计算机网络体系结构

理解OSI参考模型理解TCP/IP协议。掌握IP地址的分类。了解UDP协议。掌握IP地址设置。掌握pingIP地址和TCP协议教学目标:项目二认识计算机网络体系结构项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四项目二认识计算机网络体系结构项目二：认识计算机网络体系结构任务一认识体系结构和网络协议任务二认识OSI参考模型任务三认识TCP/IP参考模型任务四配置测试TCP/IP协议任务一任务二任务三实训小结任务四操作一认识网络体系结构操作二认识网络协议操作三认识网络协议分层项目二：认识计算机网络体系结构任务一认识体系结构和网络协议任务一任务二任务三实训小结任务四操作一认识网络体系结构项目二：认识计算机网络体系结构网络体系结构的定义：网络体系结构是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。任务一任务二任务三实训小结任务四任务一认识体系结构和网络协议操作二认识网络协议语法定时语义网络协议包括数据格式、编码及信号电平等包括用于协调和差错处理的控制信息包括速度匹配和排序项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四任务一认识体系结构和网络协议操作三认识网络协议分层项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四任务一认识体系结构和网络协议任务二认识OSI参考模型操作一认识OSI参考模型的各层介绍操作二理解QQ传输信息过程项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四任务二认识OSI参考模型（一）认识OSI参考模型的层次结构OSI参考模型将整个网络的通信功能划分成7个层次，每层各自完成一定的功能。由低层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。OSI参考模型划分层次的原则如下。网络中各节点都具有相同的层次。不同节点的同等层具有相同的功能。同一节点内相邻层之间通过接口通信。每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。不同节点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。1.物理层物理层负责最后将信息编码成电流脉冲或其他信号用于网上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。2.数据链路层数据链路层提供物理链路上可靠的数据传输，负责在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。3.网络层网络层提供两个终端系统之间的连接和路径选择，负责在源和终点之间建立连接，一般包括网络寻径，还可能包括流量控制、错误检查等。4.传输层传输层负责两端节点之间的可靠网络通信，向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务。传输层的功能一般包括流量控制、多路传输、虚电路管理及差错校验和恢复。5.会话层会话层建立、管理和终止应用程序会话并管理表示层实体之间的数据交换。通信会话包括发生在不同网络应用层之间的服务请求和服务应答，这些请求与应答通过会话层的协议实现。会话层允许不同机器上的用户建立会话关系，允许进行类似传输层的普通数据的传输，在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互（interaction）。6.表示层表示层主要解决用户信息的语法表示问题，提供多种功能用于应用层数据编码和转化，以确保一个系统应用层发送的信息可以被另一个系统应用层识别。7.应用层应用层是最接近终端用户的OSI层，这就意味着OSI应用层与用户之间是通过应用软件直接相互作用的。应用层包含大量人们普遍需要的协议。通过定义一个抽象的网络虚拟终端，编辑程序和其他所有的程序都面向该虚拟终端。任务二认识OSI参考模型操作一认识OSI参考模型的各层介绍项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四任务二认识OSI参考模型1.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四操作一认识OSI参考模型的各层介绍任务二认识OSI参考模型操作二理解QQ传输信息过程（1）信息的编辑和发送当编辑好一条信息如“你好”后，单击发送按钮，这样一条信息就可以通过网络传出去了。1.发送数据项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四任务二认识OSI参考模型（2）建立连接当计算机把“你好”转换成二进制之后，就可以进行传输了。首先，要想把这样一条信息传输出去，必须和对方的计算机建立连接，同时使双方的信息都能够相互识别，就是要为不同计算机间提供公共语言，这两个任务是由OSI参考模型中表示层和会话层完成的，会话层负责通信链路连接，表示层则负责双方能够顺利通信。1.发送数据会话层维持通信秩序建立连接电脑表示层电脑项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（3）信息容错不管我们发送什么信息，在传输时都要检测传输线路的容错性。这一过程由OSI模型的传输层完成。1.发送数据传输层“你好”编码：11010110111101111100011011010101检测容量错误发送拒绝正确项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（4）路径选择网络传输上，每一条信息都是有地址的，就像我们寄信一样，寻找地址的工作就由OSI模型的第三层——网络层来完成。网络层路径3“你好”编码的地址：xyz.abc.mnp选择最佳路径识别xyz.abc.mnp路径1路径2项目二：认识计算机网络体系结构1.发送数据任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（5）数据纠错与建立链接要发送的信息地址找到后，就要进行数据的纠错，如果发现信息有错误，则通知上层重新整理发送，如果信息无误，则进行物理链路的链接。