OSI参考模型与TCPIP模型ppt课件

OSI参考模型与TCP/IP模型伴随着计算机网络的飞跃发展，各大厂商根据自己的 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 生产出了不同的硬件和软件为了实现网络设备间的互相通讯，ISO和IEEE相继提出了OSI参考模型及其TCP/IP模型。引入了解OSI参考模型和TCP/IP模型的产生背景理解OSI参考模型和TCP/IP模型的层次结构及相关概念理解OSI参考模型和TCP/IP模型各层的功能课程目标学习完本课程，您应该能够：OSI参考模型TCP/IP模型目录计算机网络的各层以及其协议的结合，称为网络的体系结构。换言之，计算机网络的体系结构即是对计算机网络及其部件所应该完成的功能的精确定义。即计算机网络应设置哪几层，每层应提供哪些功能的精确定义,至于功能如何实现，则不属于网络体系结构讨论的范围。换句话说，网络体系结构只是从功能上描述计算机网络的结构，不涉及每层硬件和软件的组成，也不涉及这些硬件或软件的实现问题。网络的体系结构OSI参考模型 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的建立70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但都属于专用的。为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。国际标准化组织ISO于1981年正式推荐了一个网络系统结构——开放系统互连模型(OpenSystemInterconnectionreferencemodel)OSI/RM,简称OSI。由于这个标准模型的建立，使得各种计算机网络向它靠拢，大大推动了网络通信的发展。“开放”这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。一个功能完善的计算机网络需要制定一套复杂的协议集合，对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模型。这样分层的好处在于：每一层都实现相对的独立功能，因而可以将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。在网络互连中，有两个标准可以考虑：合法的和事实的。合法的意味着用权力或法律建立。事实的意味着用实际的事实建立。尽管没有得到官方或法律上的承认，但TCP/IP为网络协议创建了一个事实标准，尽管它在得到广泛接受之前并没有成为标准。OSI参考模型是一个合法的标准。国际标准化组织(ISO)创建了OSI模型，并在1984年发布，为供应商提供一个网络模型，这样它们的产品可以在网络上协调工作。计算机网络的分层模型计算机网络协议网络协议定义：即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。网络协议三个要素：语法：即数据与控制信息的结构或格式。语义：即需要发出何种控制信息、完成何种协议以及做出何种应答。同步：即事件实现顺序的详细说明。分层模型的优点解决通信的异质性问题：语言层解决不同种语言的相互翻译问题(汉-日)媒介层解决信息传递:语音(电话)/文字(传真)高层屏蔽低层细节问题概念层只关心会话内容,不关心语种和会话方式语言层只关心语种,不关心会话内容和方式媒介层只关心信息的传递,不关心信息的内容分层模型的优点 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 实现每个层次向上一层次提供服务每个层次向下一层次请求服务上层是为下层指引方向的，下次为上层提供更好的服务。降低协议设计的复杂性：各层相对独立，各层不必关心其它层的具体实现，只需知道上下层接口；标准化接口：任何一层发生修改，只要接口关系不变，其它层均不受影响；模块化结构：结构分层，各层都可独立实现；便于网络模型的设计；保证技术的互操作性：各层向下单向依赖，易于实现和维护最重要的一点是不同厂商生产设备时有一个共同操作的标准，使不同产商设备互相兼容。OSI参考模型层次结构应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567物理层定义了通信线路的一些规范。数据链路层 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 了物理地址、网络拓扑结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流量控制等。网络层为处在不同位置的两个设备之间，提供连接和选择一条最佳路径。传输层保证数据的可靠传输。会话层建立、管理和终止应用程序间的会话。表示层提供多种数据格式之间的转换。应用层为用户提供相关的服务，如：e-mail服务，ftp服务、www服务等。OSI参考模型概述传输层数据链路层网络层物理层会话层表示层应用层应用层（高层）高层的功能为处理用户接口、数据格式及应用访问。主要由操作系统实现数据流层（低层）定义了数据如何在网络传输介质之间传送，及数据如何通过网线和网络设备传输到期望的终端OSI参考模型的第5层及其以上各层为高层协议，实现资源子网的功能，其中的实体为进程。实现端到端的通信。下4层协议实现通信子网的功能，其中的实体为网络互联设备和网络通信介质，实现点到点的通信。OSI参考模型概述通信子网和资源子网通信子网：由所有通信线路、网络互连设备和相应通信协议软件组成，承担不同主机之间数据传输的任务；资源子网：网络中所有的主机、通信协议和各种应用系统。