议2、数据传输采用分层结构模型；网络协议是通信双方共同遵守的约定。
3、请写出OSI 模型中第一层和第七层的层名及功能；请写出路由器工作在哪一层（层名）4、第一层：物理层 管理硬件连接第七层：应用层 在网络应用程序间传递信息路由器在网络层。
5、请画出OSI 中数据从发送方到接收方传输的示意图。
6、TCP/IP 协议体系中各层层名（从高到低）以及常用协议名或协议作用的填写。
7、简述IP地址的组成，每组数十进制最大不能超过多少？IP 地址由32位二进制数组成（四组）； 每组数的十进制范围是8地址常用分为哪三类每一类有什么特点9、 IP 地址通常分为A 、B A 类地址：1～126；B 7、简述IP 地址的两种分配方法及各自特点是什么？810 9子网掩码的作用是辨识一个IP 地址的网络标识和主机标识。
网络号是：192 .163.1 主机号是：10011、网关的作用是什么代理服务器的作用是什么网关的作用：对两个网络段中使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换；送方传输到接收方 发送方上层数据包每经过一层附加一个协议控制信息接收方 去掉一 TCP/IP 体系 协议名 具体协议作用代理服务器的作用：a充当内网出口；b临时存储资源；c对内网用户的权限进行的控制。
首先解析顶级域名hk，hk代表香港；接着解析网络名，即二级域名com，代表部门系统或者下级机构；再解析组织机构名，即三级域名google，这是一个具体的机构组织；最后解析www，发现是这个机构专门用来存放网页的服务器名。
13、在我国接入因特网的形式有哪两种调制解调器的作用是什么我国着名的因特网服务提供商有哪几个简述全文搜索引擎和目录搜索引擎的区别并举例。
网络协议 PPT
OSI模型概述
• 将网络分为七部分 （七层）
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Application Layer
Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer
Network Layer
Data Link Layer
Physical Layer
数据是如何流动的
数据沿着环流动
设备使用权限
使用令牌机制
环型拓扑的特点
• • • •
广播性 可靠性较差 速度较慢 可扩展性差
环型网络适用环境
• 很少使用
网络模型
• • •
为了更好的实现网络标准化 为了给网络设计提供参照 就象盖楼要事先设计图纸一样
网络通信过程
• 发送方：从应用程序接收数据、按照特 定规格划分为数据段、将地址等信息添 加到数据段、纠错控制、发送到网络介 质 • 接收方：从网络介质接受数据、校验数 据并发送反馈、拼装数据段、将数据发 给应用程序
总线型网络的适用环境
• 计算机数目较少 • 建设费用预算较低
例如：家庭、宿舍联网 注意区分总线型和对等网
星型拓扑
• 网络中的主机都连接在一个中央设备上 形成的网络拓扑结构称为星型拓扑 • 星型拓扑需要注意的技术问题
中心设备
Hub：不能分割冲突域 Switch：可以分割冲突域
设备使用权限的问题
星型拓扑的特点
物理层和数据链路层
• 物理层
物理层规定了各种网络设备的电气、机械和光 电接口参数和访问方法的标准，例如接头的 针脚数目、以及各针脚的功能等等。 物理层的数据称为Bit
• 数据链路层
比特流和数据帧之间的转换 定义了物理地址 数据链路层的数据称为Frame
网络协议课件概论
TCP/IP Protocol Suite
4
2.2 Architecture
注：网络体系结构只是精确定义了计算机网络中的 逻辑构成及所应完成的功能，至于这些功能是用何种硬 件或软件实现并未说明。所以，体系结构是抽象的，而 实现则是具体的，是需要硬件和软件来完成的。
TCP/IP Protocol Suite
TCP/IP Protocol Suite
6
2.4 Open Systems Interconnection model
开放是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位 于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统 进行通信 。
OSI/RM包括了体系结构、服务定义和协议规范三级 抽象。
TCP/IP Protocol Suite
物理层定义了通信设备与传输线接口硬件的机械、 电气、功能和过程的特性，用以建立、维持和释放物理 连接。
TCP/IP Protocol Suite
9
2.4.1 seven layers
➢ 数据链路层 负责建立、维持和释放数据链路的连接。在两个相
邻结点间的线路上，进行无差错的数据传输。使有差错 的物理线路变成无差错的数据链路。传输的数据单位称 为“帧”。 ➢ 网络层
网络层的任务就是选择合适的路由和交换结点，使 源站的运输层送来的分组能够正确无误地按照地址传送 给目的站的运输层。网络层传输的数据单位称为“数据 报”。
TCP/IP Protocol Suite
10
2.4.1 seven layers
➢ 传输层 为两个主机的会话层之间建立一条运输连接，执行
可靠的端到端服务，传输层向高层屏蔽了下层数据通信 的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。传输层 传输的数据单位称为“报文段”。
网络协议课件
TCP/IP Protocol Suite
15
Figure 2.3
An exchange using the OSI model
TCP/IP Protocol Suite
16
Figure 2.4 Encapsulation and decapsulation
TCP/IP Protocol Suite
5
2.3 Protocols
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约
定，称为网络协议。网络协议是指某一层协议，准确地
说，它是对同等实体之间的通信制定的有关通信规则约 定的集合。
网络协议包含三个要素：