这一功能主要由OSI模型数据链路层来完成。数据链路层网卡“你好”编码：11010110111101111100011011010101检测错误建立链路重发正确电脑项目二：认识计算机网络体系结构1.发送数据任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（6）数据发送信息地址被确认之后，就要进行信息编码的传输了。物理层“你好”编码的地址：xyz.abc.mnp识别集线器网卡网络“你好”项目二：认识计算机网络体系结构1.发送数据任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（1）接收数据对于接收方计算机来说，首先，信息由网线传送到的网卡上，执行接收过程。2.数据的接收（2）数据检测当数据被接收时，会进行数据检测，如果发现数据有误，则发出通知，要求对方重新发送；若信息正确，则接收信息（如“你好”），然后拆除链路。项目二：认识计算机网络体系结构任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（3）信息确认与会话结束当信息被接收到计算机后，由高层进行数据确认，然后发送收到确认，结束会话。这一过程是由接收方计算机的传输层和会话层完成的。传输层“你好”编码拆除线路确认xyz.abc.mnp收到“你好”会话层“你好”项目二：认识计算机网络体系结构2.数据接收任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程任务二认识OSI参考模型（4）发送完毕，编码转化到此，通过QQ发送的“你好”两个字发送完毕，只不过发到目的计算机上的仍然是二进制编码，由接收方的计算机转换成“你好”二字，然后显示在屏幕上。如果对方再发回一条信息，则又会重新建立一条链路，道理和前面讲述的完全一样。项目二：认识计算机网络体系结构2.数据接收任务一任务二任务三实训小结任务四操作二理解QQ传输信息过程操作一认识TCP/IP的体系机构操作二认识IP协议操作三认识TCP协议操作四认识UDP协议操作五认识其他TCP/IP操作六OSI和TCP/IP参考模型的比较项目二：认识计算机网络体系结构任务三认识TCP/IP参考模型任务一任务二任务三实训小结任务四操作一认识TCP/IP的体系机构项目二：认识计算机网络体系结构任务三认识TCP/IP参考模型任务一任务二任务三实训小结任务四TCP/IP不是一个简单的协议，而是一组小的、专业化协议，包括TCP/IP、UDP、ARP、ICMP以及其他的一些子协议。大部分网络管理员将整组协议称为TCP/IP。1.主机网络层2.网络互连层3.传输层4.应用层项目二：认识计算机网络体系结构任务三认识TCP/IP参考模型任务一任务二任务三实训小结任务四操作一认识TCP/IP的体系机构1.主机—网络层主机─网络层是TCP/IP参考模型的最低层，负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过低层物理网络发送出去，或者从低层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。2.网络互连层网络互连层的主要功能是负责相邻节点之间的数据传送。它的主要功能包括3个方面。3.传输层TCP/IP参考模型中传输层的作用与OSI参考模型中传输层的作用是一样的，即在源节点和目的节点的两个进程实体之间提供可靠的端到端数据传输。为保证数据传输的可靠性，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假定分组丢失，必须重新发送。4.应用层传输层的上一层是应用层，应用层包括所有的高层协议。早期的应用层有远程登录协议（Telnet）、文件传输协议（FileTransferProtocol，FTP）和简单邮件传输协议（SimpleMailTransferProtocol，SMTP）等。操作二认识IP1.网际协议（IP）属于TCP/IP模型和互连网层，提供关于数据应如何传输以及传输到何处的信息。2.IP协议的功能是把数据报在互联的网络上传送，通过将数据报在一个个IP协议模块间传送，直到目的模块。项目二：认识计算机网络体系结构任务三认识TCP/IP参考模型任务一任务二任务三实训小结任务四（二）认识IP1.IP的功能IP的功能是在一个个IP模块间传送数据报。网络中每个计算机和网关上都有IP模块。数据报在一个个模块间通过路由处理网络地址传送到目的地址，因此，搜寻网络地址是IP十分重要的功能。（1）IP与IP层服务。IP主要负责为计算机之间传输的数据报寻址，并管理这些数据报的分片过程。（2）IP地址。IP服务不可靠最大努力无连接IP并不随意地丢弃数据报，只有当系统的资源用尽、接收数据错误或网络出现故障等状态下，才不得不丢弃报文特点特点不管数据报沿途经过哪些节点，甚至也不管数据报起止于哪台计算机。数据报从源始节点到目的节点可能经过不同的传输路径，而且这些数据报在传输的过程中有可能丢失，有可能正确到达特点IP本身没有能力证实发送的报文能否被正确接收，不检测数据传输错误；发生错误时，也没有机制保证一定可以通知发送方和接收方（3）IP地址的概念。连入Internet中的计算机与连入电话网的电话机非常相似，计算机的每个连接也有一个由授权单位分配的号码，称之为IP地址。（4）IP地址的组成。IP地址由32位二进制数值组成（4字节），但为了方便用户的理解和记忆，通常采用点分十进制标记法，即将4字节的二进制数值转换成4个十进制数值，每个数值小于等于255，数值中间用“.”隔开，表示成w.x.y.z的形式。w.x.y.z（5）IP地址的用途。根据IP地址，网络可以判定是否通过某个路由器将数据传递出去。通过分析要传递数据的目的IP地址，如果其网络地址与当前所在的网络相同，那么，该数据就可以直接传递，无须经过路由器。（6）IP地址的分类。按照IP规定，Internet上的地址共有A、B、C、D、E共5类。2.子网地址和掩码（1）子网地址。在实际应用中，需要对IP地址中的主机号部分进行再次划分，将其划分成子网号和主机号两部分（2）子网掩码。再次划分后的IP地址的网络号部分和主机号部分用子网掩码来区分，子网掩码也为32位二进制数值，分别对应IP地址的32位二进制数