互联网技术及应用 课程的目的与任务: 研究TCPP协议栈各子层协议,重点理解应用层协议及部分底层 协议原理,了解 TCP/P的网络配置及维护。 第一章重点: 第1章概述 1.基本网络 1.1因特网概述 术语和概 12TCPP网际互连的体系结构 念 13TCPP协议族 1.3.1TCPP的产生与发展 2.TCP/P分 1.3.2TCPP分层模型 层模型及 1.3.3TCPP协议族中各协议功能 134复用和分解 其工作原 1.3.5深层的TCPP协议和服务 理 14端口号 15应用编程接口 3.TCPP协 议族结构 4.复用和分 引言 解的原理 很多不同的厂家生产各种型号的计算机,它们运行完全不同的操作5.端口号的 系统,但TCP/IP协议族允许它们互相进行通信。它成为被称作“全 概念 球互联网”或“因特网( Internet)”的基础。本章主要对TCP/IP 协议族进行概述,其目的是为本书其余章节提供充分的背景知识 1.1因特网概述(见ppt) 计算机网络的概念 计算机网络的结构
中 原 工 学 院 教 案 专 用 纸 第 1 页 互联网技术及应用 课程的目的与任务： 研究 TCP/IP 协议栈各子层协议，重点理解应用层协议及部分底层 协议原理，了解 TCP/IP 的网络配置及维护。 第1章概述 1.1 因特网概述 1.2 TCP/IP 网际互连的体系结构 1.3 TCP/IP 协议族 1.3.1 TCP/IP 的产生与发展 1.3.2 TCP/IP 分层模型 1.3.3 TCP/IP 协议族中各协议功能 1.3.4 复用和分解 1.3.5 深层的 TCP/IP 协议和服务 1.4 端口号 1.5 应用编程接口 引言 很多不同的厂家生产各种型号的计算机，它们运行完全不同的操作 系统，但T C P / I P协议族允许它们互相进行通信。它成为被称作“全 球互联网”或“因特网( I n t e r n e t )”的基础。本章主要对T C P / I P 协议族进行概述，其目的是为本书其余章节提供充分的背景知识 1.1 因特网概述（见ppt） 计算机网络的概念 计算机网络的结构 第一章重点： 1. 基本网络 术语和概 念 2.. TCP/IP 分 层 模 型 及 其 工 作 原 理 3.. TCP/IP 协 议族结构 4.. 复 用 和 分 解的原理 5. 端 口 号 的 概念
中原工学院教案专用纸 数据交换的方式 Internet的发畏 拓扑结构的演变1,2,3 Internet的组成1,2 因特网部件示例 12 TCP/P网际互连的体结构(见ppt) ICPP网络的特点 网络互连的概念 TCPP的网絡互连 TCPP网络互连的透明性 TCPP常用概念 13TCPP协议族(同肘参照ppt) 1.3.1TcP/P的产生与发畏 1.3.2TCP/P分层模型 协议分层的必要恒 ◆由于数据通信系统的复杂性,仅使用单一的协议来处理所有的传输任 务是不现实的,而是需要一整套相互合作的协议,这些协议又称为协议 族或协议套件 ◆通信系统的复杂性体现在: 1硬件故障。主机或路由器可能因硬件故障或操作系统崩溃而不能工
中 原 工 学 院 教 案 专 用 纸 第 2 页 数据交换的方式 Internet 的发展 —— 拓扑结构的演变 1，2，3 Internet 的组成 1，2 因特网部件示例 1.2 TCP/IP 网际互连的体系结构（见 ppt） TCP/IP 网络的特点 网络互连的概念 TCP/IP 的网络互连 TCP/IP 网络互连的透明性 TCP/IP 常用概念 1.3 TCP/IP 协议族（同时参照 ppt） 1.3.1 TCP/IP 的产生与发展 1.3.2 TCP/IP 分层模型 协议分层的必要性 由于数据通信系统的复杂性，仅使用单一的协议来处理所有的传输任 务是不现实的，而是需要一整套相互合作的协议，这些协议又称为协议 族或协议套件。 通信系统的复杂性体现在： 1.硬件故障。主机或路由器可能因硬件故障或操作系统崩溃而不能工
中原工学院教案专用纸 作。网络传输链路可能偶尔出现断路或者完全失效的情况。协议软件必 须能够检测出这些失效,如果可能,还应进行恢复工作。 2.网络拥塞。即使所有的软硬件都工作正常,网络的承载能力也是有 限的。协议软件必须采取一定的策略,使已经发生拥塞的机器能抑制通 信量的增加。 3分组时延与丢失。有时分组的时延特别长,甚至丢失了分组。协议软 件必须能适应分组的长时延以及丢失的情况 4数据损伤。电磁干扰和硬件的故障会导致传输的差错,因而使所传数 据内容出错。协议软件必须能检测这些差错并从差错中恢复过来。 5数据重复及乱序。提供多路由的网络可能会送出乱序的分组数据或重 复的分组。协议软件必须能将分组重新排序并抛弃重复的分组。 协议分层的原则 不论采用何种具体的层次结构以及各层的功能是什么,分层协议软件 的操作都基于同一基本原则,即目标机的第n层所收到的数据就是源 主机的第n层所发出的数据 ◆分层原则解释了为什么分层思想是解决复杂协议实现问题的十分有效 的方法。它允许协议的设计者能在一段时间内把注意力集中到某一层上 而不必考虑较低层的执行情况。 例如,在编制文件传输应用程序时,设计者仅仅需要考虑把两份应用程序分 别放到两台机器上,然后如何进行报文的交互来完成文件的传输。设计者认为 台主机上的应用程序所收到的数据就应该是另一台主机的应用程序发来的数据
