1、OSI參考模型與參考模型與TCP/IP模型模型n 伴隨著計算機網絡的飛躍發展，各大廠商根據自己伴隨著計算機網絡的飛躍發展，各大廠商根據自己的協議生產出了不同的硬件和軟件的協議生產出了不同的硬件和軟件n 為了實現網絡設備間的互相通訊，為了實現網絡設備間的互相通訊，ISO和和IEEE相繼相繼提出了提出了OSI參考模型及其參考模型及其TCP/IP模型。模型。引入引入n 了解了解OSI參考模型和參考模型和TCP/IP模型的模型的產產生背景生背景n 理解理解OSI參考模型和參考模型和TCP/IP模型模型的層的層次結構及相關概念次結構及相關概念n 理解理解OSI參考模型和參考模型和TCP/IP模型各層模型

2、各層的功能的功能課程目標課程目標學習完本課程，您應該能夠：學習完本課程，您應該能夠：n OSI參考模型參考模型n TCP/IP模型模型目錄目錄 計算機網絡的各層以及其協議的結合，稱為計算機網絡的各層以及其協議的結合，稱為網絡的體系結構。換言之，計算機網絡的體系結網絡的體系結構。換言之，計算機網絡的體系結構即是對計算機網絡及其部件所應該完成的功能構即是對計算機網絡及其部件所應該完成的功能的精確定義。即計算機網絡應設置哪幾層，每層的精確定義。即計算機網絡應設置哪幾層，每層應提供哪些功能的精確定義應提供哪些功能的精確定義, ,至于功能如何實現至于功能如何實現，則不屬于網絡體系結構討論的范圍。換句話說

3、，則不屬于網絡體系結構討論的范圍。換句話說，網絡體系結構只是從功能上描述計算機網絡的，網絡體系結構只是從功能上描述計算機網絡的結構，不涉及每層硬件和軟件的組成，也不涉及結構，不涉及每層硬件和軟件的組成，也不涉及這些硬件或軟件的實現問題。這些硬件或軟件的實現問題。 網絡的體系結構網絡的體系結構OSI參考模型標準的建立 70年代以來，國外一些主要計算機生產廠家先后推出了各自的網絡體系結構，但都屬于專用的。為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信，以便在更大的范圍內建立計算機網絡，有必要建立一個國際范圍的網絡體系結構標準。國際標準化組織ISO于1981年正式推薦了一個網絡系統結構開放系統互連模型(Op

4、en System Interconnection reference model )OSI/RM,簡稱OSI。由于這個標準模型的建立，使得各種計算機網絡向它靠攏，大大推動了網絡通信的發展。 “開放”這個詞表示：只要遵循OSI標準，一個系統可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI標準的其他任何系統進行連接。 一個功能完善的計算機網絡需要制定一套復雜的協議一個功能完善的計算機網絡需要制定一套復雜的協議集合，對于這種協議集合，最好的組織方式是層次結構模集合，對于這種協議集合，最好的組織方式是層次結構模型。這樣分層的好處在于：每一層都實現相對的獨立功能，型。這樣分層的好處在于：每一層都實現相對的獨立

5、功能，因而可以將一個難以處理的復雜問題分解為若干個較容易因而可以將一個難以處理的復雜問題分解為若干個較容易處理的更小一些的問題。處理的更小一些的問題。 在網絡互連中，有兩個標準可以考慮：合法的和事實在網絡互連中，有兩個標準可以考慮：合法的和事實的。合法的意味著用權力或法律建立。事實的意味著用實的。合法的意味著用權力或法律建立。事實的意味著用實際的事實建立。盡管沒有得到官方或法律上的承認，但際的事實建立。盡管沒有得到官方或法律上的承認，但TCP/IPTCP/IP為網絡協議創建了一個事實標準，盡管它在得到廣為網絡協議創建了一個事實標準，盡管它在得到廣泛接受之前并沒有成為標準。泛接受之前并沒有成為標

