模块三 项目三 任务OSI中的软件层次 （课件）-《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）同步精品课堂

3.2 OSI中的软件层次 ----传输层、表示层和应用层 计算机网络基础 同步精品课堂 河北科学技术出版社 教学目标 一 掌握传输层的传输单位 教学 目标 掌握传输层的工作过程 了解传输层、会话层、表示层和应用层的功能及服务 任务一 传输层 会话层、表示层和应用层 任务二 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学重难点 二 1、传输层的传输单位及功能 2、传输层在OSI参考模型中的作用 教学重点 正确区分OSI各层的功能 教学难点 2 1 导入新课 三 我们日常生活中的快递是通过运输从卖家运送到买家手中，那计算机网络体系结构中的传输层是否也是具备类似的功能呢？运送到目地端以后，又是如何给会话层、表示层和应用层的呢？ 思 考： 传输层 任务一 新知讲授 四 一、传输层概述 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 传输层位于OSI模型的第四层，负责端口到端口的通信，既是七层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。传输层是七层模型中最重要、最关键的一层，是唯一负责总体数据传输和控制的一层。 ➽ 传输单位 传输层的传输单位是报文（message）。 1、概述 新知讲授 四 一、传输层概述 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 2、传输层要实现的目的 （1）提供可靠的端到端的通信； （2）向会话层提供独立于网络的传输服务； 3、 传输层的基本功能 （1）提供用户进程之间的逻辑通信（端到端通信）； （2）提供复用与分用：即多个进程可以同时通过传输层进行传送消息，接收端接收到信息后再给不同的进程分用； （3）对收到的报文进行差错检测； （4）提供面向连接的TCP协议和无连接的UDP协议； （5）流量控制与拥塞控制； 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 二、传输层的服务 传输层实体通过网络服务与对等的传输实体通信，并向传输层用户提供传输服务。传输层提供的服务如下： 传输层可提供两大类型服务： （1）面向连接的服务：是一种可靠的服务，它需要建立、维持和拆除连接，可提供流量控制、差错控制和序列控制； （2） 面向无连接的服务：即数据报服务，只能提供不可靠的服务； 1、服务类型 2、服务等级 服务等级的选择有利于更加有效地利用所提供的链路及资源； 新知讲授 四 二、传输层的服务 数据传输可以分为普通数据传输和紧急数据传输。 3、数据传输 4、服务接口 用户可以直接访问传输层，传输层提供多种用户接口方式，包括采用过程调用、通过邮箱传输数据和参数等。 5、连接管理 6、状态报告 7、安全保密 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 三、传输层在OSI模型中的作用 1、传输层位于OSI模型的第四层，负责端到端的数据传输。 2、传输层的主要功能是提供可靠的数据传输服务，包括流量控制、错误检测和重传等。 3、传输层协议包括TCP和UDP，其中TCP提供可靠的数据传输，而UDP提供快速的数据传输。 4、传输层在OSI模型中的作用是确保数据在端到端之间的可靠传输，为上层应用提供稳定的数据传输服务。 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 四、传输层与其他层次的关系 1、传输层位于OSI模型的第四层，负责端到端的数据传输。 2、传输层位于网络层之上，应用层之下，起到承上启下的作用。 3、传输层为应用层提供可靠的数据传输服务，屏蔽了底层网络的复杂性。 4、传输层与网络层的关系：传输层使用网络层的服务，通过网络层的路由功能将数据传输到目的地。 5、传输层与应用层的关系：传输层为应用层提供数据传输服务，支持多种应用协议，如TCP、UDP等。 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 五、传输层协议等级 传输层协议实现的难易程度还与网络层提供的服务直接相关，如果网络层服务质量高，则传输层协议容易实现。ISO定义了5种类型的传输层协议。 1、0类协议（TP0）是最简单的，该类仅包括连接建立、数据传输和错误报告等功能； 2、1类协议（TP1）基本错误恢复级。