1、第二章 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議1. 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是層次和協(xié)議的集合。2. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：通信雙方在通信中必須遵守的規(guī)則。用來描述進(jìn)程之間信息交換過程的一組術(shù)語。3. 協(xié)議三要素：語法、語義和交換規(guī)則(時(shí)序、定時(shí))。a) 語法：規(guī)定數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式。b) 語義：規(guī)定通信雙方要發(fā)出何種控制信息、完成何種動(dòng)作以及做出何種應(yīng)答。c) 交換規(guī)則：規(guī)定事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。4. 分層設(shè)計(jì)a) 為了降低協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，采用層次化結(jié)構(gòu)。b) 每一層向其上層提供服務(wù)。c) N 層是 N-1 層的用戶，是N+1 層服務(wù)的提供者。d) 第 N 層和第 N 層通信，使用第N 層協(xié)議。e) 實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)的層次是物

2、理層。f) 分層的優(yōu)點(diǎn)：i. 各層之間相互獨(dú)立，高層不必關(guān)心底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。ii. 有利于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)，每個(gè)層次實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的變化不會(huì)對其它層次產(chǎn)生影響。iii. 易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。g) 分層原則：每層功能明確，層數(shù)不宜太多也不能太少。h) 協(xié)議是水平的(對等層通信時(shí)遵守的規(guī)則)i) 對等層：通信的不同計(jì)算機(jī)的相同層次。k) 服務(wù)：下層為上層提供服務(wù)5. 網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有相同的分層結(jié)構(gòu)，不同節(jié)點(diǎn)的相同層次具有相同的功能，不同節(jié)點(diǎn)的相同層次通信使用相同的協(xié)議。6. 數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程a) 數(shù)據(jù)從發(fā)送端的最高層開始，自上而下逐層封裝。b) 到達(dá)發(fā)送端的最底層，經(jīng)過物理介質(zhì)到達(dá)目的端。c) 目的

3、端將接收到的數(shù)據(jù)自下而上逐層拆封。d) 由最高層將數(shù)據(jù)交給目標(biāo)進(jìn)程。7. 封裝：在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。8. 層次和協(xié)議的關(guān)系：每層可能有若干個(gè)協(xié)議，一個(gè)協(xié)議主要只屬于一個(gè)層次。9. 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU ) ：對等層之間交換的信息報(bào)文。10. 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)可以分為兩種：面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)。11. OSI/RM (開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)a) 應(yīng)用層面向用戶提供服務(wù)，最底層物理層，連接通信媒體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。b) 上層通過接口向下層提出服務(wù)請求，下層通過接口向上層提供服務(wù)。c) 除物理層以外，其他層不直接通信。d) 只有物理層之間才通過傳輸介質(zhì)進(jìn)行真正的數(shù)據(jù)通信。12

4、. OSI 的特點(diǎn)：a) 每層的對應(yīng)實(shí)體之間都通過各自的協(xié)議進(jìn)行通信。b) 各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都有相同的層次結(jié)構(gòu)。c) 不同系統(tǒng)的相應(yīng)層次有相同的功能。d) 同一系統(tǒng)的各層之間通過接口聯(lián)系。e) 相鄰兩層之間，下層為上層提供服務(wù)，上層使用下層提供的服務(wù)。13. 物理層a) 描述：i. 是網(wǎng)絡(luò)的最底層ii. 向下是物理設(shè)備之間的接口iii. 向上為鏈路層提供數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)iv. 是純硬件實(shí)現(xiàn)其功能v. 任務(wù)：實(shí)現(xiàn)物理上的信息傳輸vi. 物理層協(xié)議是各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)時(shí)必須遵守的底層協(xié)議。b) 功能：i. 為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)的通路ii. 數(shù)據(jù)傳輸iii. 定義通信結(jié)構(gòu)的物理特性。1. 機(jī)械特

5、性：接口的形狀和尺寸，針腳的個(gè)數(shù)2. 電氣特性：物理信道上傳輸比特流時(shí)信號電平的大小、數(shù)據(jù)編碼方式3. 功能特性：每個(gè)針腳的功能(接口的信號線：數(shù)據(jù)線、控制線、定時(shí)線、地線)4. 規(guī)程特性：工作規(guī)則和時(shí)間順序c) 接口標(biāo)準(zhǔn)：RS-232D ( 25 針) 、X.21 、 RS-232C 、 RS449 、 V.24d) 物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：中繼器、集線器、傳輸介質(zhì)a） 位置：介于物理層于網(wǎng)絡(luò)層之間b） 描述：把物理層的袁術(shù)數(shù)據(jù)打包成幀，并負(fù)責(zé)幀在計(jì)算機(jī)之間無差錯(cuò)進(jìn)行傳遞。c） 傳輸數(shù)據(jù)單元：幀。最小的語義單位。d） 主要目的：將一條原始的、有差錯(cuò)的物理線路變成對網(wǎng)絡(luò)層邏輯上的、無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。

