第1章 通信網(wǎng)絡概論

第一頁，共76頁。第一頁，共76頁。內(nèi)容 1.1通信網(wǎng)絡的基本構(gòu)成 1.2協(xié)議體系及分層的概念第二頁，共76頁。第二頁，共76頁。1.1通信網(wǎng)絡的基本構(gòu)成1.1.1數(shù)據(jù)傳輸鏈路1.1.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡1.1.3網(wǎng)絡的互連第三頁，共76頁。第三頁，共76頁。1.1通信網(wǎng)絡的基本構(gòu)成第四頁，共76頁。第四頁，共76頁。通信網(wǎng)絡的分類用戶活動的類型：移動、固定業(yè)務的種類：電話、計算機數(shù)據(jù)、多媒體傳輸媒介：有線、無線技術(shù)體制：ATM交換體制、電路交換體制、分組交換體制應用領(lǐng)域：軍用、民用/公用、專用通信網(wǎng)絡舉例：固定電話網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、ATM網(wǎng)絡、局域網(wǎng)、IP網(wǎng)絡等。第五頁，共76頁。第五頁，共76頁。通信網(wǎng)絡舉例（1）第六頁，共76頁。第六頁，共76頁。通信網(wǎng)絡舉例（2）它包括的網(wǎng)絡（通常稱為子網(wǎng)）有：ATM網(wǎng)絡（AsynchronousTransferMode，異步轉(zhuǎn)移模式）

、X.25分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、PSTN/ISDN（PublicSwitchedTelephoneNetwork/IntegratedServiceDigitalNetwork）、移動通信網(wǎng)/衛(wèi)星通信網(wǎng)、FDDI環(huán)網(wǎng)（FiberDistributedDataInterface，光纖分布式數(shù)據(jù)接口）、局域網(wǎng)及高速骨干核心網(wǎng)等。整個網(wǎng)絡通過以WDM鏈路（WavelengthDivisionMultiplexing）作為核心路由器的高速通道，形成高速信息傳輸平臺，將上述各子網(wǎng)互連互通，可形成一個無縫覆蓋的網(wǎng)絡。第七頁，共76頁。第七頁，共76頁。通信網(wǎng)絡舉例（3）路由器是網(wǎng)絡互連的核心設備，它負責分組（分組是由若干數(shù)據(jù)比特組成的可進行獨立傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊，其長度為幾十個字節(jié)到幾千個字節(jié)）的轉(zhuǎn)發(fā)和為各個分組選擇適當?shù)膫鬏斅窂?。（鐵路運輸?shù)呢涍\站、集裝箱碼頭）第八頁，共76頁。第八頁，共76頁。通信網(wǎng)絡舉例（4）正是由于路由器的存在，我們可以將任一用戶（用戶A）的分組，通過一個最優(yōu)的路由（用戶A→路由器R13→路由器R1→路由器R3→ATM網(wǎng)絡→路由器R14→用戶G）轉(zhuǎn)發(fā)給任一目的用戶（用戶G）。（圖1.2）第九頁，共76頁。第九頁，共76頁。通信網(wǎng)絡舉例（5）在該網(wǎng)絡中，以分組作為載體來運載不同類型的業(yè)務。這些業(yè)務可以是話音、圖像、視頻，也可以是電子郵件、Web業(yè)務等等。為了向用戶提供不同的服務，除通信網(wǎng)絡本身以外，網(wǎng)絡中還掛有不同類型的服務器，如S1、S2、S3等。因此在通信網(wǎng)中，通信的雙方可以是人與人、機器與機器、人與機器等，通信的形式既可以是一個用戶對一個用戶，也可以是一個用戶對多個用戶或多個用戶對多個用戶。第十頁，共76頁。第十頁，共76頁。1.1.1數(shù)據(jù)傳輸鏈路（1）所謂數(shù)據(jù)傳輸鏈路是指在物理傳輸媒介（如雙絞線、同軸電纜、光纖、微波傳輸系統(tǒng)、衛(wèi)星傳輸電路等）上利用一定的傳輸標準（它通常規(guī)定了電氣接口、調(diào)制解調(diào)的方式、數(shù)據(jù)編碼的方式、比特同步、幀格式和復分接的方式等）形成的傳輸規(guī)定速率（和格式）的數(shù)據(jù)比特通道。第十一頁，共76頁。第十一頁，共76頁。1.1.1數(shù)據(jù)傳輸鏈路（2）數(shù)據(jù)傳輸鏈路分為兩大類：一類是用戶到網(wǎng)絡節(jié)點（路由器或交換機）之間的鏈路（簡稱為接入鏈路）；另一類是網(wǎng)絡節(jié)點（路由器或交換機）到網(wǎng)絡節(jié)點（路由器或交換機）之間的鏈路（簡稱為網(wǎng)絡鏈路）。