6、準。OSIOSI參考模型是一個合法的標參考模型是一個合法的標準。國際標準化組織準。國際標準化組織( ISO )( ISO )創建了創建了OSIOSI模型，并在模型，并在19841984年年發布，為供應商提供一個網絡模型，這樣它們的產品可以發布，為供應商提供一個網絡模型，這樣它們的產品可以在網絡上協調工作。在網絡上協調工作。計算機網絡的分層模型計算機網絡的分層模型計算機網絡協議計算機網絡協議網絡協議定義：網絡協議定義： 即網絡中（包括互聯網）傳遞、管理信息的一些規即網絡中（包括互聯網）傳遞、管理信息的一些規范。如同人與人之間相互交流是需要遵循一定的規矩一樣范。如同人與人之間相互交流是需要遵循一定

7、的規矩一樣，計算機之間的相互通信需要共同遵守一定的規則，這些，計算機之間的相互通信需要共同遵守一定的規則，這些規則就稱為規則就稱為網絡協議網絡協議。網絡協議三個要素：網絡協議三個要素：l語法：即數據與控制信息的結構或格式。語法：即數據與控制信息的結構或格式。l語義：即需要發出何種控制信息、完成何種協議以及做出語義：即需要發出何種控制信息、完成何種協議以及做出何種應答。何種應答。l同步：即事件實現順序的詳細說明。同步：即事件實現順序的詳細說明。分層模型的優點分層模型的優點解決通信的異質性問題解決通信的異質性問題： 語言層解決不同種語言的相互翻譯問題語言層解決不同種語言的相互翻譯問題( (漢漢-

8、-日日) ) 媒介層解決信息傳遞媒介層解決信息傳遞: : 語音語音( (電話電話)/)/文字文字( (傳真傳真) )高層屏蔽低層細節問題高層屏蔽低層細節問題概念層只關心會話內容概念層只關心會話內容, , 不關心語種和會話方式不關心語種和會話方式語言層只關心語種語言層只關心語種, , 不關心會話內容和方式不關心會話內容和方式媒介層只關心信息的傳遞媒介層只關心信息的傳遞, , 不關心信息的內容不關心信息的內容分層模型的優點分層模型的優點設計實現設計實現每個層次向上一層次提供服務每個層次向上一層次提供服務每個層次向下一層次請求服務每個層次向下一層次請求服務上層是為下層指引方向的，下次為上層提供更好的

9、服務。上層是為下層指引方向的，下次為上層提供更好的服務。降低協議設計的復雜性降低協議設計的復雜性：各層相對獨立，各層不必關心其它層的具體實現，只需知道上各層相對獨立，各層不必關心其它層的具體實現，只需知道上下層接口；下層接口；標準化接口標準化接口：任何一層發生修改，只要接口關系不變，其它層均不受影響；任何一層發生修改，只要接口關系不變，其它層均不受影響；模塊化結構：模塊化結構：結構分層，各層都可獨立實現；便于網絡模型的設計；結構分層，各層都可獨立實現；便于網絡模型的設計；保證技術的互操作性保證技術的互操作性：各層向下單向依賴，易于實現和維護各層向下單向依賴，易于實現和維護最重要的一點是不同廠商

10、生產設備時有一個共同操作的標準，使不最重要的一點是不同廠商生產設備時有一個共同操作的標準，使不同產商設備互相兼容同產商設備互相兼容。OSI參考模型層次結構應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層1234567物理層定義了通信線路的一些規范。物理層定義了通信線路的一些規范。數據鏈路層規定了物理地址、網絡拓撲結構、錯誤警數據鏈路層規定了物理地址、網絡拓撲結構、錯誤警告機制、所傳數據幀告機制、所傳數據幀 的排序和流量控制等。的排序和流量控制等。 網絡層為處在不同位置的兩個設備之間，提供連接網絡層為處在不同位置的兩個設備之間，提供連接和選擇一條最佳路

11、徑。和選擇一條最佳路徑。 傳輸層保證數據的可靠傳輸。傳輸層保證數據的可靠傳輸。 會話層建立、管理和終止應用程序間的會話。會話層建立、管理和終止應用程序間的會話。表示層提供多種數據格式之間的轉換表示層提供多種數據格式之間的轉換 。應用層為用戶提供相關的服務，如：應用層為用戶提供相關的服務，如：e-mail服務，服務，ftp服務、服務、www服務等。服務等。 OSI參考模型概述參考模型概述 l傳輸層傳輸層l數據鏈路層數據鏈路層l網絡層網絡層l物理層物理層l會話層會話層l表示層表示層l應用層應用層l應用層（高層）應用層（高層）l高層的功能為處高層的功能為處理用戶接口、數理用戶接口、數據格式及應用訪據

