第 2章 网络标准化组织和网络
参考模型
网络标准化组织
? 美国国家标准协会（ ANSI）
? 国际标准化组织（ ISO）
? 电气电子工程师协会（ IEEE）
? 国际电信联盟（ ITU）
? 电子工业联合会（ EIA）
? 通信工业联合会（ TIA）
? Internet协会（ ISOC）
? Internet工程任务组（ IETF）
OSI参考模型
? OSI（开放系统互连）参考模型是 ISO（国际标
准化组织）在 IBM公司的系统网络架构（ SNA）
的分层网络方案的基础上设计的
? OSI参考模型是一个分层结构
? 从低层向高层分为
? 物理层
? 数据链路层
? 网络层
? 传输层
? 会话层
? 表示层
? 应用层
OSI参考模型
7 应用层
6 表示层
5 会话层
4 传输层
3 网络层
2 数据链路层
1 物理层
模型的层次结构
? OSI模型中的每一层提供了不同的功能
? 每一层都调用下一层的服务并向它的上一
层提供服务
? 将如何向上一层提供服务的细节加以屏蔽
? 每一层都定义了为了实现该层传递网络信
息功能的协议
源主机和目标主机
? 通过网络传输计算机的数据流是一个从源
主机到目标主机的过程
源 主 机
W i n d o w s
目 标 主 机
U n i x
数 据 流
数据的封装和解封装
? 在计算机网络中的数据传输都是从源主机流向
目标主机的过程
? 数据从源主机传输到目标主机之前，原始数据
首先在源主机方对数据进行封装后再进行传输
? 被封装的数据在到达目标主机后，解除封装恢
复原始数据信息
? 数据封装是将 OSI模型中不同层次的协议信息附
加倒被传输的数据上
? 当数据在 OSI模型中从高层向低层传递时，会在
所传输的数据上添加数据报头、数据报尾和其
它信息
物理层
? 物理层是 OSI参考模型的最低层
? 负责通过双绞线、同轴电缆、光缆、无线
电波、卫星链路以及普通的电话线等有线
和无线的通信信道传输二进制数据流
数据链路层
? 数据链路层是 OSI参考模型的第 2层
? 它传输的是数据帧而与二进制数的传输无
关
? 数据链路层的任务是将接收到的网络层的
数据分组，通过物理链路无差错的传输到
网络中的下一个节点
? 这些数据分组可能经过不同的物理路径到
达目的节点
网络层
? 网络层是 OSI参考模型中的第 3层
? 它的主要功能是将网络层的逻辑地址翻译
成对应的物理地址
? 确定将网络中的数据分组选择哪条路径从
源节点传输到目标节点
传输层
? 传输层在 OSI模型中的第 4层
? 传输层从会话层接收数据，添加本层的数
据头部信息后，将数据传给网络层。
会话层
? 会话层在 OSI模型的第 5层
? 会话层负责建立并维护两个节点间的通信
连接，也为节点间通信确定正确的顺序
表示层
? 表示层是 OSI模型的第 6层
? 表示层主要完成,
? 数据的格式化
? 数据的加密和解密
? 数据压缩和解压缩
应用层
? 应用层是 OSI模型的最高层
? 应用层对传输的数据本身不作修改和封装，
它将信息从本层传递到表示层。
TCP/IP参考模型
? TCP/IP是一套工业标准协议集
? 制定了允许计算机通信的标准和规则
? TCP/IP参考模型被分为 4层来定义
TCP/IP参考模型
IP协议
? IP是互联网络层协议
? IP协议以包的形式传输数据，这种包被称
为数据报
? 每个数据报携带一个完整的目的地址，并
独立的在系统内进行传输
? IP数据报是一个可变长度的包，它由报头
和数据两部分组成
IP地址
? IP地址共占用 32个位，一般是以 4个十进
制数来表示，每个数字称为一个字节，字
节与字节之间用点隔开
IP地址的分类
? A类地址（ 1-126）
? B类地址（ 128-191）
? C类地址（ 192-223）
? D类地址（ 224-239）
? E类地址（ 240-254）
IP地址分配原则
? 网络 ID不能是 127
? IP地址中的主机地址位不能是全 0
? IP地址中的主机地址位不能是全 1
子网掩码
? 由 4个 8位的 32位二进制组成
? 用来区分一个 IP地址内的网络 ID和主机 ID
? 用来将一个网络化分为多个子网
缺省的子网掩码值
? A类 --255.0.0.0