在TP0的基础上增加了基本差错恢复、流量控制、加速数据传输、连接拆除等功能； 3、2类协议（TP2）具有多路复用功能，包括TP1的功能，但没有错误检测和恢复功能。 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 五、传输层协议等级 4、3类协议（TP3）具有错误恢复功能和多路复用功能，集中1、2级功能。 5、4类协议（TP4）最为复杂，它可以在网络任务较重时确保实现高可靠性的数据传输。不仅仅具有差错控制、差错恢复及多路复用功能，还能处理报文丢失、报文重复及网络层和其他各层的错误，并有超时和检验机制。 会话层、表示层和应用层 任务二 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 一、高3层的共同特点 会话层、表示层和应用层属于OSI模型高3层，高3层协议的共同特点如下： 1、处理的信息都是报文，报文是用户间交换的完整信息单位； 2、提供面向用户的服务； 3、端到端的数据处理，不考虑信息的传输及怎样传输的问题； 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 二、会话层 会话层是在两个网络节点间建立、维护和释放面向用户的连接，并对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传输。 （1）一对一关系，即一个会话连接对应一个传输连接； （2）一对多关系，一个会话连接对应多个传输连接； （3）多对一关系，多个会话连接对应一个传输连接； 1、概述 2、会话层的会话连接与传输层的传输连接的对应关系 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 二、会话层 （1）建立、维护和终止会话； （2）管理会话的同步和异步传输； （3）提供数据完整性和可靠性保证； （4）支持多种会话类型，如全双工、半双工和单工会话； 3、会话层的主要功能 4、会话层的相关协议 相关协议有结构化查询语言(SQL)、远程进程呼叫(RPC)。 新知讲授 四 （1）利用令牌技术来保证数据交换、会话同步的有序性，拥有令牌的一方可以发送数据或执行其他动作。 （2）利用活动和同步技术来保证用户数据的完整性，并让用户知道整个交换的过程。 （3）利用分段和拼接技术来提高数据交换的效率，多块用户数据可以合并在一起进行传输。 （4）利用重新同步技术来实现用户会话的延续性，支持传输过程中的故障恢复。 会话层向会话的应用进程之间提供会话组织和同步服务，对数据的传送提供控制和管理，以协调会话过程，为表示层实体提供更好的服务。具体包括以下4个方面： 5、会话层的相关协议 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 三、表示层 表示层是OSI模型的第六层，负责将应用层的数据转换为适合网络传输的格式，并对数据进行加密、压缩等处理。 表示层负责数据的表示、加密、压缩和解压缩，以及数据的格式转换，以便于在网络中进行传输。 1、概述 2、表示层的作用 （1）编码和解码：将数据从一种格式转换为另一种格式； （2）压缩和解压缩：对数据进行压缩和解压缩，以减少传输时间和存储空间； 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 三、表示层 （3）表示层是OSI模型的第六层，负责将应用层的数据转换为适合网络传输的格式，并对数据进行加密、压缩等处理； （4）数据格式转换：将数据从一种格式转换为另一种格式，以便于在不同系统之间进行传输和共享； 2、表示层的作用 （1）语法转换。将抽象语法转换成传送语法，并在对方实现相反的转换。涉及的内容有代码转换、字符转换、数据格式的修改，以及对数据结构操作的适应、数据压缩、加密等。 3、主要功能 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 三、表示层 （2）语法协商。根据应用层的要求协商选用合适的语法，即确定传送语法并传送。 （3）连接管理。包括利用会话层服务建立表示连接，管理在这个连接之上的数据传输和同步控制，以及正常或异常地终止这个连接。 3、主要功能 4、表示层相关协议 相关协议有ASCII、JPEG、MPEG等。 新知讲授 四 ➽ 实例：表示层服务实例 网络 基于ASCII码的计算机 基于EBCDIC码的计算机 48454C4C4F C8C5D3D3D6 基于ASCII码的计算机要将信息HELLO通过网络传送到基于EBCDIC码的计算机。