12、格式及應用訪問。主要由操作問。主要由操作系統實現系統實現l數據流層（低層）數據流層（低層）l 定義了數據如何定義了數據如何在網絡傳輸介質之間在網絡傳輸介質之間傳送，及數據如何通傳送，及數據如何通過網線和網絡設備傳過網線和網絡設備傳輸到期望的終端輸到期望的終端 OSI OSI參考模型的第參考模型的第5 5層及其以上各層為層及其以上各層為高層協議，實現高層協議，實現資源子網資源子網的功能，其中的功能，其中的實體為進程。實現端到端的通信。下的實體為進程。實現端到端的通信。下4 4層協議實現層協議實現通信子網通信子網的功能，其中的實的功能，其中的實體為網絡互聯設備和網絡通信介質，實體為網絡互聯設備和網

13、絡通信介質，實現點到點的通信。現點到點的通信。 OSI參考模型概述參考模型概述通信子網和資源子網通信子網和資源子網l 通信子網：由所有通信線路、網絡互連設備和相應通信協議軟件組成，承擔通信子網：由所有通信線路、網絡互連設備和相應通信協議軟件組成，承擔 不同主機之間數據傳輸的任務；不同主機之間數據傳輸的任務；l 資源子網：網絡中所有的主機、通信協議和各種應用系統。資源子網：網絡中所有的主機、通信協議和各種應用系統。l 路由器僅有低路由器僅有低3層協議，包含在通信子網中；主機有層協議，包含在通信子網中；主機有7層協議，但屬于資源子層協議，但屬于資源子 網范圍網范圍 。路由器路由器 主機主機 網絡系

14、統網絡系統通信線路通信線路通信子網通信子網資源子網資源子網 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 L3 L2 L1L7L6L5L4L3L2L1 L3 L2 L1 L3 L2 L1按各網絡單元功能分割按各網絡單元功能分割7 76 65 54 43 32 21 17 76 65 54 43 32 21 13 32 21 13 32 21 1OSI環境環境網絡環境網絡環境數據通數據通信網信網計算機計算機A計算機計算機B實系統環境實系統環境 應用層應用層物理層物理層數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層傳輸層傳輸層會話層會話層表示層表示層應用層應用層物理層物理層 數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層傳輸層傳

15、輸層會話層會話層表示層表示層發送進程發送進程接收進程接收進程物理層物理層數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層主機主機A A主機主機B B 路由器路由器路由器路由器物理層物理層數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層通信子網通信子網物理介質物理介質物理介質物理介質物理通信物理通信物理通信物理通信：是通信進行的真實路徑，從發送主機的上層逐層向下傳遞，：是通信進行的真實路徑，從發送主機的上層逐層向下傳遞， 經通信介質和通信子網送達目標主機，然后在目標主機中逐層向上傳遞。經通信介質和通信子網送達目標主機，然后在目標主機中逐層向上傳遞。 物理通信是由主機和網絡設備中的物理通信是由主機和網絡設備中的逐層通信逐層通信及

16、通信子網中的及通信子網中的逐點通信逐點通信組組 合而成，因此物理通信具有間接通信屬性。合而成，因此物理通信具有間接通信屬性。網絡通信子系統網絡通信子系統 應用層應用層物理層物理層 數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層傳輸層傳輸層會話層會話層表示層表示層應用層應用層物理層物理層 數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層傳輸層傳輸層會話層會話層表示層表示層發送進程發送進程接收進程接收進程應用層協議應用層協議表示層協議表示層協議會話層協議會話層協議傳輸層協議傳輸層協議物理層物理層數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層主機主機A A主機主機B B 路由器路由器路由器路由器物理層物理層數據鏈數據鏈路層路層網絡層網絡層通信

17、子網通信子網物理介質物理介質物理介質物理介質邏輯通信邏輯通信網絡層協議網絡層協議2 2鏈路層協議鏈路層協議2 2物理層協議物理層協議2 2 邏輯通信邏輯通信：位于不同主機和網絡設備中同層通信實體間的對話，對話遵循某一特定協議，：位于不同主機和網絡設備中同層通信實體間的對話，對話遵循某一特定協議，且每層協議各不相同；且每層協議各不相同； 傳輸層及以上層不同主機通信實體間的邏輯通信是直接點對點的傳輸層及以上層不同主機通信實體間的邏輯通信是直接點對點的通信，下通信，下3層中主機與路由器和路由器與路由器之間的通信也是直接通信，且同層中主機與路由器和路由器與路由器之間的通信也是直接通信，且同 層通信層通