? B类 --255.255.0.0
? C类 --255.255.255.0。
专用 IP（ Private IP）地址
IP地址 子网掩码
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 255.0.0.0
169.254.0.0 ~ 169.254.255.255 255.255.0.0
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 255.255.0.0
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 255.255.255.0
自动专用 IP（ Automatic Private IP）
地址
? Windows 2000的计算机的配置 IP地址,
? 169.254.0.0 ~ 169.254.255.255
ARP和 RARP协议
? ARP显示并修改 IP地址到以太网或令牌环
网的物理地址（ MAC）转换表，这个表
用于地址解析协议（ ARP）
? RARP是将主机的 MAC地址解析成 IP地址
传输层
? 传输层中主要包括
? TCP
? UDP
UDP协议
? UDP是一个无连接的传输协议，它没有流
量控制和数据顺序的确认，因此它在处理
和传输数据的速度上要快一些。
? UDP数据报的格式非常简单，仅由源端口、
目的端口、长度、校验和以及数据组成。
UDP数据报格式
源端口（ 16） 目的端口（ 16）
长度（ 16） 校验和（ 16）
数据（如果有）
TCP协议
? TCP（传输控制协议）为相同或不同网络
的计算机之间的通信提供了可靠的、面向
连接的端到端的服务。
TCP数据段格式
源端口地址（ 16） 目的端口地址（ 16）
序列号（ 32）
确认号（ 32）
报头长度
（ 4） 保留（ 6）
代码位
（ 4） 窗口大小（ 16）
校验和（ 16） 紧急指针（ 16）
选项和填充
数据
TCP和 UDP常用端口号
? 常用 TCP的应用层协议端口号为,
? Telnet（远程登录协议）,23
? FTP（文件传输协议）,21
? SMTP（简单邮件传输协议）,25
? DNS（域名系统）,53
? 常用 UDP的应用层协议端口号为,
? TFTP（小文件传输协议）,69
? SNMP（简单网络管理协议）,161
? DNS（域名系统）,53
? 注,DNS既用 TCP协议，又用 UDP协议
建立 TCP连接
? TCP连接建立是通过三次握手协议来实现
源 主 机 目 标 主 机
发 送 S Y N
接 收 S Y N
发 送 S Y N
( s e q = y,a c k = x + 1 )
收 到 S Y N
发 送 确 认
（ a c k = y + 1 )
( s e q = x )
( s e q = x )
应用层
? 应用层是模型中的最高层，应用层中包括
我们经常使用的一些协议包括,
? Telnet（远程登录协议）
? FTP（文件传输协议）
? SMTP（简单邮件传输协议）
? DNS（域名系统）
? SNMP（简单网络管理协议）
TELNET
? TELNET是远程登录协议
T e l n e t 服 务 器
T e l n e t 客 户 机
FTP
? FTP是文件传输协议，用户可以在任何两
台使用 FTP协议的计算机之间“下载”和
“上传”文件
F T P 服 务 器
F T P 客 户 机
文 件 上 传
文 件 下 载
DNS
? 实现计算机主机名和 IP地址之间的转换
? DNS是一个分布式的数据库，通过层次式
客户机 /服务器分布式数据库管理系统完
成它的功能
DNS顶级域名
? com：代表商业组织。
? gov：代表政府组织。
? mil：代表军事组织。
? net：代表网络和互联网服务机构。
? org：代表非盈利组织。
? int：代表国际组织。
? edu：代表教育机构。
? 其它国家或地区的代码：代表美国以外的国家 /
地区代码，如 cn表示中国。
反向域名
? DNS还有一个特殊的用于反向查看的域
IN-ADDR.ARPA。
? 主要作用是已知 IP地址而得到与其相对应
的主机名
区域
? DNS树状结构中的一部分又称为区域