路由器仅有低3层协议，包含在通信子网中；主机有7层协议，但属于资源子网范围。路由器主机网络系统通信线路按各网络单元功能分割应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层发送进程接收进程物理层数据链路层网络层主机A主机B路由器路由器物理层数据链路层网络层通信子网物理介质物理介质物理通信物理通信：是通信进行的真实路径，从发送主机的上层逐层向下传递，经通信介质和通信子网送达目标主机，然后在目标主机中逐层向上传递。物理通信是由主机和网络设备中的逐层通信及通信子网中的逐点通信组合而成，因此物理通信具有间接通信属性。网络通信子系统应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层发送进程接收进程应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议物理层数据链路层网络层主机A主机B路由器路由器物理层数据链路层网络层通信子网物理介质物理介质逻辑通信网络层协议2链路层协议2物理层协议2逻辑通信：位于不同主机和网络设备中同层通信实体间的对话，对话遵循某一特定协议，且每层协议各不相同；传输层及以上层不同主机通信实体间的逻辑通信是直接点对点的通信，下3层中主机与路由器和路由器与路由器之间的通信也是直接通信，且同层通信协议不尽相同。网络层协议1网络层协议3链路层协议1链路层协议3物理层协议1物理层协议3对等层通信在分层模型中，对等是一个很重要的概念，因为只有对等层才能相互通信，一方在某层上的协议是什么，对方在同一层次上也必须是什么协议。两个网络在物理层就相同，使用中继器就可以连起来；如果两个网络物理层不同，链路层相同，使用桥接器可以连起来；如果两个网络物理层、链路层都不同，而网络层相同，使用路由器可以互连；如果两个网络协议完全不同，使用协议转换器（网关）可以互连。对等通信每一层都使用自己的协议每一层都利用下层提供的服务与对等层通信HostAHostBAPDUPPDUSPDUSegment（段）Packet（包）Frame（帧）Bit（比特）数据封装和解封装数据封装：OSI模型的每一层用其自己的协议与目的设备的相同层进行通信。为了交换信息，每层都使用协议数据单元（PDU）。PDU包括控制信息和用户数据。比如，帧是一个除上层控制信息和数据外还包含了数据链路层控制信息的PDU。将控制信息添加到一个PDU的过程称作封装。当一个层收到PDU时，它为该PDU添加一个头和尾，并将封装后的PDU传送到下一层。添加到PDU上的控制信息将被远端设备的相同层所解读。数据解封装：当一个远端设备收到一串比特数据时，它将它们传送给数据链路层进行帧操作。当数据链路层收到一个帧时，它完成以下工作：读出同层源设备提供的控制信息，从帧中剥离控制信息，将帧传给上一层，同时执行在帧的控制域给出的指令。这样，将控制信息从PDU剥离的过程就称作解封装。数据封装和解封装数据封装PPDUSPDUAPDU数据解封装数据封装与解封装(拆封)DataData第7层头+第7层头+第6层头Data第7层头第6层头+第5层头Data第7层头第6层头第5层头+第4层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头+第3层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头第3层头+第2层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头第3层头第2层头+第1层头Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头二进制的数据流第1层头Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第4层头第5层头第6层头第7层头Data第5层头第6层头第7层头Data第6层头第7层头Data第7层头封装解封装多层通信示例：国际外交多层通信示例计算机1向计算机2发送数据54361计算机1AP2AP1计算机2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层协议数据单元PDU275436127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据54361计算机1AP2AP1计算机2应用层协议数据单元再传送到表示层加上表示层首部，成为表示层协议数据单元PDU275436127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据54361计算机1AP2AP1计算机2表示层协议数据单元再传送到会话层加上会话层首部，成为会话层协议数据单元PDU275436127物理传输媒体计算机1会话层协议数据单元再传送到传输层加上传输层首部，成为传输层数据段计算机1向计算机2发送数据54361AP127AP2计算机25436127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据传输层数据段再传送到网络层加上网络层首部，成为IP数据包（或分组）AP2计算机2543612754361AP127计算机1物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据计算机1IP数据包再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧AP2计算机2543612754361AP127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