18、信協議不盡相同。協議不盡相同。網絡層協議網絡層協議1 1網絡層協議網絡層協議3 3鏈路層協議鏈路層協議1 1鏈路層協議鏈路層協議3 3物理層協議物理層協議1 1物理層協議物理層協議3 3對等層通信對等層通信在分層模型中，對等是一個很重要的概念，在分層模型中，對等是一個很重要的概念，因為只有對等層才能相互通信，一方在某層上因為只有對等層才能相互通信，一方在某層上的協議是什么，對方在同一層次上也必須是什的協議是什么，對方在同一層次上也必須是什么協議。么協議。 兩個網絡在物理層就相同，使用中繼器就兩個網絡在物理層就相同，使用中繼器就可以連起來；如果兩個網絡物理層不同，鏈路可以連起來；如果兩個網絡物理

19、層不同，鏈路層相同，使用橋接器可以連起來；如果兩個網層相同，使用橋接器可以連起來；如果兩個網絡物理層、鏈路層都不同，而網絡層相同，使絡物理層、鏈路層都不同，而網絡層相同，使用路由器可以互連；如果兩個網絡協議完全不用路由器可以互連；如果兩個網絡協議完全不同，使用協議轉換器（網關）可以互連。同，使用協議轉換器（網關）可以互連。對等通信每一層都使用自己的協議每一層都利用下層提供的服務與對等層通信HostAHostBAPDUPPDUSPDU Segment（段）（段） Packet（包）（包） Frame（幀）（幀） Bit（比特）（比特）應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數

20、據鏈路層數據鏈路層物理層物理層應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層數據封裝和解封裝數據封裝和解封裝數據封裝：數據封裝： OSI OSI模型的每一層用其自己的協議與目的設模型的每一層用其自己的協議與目的設備的相同層進行通信。為了交換信息，每層都備的相同層進行通信。為了交換信息，每層都使用使用協議數據單元協議數據單元（PDUPDU）。）。PDUPDU包括控制信息包括控制信息和用戶數據。比如，幀是一個除上層控制信息和用戶數據。比如，幀是一個除上層控制信息和數據外還包含了數據鏈路層控制信息的和數據外還包含了數據鏈路層控制信息的PDUPDU。將控制

21、信息添加到一個將控制信息添加到一個PDUPDU的過程稱作封裝。的過程稱作封裝。當當一個層收到一個層收到PDUPDU時，它為該時，它為該PDUPDU添加一個頭和尾，添加一個頭和尾，并將封裝后的并將封裝后的PDUPDU傳送到下一層。添加到傳送到下一層。添加到PDUPDU上上的控制信息將被遠端設備的相同層所解讀。的控制信息將被遠端設備的相同層所解讀。 數據解封裝：數據解封裝： 當一個遠端設備收到一串比特數據時，當一個遠端設備收到一串比特數據時，它將它們傳送給數據鏈路層進行幀操作。當它將它們傳送給數據鏈路層進行幀操作。當數據鏈路層收到一個幀時，它完成以下工作：數據鏈路層收到一個幀時，它完成以下工作：讀

22、出同層源設備提供的控制信息，從幀中剝讀出同層源設備提供的控制信息，從幀中剝離控制信息，將幀傳給上一層，同時執行在離控制信息，將幀傳給上一層，同時執行在幀的控制域給出的指令。這樣，幀的控制域給出的指令。這樣，將控制信息將控制信息從從PDUPDU剝離的過程就稱作解封裝。剝離的過程就稱作解封裝。數據封裝和解封裝數據封裝和解封裝數據封裝數據封裝PPDU傳輸層傳輸層 數據鏈數據鏈路層路層物理層物理層 網絡層網絡層 上層數據上層數據上層數據上層數據傳輸層控制信息傳輸層控制信息數據數據網絡層控制信息網絡層控制信息數據數據邏輯鏈路子層控制信息邏輯鏈路子層控制信息0101110101001000010數據數據表