DNS的域名空间
参考模型
网络标准化组织
? 美国国家标准协会（ ANSI）
? 国际标准化组织（ ISO）
? 电气电子工程师协会（ IEEE）
? 国际电信联盟（ ITU）
? 电子工业联合会（ EIA）
? 通信工业联合会（ TIA）
? Internet协会（ ISOC）
? Internet工程任务组（ IETF）
OSI参考模型
? OSI（开放系统互连）参考模型是 ISO（国际标
准化组织）在 IBM公司的系统网络架构（ SNA）
的分层网络方案的基础上设计的
? OSI参考模型是一个分层结构
? 从低层向高层分为
? 物理层
? 数据链路层
? 网络层
? 传输层
? 会话层
? 表示层
? 应用层
OSI参考模型
7 应用层
6 表示层
5 会话层
4 传输层
3 网络层
2 数据链路层
1 物理层
模型的层次结构
? OSI模型中的每一层提供了不同的功能
? 每一层都调用下一层的服务并向它的上一
层提供服务
? 将如何向上一层提供服务的细节加以屏蔽
? 每一层都定义了为了实现该层传递网络信
息功能的协议
源主机和目标主机
? 通过网络传输计算机的数据流是一个从源
主机到目标主机的过程
源 主 机
W i n d o w s
目 标 主 机
U n i x
数 据 流
数据的封装和解封装
? 在计算机网络中的数据传输都是从源主机流向
目标主机的过程
? 数据从源主机传输到目标主机之前，原始数据
首先在源主机方对数据进行封装后再进行传输
? 被封装的数据在到达目标主机后，解除封装恢
复原始数据信息
? 数据封装是将 OSI模型中不同层次的协议信息附
加倒被传输的数据上
? 当数据在 OSI模型中从高层向低层传递时，会在
所传输的数据上添加数据报头、数据报尾和其
它信息
物理层
? 物理层是 OSI参考模型的最低层
? 负责通过双绞线、同轴电缆、光缆、无线
电波、卫星链路以及普通的电话线等有线
和无线的通信信道传输二进制数据流
数据链路层
? 数据链路层是 OSI参考模型的第 2层
? 它传输的是数据帧而与二进制数的传输无
关
? 数据链路层的任务是将接收到的网络层的
数据分组，通过物理链路无差错的传输到
网络中的下一个节点
? 这些数据分组可能经过不同的物理路径到
达目的节点
网络层
? 网络层是 OSI参考模型中的第 3层
? 它的主要功能是将网络层的逻辑地址翻译
成对应的物理地址
? 确定将网络中的数据分组选择哪条路径从
源节点传输到目标节点
传输层
? 传输层在 OSI模型中的第 4层
? 传输层从会话层接收数据，添加本层的数
据头部信息后，将数据传给网络层。
会话层
? 会话层在 OSI模型的第 5层
? 会话层负责建立并维护两个节点间的通信
连接，也为节点间通信确定正确的顺序
表示层
? 表示层是 OSI模型的第 6层
? 表示层主要完成,
? 数据的格式化
? 数据的加密和解密
? 数据压缩和解压缩
应用层
? 应用层是 OSI模型的最高层
? 应用层对传输的数据本身不作修改和封装，
它将信息从本层传递到表示层。
TCP/IP参考模型
? TCP/IP是一套工业标准协议集
? 制定了允许计算机通信的标准和规则
? TCP/IP参考模型被分为 4层来定义
TCP/IP参考模型
IP协议
? IP是互联网络层协议
? IP协议以包的形式传输数据，这种包被称
为数据报
? 每个数据报携带一个完整的目的地址，并
独立的在系统内进行传输
? IP数据报是一个可变长度的包，它由报头
和数据两部分组成
IP地址
? IP地址共占用 32个位，一般是以 4个十进
制数来表示，每个数字称为一个字节，字
节与字节之间用点隔开
IP地址的分类
? A类地址（ 1-126）
? B类地址（ 128-191）
? C类地址（ 192-223）
? D类地址（ 224-239）
? E类地址（ 240-254）
IP地址分配原则
? 网络 ID不能是 127
? IP地址中的主机地址位不能是全 0
? IP地址中的主机地址位不能是全 1
子网掩码
? 由 4个 8位的 32位二进制组成
? 用来区分一个 IP地址内的网络 ID和主机 ID
? 用来将一个网络化分为多个子网
缺省的子网掩码值
? A类 --255.0.0.0
? B类 --255.255.0.0
