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2.2網絡體系結構與TCP/IP協議
信息是怎樣傳送的對方電腦的？
應用
信號
文件接收
？
接收信息
1010101……
文件發送
發送信息
甲
乙
網絡體系結構的概念
為了實現計算機之間的聯網通訊，人們把聯網通信的功能劃分出明確的層，同時規定相同層之間的通信規則，以及相鄰層之間的接口和服務種類。這種網絡層次模型和層次之間通信規則的集合稱為網絡體系結構。
最重要的兩種網絡體系結構：
1、OSI參考模型
2、TCP/IP體系結構
2.2.1 OSI參考模型
1974年美國IBM公司提出了第一個網絡體系結構NSA，隨后其他產商也紛紛推出自己的網絡體系結構。不同網絡體系結構的網絡之間不能或者很難實現互聯，為解決互聯問題，1978年ISO（國際標準化組織）推出了開放系統互聯參考模型（OSI/RM,也叫OSI參考模型）。
一、發展歷史
OSI網絡體系結構是一個七層網絡體系結構，把終端之間通信從進程產生到數據傳輸分為了應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層七層。
2.2.1 OSI參考模型
二、分層模型設計思想
分層設計的思想核心：
1、每一層完成一項相對獨立的功能，并通過接口向上層提供服務（service）；
2、同層之間完成本層的功能而必須遵守的一系列通信規則和約定稱為協議（protocol）。
應用層
應用層
2.2.1 OSI參考模型
三、七層結構與數據傳輸過程示意圖
源進程
應用層
表示層
會話層
傳輸層
網絡層
數據鏈路層
物理層
網絡層
傳輸層
會話層
表示層
應用層
數據
網絡層
傳輸層
會話層
表示層
應用層
數據
傳輸層
會話層
表示層
應用層
數據
會話層
表示層
應用層
數據
表示層
應用層
數據
數據
01100110001
數據
應用層
目標進程
應用層
表示層
會話層
傳輸層
網絡層
數據鏈路層
物理層
2.2.1 OSI參考模型
OSI七層分工
物理層：物理層定義了建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能等特性，僅負責將“0”和“1”組成的比特流從一臺計算機傳輸到另一臺計算機。
數據鏈路層：數據鏈路層將比特流“打包”成稱為“幀”的“協議數據單元”并在相鄰的節點間傳輸。數據鏈路層又進一步分為介質訪問控制（MAC)子層和邏輯鏈路控制（LLC)子層。同一局域網的節點屬于相鄰節點，鏈路層為相鄰節點提供可靠傳輸。
網絡層：網絡層主要在非相鄰節點之間建立數據傳輸“通道”，以實現網絡互聯的功能。
傳輸層：傳輸層主要功能是實現數據的發送端與接收端之間的連接，即用“特定的編號（端口號）來實現”端到端的連接。
會話層：主要功能是組織和同步不同主機上各種正在運行的程序之間的通信。
表示層：表示層執行協議轉換、數據翻譯、壓縮與加密、字符轉換以及對圖形命令的解釋等功能。
應用層：應用層主要提供多種網絡服務。
2.2.1 OSI參考模型
OSI七層分工
物理層：物理層定義了建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能等特性，僅負責將“0”和“1”組成的比特流從一臺計算機傳輸到另一臺計算機。
數據鏈路層：數據鏈路層將比特流“打包”成稱為“幀”的“協議數據單元”并在相鄰的節點間傳輸。數據鏈路層又進一步分為介質訪問控制（MAC)子層和邏輯鏈路控制（LLC)子層。同一局域網的節點屬于相鄰節點，鏈路層為相鄰節點提供可靠傳輸。
網絡層：網絡層主要在非相鄰節點之間建立數據傳輸“通道”，以實現網絡互聯的功能。
傳輸層：傳輸層主要功能是實現數據的發送端與接收端之間的連接，即用“特定的編號（端口號）來實現”端到端的連接。
會話層：主要功能是組織和同步不同主機上各種正在運行的程序之間的通信。