23、示層表示層應用層應用層會話層會話層段段包包比特比特幀幀FCSFCS介質訪問控制子層控制信息介質訪問控制子層控制信息SPDUAPDU數據解封裝數據解封裝上層數據上層數據邏輯鏈路控制子層控制信息邏輯鏈路控制子層控制信息+網絡層控制信網絡層控制信息息+傳輸層控制信息傳輸層控制信息+上層數據上層數據媒體訪問控制子層控制信息媒體訪問控制子層控制信息網絡層控制信息網絡層控制信息+傳輸層控制信傳輸層控制信息息+上層數據上層數據邏輯鏈路子層控制信息邏輯鏈路子層控制信息傳輸層控制信息傳輸層控制信息+上層數據上層數據網絡層控制信息網絡層控制信息上層數據上層數據傳輸層控制信息傳輸層控制信息0101110101001

24、000010傳輸層傳輸層 數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層 網絡層網絡層 表示層表示層應用層應用層會話層會話層數據封裝與解封裝(拆封)DataData第7層頭+第7層頭+第6層頭Data第7層頭第6層頭+第5層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭+第4層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭第4層頭+第3層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭第4層頭第3層頭+第2層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭第4層頭第3層頭第2層頭+第1層頭應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層Data第2層頭第3層頭第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭二進制的數據流二進制的數

25、據流第1層頭Data第2層頭第3層頭第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭Data第3層頭第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭Data第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭Data第5層頭第6層頭第7層頭Data第6層頭第7層頭Data第7層頭封裝封裝解封裝解封裝多層通信示例：國際外交中國教師德國教師翻譯翻譯秘書秘書消息“你 好”“HALLO”“HELLO”“HELLO”傳真傳真 2/3接口 1/2接口 2/3接口 1/2接口P3P1P2對交談內容的共識用英語對話使用 傳真通信l多層通信示例多層通信示例計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 54361計算機計算機 1AP2AP1計算機計算機

26、 2應用進程數據先傳送到應用層應用進程數據先傳送到應用層加上應用層首部，成為應用層協議數據單元加上應用層首部，成為應用層協議數據單元PDU275436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 54361計算機計算機 1AP2AP1計算機計算機 2應用層協議數據單元再傳送到表示層應用層協議數據單元再傳送到表示層加上表示層首部，成為表示層協議數據單元加上表示層首部，成為表示層協議數據單元PDU275436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 54361計算機計算機 1AP2AP1計算機計算機 2表示層協

27、議數據單元再傳送到會話層表示層協議數據單元再傳送到會話層加上會話層首部，成為會話層協議數據單元加上會話層首部，成為會話層協議數據單元PDU275436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1會話層協議數據單元再傳送到傳輸層會話層協議數據單元再傳送到傳輸層 加上傳輸層首部，成為傳輸層加上傳輸層首部，成為傳輸層數據段數據段計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 54361AP127AP2計算機計算機 25436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 傳輸層數據段再傳送到網絡層傳輸層數據段再傳送到網絡層 加上網絡層首部，成為加上

28、網絡層首部，成為 IP 數據數據包包（或分組）（或分組）AP2計算機計算機 2543612754361AP127計算機計算機 1物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 計算機計算機 1 IP 數據包再傳送到數據鏈路層數據包再傳送到數據鏈路層 加上鏈路層首部和尾部，成為數據鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數據鏈路層幀幀AP2計算機計算機 2543612754361AP127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 計算機計算機 1 數據鏈路層幀再傳送到物理層數據鏈路層幀再傳送到物理層 最下面的物理層把最下面的物理層

29、把比特比特流傳送到物理媒體流傳送到物理媒體AP2計算機計算機 2543612754361AP127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 電信號（或光信號）在物理媒體中傳播電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發送端物理層傳送到接收端物理層從發送端物理層傳送到接收端物理層AP2計算機計算機 2543612754361AP127計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 計算機計算機 1物理層接收到比特流，上交給數據鏈路層物理層接收到比特流，上交給數據鏈路層54361AP127AP2計算機計算機 25

30、436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 數據鏈路層剝去幀首部和幀尾部數據鏈路層剝去幀首部和幀尾部取出數據部分，上交給網絡層取出數據部分，上交給網絡層計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 網絡層剝去首部，取出數據部分上交給傳輸層網絡層剝去首部，取出數據部分上交給傳輸層計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 傳輸層剝去

