第二章 计算机网络模型引入 三国时期，孙权送给曹操一只大象……。第二章 计算机网络模型2.1 网络结构的分层设计2.1.1 网络的层次
结构第二章 计算机网络模型2.1.1 网络的层次结构 ⑴ 各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务
，经及本层向上层所提供的服务即可，能真正做到各司其职。 ⑵有利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。 ⑶
易于实现标准化。网络体系结构中采用层次化结构的优点：第二章 计算机网络模型2.1.2 网络协议 协议是用来描述进程之间信息
交换过程的一组术语。在计算机网络中包含有多种计算机系统，它们的硬件和软件系统有着很大的差异，要使得它们之间能够相互通信，进行数据交
换，就必须有一套通信管理机制使通信双方能正确地接收信息，并能理解对方的信息含义，它们必须事先约定一个规则，这种规则就称为协议。
网络协议主要由3个要素组成：语法、语义和交换规则。语法是以二进制形式表示的命令和相应的结构，确定协议元素的格式（规定数据与控制
信息的结构和格式）；语义是由发出请求、完成的动作和返回的响应组成的集合，确定协议元素的类型，即规定通信双方要发出何种控制信息、完成
何种动作以及做出何种应答；交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系。 第二章 计算机网
络模型2.2 开放系统互联参考模型第二章 计算机网络模型2.2.1 OSI参考模型第二章 计算机网络模型 OSI参考模型的
特点每层的对应实体之间都通过各自的协议进行通信；各个计算机系统都有相同的层次结构；不同系统的相应层次具有相同的功能；同一系统的各层
次之间通过接口联系；相邻的两层之间，下层为上层提供服务，上层使用下层提供的服务。第二章 计算机网络模型 2.2.2 各层的基本
功能1.物理层 物理层处于OSI参考模型的最底层，直接面向网络传输介质；物理层负责将二进制数据位流（bit）通过传输介质，从一台
计算机发送给另一台计算机。在常用的网络设备中，集线器工作在OSI参考模型的物理层 。 物理层具体解决了以下问题： ⑴ 使
用什么类型的传输介质，使用什么样的连接器件和连接设备。 ⑵ 使用什么拓扑结构。 ⑶ 什么样的物理信号表示二进制的0和1，以
及该物理信号与传输相关的特性如何。 数据链路层位于OSI参考模型的第二层，数据链路层就在物理层的基础上，通过将bit组织封装
成帧，从而建立一条可靠的数据传输通道。在常用的网络设备中，网卡和交换机是工作在数据链路层重要的网络设备 。 2.数据链路层
数据链路层具体解决了以下问题：⑴ 将bit信息加以组织封装成帧。⑵ 确定了数据帧的结构。⑶ 通过使用硬件地址及物理地址来寻址。⑷
实现差错校验信息的组织。⑸ 对共享的介质实现访问控制。第二章 计算机网络模型 网络层位于OSI参考模型的第三层，提供了数据
的网络地址，也就是IP地址，同时提供了统一的寻址方案，因此它屏蔽了底层的技术细节，把各种网络统一到了一个逻辑平台上。网络层传输的数
据单位称为分组。路由器是工作在OSI参考模型的网络层的重要设备，通过网络层的地址路由器可以为网络访问提供访问路径。路由器同时在数据
传输过程中实现流量控制和差错管理。 3.网络层网络层具体解决了以下问题：⑴ 提供了网络层的地址（IP地址），并进行不同网络系
统间的路径选择。⑵ 数据包的分割和重新组合。⑶ 差错校验和恢复。⑷ 流量控制和拥塞控制。第二章 计算机网络模型 数据链路层位
于OSI参考模型的第四层，传输层负责准确可靠的将数据从网络的一端传到另一端。 4.传输层传输层具体解决了以下问题：⑴ 建立
连接。⑵ 保证数据无差错的传输。 5.会话层 数据链路层位于OSI参考模型的第五层，会话层主要负责管理远程用户或进程之间
的通信。 会话层具体解决了以下问题： ⑴会话的建立。 ⑵通信的控制。第二章 计算机网络模型 数据链路层位于OSI参考
模型的第五层，表示层确保一个系统的应用层发送的信息能够被另一个系统能读取。 6.表示层表示层具体解决了以下问题： ⑴ 数据
的表示。 ⑵ 数据的压缩与解压。 ⑶ 定义传输的句法和转换。 7.应用层 应用层处于OSI参考模型的最顶层，直接面向用户