第十二頁，共76頁。第十二頁，共76頁。1.1.1數(shù)據(jù)傳輸鏈路（3）接入鏈路有多種形式，如Modem（調(diào)制解調(diào)器）鏈路、xDSL鏈路、ISDN鏈路、無線鏈路（移動通信和衛(wèi)星通信鏈路）、局域網(wǎng)鏈路等。例如：xDSL鏈路是通過數(shù)字技術(shù)，對PSTN端局（本地電話交換機）到用戶終端之間的線路進行改造而成的數(shù)字用戶線DSL（DigitalSubscriberLine）。DSL的前綴x表示不同的傳輸方案。例如：ADSL（AsymmetricDSL,非對稱數(shù)字用戶線）的上行速率為640kb/s～1Mb/s，下行速率為6～8Mb/s;HDSL(HighSpeedDSL)上下行速率相同，均為768kb/s或1.5Mb/s；VDSL（VeryHighSpeedDSL）下行速率12.96Mb/s、25Mb/s、52Mb/s，上行速率為1.6～2.3Mb/s。第十三頁，共76頁。第十三頁，共76頁。ADSL例如：DMTfullratedownstream(upto8Mbps)DMTfullrateupstream(upto640Kbps)G.liteADSLdownstream(upto1.5Mbps)G.liteADSLupstream(upto512Kbps)第十四頁，共76頁。第十四頁，共76頁。Cable Modem例如：TheDCM-201hasamaximumdownloadingspeedat38Mbps(256QAM)andamaximumuploadingspeedat10Mbps(16QAM).TheDCM-201usestheReed-Solomonerrorcorrectionmethodfordatapacketintegrity.?DownstreamModulation:64QAM,256QAM?FrequencyRange:91-857MHz?UpstreamModulation:QPSK,16QAM?FrequencyRange:5-42MHz第十五頁，共76頁。第十五頁，共76頁。局域網(wǎng)鏈路局域網(wǎng)鏈路中最典型的是以太網(wǎng)（Ethernet）鏈路，在雙絞線上可傳輸?shù)姆逯禂?shù)據(jù)速率為10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。這是在辦公室環(huán)境下，最常用的接入方式。第十六頁，共76頁。第十六頁，共76頁。GPRS/CDMA鏈路高速上網(wǎng)：支持GPRSclass8;支持最高53.6Kbps的下載速度。雙頻支持：GSM雙頻（900MHz/1.8GHz）CDMA上網(wǎng)卡：數(shù)據(jù)傳輸速率最高達256Kbps，實際接入速度平均可達每秒233Kbps，網(wǎng)速是GPRS的3-4倍，CDMA網(wǎng)絡升級到3G,無需更換設備速度更可高達1.9MBps第十七頁，共76頁。第十七頁，共76頁。1.1.1數(shù)據(jù)傳輸鏈路（4）網(wǎng)絡鏈路也有多種形式，如：幀中繼、SDH、WDM等。例如：SDH（Synchronous DigitalHierachy，同步數(shù)字系列）是在美國貝爾實驗室提出的SONET（SynchronousOpticalNetwork，光同步數(shù)字網(wǎng)）的基礎(chǔ)上制定的技術(shù)標準，它具有一套標準化的結(jié)構(gòu)等級STM-N（N=1，4，16，64），它們的傳輸速率分別為STM-1（155.520Mb/s），STM-4（622.080Mb/s），STM-16（2488.320Mb/s），STM-64（9953.280Mb/s）。第十八頁，共76頁。第十八頁，共76頁。1.1.1數(shù)據(jù)傳輸鏈路（5）光波分復用（WDM，WaveLengthDivisionMultiplexing）技術(shù)是在一根光纖中能同時傳輸多個波長光信號的一種技術(shù)。在發(fā)端將不同波長的光信號組合（復用）起來。在接收端又將組合的光信號分開（解復用）并送到不同的終端。目前在一根光纖上可提供的數(shù)據(jù)速率為4*2.5Gb/s（第一個數(shù)字4為波長數(shù)，第二個數(shù)字2.5為每一波長上的速率）、16*10Gb/s，160*2.5Gb/s、128*10Gb/s等，理論上可達5Tb/s的傳輸速率。1550nm窗口的DWDM光纜系統(tǒng)第十九頁，共76頁。