语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。 语。 时序：事件实现顺序的详细说明。
在同一开放系统中，（N）实体可以通过层间边界
与上层的（N+1）实体和下层的（N-1）实体进行直接通
信。位于不同开放系统中对等实体，它们之间的通信是 借助相邻的低层及其下面各层的通信来实现的。
TCP/IP Protocol Suite
21
2.4.4 Service and Protocol
不同开放系统中对等实体之间的通信，需要（N）
TCP/IP Protocol Suite
30
Figure 2.5 Relationship between Data Unit
(n ＋1 )协议控制信息
( n ＋1 ) SDU
(n ＋1 ) SDU 作为 (n ＋1 ) PDU 的用户数据 (n ＋1 ) PDU (n ＋1 ) PDU 作为 (n ) IDU的接口数据
实体向相邻的上一层的（N+1）实体提供一种能力，称
为（N）服务。 接受（N）服务的相邻上一层的（N+1）实体，称为
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流量控制、数据的检错、重发等。 数据链路层的数据单位为帧（frame）。 数据链路层协议主要有：SDLC、HDLC、PPP、
STP、帧中继等。
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第1章 网络协议概述
（3）网络层（Network layer）
网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。
（1）物理层（Physical Layer）
物理层规定通信设备的机械的、电气的、功 能的和过程的特性，用以建立、维护和拆除物 理链路连接。
物理层的数据单位为比特（bit）。 物理层定义的典型规范有：EIA/TIA RS-232、
EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
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第1章 网络协议概述
（3）传输层
TCP/IP的传输层支持的主要功能：应用数据 分段；完成检查以保证所接收数据的完整性； 为多个应用同时传输数据；多路复用数据流； 对乱序接收的数据重新排序；提供端到端的 可靠传输等。
传输层主要定义了两个端到端协议：传输控 制协议TCP和用户数据报协议UDP。
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第1章 网络协议概述
第1章 网络协议概述
1.1 网络协议的分层体系结构 1.2 OSI的分层模型 1.3 TCP/IP的分层模型
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第1章 网络协议概述
1.1 网络协议的分层体系结构
1.1.1 网络协议概念 1．网络协议的定义
网络协议是为计算机网络中进行数据交换而 建立的规则、标准或约定的集合。
第n层PDU记为(n)-PDU，组成：用户数据 信息(n)-UDI和协议控制信息(n)-PCI。
SDU：指相邻层实体间传递的数据单元。它 是一个供接口使用的用户数据。
第n层与第n-1层传递的SDU记为(n)-SDU， 在层间接口处也可称为n-1层接口数据单元 (n-1)-IDU。
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第1章 网络协议概述
PDU、SDU、IDU关系图
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第1章 网络协议概述
1.2 OSI的分层模型
1．制定OSI的目的
制定OSI的目的是为了解决不同体系结构的网 络互联问题，使两个不同的系统能够较容易
地通信，而不需要改变底层的硬件或软件的
网络层主要协议有网际协议IP、地址解析协 议ARP、反向地址解析协议RARP、Internet 控制报文协议ICMP、组管理协议IGMP、内 部网关协议IGP（如路由信息协议RIP、开放 最短路径优先协议OSPF）、外部网关协议 EGP（如边界网关协议BGP）等。
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第1章 网络协议概述
实体与服务访问点（SAP）关系示意图
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第1章 网络协议概述
服务及服务访问点关系示意图
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第1章 网络协议概述
4．实体、协议、接口与服务
（5）网络体系结构的数据传递 计算机网络中，两个通信实体在通信过程中，
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第1章 网络协议概述
（2）数据链路层（Data Link Layer）
数据链路层在物理层提供比特流服务的基础上，建立 相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧 （Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上 的动作系列。
数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。 数据链路层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、
在计算机网络中，要使通信双方有条不紊地 交换数据，就必须遵守双方事先约定好的规 划或标准，即网络协议。
网络协议的地位如何？
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第1章 网络协议概述
2．网络协议的基本要素
（1）语法 规定用户信息与控制信息的结构、格式和编
