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OSI分层模型详解1.1 ⽹络分层 本课主要介绍了两种不同的分层结构：OSI分层模型和Cisco三层模型。
分层的优点：1．把复杂的⽹络划分成为更容易管理的层。
2．改变⼀个层的时候不会影响到其他的层，这使得应⽤程序开发者可以特定的设计和开发。
3．因为在当今的⽹络环境中，没有⼀个⼚家能完整的提供整套解决⽅案和所有的设备，在多⼚商环境下定义⼀个标准接⼝，即"即插即⽤"。
1.2 OSI七层模型的主要功能及⼯作在各层的设备⼀、理解OSI相关模型 为什么要学OSI？最重要的原因是：OSI七层模型是描述⽹络协议实现背后的内容和功能的最好⼯具、学习⽹络结构、⽹络原理、⽹络设备就必须从。
OSI的全称是开放式⽹络互联（Open Systems Interconnection）OSI的历史和现状: 国际标准化组织( I S O )创建了O S I 模型，并在1 9 8 4 年发布，以为供应商提供⼀个⽹络模型 ，这样它们的产品可以在⽹络上协调⼯作。
O S I 参考模型提供了层次分析⼯具，以理解互连技术，以及当前和未来⽹络发展的基础。
⼆、利⽤OSI分层的好处和概念 1、使⼈们容易探讨和理解协议的许多细节。
2、在各层间标准化接⼝，允许不同的产品只提供各层功能的⼀部分，（如路由器在⼀到三层），或者只提供协议功能的⼀部分。
（如Win95中的Microsoft TCP/IP） 3、创建更好集成的环境。
4、减少复杂性，允许更容易编程改变或快速评估。
5、⽤各层的headers和trailers排错。
较低的层为较⾼的层提供服务。
三、OSI七层的功能及各层的协议和数据格式 OSI Layers 功能 协议、数据格式或设备 Application 为应⽤程序提供通信服务 FTP，WWW browsers 例：Word processor Telnet、NFS、SMTP gateways、mail等 Presentation 主要作⽤是定义数据格式 TIFF,GIF,JPEG 如：⼆进制或ASCII传输 ASCII,MPEG,MIDI HIML Session 定义怎样开始，控制和结束 RPC,SQL,NFS, 会话conversations如ATM机 NetBIOS names 的事务处理双向传输 AppleTalk ASP Transport 第四层包括选择是否提供 TCP,UDP,SPX 错误恢复的协议 如TCP→分民packet→ IP→TCP组合成segment Network 定义包的端对端的传送 IP，IPX 也定义了根据媒体的不同具 Appletalk DDP 把packet分割成更⼩的packet 路由器 Data Link 指定从⼀个具体的链路或媒体传输 Frame Relay 数据，定义通过不同的链路传输 HDLC,PPP 例：802，3，802，2定义Ethernet 1EEE802,3/802,2 怎样⼯作，HDLC→Point-to-point FDDL,ATM WAN Link ⽹卡、⽹桥、交换机 Physical 物理媒件的物理特性 E1A/T1A，232 Commector,pin,electrical current E1A/T1A-449 Eneoding.例：RJ45定义wires/pins V.35,V.24 Ethernet和802.3定义wires/ RJ45,Ethernet pins1,2,3 ,6 802.3,802.5 FDDI四、在不同的计算机的相同层的通信 主机A 主机B Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Network Data Link Data Link Data Link Physical Physical Physical 路由器（仅仅具有三层的功能）五、Data Encapsulation 数据封装及数据包的名称 数据格式 OSI层 数据包的名称 1 Data 应⽤层 DATA 2 TCP Data 传输层 SEGMENT 3 IP TCP Data ⽹络层 PACKET 4 LH IP TCP Data LT 数据链路层 FRame 5 00100101011110110 物理层 BITS六、⾯向连接和⾮⾯向连接的协议 Connection-Oriented VS Connectionless Connection-oriented Error Recovery (reliability) LLC type2、TCP、SPX、X.25 Connection-oriented Pre-established Pathing X.25、Frame Relay、ATM Connectionless 简单地发送数据，没有⽤于 IPX、UDP 错误恢复或建⽴路径的开端 LLC type 1 区别error detection 和error Recovery 错误检测：⽤FCS来检测传输中的错误 错误恢复：丢失数据导致重传 错误恢复的三个步骤： 1、⽤初始化流来创建⼀个连接的协定。
网络协议的工作原理网络协议是计算机网络中实现通信和数据传输的核心机制。
它规定了数据的格式、传输的方式以及网络中各个设备的工作原理，确保了信息在网络中的可靠传输。
本文将介绍网络协议的工作原理，让我们更好地理解网络通信的基础。
一、网络协议的定义和作用网络协议是为了使互联网上的计算机能够相互通信而制定的一套规则和标准。
它定义了数据传输的格式、通信的方式以及数据在网络中的传输流程，确保了信息的正确传输和有序的交流。