第十九頁，共76頁。1.1.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡（1）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡的基本功能是通過網(wǎng)絡中的交換機（或路由設備）為運載用戶業(yè)務的分組，選擇合適的傳輸鏈路，從而使這些分組迅速可靠地傳送到目的用戶。（一個分組經(jīng)過的所有傳輸鏈路的集合稱為一條路徑(或路由)）。在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡中，要傳送的基本內(nèi)容稱為消息（Message）。根據(jù)不同的應用場合，消息可有不同的含義。比如，消息可以是一份電子郵件（E-mail），一份文件，一幅圖像，……。

第二十頁，共76頁。第二十頁，共76頁。1.1.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡（2）在要進行交互操作的場合，如：A可以發(fā)一個消息給B，B可以發(fā)一個應答給A，雙方需要交互多次才可完成信息交換的過程，或者說，雙方需要按一定的順序交換大量的消息。我們稱這樣一個消息的序列為一個會話過程（Session）。第二十一頁，共76頁。第二十一頁，共76頁。1.1.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡（2）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡必須保證每一個會話過程可靠、及時、高效地完成。典型的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡：分組交換網(wǎng)和ATM網(wǎng)等。第二十二頁，共76頁。第二十二頁，共76頁。1．分組交換網(wǎng)（1）在分組交換網(wǎng)中，將消息分成許多比較短的、格式化的數(shù)據(jù)塊稱為分組（Packet）進行傳輸和交換。每一個分組由若干比特的數(shù)據(jù)組成。每一個分組通常包括一個附加的分組頭。分組頭指明該分組的目的節(jié)點及其他網(wǎng)絡控制信息。在每一個網(wǎng)絡節(jié)點中采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的工作方式來將輸入的分組送到選定的輸出鏈路上。（這種按照一定的規(guī)則（路由算法）將輸入分組送到選定的輸出鏈路上的過程稱為交換。）第二十三頁，共76頁。第二十三頁，共76頁。1．分組交換網(wǎng)（2）重裝第二十四頁，共76頁。第二十四頁，共76頁。1．分組交換網(wǎng)（2）如何選擇一條合適的傳輸路徑？基本方式：虛電路方式數(shù)據(jù)報方式第二十五頁，共76頁。第二十五頁，共76頁。1．分組交換網(wǎng)（3）在虛電路方式中，在一個會話過程開始時，確定S→D的一條邏輯通路（即實際分組傳輸時才占用物理鏈路，無分組傳輸時不占用物理鏈路。此時物理鏈路可用于其他用戶分組的傳輸）。會話過程中所有的分組都沿此邏輯通道進行。例如圖1-3（a）的S→D之間為消息A建立了一條邏輯通路。每一條邏輯通路中的邏輯鏈路可用一個虛電路號（VCn）來表示。第二十六頁，共76頁。第二十六頁，共76頁。1．分組交換網(wǎng)（4）在數(shù)據(jù)報方式中，為會話過程中的每一個分組獨立地選擇路由，也就是S→D之間一次會話過程中的分組可以獨立地選擇路徑A，路徑B或路徑C或其他路徑。因而，到達目的節(jié)點D的分組所經(jīng)過的鏈路可能各不相同。第二十七頁，共76頁。第二十七頁，共76頁。電路交換電路交換是指根據(jù)用戶的呼叫請求，將輸入物理電路直接與輸出物理電路相連接的一種交換技術(shù)。電路交換機在功能上等效為一個開關(guān)矩陣，當某一輸入電路要與某一輸出電路相連時，則將對應的開關(guān)閉合，形成直接的通路。在電路交換網(wǎng)中，在雙方通信之前，需要在雙方建立一條直接的物理通路，在通信結(jié)束后，要拆除該物理通路。在通信過程中，收發(fā)雙方獨占該道物理通路。在電路交換方式中，信息的傳輸具有很短的時延，且可以保持收發(fā)雙方嚴格的同步關(guān)系。但與分組交換相比，鏈路使用效率相對較低。第二十八頁，共76頁。第二十八頁，共76頁。2．