? C类 --255.255.255.0。
专用 IP（ Private IP）地址
IP地址 子网掩码
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 255.0.0.0
169.254.0.0 ~ 169.254.255.255 255.255.0.0
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 255.255.0.0
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 255.255.255.0
自动专用 IP（ Automatic Private IP）
地址
? Windows 2000的计算机的配置 IP地址,
? 169.254.0.0 ~ 169.254.255.255
ARP和 RARP协议
? ARP显示并修改 IP地址到以太网或令牌环
网的物理地址（ MAC）转换表，这个表
用于地址解析协议（ ARP）
? RARP是将主机的 MAC地址解析成 IP地址
传输层
? 传输层中主要包括
? TCP
? UDP
UDP协议
? UDP是一个无连接的传输协议，它没有流
量控制和数据顺序的确认，因此它在处理
和传输数据的速度上要快一些。
? UDP数据报的格式非常简单，仅由源端口、
目的端口、长度、校验和以及数据组成。
UDP数据报格式
源端口（ 16） 目的端口（ 16）
长度（ 16） 校验和（ 16）
数据（如果有）
TCP协议
? TCP（传输控制协议）为相同或不同网络
的计算机之间的通信提供了可靠的、面向
连接的端到端的服务。
TCP数据段格式
源端口地址（ 16） 目的端口地址（ 16）
序列号（ 32）
确认号（ 32）
报头长度
（ 4） 保留（ 6）
代码位
（ 4） 窗口大小（ 16）
校验和（ 16） 紧急指针（ 16）
选项和填充
数据
TCP和 UDP常用端口号
? 常用 TCP的应用层协议端口号为,
? Telnet（远程登录协议）,23
? FTP（文件传输协议）,21
? SMTP（简单邮件传输协议）,25
? DNS（域名系统）,53
? 常用 UDP的应用层协议端口号为,
? TFTP（小文件传输协议）,69
? SNMP（简单网络管理协议）,161
? DNS（域名系统）,53
? 注,DNS既用 TCP协议，又用 UDP协议
建立 TCP连接
? TCP连接建立是通过三次握手协议来实现
源 主 机 目 标 主 机
发 送 S Y N
接 收 S Y N
发 送 S Y N
( s e q = y,a c k = x + 1 )
收 到 S Y N
发 送 确 认
（ a c k = y + 1 )
( s e q = x )
( s e q = x )
应用层
? 应用层是模型中的最高层，应用层中包括
我们经常使用的一些协议包括,
? Telnet（远程登录协议）
? FTP（文件传输协议）
? SMTP（简单邮件传输协议）
? DNS（域名系统）
? SNMP（简单网络管理协议）
TELNET
? TELNET是远程登录协议
T e l n e t 服 务 器
T e l n e t 客 户 机
FTP
? FTP是文件传输协议，用户可以在任何两
台使用 FTP协议的计算机之间“下载”和
“上传”文件
F T P 服 务 器
F T P 客 户 机
文 件 上 传
文 件 下 载
DNS
? 实现计算机主机名和 IP地址之间的转换
? DNS是一个分布式的数据库，通过层次式
客户机 /服务器分布式数据库管理系统完
成它的功能
DNS顶级域名
? com：代表商业组织。
? gov：代表政府组织。
? mil：代表军事组织。
? net：代表网络和互联网服务机构。
? org：代表非盈利组织。
? int：代表国际组织。
? edu：代表教育机构。
? 其它国家或地区的代码：代表美国以外的国家 /
地区代码，如 cn表示中国。
反向域名
? DNS还有一个特殊的用于反向查看的域
IN-ADDR.ARPA。
? 主要作用是已知 IP地址而得到与其相对应
的主机名
区域
? DNS树状结构中的一部分又称为区域
DNS的域名空间
