网络原理ppt

应用层
3.抽象语法标记ASN.1 表示编码、 传输和解码数据结构的关键,是要有 一种足够灵活的 、适应各种类型应用的标准数据 描写方法.为此,OSI中提出了一种标记法,叫做抽 象语法标记1,简称为ASN.1（Abstract syntax）. 发送时将ASN.1数据结构编码成位流,这种位流的 格式叫做抽象语法.
(b)主 机 1的 用 户 与 定 时 服 务 器 建 立 连 接
2．建立连接 一个传输实体要向目的机器发送一 个连接请求TPDU，并等待对方接受连接 的应答。 3．释放连接 4．流量控制和缓冲策略
5．多路复用 在传输层中进行多路复用可以有两种方式：向上 多路复用和向下多路复用。 向上多路复用是指把多个连接多路复合到一个下 一层连接上实现多路复用。向上多路复用可以使用户 充分利用昂贵的虚电路资源，但连接的数量要适当。 向下多路复用是指把一个连接分割连接到多个下一层 连接上实现多路复用。 如果利用向下多路复用，在传输层同时打开多 个网络连接，并在它们之间循环地分配信息报文，有 效带宽会得到增大。
因特网传输协议
因特网在传输层有两种主要的协议：一种是面向 连接的协议TCP，另一种是无连接的协议UDP。 传 输 控 制 协 议 TCP（Transmission Control Protocol）是专门设计用于在不可靠的因特网上提供 可靠的、端到端的字节流通信的协议。
IP层并不能保证将数据报正确地传送到目的端，因此TCP 实体需要判定是否超时并且根据需要重发数据报。到达的数据 报也可能是按错误的顺序传到的，这也需要由TCP实体按正确 的顺序重新将这些数据报组装为报文。TCP协议提供了用户所 要的可靠性，而这是IP层所未提供的。
运输层信息的传送单位是报文。运输 层的基本功能是从会话层接收数据报文， 并且在当所发送的报文较长时，在运输层 先要把它分割成若干个报文分组，然后再 交给它的下一层（即网络层）进行传输。 另外，这一层还负责报文错误的确认和恢 复，以确保信息的可靠传递。
传输服务 1．提供给高层的服务 传输层的最终目标是向其用户（一般是指应用层 的进程），提供有效、可靠且价格合理的服务。为了 达到这一目标，传输层利用了网络层所提供的服务。 传输服务也有两种类型。 面向连接的传输服务在很多方面类似于面向连接 的网络服务。二者的连接都包括三个阶段：建立连接 、数据传输和释放连接。两层的寻址和流量控制方式 也类似。 无连接的传输服务与无连接的网络服务也很类似。
•3.会话层管理 •与其它各层一样，两个会话实体之间的交互
活动都需要协调、管理和控制。
表示层
1.表示层的特点及功能 OSI环境的低五层提供透明的数据传输，应用层负 责处理语义，而表示层则负责处理语法，由于各种 计算机都可能有各自的数据描述方法，所以不同类 型计算机之间交换的数据，一般需经过格式转换才 能保证其意义不变。表示层要解决的问题是如何描 述数据结构并使之与具体的机器无关，其作用是对 原站内部的数据结构进行编码，使之形成适合于传 输的比特流，到了目的站再进行解码，转换成用户 所要求的格式。
服务质量（QoS） 服务质量
从另一个角度来看，可以将传输层的主要功能看 作是增强网络层提供的服务质量（QoS）。 服务质量可以由一些特定的参数来描述。传输层 服务质量的典型参数有：连接建立延迟、连接建立失 败的概率、吞吐率、传输延迟、残余误码率、安全保 护、优先级、恢复功能。这些服务质量参数是传输用 户在请求建立连接时设置的。它表明希望值和最小可 接受的值。
常用的方式是——传输服务访问点 （Transport Service Access Point，TSAP） • 在TCP协议中，TSAP是（IP地址，本地端 口），可以唯一标识一个应用进程
主机1 用户 TSAP 主机2 进程服 务器 主机1 用户 主机2
进程 服务 器 定时 服务 器
(a)主 机 1的 用 户 连 接 进 程 服 务 器
网络的服务质量大致有三种类型： （1）A型：网络连接具有可接受的低差错率 和可接受的低故障通知率。 （2）B型：网络连接具有可接受的低差错率 和不可接受的高故障通知率。 （3）C型：网络连接对传输层服务用户来说 具有不可接受的高差错率。
传输协议的功能要素
1．寻址 传输层要在用户进程之间提供可靠和有效的端到端服务， 必须把一个目标用户进程和其他的用户进程区分开来，这是由 传输地址来实现的。为确保所有传输地址在全网上是唯一的， 传输地址规定由网络号、主机号以及由主机分配的端口组成。 传输地址的构成办法： 层次地址 该地址由一系列的域组合而成，把它们在空间上分开来。 例如： （地址）=<国家><网络><主机><端口>
2. 语法转换 （1）数据表示。不同厂家生产的计算机具有不同的内 部数据表示。如IBM公司的主机广泛使用EBCDIC码，而 大多数其它厂商的计算机则使用ASCII码；Intel公司 的80X86芯片从右到左计数字节，而Motorola公司的 68020和68030芯片则从左到右计数；由于表示方法的 不同，即使所有的位模式都正确接收，也不能保证数 据含义的不变。为了解决此类问题，必须进行数据表 示方式的转换。可以在发送方转换，也可以在接收方 转换，或者双方都向一种标准格式转换。
