第2章节计算机通信协议与网络体系结构幻灯片.pptVIP

2.4.1 TCP/IP分层体系结构 基于硬件层次上执行TCP/IP协议栈的因特网，如同OSI参考模型，由四个概念性层次组成，自上而下为应用层、传输层、网间互连层(IP层)和网络接口层，如图2.4.2所示。 图2.4.2 因特网TCP/IP分层体系结构 1.应用层 应用层(ApplicationLayer)对应于OSI―RM的高三层(应用层、表示层、会话层)，用户通过API(应用进程接口)调用应用程序来运用TCP/IP因特网提供的多种服务。应用程序负责收、发数据，并选择传输层提供的服务类型，如连续的字节流、独立的报文序列，然后按传输层要求的格式递交。 常用的基本服务程序有：远程登录(Telnet)、文件传输协议(FTP，FileTransferProtocol)、简化邮件传送协议(SMTP，SimpleMailTransferProtocol)、域名系统(DNS，DomainNameSystem)。此外，还有普通文件传输协议(TFTP，TrivialFileTransferProtocol)、网络文件系统(NFS，NetworkFileSystem)、网络信息系统(NIS，NetworkInformationSystem)、简单网络管理协议(SNMP，SimpleNetworkManagementProtocol)等。 ? 2.传输层 传输层(TransportLayer)提供端到端应用进程之间的通信，常称为端到端(EndtoEnd)通信。该层的通信协议有：传输控制协议(TCP，TransportControlProtocol)、用户数据报协议(UDP，UserDatagramProtocol)、IP电话所用的数字话音协议(NVP，NumericalVoiceProtocol)。传输控制协议(TCP)提供可靠的信息流传输服务，确保信息流无差错地按序到达对端。 3.网间互连层 网间互连层(InterconnectionLayer)常称为IP层，负责异构网或同构网的计算机进程之间的通信。它将传输层的分组封装为数据报(Datagram)格式进行传送，每个数据报必须包含目的地址、源地址。在因特网中，路由器是网间互连的关键设备，路由选择算法是网络层(包括互连子层)的主要研究对象。 这层的主要协议有：网络互连协议(IP，InternetProtocol)、互联网控制报文协议(ICMP，InternetControlMessageProtocol)、地址转换协议(ARP，AddressResolutionProtocol)、反向地址转换协议(RARP，ReverseAddressResolutionProtocol)等。 ? 4.网络接口层 网络接口层(NetworkInterfaceLayer)是TCP/IP协议栈的最下层，负责与物理网络的连接。网络接口包含各种设备驱动程序，也可以是一个具有下三层协议的通信子网。支持现有网络的各种接入标准有如广域网的X.25分组交换网、DDN、FRN、ATM网等，局域网和城域网的以太网(Ethernet)、标记环网(TokenRing)、FDDI以及PPP、SLIP等。 ? 2.4.2 TCP/IP模型的工作机理 TCP/IP模型的工作机理如图2.4.3所示。以两台主机A、B上的应用程序之间的通信过程为例，主机A通过应用层、传输层、网间互连层(IP层)到网络接口层进入网络1，按帧1格式传送和处理；路由器收到网络1的帧1，在IP层加以识别数据报头，选择转发路径，形成帧2，流经网络2；主机B在网络2中获取帧2，经网络接口层、IP层、传输层、应用层到达主机B。主机B到主机A的通信过程与此类似。 图2.4.3 因特网上TCP/IP模型的工作机理 图 2.4.4 在实现TCP/IP分层模型的工作机理时，还需理解层间的界限，如图2.4.4所示。由图可见，TCP/IP分层模型存在两个界限：应用程序与操作系统(OS)之间的界限和协议地址之间的界限。 在因特网中，软件一般分为操作系统软件和非操作系统软件。应用层程序是非操作系统软件。操作系统软件集成了通信协议软件，目的是减少在协议软件的低层间进行数据传送的开销。 在IP层之上的所有协议软件只使用IP地址，在网络接口层使用具体网络的物理地址。 2.5 标准化组织与机构