中 原 工 学 院 教 案 专 用 纸 第 3 页 作。网络传输链路可能偶尔出现断路或者完全失效的情况。协议软件必 须能够检测出这些失效，如果可能，还应进行恢复工作。 2. 网络拥塞。即使所有的软硬件都工作正常，网络的承载能力也是有 限的。协议软件必须采取一定的策略，使已经发生拥塞的机器能抑制通 信量的增加。 3.分组时延与丢失。有时分组的时延特别长，甚至丢失了分组。协议软 件必须能适应分组的长时延以及丢失的情况。 4.数据损伤。电磁干扰和硬件的故障会导致传输的差错，因而使所传数 据内容出错。协议软件必须能检测这些差错并从差错中恢复过来。 5.数据重复及乱序。提供多路由的网络可能会送出乱序的分组数据或重 复的分组。协议软件必须能将分组重新排序并抛弃重复的分组。 协议分层的原则 不论采用何种具体的层次结构以及各层的功能是什么，分层协议软件 的操作都基于同一基本原则，即目标机的第 n 层所收到的数据就是源 主机的第 n 层所发出的数据。 分层原则解释了为什么分层思想是解决复杂协议实现问题的十分有效 的方法。它允许协议的设计者能在一段时间内把注意力集中到某一层上 而不必考虑较低层的执行情况。 例如，在编制文件传输应用程序时，设计者仅仅需要考虑把两份应用程序分 别放到两台机器上，然后如何进行报文的交互来完成文件的传输。设计者认为一 台主机上的应用程序所收到的数据就应该是另一台主机的应用程序发来的数据
中原工学院教案专用纸 这样就把复杂的问题进行了分解,使之模块化、简单化,有利于协议的开发与调 对协议分层的理解 1.每个协议属于分层的协议体系的层次之一。 2.某一层的某个协议分布于具体的网络实体(包括端系统和分组交 换机)之中,由网络实体实现。 3.对于第n层上运行的协议数据单元(PDU),常表示为n-PDU 个n-PDU的内容和格式以及这些n-PDU在网络元素之间交换的方 式,由第n层协议定义。 4.各层的所有协议统称为协议族。 5.第n-1层向第n层提供服务。为了实现两个层次之间的相互操 作,层次间的接口必须精确定义。标准化組织精确的定义了相邻层次间 的接口(例如,经这些层次传输的PDU格式),但允许网络软件和硬 件的研制者根据他们的意愿实现这些层次的内部。 6.协议层能够以软件、硬件或两者结合的方式实现。 条一层的功能或任务 1差错控制:使两个对等网络元素中层次间的逻辑通信更可靠 2.流控制:避免用PDU过载一个较慢的对等方 3分段和重组:发端将大的数据块分割成小块,收端将小块重组 4复用:允许一个较高层会话共享一个较低层连接
中 原 工 学 院 教 案 专 用 纸 第 4 页 这样就把复杂的问题进行了分解，使之模块化、简单化，有利于协议的开发与调 试。 对协议分层的理解 1. 每个协议属于分层的协议体系的层次之一。 2. 某一层的某个协议分布于具体的网络实体（包括端系统和分组交 换机）之中，由网络实体实现。 3. 对于第 n 层上运行的协议数据单元（PDU），常表示为 n-PDU。 一个 n-PDU 的内容和格式以及这些 n-PDU 在网络元素之间交换的方 式，由第 n 层协议定义。 4. 各层的所有协议统称为协议族。 5. 第 n-1 层向第 n 层提供服务。 为了实现两个层次之间的相互操 作，层次间的接口必须精确定义。标准化组织精确的定义了相邻层次间 的接口（例如，经这些层次传输的 PDU 格式），但允许网络软件和硬 件的研制者根据他们的意愿实现这些层次的内部。 6. 协议层能够以软件、硬件或两者结合的方式实现。 每一层的功能或任务 1.差错控制：使两个对等网络元素中层次间的逻辑通信更可靠 2.流控制：避免用 PDU 过载一个较慢的对等方 3.分段和重组：发端将大的数据块分割成小块，收端将小块重组 4.复用：允许一个较高层会话共享一个较低层连接
中原工学院教案专用纸 5连接建立:提供对等方的握手 TCP/P分属的工作原理 TCP/IP协议体系和OSI模型的分层结构虽然不完全相同,但它 们的分层原则是一致的,即都遵循这样一个思想:分层的协议要被设计 成达到这样的效果,即目标机的第n层所收到的数据就是源主机的第n 层所发出的数据。 主机 应用层 B层 相同的报文 传输层」相同的分组L输层 IP层 相同的数据报 网络接口层,网络接口层 相同的帧 物理网络 命至甲发,( 个图1-3TCP/TP分层工作原理
中 原 工 学 院 教 案 专 用 纸 第 5 页 5.连接建立：提供对等方的握手 TCP/IP 分层的工作原理 TCP／IP 协议体系和 OSI 模型的分层结构虽然不完全相同，但它 们的分层原则是一致的，即都遵循这样一个思想：分层的协议要被设计 成达到这样的效果，即目标机的第 n 层所收到的数据就是源主机的第 n 层所发出的数据