；它为数据库访问、电子邮件、文件传输等用户应用程序提供直接服务。 应用层具体解决了以下问题： ⑴ 提供用户接口，得到传输的数据。
⑵ 提供面向用户的界面，即实用程序。 ⑶ 涉及到网络服务、服务公告及服务使用方式。第二章 计算机网络模型2.3.1 TCP/
IP层次结构 TCP/IP模型共分成四层，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。第二章 计算机网络模型2.3 TCP/
IP模型各层功能 1.网络接口层 TCP/IP模型中的网络接口层又称为“网络接入层”或者“网络访问层”，具体负责选择
一条物理链路，并通过该物理链路将数据从发送端送到接收端。 网络接口层的功能包括IP地址与物理硬件地址的映射，基于不同硬件类型
的网络接口，定义了和物理介质的连接等等。 2.网络层 TCP/IP的网络层对应于OSI参考模型的第三层（网络层），它
主要进行最佳路径的选择和数据包的转发。该层负责相同或不同网络中计算机的通信，主要处理来自传输层的分组发送请求和路由选择。 使用的主
要协议有IP、ICMP、ARP、RARP协议。第二章 计算机网络模型 3.传输层 传输层也称为主机到主机层，对应于O
SI参考模型的第四层（传输层）。在TCP /IP模型中，传输层提供端到端，即应用程序之间的通信，主要功能是数据格式化、数据确认、可
靠性、流量控制和丢失重传等典型的问题。 位于该层的TCP协议（传输控制协议）是TCP/IP模型中最主要的协议之一，它提供了
面向连接的可靠的传输服务。传输层还提供了一种不可靠的UDP传输协议，即用户报文协议。 4.应用层 TCP/IP应用
层对应于OSI参考模型的上三层（会话层、表示层和应用层），它包括了一些服务。这些服务是与终端用户直接相关。应用层还要告诉传输层哪个
数据流是由哪个应用程序发出的。使用的主要协议有HTTP、SMTP、SNMP、DNS、Telnet等协议。第二章 计算机网络模型
1.IP协议2.3.2 两个重要的协议第二章 计算机网络模型 IP协议基本任务是通过互联网传输数据报，提供关于数据应如
何传输以及传输到何处的信息，各个数据报之间是互相独立的。 IP是一种使TCP/IP可用于网络连接的子协议，可以跨越多个局域网
段或通过路由器跨越多种类型的网络。 2.TCP协议 传输控制协议TCP是一种面向连接的协议，在该协议上准备发送数据时，
通信节点之间必须建立起一个连接，才能提供可靠的数据传输服务。 第二章 计算机网络模型 三次握手第二章 计算机网络模型 3
.其他协议⑴ 用户数据报协议(UDP)用户数据报协议是一种无连接的传输服务，不保证数据报以正确的序列被接收，不提供错误校验和序列编
号。 ⑵ 网际控制报文协议(ICMP) ICMP位于TCP/IP模型网络互联层的IP协议和TCP协议之间，它不提供差错控制服
务，而是仅仅报告哪一个网络是不可到达的，哪一个数据报因分配的生存时间过期而被抛弃。 ⑶ 地址解析协议(ARP) 地址解析协议
是一个网络互联层协议，用于实现IP地址到MAC地址(物理地址)的转换。 ⑷ 反向地址解析协议(RARP)反向地址解析协议，用于实现
物理地址到IP地址的转换 第二章 计算机网络模型 2.3.3 OSI与TCP/IP模型的比较2.4 IP地址 2.4.1 IP
地址第二章 计算机网络模型 1.什么是IP地址 IP地址由网络位和主机位组成 网络位——所在网络地址（网络ID）
在哪个网络上？ 所在网络上计算机的地址——主机位（主机ID）该网络的哪台主机？ 第二章 计算机网络模型网络协议与IP
寻址之IP地址与IP寻址 2.IP地址的分类 IP地址共分为5类：A、B、C、D、EIP地址共分为5类：A、B、C、
D、E 2.IP地址的分类第二章 计算机网络模型 3.特殊的IP地址 （1）网络地址 网络地址是由一个有效的网络号
和一个全“0”的主机号构成。如：在A类网络中，地址120.0.0.0就表示该网络的网络地址。 （2）广播地址 当一个设备向网
络上所有的设备发送数据时，就产生了广播。这样的IP地址以全“1”结尾。IP广播地址有两种形式：直接广播和有限广播。 ① 直接
广播 如果广播地址包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号，技术上称之为直接广播地址。 ② 有限广播 IP地址