据计算机1数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体AP2计算机2543612754361AP127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据物理传输媒体计算机1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层AP2计算机2543612754361AP127计算机1向计算机2发送数据计算机1物理层接收到比特流，上交给数据链路层54361AP127AP2计算机25436127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层计算机154361AP127AP2计算机25436127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据网络层剥去首部，取出数据部分上交给传输层计算机154361AP127AP2计算机25436127物理传输媒体计算机1向计算机2发送数据传输层剥去首部，取出数据部分上交给会话层计算机154361AP127AP2计算机25436127物理传输媒体会话层剥去首部，取出数据部分上交给表示层计算机154361AP127AP2计算机25436127计算机1向计算机2发送数据物理传输媒体表示层剥去首部，取出数据部分上交给会话层计算机154361AP127AP2计算机25436127计算机1向计算机2发送数据物理传输媒体应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程计算机154361AP127AP2计算机25436127计算机1向计算机2发送数据物理传输媒体计算机154361AP127AP2计算机25436127计算机1向计算机2发送数据AP2收到了AP1发来的应用程序数据！物理传输媒体物理层物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等物理层介质：同轴电缆（coaxialcable）：细缆和粗缆双绞线（twistedpair）：UTP、STP光纤（fiber）：单模、多模无线（wireless）：红外线、蓝牙BlueTooth、WLAN技术应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层物理层是OSI参考模型的最低层，与传输媒体直接相连，主要作用是建立、保持和断开物理连接，以确保二进制比特流的正确传输。物理层特性机械特征：规定线缆与网络接口卡的连接头的形状、几何尺寸、引脚线数、引线排列方式、锁定装置等一系列外形特征。电气特征：规定了在传输过程中多少伏特的电压代表“1”，多少伏特代表“0”。功能特征：规定了连接双方每个连接线的作用：用于传输数据的数据线、用于传输控制信息的控制线、用于协调通信的定时线、用于接地的地线。规程特征：具体规定了通信双方的通信步骤。物理层主要功能示意图典型物理层标准和设备物理层介质双绞线、同轴电缆、光纤、无线电信号等局域网物理层常见标准：10Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX常见设备：中继器、集线器广域网物理层常见标准：RS-232、V.24、V.35常见设备：Modem数据链路层数据链路层的功能：编帧和识别帧数据链路的建立、维持和释放传输资源控制流量控制差错验证寻址标识上层数据局域网数据链路层分为LLC子层和MAC子层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据链路层主要负责数据链路的建立、维持和拆除，确保在一段物理链路上数据帧的正确传输，将有差错的物理链路转化成对网络层来说是没有传输错误的数据链路:差错检测和数据流量控制。该层用于建立相邻结点之间的数据传输；它将不可靠的物理信道处理为可靠的通道，使高层不必考虑物理介质的具体特性；该层的数据单元为帧(frame)；IEEE标准将该层又分为介质访问控制层(MAC)和逻辑链路控制层(LLC)。物理层只负责传输无结构的原始比特流，是不可靠的。数据链路层将不可靠的物理连接（数据电路）转换成（对网络层来说）可靠的数据链路。为实现转换：首先，必须将物理层的无结构原始比特流划分成一定长度的结构数据单元——帧（frame）其次，对帧进行差错控制（errorcontrol），实现检错/纠错功能。最后，通过合适的流量控制（flowcontrol）协议保证收发双方的传输同步，为网络层提供透明可靠的服务。数据链路层数据链路层数据封装示意图典型数据链路层标准局域网数据链路层标准IEEE802.1基本局域网问题IEEE802.2定义LLC子层IEEE802.3以太网标准IEEE802.4令牌总线网IEEE802.5令牌环网广域网数据链路层标准HDLCPPPFrameRelay网络层编址路由拥塞控制异种网络互连应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网络层网络层主要作用是将从高层传送下来的数据分组打包，再进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等处理，使数据正确无误地传送到目的端。将网络逻辑地址转换成物理机器地址：IP=>MAC。决定服务质量(如消息的优先权)，从发送者到接收者之间存在多条线路径时,还需要进行路由选择：路由选择。当数据包的大小比数据链路层允许的最大数据帧还要大时,网络层将其分成多个数据段，在接收端负责将多个数据段组合数据包：包的拆分和重组。