码等，即怎么做。 （2）语义 说明通信双方需要发出的是何种信息、完成
的是何种动作及做出的应答等，即做什么。 （3）同步 详细说明事件实现的先后顺序、速度匹配和
排序等。
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第1章 网络协议概述
1.1.2 网络协议分层概念
1．通用的分层思想
为了简化问题，减少协议设计的复杂性，降 低网络设计的复杂性，使网络便于维护，提 高运行效率，网络设计一般采用层次结构。
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第1章 网络协议概述
4．实体、协议、接口与服务
（4）服务 服务是指某层实体实现的功能，在形式上由
一组原语描述，供用户和其他实体访问该服 务时调用。 N层实体通过接口为N+1层提供服务，通过接 口获取N-1层的服务。 服务访问点（SAP）指下层对相邻上层提供 服务的接口。
现就可能越容易，但其总体运行效率可能就 越低。
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第1章 网络协议概述
网络协议分层的基本原则
（1）各层之间接口要清晰自然、易于理解，相 互交流尽可能少。
（2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。 （3）保持下层对上层的独立性，单向使用下层
提供的服务。 （4）合理选择层数，使层次数足够多，每一层
可以是硬件、软件或进程。 （2）协议 指通信双方实现相同功能的相应层之间的交往规则，
通常称为对等层协议，协议是水平的。 （3）接口 指同一系统内部两个相邻层次之间的交往规则。 它是相邻两层之间的边界，是一个系统内部的规定。
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第1章 网络协议概述
接口与协议关系示意图
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第1章 网络协议概述
（4）传输层（Transport layer）
传输层负责获取全部信息，为上层提供端到 端（最终用户到最终用户）的透明的、可靠 的数据传输服务。
传输层的数据单位为段或数据报。 传输层协议主要有TCP、UDP、SPX等。
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第1章 网络协议概述
逻辑。
OSI模型并不是协议，它是一个灵活的、稳健 的和可互操作的模型，是体系结构、框架。
在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服 务定义、协议规格说明。
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第1章 网络协议概述
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第1章 网络协议概述
2．OSI七层的主要功能
网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装 有网络层包头，其中含有逻辑地址信息——源站点和 目的站点地址的网络地址。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。 网络层的数据单位为数据包（packet），又称分组。 网络层协议主要有IP、IPX、RIP、OSPF等。
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第1章 网络协议概述
（4）应用层
应用层主要讨论各种应用进程之间通过什么 样的应用协议来使用网络所提供的服务。
应用层主要协议有TELNET、FTP、TFTP、 SMTP和POP、DNS、HTTP等。
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本章小结
第1章 网络协议概述
1.网络协议的定义 2.网络分层体系结构的基本思想 3.网络协议分层的基本概念 4.实体、服务、服务访问点、接口 5.OSI和TCP/IP的层次及各层的主要功能
都由表示层负责。 表示层没有具体的协议。
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第1章 网络协议概述
（7）应用层（Application layer）
应用层是OSI参考模型的最高层，它为用户服 务，是唯一直接为用户应用进程访问OSI环境 提供手段和服务的层。
应用层协议主要有：Telnet、FTP、HTTP、 SNMP等。
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第1章 网络协议概述
1.3 TCP/IP的分层模型
TCP/IP体系结构分为四层，其体系结构模型 自下向上分别是：网络接口层、网络层、传 输层和应用层。
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第1章 网络协议概述
（1）网络接口层
TCP/IP体系结构严格说并未实现数据链路层 和物理层的功能，它只是定义了一个接口， 称为网络接口层，因此网络接口层严格说并 不是一个层次，仅仅是一个接口，用于提供 对下面的数据链路层和物理层的接口。
（5）会话层（Session layer）
会话层不参与具体的传输，它提供包括访问 验证和会话管理在内的建立和维护应用之间 通信的机制。
如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
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第1章 网络协议概述
（6）表示层（Presentation layer）
表示层主要解决用户信息的语法表示等问题。 提供格式化的表示和转换数据服务。 数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作也