(3)网络安全和保密。 随着计算机网络应用的普及，计算机网络的安全和保 密问题就变得越来越重要了。为保护网络的安全，最 常见的方法是采用加密措施。从理论上讲，加密可以 在任何一层上实现，但实际应用中常常在物理层、运 输层和表示层三层实现加密。在物理层加密的方案叫 做链路加密，它的特点是可以对整个报文进行加密； 在运输层实现加密可以提高有效性，因为表示层可以 对数据事先进行压缩处理；而在表示层可以有选择地 对数据实现加密。
（2）数据压缩。 强调数据压缩的必要性是基于以下几个原因。 首先，随着多媒体技术的发展，数字化/音频 数据的吞吐、传输和存储问题日益凸现。具有 中等分辩率（640×480）的彩色（24bit/像素） 数字视频图像的数据量约7.37Mbit/帧，若按 25帧/秒的动画要求，则视频数据的传输速率 大约为184Mbps。由此可见，高效实时地数据 压缩对于缓解网络带宽和取得适宜的传输速率 是非常必要的。其次，网络的费用依赖于传输 的数据量，在传输之前对数据进行压缩可减少 传输费用。
OSI所定义的运输层正好是七层的中间一层， OSI所定义的运输层正好是七层的中间一层，是通 所定义的运输层正好是七层的中间一层 信子网（下面3 和资源子网（上面3 的分界线， 信子网（下面3层）和资源子网（上面3层）的分界线， 它屏蔽通信子网的不同， 它屏蔽通信子网的不同， 从端到端经网络透明地传送 报文，完成端到端通信链路的建立、维护和释放。 报文， 完成端到端通信链路的建立 、维护和释放 。传 输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节， 输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节 ，使高层 用户看不见实现通信功能的物理链路是什么， 用户看不见实现通信功能的物理链路是什么 ，看不见 数据链路采用什么控制规程， 数据链路采用什么控制规程， 也看不见下面到底有几 个子网以及这些子网是怎样互连起来的。 个子网以及这些子网是怎样互连起来的 。使高层用户 感觉不到通信子网的存在。 感觉不到通信子网的存在 。它完成资源子网中两结点 的直接逻辑通信，实现通信子网中端到端的透明传输。 的直接逻辑通信，实现通信子网中端到端的透明传输。
向上复用 向下复用
传输层 网络层 至 路 由 器 传输层 网络层
(a) 向上复用
(b) 向下复用
6．崩溃恢复
什么是崩溃：主机或路由器不能正常工作，造成TPDU传 什么是崩溃：主机或路由器不能正常工作，造成TPDU传 TPDU 输过程中断 •什么是崩溃恢复：恢复崩溃前的工作状态，继续TPDU 什么是崩溃恢复： 什么是崩溃恢复 恢复崩溃前的工作状态，继续TPDU 传输 •崩溃恢复需要解决的问题 崩溃恢复需要解决的问题 崩溃前发送的最后一个TPDU TPDU是否需要重传 崩溃前发送的最后一个TPDU是否需要重传 崩溃前的状态 –发送主机的状态 发送主机的状态 –接收主机的状态 接收主机的状态 –发送主机对最后TPDU的处理 发送主机对最后TPDU 发送主机对最后TPDU的处理 崩溃恢复工作必须由更高层次（应用层）来完成。 崩溃恢复工作必须由更高层次（应用层）来完成。
本节概要
传输层的任务是为从源端到目的端提供可靠 价格合理的数据传输， 的、价格合理的数据传输，而与使用的网络 无关。 无关。 会话层建立在传输层上， 会话层建立在传输层上，其任务是实现会话 连接到传输连接的映射、加强会话管理、 连接到传输连接的映射、加强会话管理、同 步和活动管理等。 步和活动管理等。 表示层负责处理语法。 表示层负责处理语法。 应用层则包括各种满足用户需要的应用程序 及其通信规则。 及其通信规则。
5．UDP协议功能 UDP协议功能 UDP是在传输层上与TCP并行的一个独立协议。 UDP建立在IP协议上，它除了增加多端口外，几乎没 有增加其他新的功能。因此，UDP也是一个不可靠的 无连接协议。 TCP/IP在传输层上另外建立一个UDP协议是由于 UDP传输效率高，适合于某些应用程序服务的场合。 在一些简单的交互应用场合，如应用层的简单文件 传送T次的交互建立一个连接开销太大，即使出错 重传也比面向连接的方式效率高。
TCP协议格式 TCP协议格式 TCP连接上的每个字节均有它自己的32位顺 序号。 发送和接收方TCP实体以数据段的形式交换 数据。 TCP软件决定数据段的大小。每个网络都存 在最大传送单位MTU，要求每个数据段必须适合 MTU。实践中，MTU一般为几千字节，由此便决定 了数据段大小的上界。
TCP数据段头 3．TCP数据段头 图中表示了TCP头数据段的布局格式。不带任何数据的数 据段也是合法的，一般用于确认报文和控制报文。 源端口和目的端口字段标识出本地和远端的连接点。 顺序号和确认号字段执行它的通常功能。后者指希望 接收的下一个字节。
接下来的6位未用。 如果用到了应急指针，那么URG位置1。 应急指针指从当前顺序号到紧急数据位置的偏移量。 ACK位置1表明确认号是合法的。 PSH位表示是带有PUSH标志的数据。 RST位用于连接复位。 SYN位用于建立连接的同步序号。 FIN位用于释放连接。