6、e） 主要功能：i. 鏈路管理ii. 幀同步iii. 流量控制iv. 差錯(cuò)控制v. 透明傳輸vi. 尋址f） 協(xié)議i. 面向字符型的同步協(xié)議：BSC（二進(jìn)制同步通信規(guī)程）、半雙工協(xié)議ii. 面相比特型的同步協(xié)議：HDLC高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程，定義了三種幀類型1. 信息幀：用于數(shù)據(jù)傳輸，簡稱I 幀2. 監(jiān)視幀：用于差錯(cuò)控制和流量控制，簡稱S 幀3. 無編號幀：用于提供鏈路的建立、拆除及其他多種控制功能，簡稱U 幀g） 層次劃分：MAC 層： （ 介質(zhì)訪問控制子層）負(fù)責(zé)物理尋址和對網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的訪問管理。建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的數(shù)據(jù)鏈路連接。LLC 子層： （ 邏輯鏈路控制子層）設(shè)備：網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、交換機(jī)

7、h) i)位同步（同步技術(shù)）1. 傳輸單位：數(shù)據(jù)塊(幀)2. 特點(diǎn)： 要求復(fù)雜的同步技術(shù)、代價(jià)高、效率高、便于差錯(cuò)控制和流量控制3. 描述：在發(fā)送數(shù)據(jù)之前發(fā)送一個(gè)同步字符SYN ，然后發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)束時(shí)發(fā)送同樣的同步字符SYN 。ii. 字符同步(異步同步技術(shù))1. 傳輸單位：字符2. 特點(diǎn)：要求收發(fā)時(shí)鐘近似相同，設(shè)備簡單，效率低、適用于低俗場合、費(fèi)用較低3. 描述： 將每一個(gè)字符前面加一個(gè)起始位，字符結(jié)尾后添加一個(gè)終止位然后傳輸。15. 網(wǎng)絡(luò)層又稱為 IP 層a) 也稱為通信子網(wǎng)層b) 負(fù)責(zé)控制通信子網(wǎng)的操作、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確無誤地傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)。c) 主要目的：為分組選擇最近路

8、徑，通過通信子網(wǎng)到達(dá)通信子網(wǎng)到達(dá)目的主機(jī)。d) 傳輸單位：分組e) 功能i. 路徑選擇：向傳輸層提供兩種接口：數(shù)據(jù)報(bào)、虛電路ii. 流量控制：功能：防止因過載而引起吞吐量下降、時(shí)延增加、避免死鎖。iii. 數(shù)據(jù)的傳輸與中繼iv. 清除子網(wǎng)的質(zhì)量差異f) 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：可分為面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)i. 虛電路服務(wù)(X.25)描述：所有分組按順序到達(dá)過程：建立連接、傳輸數(shù)據(jù)、拆除鏈接適合傳輸大批量的數(shù)據(jù)特點(diǎn)：當(dāng)報(bào)文較長時(shí)，差錯(cuò)控制由通信子網(wǎng)完成、分組按順序到達(dá)，不重復(fù)、不丟失，接收端無需排序。ii. 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)描述：每個(gè)分組單獨(dú)選路，每個(gè)分組中都含有目的地地址。適合傳輸小批量的、突發(fā)性的數(shù)據(jù)特點(diǎn)：報(bào)

9、文比較短，隨機(jī)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，不能按序到達(dá)，接收端需要排序g) 設(shè)備：路由器、橋由器、三層交換機(jī)16. 傳輸層a) 位置：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)之間b) 作用：在兩端計(jì)算機(jī)內(nèi)的進(jìn)程間、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的傳輸c) 向高層用戶屏蔽了底層通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，傳輸層不對數(shù)據(jù)加工處理。d) 服務(wù)：i. 尋址： 在用戶進(jìn)程間提供可靠和有效的端到端服務(wù)， 傳輸?shù)刂罚鳈C(jī)分配的端口號ii. 建立連接iii. 流量控制可以有效的提高數(shù)據(jù)e) 多路復(fù)用技術(shù)：把多個(gè)低速信道組合成一個(gè)高速信道的技術(shù)，iv.崩潰恢復(fù)利用率。i. 頻分多路復(fù)用（FDM ） ：根據(jù)頻率不同將信道分割成多個(gè)信道，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)信道上同時(shí)傳送多路信號，可

