中山大学《通信原理》课件-第10章计算机网络体系结构.ppt

图10―9 五类IP地址及其范围 D类地址是多播地址，主要是留给Internet体系结构委员会(IAB，Internet Architecture Board)。E类地址保留在今后使用。目前大量使用的IP地址仅A~C类三种。现在能申请到的IP地址只有B类和C类两种。当某个单位向IAB申请到IP地址时，实际上只是获得一个网络号netid。具体的各主机号hostid则由自己分配，只要做到所管辖的范围内无重复的主机号即可。 对于多接口主机(如路由器)，即一个主机同时连接到两个或两个以上网络时，就必须同时具有两个或两个以上的IP地址，其中每一个IP地址对应一个网卡。 （2）ICMP协议。 ICMP协议是一种差错报告机制，它将路由器和目标主机遇到的差错报告给源主机。由于IP层提供不可靠的数据传输服务，即不能保证IP分组数据报成功地传递到达目的地。为此，如果数据传输过程中发生了某种错误或意外时（比如某个路由器暂时用完了缓冲区），互连网层就利用ICMP协议提供的差错报文通知信源主机或它的服务用户，以便对差错进行相应的处理。 与IP分组数据报一样，ICMP也是不可靠传输，但ICMP的传输问题不能再使用ICMP传达。ICMP报文是封装在IP数据报内部被传输的。尽管ICMP报文是作为IP分组数据报的一部分向外发送的，但是并不能把它看作为一种高层协议，仍然是IP的一部分。只有偏置为0的分组段才能使用ICMP。 ICMP报文的类型很多，但可分为两种类型：ICMP差错报文和ICMP询问报文。在ICMP差错报文中，重定向（或改变路由）报文用的最多。常用的ICMP询问报文主要由Echo请求报文、时间戳请求报文、地址掩码请求报文。有关详细内容请参阅计算机网络方面的书籍。 （3）地址转换协议。 由于IP地址只是主机在网络层中的地址。若要将网络层中传输的数据包交给目的主机，还要传到数据链路层转变成MAC帧后才能发送到网络。而MAC帧使用的是源主机和目的主机的物理地址（或硬件地址）。另外，用户更愿意使用易于记忆的主机名字而非IP地址。因此，就存在着IP地址与主机物理地址之间、IP地址与主机名之间的转换。在TCP/IP体系中都有这两种转换的机制。 在大型网络中都提供有域名系统(DNS，Domain Name System）的域名服务器，它分层次放有许多主机名字到IP地址转换的映射表。源主机中的名字解析软件Resolver自动找到DNS的域名服务器来完成这种转换。域名系统DNS属于应用层软件。 10.3 ISO/OSI的参考模型 ISO/OSI作为计算机网络体系结构模型和开发协议标准的框架，将计算机网络划分为了七个层次（如图10―4所示）。它不仅是不同系统互连的体系结构，而且要求支持OSI标准的各大公司按OSI标准制造计算机网络，以便实现网络的互联。ISO/OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用，但其概念清晰，其各层次的主要功能简述如下。 图10―4 ISO/OSI网络参考模型 10.3.1 物理层 物理层是处于OSI模型的最低层，它完成相邻节点之间原始比特流的传输。向它的相邻层——数据链路层提供物理连接建立和数据比特流的透明传输服务。其中，透明是对数据链路层而言的，意指数据比特流经过哪些实际电路传输，又是如何传输等过程细节，数据链路层是一概不知或看不见的。 物理层协议关心的典型问题是：使用什么样的物理信号来表示数据“1”和“0”？一位信号的持续时间多长？是否可同时在两个方向上进行数据传输？初始的物理连接如何建立以及完成通信后如何终止物理连接？物理层与传输介质的连接接口(插头和插座)有多少引脚以及各引脚的功能和动作时序等。 物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和规程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题。 物理层由两个主要部分组成：传输介质和连接策略。典型的传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤、卫星、微波和无线电波等。连接策略共有三种形式：电路交换、报文交换和分组交换。 10.3.2 数据链路层 1.链路和数据链路 链路是一条无源的点到点的信道或物理线路。数据链路由信道和控制传输的协议组成，如图10―5所示。数据链路层最重要的作用就是通过数据链路层协议，在不太可靠的物理介质上实现可靠的数据传输。 图10―5 链路与数据