ATM網(wǎng)絡（1）ATM（AsynchronousTransferMode）是在傳統(tǒng)電話網(wǎng)使用的電路交換以及分組交換網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種交換技術(shù)，可以較好地支持不同速率、不同種類的寬帶信息交換。第二十九頁，共76頁。第二十九頁，共76頁。2．ATM網(wǎng)絡（2）它與分組交換的差別是采用一個全網(wǎng)統(tǒng)一的固定長度的分組（稱之為信元）進行傳輸和交換。ATM網(wǎng)絡中，信元的長度為53個字節(jié)，其中5個字節(jié)為信元頭，48個字節(jié)用來運載信息。好處：由于信元長度和格式固定，可用硬件電路對信元進行處理，因而縮短了每一個信元的處理時間。它采用面向連接（即虛電路）方式，以提高信息傳送的實時性。ATM設計是以光纖傳輸為基礎(chǔ)，因此在傳輸鏈路上采用了非常簡單的差錯控制和流量控制等措施，提高了信元在網(wǎng)絡中的傳輸速率。第三十頁，共76頁。第三十頁，共76頁。2．ATM網(wǎng)絡（3）ATM用戶（終端）到ATM交換機（網(wǎng)絡）之間的接口稱為UNI（User-NetworkInterface，用戶網(wǎng)絡接口）。交換機（網(wǎng)絡節(jié)點）之間的接口稱為NNI（Network-NodeInterface，網(wǎng)絡節(jié)點接口）。第三十一頁，共76頁。第三十一頁，共76頁。2．ATM網(wǎng)絡（4）ATM的信元格式：UNI接口和NNI接口的信元格式除前12個比特格式不同外，其余格式完全相同。GFC（GenericFlowControl）是流量控制比特。VPI/VCI用來表示信元傳遞的路徑。其中，VPI（VirtualPathIdentifier）是虛通道標識；VCI（VirtualChannelIdentifier）是虛信道標識。PT（PayloadType,負荷類型）用來區(qū)分該信元是用戶信息還是控制信息。CLP（CellLossPriority，信元丟失優(yōu)先級）指示信元的丟失優(yōu)先級。HEC（HeaderErrorControl，信元頭差錯控制）提供信元頭四個字節(jié)的差錯控制，可進行多個比特的檢錯和單個比特的糾錯。第三十二頁，共76頁。第三十二頁，共76頁。2．ATM網(wǎng)絡（5）第三十三頁，共76頁。第三十三頁，共76頁。1.1.3網(wǎng)絡的互連（1）前面兩個小節(jié)，我們主要討論的是一個子網(wǎng)內(nèi)的問題，這時所有的鏈路具有相同特性，采用某種數(shù)據(jù)傳輸鏈路協(xié)議和尋址方式，通過交換設備來實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的路由選擇和信息交換。當多個（不同傳輸和交換方式的）子網(wǎng)要互聯(lián)互通構(gòu)成一個大的網(wǎng)絡時，需要采用路由器（設備）。如圖1-5所示。第三十四頁，共76頁。第三十四頁，共76頁。1.1.3網(wǎng)絡的互連（2）第三十五頁，共76頁。第三十五頁，共76頁。1.1.3網(wǎng)絡的互連（3）路由器的基本功能有兩個：一是根據(jù)路由表，將報文（datagram）發(fā)送到正確的目的地；二是維持和更新決定報文傳輸路徑的路由表。路由表中指明到達目的地應將報文送入與路由器相連的哪一個子網(wǎng)。輸入端口輸入子網(wǎng)輸出子網(wǎng)輸出端口

1子網(wǎng)C子網(wǎng)A22子網(wǎng)A子網(wǎng)B33子網(wǎng)B子網(wǎng)C1第三十六頁，共76頁。第三十六頁，共76頁。1.1.3網(wǎng)絡的互連（4）路由器工作方式是：從接收報文中提取目的地址，并確定該地址中的網(wǎng)絡號，查找路由表以獲得與該目標網(wǎng)絡相匹配的表項。該表項包括報文應到達的下一網(wǎng)絡及到達下一網(wǎng)絡的必要信息（如對應的路由器輸出端口）。報文被封裝在選定的輸出端口的數(shù)據(jù)幀中(采用輸出子網(wǎng)的數(shù)據(jù)格式)，并由輸出端口輸出。第三十七頁，共76頁。第三十七頁，共76頁。1.1.3網(wǎng)絡的互連（5）為了實現(xiàn)全網(wǎng)互連需要兩個基本條件：一是全網(wǎng)統(tǒng)一編址，二是路由算法。編址解決如何區(qū)分網(wǎng)絡中的節(jié)點、用戶終端等，例如，在Internet中是采用IP地址來區(qū)分路由器、服務器、用戶計算機等。路由算法解決從源到目的地之間應經(jīng)過的子網(wǎng)、路由器、網(wǎng)絡節(jié)點等。