31、首部，取出數據部分上交給會話層傳輸層剝去首部，取出數據部分上交給會話層計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127物理傳輸媒體物理傳輸媒體會話層剝去首部，取出數據部分上交給表示層會話層剝去首部，取出數據部分上交給表示層計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 物理傳輸媒體物理傳輸媒體表示層剝去首部，取出數據部分上交給會話層表示層剝去首部，取出數據部分上交給會話層計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據

32、發送數據 物理傳輸媒體物理傳輸媒體應用層剝去首部，取出應用程序數據應用層剝去首部，取出應用程序數據上交給應用進程上交給應用進程計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 物理傳輸媒體物理傳輸媒體計算機計算機 154361AP127AP2計算機計算機 25436127計算機計算機 1 向計算機向計算機 2 發送數據發送數據 AP2收到了收到了 AP1 發來的發來的應用程序數據！應用程序數據！物理傳輸媒體物理傳輸媒體物理層物理層：定義電壓、接口、線纜標準、傳輸距離等物理層介質： 同軸電纜（coaxial cabl

33、e）：細纜和粗纜 雙絞線（twisted pair）：UTP、STP 光纖（fiber）：單模、多模 無線（wireless）：紅外線、藍牙Blue Tooth、WLAN技術應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層物理層是物理層是OSIOSI參考模型參考模型的最低層，與傳輸媒體直接相連，主要作用的最低層，與傳輸媒體直接相連，主要作用是建立、保持和斷開物理連接，以確保二進制是建立、保持和斷開物理連接，以確保二進制比特流比特流的正確傳輸。的正確傳輸。物理層物理層特性特性機械特征： 規定線纜與網絡接口卡的連接頭的形狀、幾何尺寸、引腳線數、引線排列方

34、式、鎖定裝置等一系列外形特征。電氣特征： 規定了在傳輸過程中多少伏特的電壓代表“1”，多少伏特代表“0”。功能特征： 規定了連接雙方每個連接線的作用：用于傳輸數據的數據線、用于傳輸控制信息的控制線、用于協調通信的定時線、用于接地的地線。規程特征： 具體規定了通信雙方的通信步驟。物理層主要功能示意圖物理層主要功能示意圖 L2數據數據10010110101物理層物理層L2數據數據10010110101物理層物理層從數據鏈路層從數據鏈路層到數據鏈路層到數據鏈路層傳輸媒體傳輸媒體典型物理層標準和設備 物理層介質 雙絞線、同軸電纜、光纖、無線電信號等 局域網物理層 常見標準：10Base-T、100Ba

35、se-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX 常見設備：中繼器、集線器 廣域網物理層 常見標準：RS-232、V.24、V.35 常見設備：Modem數據鏈路層 數據鏈路層的功能： 編幀和識別幀 數據鏈路的建立、維持和釋放 傳輸資源控制 流量控制 差錯驗證 尋址 標識上層數據 局域網數據鏈路層分為LLC子層和MAC子層應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層 主要負責數據鏈路的建立、維持和拆除，確保在一主要負責數據鏈路的建立、維持和拆除，確保在一段物理鏈路上數據幀的正確傳輸，段物理鏈路上數據幀的正確

36、傳輸，將有差錯的物理鏈路將有差錯的物理鏈路轉化成對網絡層來說是沒有傳輸錯誤的數據鏈路轉化成對網絡層來說是沒有傳輸錯誤的數據鏈路: :差錯檢差錯檢測和數據流量控制測和數據流量控制。 該層用于建立相鄰結點之間的數據傳輸；它將不可靠的該層用于建立相鄰結點之間的數據傳輸；它將不可靠的物理信道處理為可靠的通道，使高層不必考慮物理介質的具物理信道處理為可靠的通道，使高層不必考慮物理介質的具體特性；該層的數據單元為幀體特性；該層的數據單元為幀( (frame)frame)；IEEEIEEE標準將該層又標準將該層又分為介質訪問控制層分為介質訪問控制層(MAC)(MAC)和邏輯鏈路控制層和邏輯鏈路控制層( (