的32位全为“1”(255.255.255.255)用于本地广播，该地址叫做有限广播地址。 （3）回送地址 A类网络地址1
27.0.0.0是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地计算机进程间通信。这个IP地址叫回送地址。第二章 计算机网络模型 4
.IP地址的分配原则 ⑴ 只有A、B、C三类地址可以分配给计算机和网络设备； ⑵ IP地址的第一个段不能为127，保留
留作测试使用； ⑶ 网络地址不能全为0，也不能全为1。全为0没有网络，全为1用作网络掩码； ⑷ 主机地址不能全为0，也
不能全为1。全为0代表网络，全为1代表主机； ⑸ IP地址在网络中必须惟一。 5.私有IP地址 ⑴ 1个A类地
址：10.0.0.0～10.255.255.255 ⑵ 16个B类地址：172.16.0.0~172.31.0.0 ⑶
256个C类地址：192.168.0.0~192.168.255.255 第二章 计算机网络模型2.4.2 子网与子网掩码 1
.子网第二章 计算机网络模型 2.子网掩码 子网掩码是一个32位的数字，其主要作用是将网络地址从IP地址中剥离出来，求
出IP地址的网络号。即告诉TCP/IP主机，IP地址的哪些位对应于网络地址，哪些位对应于主机地址。TCP/IP协议使用子网掩码判断
目标主机地址是位于本地子网还是远程子网。子网中的所有主机必须配置相同的子网掩码。 3.可变长的子网掩码第二章 计算机网络模型
4.子网掩码的计算 ⑴ 利用子网数来计算 在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需
主机数目。 将子网数目转化为二进制来表示 取得该二进制的位数，为 N 取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部
分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。 如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
① 27=11011 ② 该二进制为五位数，N = 5 ③ 将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位
置 1，得到 255.255.248.0 即为划分成 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。第二章 计
算机网络模型 ⑵ 利用主机数来计算 如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机70
0台： ① 700=1010111100 ② 该二进制为十位数，N = 10 ③ 将该B类地址的子网掩码2
55.255.0.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255 然后再从后向前将后 10位置0,即为：111
11111.11111111.11111100.00000000 即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700
台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。第二章 计算机网络模型5.示例 例：一个C类地址192.168.2.0/26，
请问该网络可以划分为几个子网？每个子网可容纳多少台主机？ 分析：这是一个C类网络，正常情况下，主机是有8位，网络位是24位，子网掩码全1位是24位。而本例的子网掩码全1位为26位，说明网络位从主机位借了2位地址用于子网的编址，子多掩码的点分二进制表示法为：1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 1100 0000，即为：255.255.255.192 解答：C类地址，主机标志位原为8位，现从中借出了2位，即n=2。 那么，m=8-2=6。 依据上面的分析，可得出可用子网数为：22-2=2个子网； 每个子网的主机数为：26-2=62台主机。第二章 计算机网络模型 |
|