例如，可以采用從源到目的地經(jīng)過的路由器最少的原則來選擇一條路由。第三十八頁，共76頁。第三十八頁，共76頁。1.1.3網(wǎng)絡的互連（6）路由器區(qū)別于交換機的關(guān)鍵特征是它可連接使用不同物理傳輸媒介、具有不同傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路。在一個典型的網(wǎng)絡中，通常會有一種以上的局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN）技術(shù)，而每個子網(wǎng)都有獨立的數(shù)據(jù)鏈路傳輸協(xié)議和尋址方式。第三十九頁，共76頁。第三十九頁，共76頁。內(nèi)容 1.1通信網(wǎng)絡的基本構(gòu)成 1.2協(xié)議體系及分層的概念第四十頁，共76頁。第四十頁，共76頁。1.2協(xié)議體系及分層的概念 1.2.0通信協(xié)議的重要性 1.2.1分層的概念 1.2.2OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 1.2.3TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 1.2.4混合的分層協(xié)議體系第四十一頁，共76頁。第四十一頁，共76頁。通信協(xié)議（1）第四十二頁，共76頁。第四十二頁，共76頁。通信協(xié)議（2）通信協(xié)議的重要性：占據(jù)兩個山頂?shù)乃{軍與駐扎在山谷的白軍作戰(zhàn)。力量對比是：一個山頂上的藍軍打不過白軍，但兩個山頂?shù)乃{軍協(xié)同作戰(zhàn)就可戰(zhàn)勝白軍。一個山頂上的藍軍擬于次日正午向白軍發(fā)起攻擊。于是發(fā)送電文給另一山頂上的友軍。但通信線路很不好，電文出錯的可能性很大。因此要求收到電文的友軍必須發(fā)送確認電文。但確認電文也可能出錯。試問能否設計出一種協(xié)議，使得藍軍能實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定(即100%)取得勝利？第四十三頁，共76頁。第四十三頁，共76頁。明日正午進攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………這樣的協(xié)議無法實現(xiàn)！通信協(xié)議（3）第四十四頁，共76頁。第四十四頁，共76頁。通信協(xié)議（4）不難看出，如此往復下去將引起無窮多次信息的交換，也不可能使雙方同時進入進攻的狀態(tài)。這個問題出現(xiàn)的關(guān)鍵是：每一方很難相信自己是正確的，它要求雙方的信息都必須嚴格正確。如果我們把前面嚴格確認的條件放松，即要求同時進攻的概率很高，這樣上面的問題就可以解決。解決的方法是：如果紅軍一方要在某個時間發(fā)起進攻，它就同時派出多個信使，并確信對方會以很大的概率獲得該信息，而對方確信請求進攻方會發(fā)起進攻。這樣雙方取勝的可能性很大。第四十五頁，共76頁。第四十五頁，共76頁。通信協(xié)議（5）上述例子說明了通信協(xié)議（規(guī)則）的重要性，完善的通信協(xié)議應當保證通信的終端能高效地向用戶提供所需的服務。不同的通信功能需要不同的通信協(xié)議，如IEEE802.3，IP，TCP，HTTP,…。一個完整的通信(信息)系統(tǒng)需要一組通信協(xié)議。通信協(xié)議通?？赏ㄟ^完善的協(xié)議體系來描述。為了描述協(xié)議體系，這里首先給出分層的概念。第四十六頁，共76頁。第四十六頁，共76頁。1.2.1分層的概念（1）通信網(wǎng)絡的協(xié)議可按照分層的概念來設計。分層概念的基礎(chǔ)是“模塊”的概念。例如：在計算機系統(tǒng)中，一個模塊就是一個過程或一臺設備，它完成一個給定的功能；若干個模塊組成一個完整的系統(tǒng)功能。模塊提供的功能通常稱之為“服務”。第四十七頁，共76頁。第四十七頁，共76頁。1.2.1分層的概念（2）采用模塊概念的好處是：設計簡單、可懂性好、標準化、互換性好，有大量現(xiàn)存的模塊可以利用。對于模塊設計人員，要關(guān)心該模塊內(nèi)部的細節(jié)和模塊的操作。而對于模塊使用人員，把模塊當作一個黑盒子，只關(guān)心該模塊的輸入、輸出以及輸入輸出的功能關(guān)系，而不關(guān)心模塊內(nèi)部的工作細節(jié)。模塊可以嵌套組成更大的模塊。第四十八頁，共76頁。第四十八頁，共76頁。