网络层数据封装示意图网络层网络层地址网络层地址通常由两部分组成网络地址主机地址网络层地址是全局唯一的IP地址IPX地址网络地址主机地址10.8.2.48网络地址主机地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25IP网络IP网络路由协议与可路由协议可路由协议（routedprotocol）定义数据包内各个字段的格式和用途，对数据进行网络层封装路由协议（routingprotocol）在路由器之间传递信息，计算路由并形成路由表，为可路由协议选择路径1.1.1.11.1.2.1可路由协议：IP路由协议：RIP、OSPF、BGP2.1.1.1RIPOSPFBGP面向连接和无连接的服务面向连接的服务通信之前先建立连接，通信完成后断开连接有序传递应答确认差错重传适合于对可靠性要求高的应用无连接的服务尽力而为的服务无需建立连接无序列号机制，无确认机制，无重传机制适合于对延迟敏感的应用网络层协议操作网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层表示层会话层传输层应用层RTARTBRTCRTDRTERTARTBRTC网络层数据链路层物理层表示层会话层传输层应用层HostAHostBHostAHostB传输层传输层功能：分段上层数据建立端到端连接透明、可靠传输流量控制传输层协议：主要有TCP/IP协议族的TCP协议和UDP协议，以及IPX/SPX协议组的SPX协议等。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层传输层传输层的主要作用是为利用通信子网进行通信的两个主机，提供可靠的、透明的端---端多路数据传输服务。本层提供了两个实体之间端对端的通信，掩盖了通信网服务的差别。传输层向高层用户屏蔽了通信子网的细节。该层的数据单元是段（Segment)，该层通常提供两种服务：面向连接的服务和面向无连接的服务。主要协议包括Internet的TCP、UDP，Novell的SPX等。传输层传输层的功能:端对端通信：传输层用于网络内两实体间建立端到端的通信信道用于传输信息或报文分组。传输层不关心路径选择。传输层服务：传输层提供端点间的可靠、透明数据传输、执行端点间的差错检测和恢复、顺序控制流量控制，管理多路复用。传输层数据封装及功能示意图传输层会话层、表示层和应用层应用层协议：为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务SQL、NFS、RPC等表示层协议：定义数据格式与结构协商上层数据格式ASCII、MPEG、JPEG等会话层协议：主机间通信建立、维护、终结应用程序之间的会话文字处理、邮件、电子表格等应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层会话层管理不同主机上各进程间的对话。该层使应用进程之间能够建立、维护会话的连接；会话层可以通知进程之间实现同步通信：管理和控制会话连接会话连接同步数据交换会话交互管理异常报告会话层会话层传送报文为通信的两个进程建立会话连接，进行交换会话管理令牌管理同步管理会话层数据封装及功能示意图表示层为上下层之间提供对数据或信息的语法和语义的转换。该层完成某些特定的功能，它提供了一种公共语言，可以使不同类型的计算机相互通信、相互理解；该层还能够提供数据压缩、解压缩的服务，以及加密解密的服务：转换信息的格式和编码数据压缩和数据加密、解密表示层连接管理机制为应用层提供表示连接服务原语表示层表示层信息格式的转换数据的加密和解密OSI内部语法表示层数据封装示意图表示层应用层为应用进程提供访问OSI环境的手段。如文件传输、电子邮件、网络管理等。该层预先定义的完整功能直接面向用户，该层的应用程序有FTP、TELNET、SMTP等：网络完整的透明性用户资源的配置应用管理和系统管理分布式信息服务分布式数据库管理应用层作用用户接口应用层TelnetHTTP应用层功能示意图应用层为用户的应用进程访问OSI环境提供服务负责整个网络应用程序一起很好地工作网络参考模型归纳总结ISO/OSI参考模型：物理层：二进制传输数据链路层：介质访问网络层：确定地址和最佳路径传输层：端到端连接会话层：互连主机通信表示层：数据表示应用层：为应用程序提供网络服务OSI参考模型TCP/IP模型目录TCP/IP模型的层次结构应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567应用层传输层网络层网络接口层1234OSI参考模型TCP/IP模型网络接口层负责处理与传输介质相关的细节物理线路和接口链路层通信主要协议以太网/FDDI/令牌环SLIP/HDLC/PPPX.25/帧中继/ATM应用层传输层网络层网络接口层1234TCP/IP模型网络层负责将数据包送达正确的目的数据包的路由路由的维护主要协议IPICMPIGMP应用层传输层网络层网络接口层1234TCP/IP模型传输层负责提供端到端通信数据完整性校验差错重传数据的重新排序主要协议TCPUDP应用层传输层网络层网络接口层1234TCP/IP模型应用层负责处理特定的应用程序细节远程访问资源共享主要协议TelnetFTP/TFTPSMTP/POP3SNMP/HTTP应用层传输层网络层网络接口层1234TCP/IP模型OSI参考模型和TCP/IP的出现，为清晰地理解互联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大的方便，推动了计算机网络的飞速发展OSI参考模型分为七层结构，而TCP/IP模型分为四层结构本章总结