表示層：表示層執行協議轉換、數據翻譯、壓縮與加密、字符轉換以及對圖形命令的解釋等功能。
應用層：應用層主要提供多種網絡服務。
2.2.2 TCP/IP體系結構
TCP/IP體系結構也被稱為因特網體系結構，因特網就是基于TCP/IP協議簇而構建起來的。TCP/IP協議簇包含了上百個各種功能的協議，TCP與IP是他的兩個主要協議，TCP（Transmission Control Protocol)是傳輸控制協議，位于OSI參考模型的第四層即傳輸層；IP（Internet Protocol）是互聯網協議，位于OSI參考模型的第三層。
應用層
傳輸層
網絡層
網絡接口層
2.2.2 TCP/IP體系結構
TCP/IP體系結構通常用四層模型來描述，從低到高分別為網絡接口層（Network Interface Layer）、網絡層（Internet Layer）、傳輸層(Transport Layer）和應用層（Application Layer）。
2.2.2 TCP/IP體系結構
源進程
應用層
傳輸層
網絡層
網絡接口層
01100110001
網絡接口層
應用層
傳輸層
網絡層
目標進程
會話層
表示層
應用層
數據
表示層
應用層
數據
應用層
數據
數據
會話層
會話層
表示層
應用層
數據
2.2.3.1 IP協議
IP協議以相同的規則給所有聯網的計算機邊上互不重復的“號碼”（即IP地址），并在元計算機與目標計算機之間選擇恰當的數據傳輸“通路”。
IP協議概述：
IP協議將上層報文段分割成適合大小的分組，再將分組根據當前路由選擇的“路徑”傳送到目的地，不同的分組通過的”路徑“可能完全不同，送達的先后順序也不一定，也不一定能送達。IP協議具有“無連接性”和“不可靠性”。這兩個特性有助于提高通信鏈路的利用率，把可靠性交給上層協議去處理。
2.2.3主要的TCP/IP協議
2.2.3.1 IP地址
IP地址是互聯網計算機的身份標志，IP協議根據IP地址來標識網絡上的主機，并且通過IP地址來發送和接收分組，當前廣泛應用的IP協議是第四版的協議，稱為IPv4，對應的IP地址為IPv4地址。
IPv4地址是一組32位的二進制數，為方便表示，按字節分為四組，并按組轉換為十進制，并用圓點相連，即點分十進制表示法。
IPv6是internet protocol version 6的縮寫，是互聯網工程任務組(IETF)設計的用于替代IPv4的下一代IP協議，IPv6采用128位地址，解決了IPv4地址不足的問題。
2.2.3.2 TCP協議
TCP協議是傳輸控制協議的簡稱，位于傳輸層，TCP協議的主要功能是提供有連接的、可靠的、數據流式與端到端的數據傳輸服務。
實現可靠TCP協議三條規則：
第一條，若接收端接收的數據正確，則返回確認報文給發送端，發送端發送下一個等待發送的報文；
第二條，若接收端收到的數據不正確，則返回要求重傳的報文給發送端，發送端重新發送該報文；
第三條，若發送端在設置的時間內沒有收到接收端的回應報文，則發送端自動重傳該報文。
常見的TCP端口號
數據的端到端傳送由IP地址與端口號結合的套接字實現。
2.2.3.3 UDP協議
UDP協議是用戶數據包協議的簡稱，是TCP協議并列的傳輸層協議，UDP提供無連接、盡最大努力交付、面向報文的、端到端的傳輸服務。
UDP協議比TCP協議簡單，傳輸效率更高，非常使用與通訊實時性要求高而數據完整性要求不是很高的場合，如QQ這樣的即時通信軟件。與之對應，TCP則適合應用于數據完整性要求高，實時要求不是很高的場合，如文件傳輸等。
課堂小結
課后實踐
查看計算機的IP地址參數
在使用計算機的過程中，有時候需要查看本機的IP地址等參數。對Windows來說，有多種查看方法。其中一種方法是通過查看連接狀態的詳細方式來實現的。
實踐內容：
掌握一種查看IP地址等參數的方法
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