1.2.1分層的概念（3）例如：一個高層的模塊由低層模塊加上一些簡單模塊組成。第四十九頁，共76頁。第四十九頁，共76頁。1.2.1分層的概念（4）通信網(wǎng)絡的分層可以看成由一套模塊組成的體系結(jié)構(gòu)，除了最低層由物理通信鏈路組成以外，每一個高層模塊是由低層黑盒子通信系統(tǒng)加一組簡單的模塊組成。第五十頁，共76頁。第五十頁，共76頁。1.2.1分層的概念（5）對等模塊：由于信息的交換必須在雙方進行，通信的雙方必須有相同（或相應）的功能塊，才能完成給定的功能，因此在每一層雙方兩個功能相對應的模塊就稱為對等（peer）模塊或?qū)Φ冗^程。如圖1-8中的模塊H和H′，模塊L和L′都是對等模塊。在該圖中，低層模塊（通信系統(tǒng)黑盒子）本身由更低層的對等模塊和更低層的通信系統(tǒng)黑盒子組成。第五十一頁，共76頁。第五十一頁，共76頁。1.2.1分層的概念（5）假設我們討論的是第n層，那么一個節(jié)點中第n層對等模塊與對方節(jié)點中第n層對等模塊通過第n-1層進行通信時，有兩個非常重要的方面。第一方面是：需要有一個分布式算法（或稱為協(xié)議）來供兩個對等層相互交換消息，以便為高層提供所需的功能和業(yè)務。第二方面是第n層和第n-1層之間的接口（API），該接口對于實際系統(tǒng)的設計和標準化非常重要。第五十二頁，共76頁。第五十二頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)國際標準化組織（ISO）將協(xié)議體系結(jié)構(gòu)模型分為七個層次：應用層、表示層、會話層、運輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，并將它作為開發(fā)協(xié)議標準的框架。該模型被稱為開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型，如圖1-9所示。第五十三頁，共76頁。第五十三頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第一層：物理層（physicallayer）。在由物理通信信道連接的任一對節(jié)點之間，提供一個傳送比特流（比特序列）的虛擬比特管道。在發(fā)端它將從高層接收的比特流變成適合于物理信道傳輸?shù)男盘?，在收端再將該信號恢復成所傳輸?shù)谋忍亓?。物理信道包括：雙絞線、同軸電纜、光纜、無線電信道等。第五十四頁，共76頁。第五十四頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第二層：數(shù)據(jù)鏈路層（datalinklayer）。物理層提供的僅僅是原始的數(shù)字比特流傳送服務，它并不進行差錯保護。而數(shù)據(jù)鏈路層負責數(shù)據(jù)塊（幀）的傳送，并進行必要的同步控制、差錯控制和流量控制。由于有了第二層的服務，它的上層可以認為鏈路上的傳輸是無差錯的。第五十五頁，共76頁。第五十五頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第三層：網(wǎng)絡層（networklayer）網(wǎng)絡層的基本功能是把網(wǎng)絡中的節(jié)點和數(shù)據(jù)鏈路有效地組織起來，為終端系統(tǒng)提供透明的傳輸通路（路徑）。網(wǎng)絡層通常分為兩個子層：網(wǎng)內(nèi)子層和網(wǎng)際子層。網(wǎng)內(nèi)子層解決子網(wǎng)內(nèi)分組的路由、尋址和傳輸問題；網(wǎng)際子層解決分組跨越不同子網(wǎng)的路由選擇、尋址和傳輸問題。它還包括不同子網(wǎng)之間速率匹配、流量控制、不同長度分組的適配、連接的建立、保持和終止等問題。第五十六頁，共76頁。第五十六頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第四層：運輸層（transportlayer）。運輸層可以看成是用戶和網(wǎng)絡之間的“聯(lián)絡員”。它利用低三層所提供的網(wǎng)絡服務向高層提供可靠的端到端的透明數(shù)據(jù)傳送。它根據(jù)發(fā)端和終端的地址定義一個跨過多個網(wǎng)絡的邏輯連接（而不是第三層所處理的物理連接），并完成端到端（而不是第二層所處理的一段數(shù)據(jù)鏈路）的差錯校正和流量控制功能。它使得兩個終端系統(tǒng)之間傳送的數(shù)據(jù)單元無差錯，無丟失或重復，無次序顛倒。