10、能會(huì)出現(xiàn)失真的情況ii. 時(shí)分多路復(fù)用（TDM ） ：把時(shí)間分割成長短相等的時(shí)間片均勻輪流分配給所有用戶（無論用戶是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送），不會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，但會(huì)有輪空現(xiàn)象。iii. 統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（STDM ） ：動(dòng)態(tài)分配時(shí)間片，不會(huì)失真，不會(huì)輪空iv. 波分多路復(fù)用（WDM ）v. 碼分多路復(fù)用（CDM ）17. 其他各層簡介a） 會(huì)話層：建立、維護(hù)、結(jié)束會(huì)話連接、會(huì)話管理、組織和同步。b） 表示層： 數(shù)據(jù)的格式和表達(dá)，信息的內(nèi)容和表示形式，數(shù)據(jù)的加密解密、加壓解壓，數(shù)據(jù)編碼。被稱為網(wǎng)絡(luò)的翻譯者。c） 應(yīng)用層：OSI/RM 的最高層，是網(wǎng)絡(luò)與用戶的接口。1. 功能：為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供完成

11、特定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能所需的各種協(xié)議。18. OSI 規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)的層次劃分，以及每一層上所實(shí)現(xiàn)的功能。TCP/IP1. 起源： 20 世紀(jì) 70 年代的 ARPANET2. 作用：實(shí)現(xiàn)異種機(jī)異種網(wǎng)之間的互聯(lián)3. 核心思想：隱藏具體物理網(wǎng)絡(luò)的差異、提供透明的一致的、標(biāo)準(zhǔn)的邏輯網(wǎng)絡(luò)4. 特點(diǎn)：開放性、統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)性、獨(dú)立性5. 是 Internet 采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，被公認(rèn)為當(dāng)前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。7. TCP/IP 是一組協(xié)議簇，其中TCP 和 IP 是兩個(gè)重要的協(xié)議。于1973 年提出。8. TCP 傳輸控制協(xié)議，提供面向連接的服務(wù)。9. IP 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議，提供無連接的不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和網(wǎng)際路由服務(wù)。10

12、. 四個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層、應(yīng)用層11. 網(wǎng)絡(luò)接口層a) 位置： TCP/Ip 的最底層，也稱為網(wǎng)絡(luò)訪問層。b) 與 OSI 的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層對應(yīng)c) 局域網(wǎng)采用IEEE802系列協(xié)議d) IEEE 802.3 以太網(wǎng)協(xié)議e) IEEE 802.4 令牌總線f) IEEE 802.5 令牌環(huán)協(xié)議g) 廣域網(wǎng)協(xié)議：PPP 、 FR、 X.2512. 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層a) 功能：主要是負(fù)責(zé)在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)分組b) 與網(wǎng)絡(luò)層對應(yīng)c) 主要協(xié)議IP 網(wǎng)際互連協(xié)議ARP 地址解析協(xié)議RARP 反向地址解析協(xié)議ICMP 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議IGMP 網(wǎng)際組管理協(xié)議13. 傳輸層a) 又稱主機(jī)至主

13、機(jī)層b) 功能：負(fù)責(zé)端到端的對等實(shí)體之間進(jìn)行通信c) 兩個(gè)協(xié)議：TCP 、 UDPTCP ：可靠的面向連接的協(xié)議UDP：不可靠的無連接的協(xié)議14. 應(yīng)用層a) TCP/IP 的最高層，對應(yīng)OSI 的上三層，用于提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。如文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、域名服務(wù)和簡單網(wǎng)絡(luò)管理。b) 協(xié)議SMTP ：簡單郵件傳輸協(xié)議，用于電子郵件傳遞HTTP ：超文本傳輸協(xié)議，提供Web 服務(wù)Telnet ：遠(yuǎn)程登陸協(xié)議FTP ：文件傳輸協(xié)議DNS：域名解析協(xié)議，負(fù)責(zé)IP 地址和域名的轉(zhuǎn)換DHCP ：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議POP3 ：郵局協(xié)議SNMP ：簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議NFS：網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)協(xié)議RIP：路由信息協(xié)議協(xié)議詳解a)