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思考题
第1章 网络协议概述
1、什么是网络协议？ 2、网络协议的要素是什么？ 3、简述OSI模型中服务、接口和协议的
作用。
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第1章 网络协议概述
接口数据单元IDU
IDU：指在同一系统的相邻两层实体的一次交 互中，经过层间接口的数据单元。 第n层向第n-1层传递的IDU记为(n-1)-IDU。 PDU在通过层间接口时需要添加必要的接口 控制信息（ICI），如说明通过接口的总字 节数、是否需要加速传递等。 一个PDU加上适当的ICI后就形成IDU，当 IDU通过层间接口后，去掉添加的ICI。
STP、帧中继等。
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（3）网络层（Network layer）
网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。
（1）物理层（Physical Layer）
物理层规定通信设备的机械的、电气的、功 能的和过程的特性，用以建立、维护和拆除物 理链路连接。
物理层的数据单位为比特（bit）。 物理层定义的典型规范有：EIA/TIA RS-232、
EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
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第1章 网络协议概述
（3）传输层
TCP/IP的传输层支持的主要功能：应用数据 分段；完成检查以保证所接收数据的完整性； 为多个应用同时传输数据；多路复用数据流； 对乱序接收的数据重新排序；提供端到端的 可靠传输等。
传输层主要定义了两个端到端协议：传输控 制协议TCP和用户数据报协议UDP。
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第1章 网络协议概述
第1章 网络协议概述
1.1 网络协议的分层体系结构 1.2 OSI的分层模型 1.3 TCP/IP的分层模型
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第1章 网络协议概述
1.1 网络协议的分层体系结构
1.1.1 网络协议概念 1．网络协议的定义
网络协议是为计算机网络中进行数据交换而 建立的规则、标准或约定的集合。
第n层PDU记为(n)-PDU，组成：用户数据 信息(n)-UDI和协议控制信息(n)-PCI。
SDU：指相邻层实体间传递的数据单元。它 是一个供接口使用的用户数据。
第n层与第n-1层传递的SDU记为(n)-SDU， 在层间接口处也可称为n-1层接口数据单元 (n-1)-IDU。
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第1章 网络协议概述
PDU、SDU、IDU关系图
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第1章 网络协议概述
1.2 OSI的分层模型
1．制定OSI的目的
制定OSI的目的是为了解决不同体系结构的网 络互联问题，使两个不同的系统能够较容易
地通信，而不需要改变底层的硬件或软件的
网络层主要协议有网际协议IP、地址解析协 议ARP、反向地址解析协议RARP、Internet 控制报文协议ICMP、组管理协议IGMP、内 部网关协议IGP（如路由信息协议RIP、开放 最短路径优先协议OSPF）、外部网关协议 EGP（如边界网关协议BGP）等。
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第1章 网络协议概述
实体与服务访问点（SAP）关系示意图
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服务及服务访问点关系示意图
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4．实体、协议、接口与服务
（5）网络体系结构的数据传递 计算机网络中，两个通信实体在通信过程中，
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（2）数据链路层（Data Link Layer）
数据链路层在物理层提供比特流服务的基础上，建立 相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧 （Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上 的动作系列。
数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。 数据链路层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、
在计算机网络中，要使通信双方有条不紊地 交换数据，就必须遵守双方事先约定好的规 划或标准，即网络协议。
网络协议的地位如何？
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第1章 网络协议概述
2．网络协议的基本要素
（1）语法 规定用户信息与控制信息的结构、格式和编
码等，即怎么做。 （2）语义 说明通信双方需要发出的是何种信息、完成
的是何种动作及做出的应答等，即做什么。 （3）同步 详细说明事件实现的先后顺序、速度匹配和
排序等。
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第1章 网络协议概述
1.1.2 网络协议分层概念
1．通用的分层思想
为了简化问题，减少协议设计的复杂性，降 低网络设计的复杂性，使网络便于维护，提 高运行效率，网络设计一般采用层次结构。
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第1章 网络协议概述