37、LLC )LLC ) 。物理層只負責傳輸無結構的原始比特流，是不可靠的。物理層只負責傳輸無結構的原始比特流，是不可靠的。數據鏈路層將不可靠的物理連接（數據電路）轉換成（對網數據鏈路層將不可靠的物理連接（數據電路）轉換成（對網絡層來說）可靠的數據鏈路。為實現轉換：絡層來說）可靠的數據鏈路。為實現轉換：首先，必須將物理層的無結構原始比特流劃分成一定首先，必須將物理層的無結構原始比特流劃分成一定長度的結構數據單元長度的結構數據單元幀幀（frameframe） 其次，對幀進行其次，對幀進行差錯控制差錯控制（error controlerror control），實現），實現檢錯檢錯/ /糾錯功能。糾錯

38、功能。最后，通過合適的最后，通過合適的流量控制流量控制（flow controlflow control）協議保）協議保證收發雙方的傳輸同步，為網絡層提供透明可靠的證收發雙方的傳輸同步，為網絡層提供透明可靠的服務。服務。 數據鏈路層數據鏈路層數據鏈路層數據封裝示意圖 L3數據數據L3數據數據l L2數據數據L2數據數據T2T2H2H2到物理層到物理層從物理層從物理層從網絡層從網絡層到網絡層到網絡層數據鏈數據鏈路層路層數據鏈數據鏈路層路層幀幀幀幀典型數據鏈路層標準 局域網數據鏈路層標準 IEEE802.1 基本局域網問題 IEEE802.2 定義LLC子層 IEEE802.3 以太網標準 IEE

39、E802.4 令牌總線網 IEEE802.5 令牌環網 廣域網數據鏈路層標準 HDLC PPP Frame Relay網絡層 編址 路由 擁塞控制 異種網絡互連應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層網絡層網絡層網絡層主要作用是將從高層傳送下來的數據分組打包，再網絡層主要作用是將從高層傳送下來的數據分組打包，再進行必要的路由選擇、流量控制、差錯控制、順序檢測等進行必要的路由選擇、流量控制、差錯控制、順序檢測等處理，使數據正確無誤地傳送到目的端。處理，使數據正確無誤地傳送到目的端。將網絡邏輯地址轉換成物理機器地址：將網絡邏輯地址轉換成物理機器地

40、址： IP=MACIP=MAC。決定服務質量決定服務質量( (如消息的優先權如消息的優先權) )， 從發送者到接收者從發送者到接收者之間存在多條線路徑時之間存在多條線路徑時, ,還需要進行路由選擇：還需要進行路由選擇： 路由路由選擇選擇。當數據包的大小比數據鏈路層允許的最大數據幀還要當數據包的大小比數據鏈路層允許的最大數據幀還要大時大時, ,網絡層將其分成多個數據段，在接收端負責將多網絡層將其分成多個數據段，在接收端負責將多個數據段組合數據包：個數據段組合數據包：包的拆分和重組包的拆分和重組。網絡層數據封裝示意圖網絡層數據封裝示意圖 L4數據數據L4數據數據L3數據數據L3數據數據H3H3到數

41、據鏈路層到數據鏈路層從傳輸層從傳輸層到傳輸層到傳輸層網絡層網絡層網絡層網絡層分組分組從數據鏈路層從數據鏈路層分組分組網絡層網絡層網絡層地址 網絡層地址通常由兩部分組成 網絡地址 主機地址 網絡層地址是全局唯一的IP 地址地址IPX 地址地址網絡地址網絡地址主機地址主機地址8網絡地址網絡地址主機地址主機地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25IP網絡IP網絡路由協議與可路由協議可路由協議（routed protocol）定義數據包內各個字段的格式和用途，對數據進行網絡層封裝 路由協議（routing protocol）在路由器之間傳遞信息，計算路由并形成路由表，為可路由

42、協議選擇路徑可路由協議：IP路由協議： RIP、OSPF、BGPRIPOSPFBGP面向連接和無連接的服務 面向連接的服務 通信之前先建立連接，通信完成后斷開連接 有序傳遞 應答確認 差錯重傳 適合于對可靠性要求高的應用 無連接的服務 盡力而為的服務 無需建立連接 無序列號機制，無確認機制，無重傳機制 適合于對延遲敏感的應用網絡層協議操作網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層應用層