网络协议的主要作用包括：1. 数据格式定义：网络协议规定了数据包的格式，包括数据的组织结构、编码方式、数据头部和尾部的定义等，确保了发送和接收方能够正确解读数据。
2. 数据传输方式：网络协议规定了数据的传输方式，包括面向连接和无连接传输、流式传输和报文传输等，确保了数据能够按照预期的方式在网络中传输。
3. 错误检测和纠正：网络协议通过添加校验位和冗余数据，可以检测和纠正在数据传输过程中可能出现的错误，保证数据的可靠传输。
4. 数据路由和交换：网络协议通过路由算法和交换机制，决定了数据在网络中的传输路径，确保数据能够快速、高效地从发送方传递到接收方。
二、网络协议的分层结构网络协议通常采用分层结构，将复杂的通信过程分解为几个易于管理和扩展的模块。
通常使用的分层结构包括TCP/IP协议栈和OSI参考模型。
1. TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈由四层组成，从下至上分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
- 网络接口层：负责处理物理层和数据链路层的通信，实现信息的编码和解码，以及网络接口的控制和管理。
- 网络层：负责数据的路由和转发，将数据从源地址传输到目标地址。
- 传输层：负责建立端到端的连接，实现可靠的数据传输和错误检测。
- 应用层：为用户提供网络服务和应用程序，如HTTP、FTP、SMTP等。
2. OSI参考模型OSI参考模型由七层组成，从下至上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
计算机网络体系结构与参考模型计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。
在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。
1.2.1计算机网络分层结构网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。
而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。
分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。
在OSI分层结构中，其目标是保持层次之间的独立性，也就是第（N）层实体只能够使用（N-1）层实体通过SAP提供的服务；也只能够向（N+1）层提供服务；实体间不能够跨层使用，也不能够同层调用。
网络是一个非常复杂的整体，为便于研究和实现，才将其进行分层，其中分层的基本原则是。
（1）各层之间界面清晰自然，易于理解，相互交流尽可能少。
（2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。
（3）网中各节点都有相同的层次，不同节点的同等层具有相同的功能。
（4）保持下层对上层的独立性，单向使用下层提供的服务。
计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。
在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。
1.2.1计算机网络分层结构网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。
而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。
分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。
第5课网络协议分层设一、教学目标1.学生理解网络协议在网络通信过程中的作用。
2.学生知道分层思想。
3.学生知道TCP/IP的层次结构和各层的功能。
4.学生了解网络协议的创新。
二、教学重点与难点教学重点1.网络协议的作用和分层思想的理解。
2.TCP/IP的层次结构及各层功能。
教学难点1.深入理解网络协议分层的必要性和优势。
2.对TCP/IP各层功能的准确把握。
三、教学准备1.制作网络协议分层的动画演示课件。
2.收集不同网络协议的实际应用案例。
四、教学过程（一）导入新课教师播放一段网络通信出现故障的视频，如网页无法打开、文件传输中断等，然后提问学生：“为什么会出现这些问题呢？网络通信是如何实现的呢？”引发学生的思考和讨论，从而引出本节课的主题——网络协议分层设。
（二）新课讲解1.网络协议的作用（1）定义网络通信规则网络协议就像是网络世界的交通规则，它规定了数据在网络中如何传输、如何接收、如何处理等。
没有网络协议，不同的设备之间就无法进行有效的通信。
例如，当我们在浏览器中输入一个网址时，浏览器会根据HTTP协议向服务器发送请求。
服务器接收到请求后，也会根据HTTP协议返回相应的网页内容。
如果没有HTTP协议，浏览器和服务器就无法理解对方的请求和响应，也就无法进行网页浏览。
（2）确保数据的正确传输网络协议通过各种机制来确保数据的正确传输。
例如，TCP协议通过三次握手建立连接、确认和重传机制等，保证数据的可靠传输。
IP协议通过IP地址和路由选择，确保数据能够准确地到达目的地。
比如，在文件下载过程中，如果某个数据包丢失了，TCP协议会检测到这个问题，并要求发送方重新发送丢失的数据包，直到所有的数据都正确接收为止。
IP协议则负责确定数据包的传输路径，将数据包从源地址传输到目的地址。
（3）实现不同设备之间的兼容性不同的设备可能来自不同的厂商，使用不同的操作系统和硬件平台。
网络协议的存在使得这些不同的设备能够相互通信，实现了设备之间的兼容性。