14、 工作層次：網(wǎng)際層15. IP 協(xié)議b) 基本任務(wù)：通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)報(bào)c) 特點(diǎn)：不可靠的無連接的數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。提供盡力而為的傳輸服務(wù)。d) 數(shù)據(jù)報(bào)的分段和重組，重組是分段的反過程，其中數(shù)據(jù)報(bào)重組發(fā)生在目的主機(jī)上。e) 路由選擇依據(jù)，目的主機(jī)的IP 地址。f) 分組中包含的信息：發(fā)送端IP 地址、目的IP 地址。g) 因?yàn)闊o連接不可靠，所以會(huì)出現(xiàn)出錯(cuò)、重復(fù)、丟失的分組現(xiàn)象。h) 網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議中，ICMP 和 IGMP 協(xié)議會(huì)封裝在IP 分組中傳輸，而 ARP 和 RARP協(xié)議不會(huì)封裝到IP 分組中傳輸。i) 主要功能：存儲(chǔ)-尋址-轉(zhuǎn)發(fā)，不關(guān)心上層的功能，上層信息封裝在IP 數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分。1

15、6. TCP 傳輸控制協(xié)議a) 工作層次：傳輸層b) 特點(diǎn)：可靠的、面向連接的協(xié)議c) 傳輸單元：TCP 報(bào)文d) 使用端口號區(qū)分不同協(xié)議，兩個(gè)字節(jié)e) 通過“三次握手“建立連接f) 過程：建立連接、傳輸數(shù)據(jù)、釋放連接17. TCP/IP 的工作工程a) 是一個(gè)“自上而下、自下而上“的過程b) 傳輸層將數(shù)據(jù)分解成長短相等的TCP 段c) IP 層給 TCP 段加上源、目的地IPd) 從上到下最先對數(shù)據(jù)進(jìn)行分段的是傳輸層。18. UDP 協(xié)議 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議a) 無連接的、不可靠的b) 適合傳輸要求迅速發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)19. ICMP 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議：提供差錯(cuò)控制服務(wù)，常用于診斷實(shí)用程序中。20.

16、ARP 地址解析協(xié)議：IP 地址到 MAC 地址的轉(zhuǎn)換21. RARP 反向地址解析協(xié)議：MAC 地址到 IP 地址的轉(zhuǎn)換22. 網(wǎng)絡(luò)接口層其他的協(xié)議a) 廣域網(wǎng)：HDLC 、 SLIP 、 PPP 、 FR、 X.25b) 局域網(wǎng)協(xié)議：IEEE 802 系列23. SLIP 串行線路網(wǎng)際協(xié)議a) 現(xiàn)今用于連接某些ISP， 串行線路IP 是一種在串行線路上對IP 數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行封裝的簡單形式。b) 缺點(diǎn)：不支持動(dòng)態(tài)IP 地址分配，無校驗(yàn)字段、無法檢測錯(cuò)誤、只能支持IP 協(xié)議。24. PPP 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議a) 優(yōu)點(diǎn)：修改了 SLIP 的所有缺點(diǎn)支持在單根串行線路上運(yùn)行的多種協(xié)議，不只是IP 協(xié)議每一幀

17、都有CRC 校驗(yàn)通信雙方可以進(jìn)行IP 地址的動(dòng)態(tài)協(xié)商25. ICMP 網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文：把錯(cuò)誤信息包封裝，傳送回給主機(jī)26. FTP 協(xié)議 文件傳輸協(xié)議工作層次：應(yīng)用層端口號：數(shù)據(jù)端口20 ，控制端口21使用 TCP 可靠的運(yùn)輸服務(wù)27. Telnet 遠(yuǎn)程登錄協(xié)議端口號：23 使用 TCP28. SMTP 簡單的郵件傳輸協(xié)議端口號：25 使用 TCP C/S 模式29. HTTP 超文本傳輸協(xié)議30. DNS 域名解析協(xié)議31. POP3郵局協(xié)議32. TFTP文件傳送33. RIP路由選擇協(xié)議34. SNMP 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議35. NFS 遠(yuǎn)程文件服務(wù)器36. DHCP ：為網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)自動(dòng)分配端口號 80 使用 TCP C/S 模式端口號：53使用 TCPC/S 模式端口號：110 TCPUDPUDPUDPUDPTCP/IP 參數(shù)（ C/S）TCP/IP 安裝以后，在“運(yùn)行”中鍵入 cmd 可打開命令提示符 命令1. Netstat ：顯示有關(guān)協(xié)議的統(tǒng)計(jì)信息和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的連接情況2. ROUTE ：在路由表中修改或顯示條目的命令3. Ipconfig ：顯示IP 地址，子網(wǎng)掩碼，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（查看配置）4. Ipcon