如果以ASCII码发送出云，虽然下5层可以将HELLO的ASCII编码48454C4C4F正确无误地传送到对方，但在对方计算机中，48454C4C4F并不表示HELLO。所以数据在交给接收方计算机时，必须执行转换，可以是发送方转换，也可以是接收方转换，或者双方都向一种标准格式转换。转换工作发生在接收方的表示层。 新知讲授 四 L1 物理层 L2 数据链路层 L3 网络层 L4 传输层 L5 会话层 L6 表示层 L7 应用层 四、应用层 应用层是OSI参考模型中最靠近用户的一层，负责为用户的应用程序提供网络服务。与OSI参考模型其他层不同的是，它不为任何其他OSI层提供服务，而只是为OSI模型以外的应用程序提供服务，如电子表格程序和文字处理程序。 1、概述 2、应用层提供的服务 应用层提供文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。 3、应用层相关协议 文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、超文本传输协议HTTP等。 新知讲授 四 OSI参考模型中传输数据的具体过程 （1）在某台电脑上写好电子邮件后，提出发送邮件到远程邮件服务器的请求，应用层会识别该请求，并将请求传输到表示层。 （2）表示层判断是否要对数据格式进行转换及如何转换等，然后在数据中加入相应的代码信息，并将请求传递到会话层。 （3）会话层接收到表示层发过来的请求后，给该请求添加一个数据标记符，指示用户有权限传输数据（即可以建立会话），然后将数据传输到传输层。 （4）在传输层，数据被分割成若干数据段，并在每个数据段的头部加上TCP报头（包含源端和目标端的端口号，以实现端到端的连接和通信），然后将封装好的数据传输到网络层。在传输层中封装好的数据被称为报文（Message）。 ➽实例：通过发送和接收电子邮件的例子解释OSI模型中数据传输的过程 数据传输过程 新知讲授 四 OSI参考模型中传输数据的具体过程 （5）网络层为数据添加逻辑地址信息，即在TCP报头前添加IP报头（包含数据包的原逻辑地址和目标逻辑地址），这时我们称该数据为数据包或分组（Packet）。 （6）数据包达到数据链路层后，先进入LLC子层加上LLC头部，然后进入MAC子层加上MAC头部和一个FCS尾部。数据包在数据链路层中会被封装成帧。 （7）数据帧被传输到物理层后，物理层不添加任何信息，把数据帧发送到传输介质并以比特流的形式传输。 （8）当数据达到另一端服务器的物理层时，反向执行上述过程。 ➽实例：通过发送和接收电子邮件的例子解释OSI模型中数据传输的过程 数据传输过程 师生互动 五 1、利用搜索工具查询“OSI参考模型的传输层、会话层、表示层和应用层”相关知识。 2、浏览搜索结果中对会话层和表示层功能的介绍。 3、搜索关于“应用层功能”，注意区分应用程序和应用层的区别 4、搜索应用层的协议，理解各种协议的功能与工作过程。 讨论 随堂练习 六 1、传输层的数据传输单位是_________。 答案：报文 解析：传输层的传输单位是报文 2、传输层负责的是_________的通信。 答案：端口到端口 解析：传输层负责的是端口到端口的通信。 随堂练习 六 3、下列不属于OSI参考模型中的应用层协议是（ ） A. FTP B. HTTP C．SMTP D. TCP 答案：D 解析：TCP是属于传输层的协议。 随堂练习 六 4、将发送方数据转换成接收方的数据格式化是由OSI参考模型的哪层实现的（ ） A.应用层 B.表示层 C.会话层 D.传输层 答案：B 解析：表示层负责数据的表示、加密、压缩和解压缩，以及数据的格式转换，以便于在网络中进行传输。 随堂练习 六 5、在OSI中主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间通信的层次（ ） A.会话层 B.网络层 C.表示层 D.传输层 答案：A 解析：会话层是在两个网络节点间建立、维护和释放面向用户的连接，并对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传输。 随堂练习 六 6.传输层提供面向连接和无连接两种类型服务。（ ） 7.表示层关心的是传输信息的语法和语义。（ ） 8.传输层是七层模型中最重要、最关键的一层。（ ） 答案：6. 对 7. 对 8. 对 解析：6.传输层提供面向连接和无连接两种类型服务 7.表示层关心的是传输信息的语法和语义 8.传输层是七层模型中最重要、最关键的一层。 课堂小结 七 谢谢 $$