第五十七頁，共76頁。第五十七頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第五層：會話層（sessionlayer）。會話層負責控制兩個系統(tǒng)的表示層（第六層）實體之間的對話。它的基本功能是向兩個表示層實體提供建立和使用連接的方法，而這種表示層之間的連接就叫做“會話”（session）。第五十八頁，共76頁。第五十八頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第六層：表示層（presentationlayer）。表示層負責定義信息的表示方法，并向應用程序和終端處理程序提供一系列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務，以使兩個系統(tǒng)用共同的語言來進行通信。表示層的典型服務有：數(shù)據(jù)表示（信息編碼、加密和字符集的翻譯），格式化（數(shù)據(jù)格式的修改及文本壓縮）和語法選擇（語法的定義及不同語言之間的翻譯）等。第五十九頁，共76頁。第五十九頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第七層：應用層（applicationlayer）。應用層是最高的一層，直接向用戶（即應用進程AP）提供服務，它為用戶進入OSI環(huán)境提供了一個窗口。應用層包含了管理功能，同時也提供一些公共的應用程序，如文件傳送，作業(yè)傳送和控制，事務處理，網(wǎng)絡管理等等。第六十頁，共76頁。第六十頁，共76頁。1.2.2 OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)高層功能低層功能第六十一頁，共76頁。第六十一頁，共76頁。1.2.3TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP(Transmission Control Protocol/InternetProtocol)協(xié)議族是美國國防部高級研究規(guī)劃局(DARPA)所資助的實驗性分組交換網(wǎng)絡ARPARNET上研究開發(fā)成功的。TCP/IP協(xié)議族的通信任務組織成五個相對獨立的層次：應用層、運輸層、互連網(wǎng)層、網(wǎng)絡接入層、物理層。（它沒有OSI七層模型中的表示層和會話層）。TCP/IP協(xié)議族重點強調(diào)應用層、運輸層和互連網(wǎng)層，而對網(wǎng)絡接入層只要求能夠使用某種協(xié)議來傳送互連網(wǎng)層的分組。第六十二頁，共76頁。第六十二頁，共76頁。1.2.3TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡接入層的主要功能是解決與硬件相關(guān)的功能，向互連網(wǎng)層提供標準接口。從網(wǎng)絡的角度來講，它是解決在一個網(wǎng)絡中兩個端系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)的問題，以及一個端系統(tǒng)（計算機）和它連接的網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換。第六十三頁，共76頁。第六十三頁，共76頁。1.2.3TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)如果兩臺設備連在兩個不同的網(wǎng)絡上，要使數(shù)據(jù)穿過多個互連的網(wǎng)絡正確地傳輸，這是互連網(wǎng)層（網(wǎng)際層）要完成的功能。該層采用的協(xié)議稱為互連網(wǎng)協(xié)議（IP），它提供跨越多個網(wǎng)絡的選路功能和中繼功能。IP解決了網(wǎng)絡互連問題，但它是一個不可靠的傳輸協(xié)議。在傳輸過程中可能會出現(xiàn)IP報文的錯誤、丟失和亂序等問題。第六十四頁，共76頁。第六十四頁，共76頁。1.2.3TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)TCP為應用程序之間的數(shù)據(jù)傳輸提供可靠連接，它是面向連接的傳輸控制協(xié)議。UDP為應用層提供無連接的服務，它并不保證一定傳到，也不保證按順序傳輸以及不重復傳送。第六十五頁，共76頁。第六十五頁，共76頁。1.2.4混合的分層協(xié)議體系由于現(xiàn)代通信網(wǎng)絡的低層基