43、應用層RTARTBRTCRTDRTERTARTBRTC網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層應用層應用層HostAHostBHostAHostB傳輸層 傳輸層功能： 分段上層數據 建立端到端連接 透明、可靠傳輸 流量控制 傳輸層協議： 主要有TCP/IP協議族的TCP協議和UDP協議，以及IPX/SPX協議組的SPX協議等。應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層 傳輸層的主要作用是為利用通信子網進行通信的兩傳輸層的主要作用是為利用通信子網進行通信的兩個主機，提供可靠的、透明的個主機，提供

44、可靠的、透明的端端-端端多路多路數據傳輸數據傳輸服服務務。 本層提供了兩個實體之間本層提供了兩個實體之間端對端端對端的通信，掩蓋了通的通信，掩蓋了通信網服務的差別。傳輸層向高層用戶屏蔽了通信子網的信網服務的差別。傳輸層向高層用戶屏蔽了通信子網的細節。該層的數據單元是段（細節。該層的數據單元是段（Segment)Segment)，該層通常提供該層通常提供兩種服務：面向連接的服務和面向無連接的服務。主要兩種服務：面向連接的服務和面向無連接的服務。主要協議包括協議包括InternetInternet的的TCPTCP、UDPUDP，NovellNovell的的SPXSPX等。等。傳輸層傳輸層傳輸層的功

45、能傳輸層的功能: :端對端通信：端對端通信： 傳輸層用于網絡內兩實體間建立端到端的通信信道用于傳輸信息或報文分組。傳輸層不關心路徑選擇。傳輸層服務：傳輸層服務： 傳輸層提供端點間的可靠、透明數據傳輸、執行端點間的差錯檢測和恢復、順序控制流量控制，管理多路復用。傳輸層數據封裝及功能示意圖傳輸層數據封裝及功能示意圖 H4H4H4H4H4H4L4數據數據L4數據數據L4數據數據L5數據數據L5數據數據L4數據數據L4數據數據L4數據數據到網絡層到網絡層從網絡層從網絡層 從會話層從會話層到會話層到會話層傳輸傳輸層層傳輸傳輸層層傳輸層傳輸層會話層、表示層和應用層應用層協議：為應用程序進程（比如文字處理、

46、郵件、電子表格）提供網絡服務SQL、NFS、RPC等表示層協議：定義數據格式與結構協商上層數據格式ASCII、MPEG、JPEG等會話層協議：主機間通信建立、維護、終結應用程序之間的會話文字處理、郵件、電子表格等應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層會話層會話層 管理不同主機上各進程間的對話。該層使應用進程之間能夠建立、維護會話的連接；會話層可以通知進程之間實現同步通信：管理和控制會話連接會話連接同步數據交換會話交互管理異常報告 會話層會話層會話層會話層傳送報文傳送報文為通信的兩個進為通信的兩個進程建立會話連接，程建立會話連接，進行交換進行

47、交換會話管理會話管理令牌管理令牌管理同步管理同步管理會話層數據封裝及功能示意圖會話層數據封裝及功能示意圖 L6數據數據H5L5數據數據到傳輸層到傳輸層從傳輸層從傳輸層從表示層從表示層到表示層到表示層會話會話層層L6數據數據H5L5數據數據會話會話層層表示層表示層 為上下層之間提供對數據或信息的語法和語義的轉換。該層完成某些特定的功能，它提供了一種公共語言，可以使不同類型的計算機相互通信、相互理解；該層還能夠提供數據壓縮、解壓縮的服務，以及加密解密的服務：轉換信息的格式和編碼數據壓縮和數據加密、解密表示層連接管理機制為應用層提供表示連接服務原語 表示層表示層表示層表示層信息格式信息格式的轉換的轉換數據的加數據的加密和解密密和解密OSI內部語法內部語法表示層數據封裝示意圖表示層數據封裝示意圖 L6數據數據數據的編碼、加密和壓縮數據的編碼、加密和壓縮H6L7數據數據從應用層從應用層到會話層到會話層表示表示層層L6數據數據數據的解碼、解密和解壓縮數據的解碼、解密和解壓縮H6L7數據數據到應用層到應用層從會話層從會話層表示表示層層 表示層表示層 應用層應用層 為應用進程提供訪問為應用進程提供訪問OSIOSI環境的手段。如文件傳輸、環境的手段。如文件傳輸、電子郵件、網絡管理等。該層預先定義的完整功能直電子郵件、網絡管理等。該層預先定義