第二章计算机网络基础

必须有一条传送数据的通路；
发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行
“激活”； 要告诉网络如何识别接收数据的计算机； ……
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2.1 计算机网络的分层结构

2.1.1 OSI的7层模型及各层的主要功能
来 源 于 希 腊 语 “ ISOS” ， 即 “ EQUAL”—— 平 等 之 意 。 国 际 标 准 化 组 织 (International Organization for Standardization) 简称ISO，是一个全球性的非政府组织，是国 际标准化领域中一个十分重要的组织。 OSI/RM——Open System Interconnection Reference Model开放系统互连基本参考模型。
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2.1.2 TCP/IP协议栈
TCP/IP——传输控制协议/网际协议，是供已连
接因特网的计算机进行通信的通信协议。定义 了电子设备（比如计算机）如何连入因特网， 以及数据如何在它们之间传输的标准。 TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一 层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己 的需求。
网络安全与病毒防范
第二章 计算机网络基础
2.1 计算机网络的分层结构 2.2 常用的网络协议和网络服务 2.3 常用的网络协议和网络技术 2.4 常见网络设备 2.5 虚拟局域网技术

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2.1 计算机网络的分层结构
计算机网络是复杂的系统，具有复杂的结 构 如两台计算机互相传送文件，需要完成几 件工作：
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应用层
应用层协议 表示层协议
应用层 表示层 会话层
表示层
会话层
会话层协议
传输层
网络层 数据链路层 物理层 主机
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传输层协议 传输层 网络层 数据链路层 物理层 路由器 网络层 数据链路层 物理层 路由器 网络层 数据链路层 物理层 主机
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外的开销。
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2.1 计算机网络的分层结构


第七层——应用层(Application layer) 应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务 的接口。 应 用 层 协 议 的 代 表 包 括 ： Telnet 、 FTP 、 HTTP 、 SNMP等。 第六层是表示层(Presentation layer) 主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数 据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系 统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换 数据服务。 数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层 负责。例如图像格式的显示，就是由位于表示层的协 议来支持。
应用层 运输层 互联网络层 网络接口层

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应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件 传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络 远程访问协议（Telnet）等。
传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送， 应用程序之间的通信服务，主要功能是数据格式 化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议 （TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和 UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层 中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送 达并接收。

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2.2 常用的网络协议和网络服务

2.2.1 网络互联层和传输层
1.网际协议IP
——TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议， 实现了自动路由功能。 IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱 动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高 层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP 层接收来的数据包传送到更低层。 IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来 确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数 据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收 它的主机的地址（目的地址）。
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2.1 计算机网络的分层结构


第三层是网络层(Network layer) 网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。 网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有 网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站 点地址的网络地址。 第二层：数据链路层（DataLinkLayer) 在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间 的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信 道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。 数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该 层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、 数据的检错、重发等。
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OSI的设计目的

OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商 都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私 有网络模型所带来的困难和低效性。

分层
将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处
理的小问题。 在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服 务定义，协议规格说明。
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2.2 常用的网络协议和网络服务
4.控制报文协议ICMP协议
一种面向连接的协议，用于传输出错报告控制信息。 对于网络安全具有极其重要的意义。 TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由 器之间传递控制消息。 控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是 否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不 传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要 的作用。 ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正 错误的任务由发送方完成。
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缺点：
不提供数据报分组、组装和不能对数据包的排序； 当报文发送之后，无法得知其是否安全完整到达的； 在网络质量令人不十分满意的环境下，UDP协议数据
包丢失会比较严重。

优点：
它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速
度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送 时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据 包，也不会对接收结果产生太大影响。比如我们聊天 用的ICQ和OICQ就是使用的UDP协议。
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TCP/IP协议是现在互联网的基础。TCP/IP协议主要有
如下的特点： 1、TCP/IP协议是一个开放的协议标准，所有人都 可以免费试用，并且是独立于硬件和操作系统的。 2、TCP/IP协议是不区分网络硬件的，它在局域网， 广域网和互联网中都被广泛使用。 3、TCP/IP协议使用统一的网络地址分配的方案。 网络中的每台电脑都具有唯一的IP地址。
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2.1 计算机网络的分层结构

第一层：物理层（PhysicalLayer) 规定通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性， 用以建立、维护和拆除物理链路连接。 机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引 脚数量和排列情况等； 电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电 平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等； 功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义，即定 义了DTE和DCE之间各个线路的功能； 规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规 程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息时，DTE 和DCE双方在各电路上的成都学院 22
2.2 常用的网络协议和网络服务
5.
2.1 计算机网络的分层结构
每层完成一定的功能，每层都直接为其上层提供服务，
并且所有层次都互相支持，而网络通信则可以自上而 下（在发送端）或者自下而上（在接收端）双向进行。 当然并不是每一通信都需要经过OSI的全部七层，有的 甚至只需要双方对应的某一层即可。


物理接口之间的转接，以及中继器与中继器之间的连接就只需 在物理层中进行即可； 路由器与路由器之间的连接则只需经过网络层以下的三层即可。

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2.2 常用的网络协议和网络服务
2.

传输控制协议TCP
TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连 接，通讯时完成时要拆除连接，由于TCP是面向连 接的所以只能用于点对点的通讯。 TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重 传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。 TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量 控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送 方的发送速度。
总的来说，双方的通信是在对等层次上进行的，不能
在不对称层次上进行通信。
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2.1 计算机网络的分层结构

分层的好处：
各层间独立 灵活性好 结构上可分割开
易于实现和维护
能促进标准化工作

分层的缺点：
有些功能会在不同的层次中重复出现，产生额
ISO——
开放是指非垄断的。 系统是指现实的系统中与互联有关的各部分。

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2.1.1 OSI的7层模型及各层的主要功能

OSI/RM参考模型的提出
世界上第一个网络体系结构由IBM公司提出（74年，