4．实体、协议、接口与服务
（4）服务 服务是指某层实体实现的功能，在形式上由
一组原语描述，供用户和其他实体访问该服 务时调用。 N层实体通过接口为N+1层提供服务，通过接 口获取N-1层的服务。 服务访问点（SAP）指下层对相邻上层提供 服务的接口。
现就可能越容易，但其总体运行效率可能就 越低。
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网络协议分层的基本原则
（1）各层之间接口要清晰自然、易于理解，相 互交流尽可能少。
（2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。 （3）保持下层对上层的独立性，单向使用下层
提供的服务。 （4）合理选择层数，使层次数足够多，每一层
可以是硬件、软件或进程。 （2）协议 指通信双方实现相同功能的相应层之间的交往规则，
通常称为对等层协议，协议是水平的。 （3）接口 指同一系统内部两个相邻层次之间的交往规则。 它是相邻两层之间的边界，是一个系统内部的规定。
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（4）传输层（Transport layer）
传输层负责获取全部信息，为上层提供端到 端（最终用户到最终用户）的透明的、可靠 的数据传输服务。
传输层的数据单位为段或数据报。 传输层协议主要有TCP、UDP、SPX等。
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第1章 网络协议概述
逻辑。
OSI模型并不是协议，它是一个灵活的、稳健 的和可互操作的模型，是体系结构、框架。
在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服 务定义、协议规格说明。
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第1章 网络协议概述
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第1章 网络协议概述
2．OSI七层的主要功能
网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装 有网络层包头，其中含有逻辑地址信息——源站点和 目的站点地址的网络地址。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。 网络层的数据单位为数据包（packet），又称分组。 网络层协议主要有IP、IPX、RIP、OSPF等。
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第1章 网络协议概述
（4）应用层
应用层主要讨论各种应用进程之间通过什么 样的应用协议来使用网络所提供的服务。
应用层主要协议有TELNET、FTP、TFTP、 SMTP和POP、DNS、HTTP等。
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本章小结
第1章 网络协议概述
1.网络协议的定义 2.网络分层体系结构的基本思想 3.网络协议分层的基本概念 4.实体、服务、服务访问点、接口 5.OSI和TCP/IP的层次及各层的主要功能
都由表示层负责。 表示层没有具体的协议。
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第1章 网络协议概述
（7）应用层（Application layer）
应用层是OSI参考模型的最高层，它为用户服 务，是唯一直接为用户应用进程访问OSI环境 提供手段和服务的层。
应用层协议主要有：Telnet、FTP、HTTP、 SNMP等。
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第1章 网络协议概述
1.3 TCP/IP的分层模型
TCP/IP体系结构分为四层，其体系结构模型 自下向上分别是：网络接口层、网络层、传 输层和应用层。
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第1章 网络协议概述
（1）网络接口层
TCP/IP体系结构严格说并未实现数据链路层 和物理层的功能，它只是定义了一个接口， 称为网络接口层，因此网络接口层严格说并 不是一个层次，仅仅是一个接口，用于提供 对下面的数据链路层和物理层的接口。
（5）会话层（Session layer）
会话层不参与具体的传输，它提供包括访问 验证和会话管理在内的建立和维护应用之间 通信的机制。
如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
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第1章 网络协议概述
（6）表示层（Presentation layer）
表示层主要解决用户信息的语法表示等问题。 提供格式化的表示和转换数据服务。 数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作也
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思考题
第1章 网络协议概述
1、什么是网络协议？ 2、网络协议的要素是什么？ 3、简述OSI模型中服务、接口和协议的
作用。
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第1章 网络协议概述
接口数据单元IDU
IDU：指在同一系统的相邻两层实体的一次交 互中，经过层间接口的数据单元。 第n层向第n-1层传递的IDU记为(n-1)-IDU。 PDU在通过层间接口时需要添加必要的接口 控制信息（ICI），如说明通过接口的总字 节数、是否需要加速传递等。 一个PDU加上适当的ICI后就形成IDU，当 IDU通过层间接口后，去掉添加的ICI。