Chapter 2 OSI 分層模型與 TCP/IP 通訊協定組

目標 本章結束後，您將能夠： 了解 OSI 分層模型的架構 了解 OSI 分層模型中的各分層及其功能 了解 TCP/IP 通訊協定組的架構 區別 Internet 位址的三個層次之間的差異

2.1 OSI分層模型 國際標準組織 ( International Standards Organization, ISO ) 是一個由多國參與的國際組織，於1947 年成立，致力於國際標準之制訂。ISO所制定的標準中，牽涉到網路通訊方面的就是開放式系統互連 ( Open Systems Interconnection, OSI ) 分層模型，是在1970 年代後期所提出來的。 本節所討論的主題包括： 分層架構 點對點程序 封裝

ISO 是一個組織； OSI 是一個網路分層模型。 請注意： ISO 是一個組織； OSI 是一個網路分層模型。

2.2 OSI分層模型中的各個分層 在本節中，我們簡短地描述 OSI 分層模型中各分層的功能。 本節所討論的主題包括： 實體層 資料鏈結層 網路層 傳輸層 會議層 表達層 應用層

實體層主要是負責某一個節點 到下一個節點之間的位元移動。 請注意： 實體層主要是負責某一個節點 到下一個節點之間的位元移動。

資料鏈結層主要是負責某一個節點到 下一個節點之間的訊框 ( frame ) 移動。 請注意： 資料鏈結層主要是負責某一個節點到 下一個節點之間的訊框 ( frame ) 移動。

網路層主要是負責來源端主機到 目的端主機之間的封包 ( packet ) 傳遞。 請注意： 網路層主要是負責來源端主機到 目的端主機之間的封包 ( packet ) 傳遞。

網路層主要是負責從一個程序到 另一個程序之間的訊息 ( message ) 傳遞。 請注意： 網路層主要是負責從一個程序到 另一個程序之間的訊息 ( message ) 傳遞。

2.3 TCP/IP 通訊協定組 TCP/IP 通訊協定組有5個分層，包括實體層、資料鏈結層、網路層、傳輸層及應用層。 前四層提供了實體層標準、網路介面、網路互連及傳輸層的功能，剛好如同 OSI 分層模型中的前四層。 而 OSI 分層模型中的最高三層則由 TCP/IP 的應用層一層來代表。 本節所討論的主題包括： 實體層及資料鏈結層 網路層 傳輸層 應用層

2.4 定址方式 使用 TCP/IP 通訊協定組的網路中，使用的網路位址分為實體 ( 鏈結 ) 位址、邏輯 ( IP ) 位址 及通訊埠位址 三個層次。 本節所討論的主題包括： 實體位址 邏輯位址 通訊埠位址

範例1 圖2.18 有一個節點的實體位址是 10，要傳送一訊框到一個實體位址為 87 的節點。 且這兩個節點位於同一條連線上，在資料鏈結層裡，此訊框的標頭部分包含著這兩個實體 ( 鏈結 ) 位址，這是唯一需要的位址。標頭的其他部份包含此層所需的其他資訊，而尾端資訊則是包括了一些位元用來做錯誤偵測用。

範例2 在第 3 章我們會看到大部分的區域網路使用 48 位元 ( 6個位元組 ) 的實體位址，以 12 個十六進制數字代表，每兩個數字之間以冒號隔開，如下所示： 07 : 01 : 02 : 01 : 2C : 4B 一個6位元組 ( 12個十六進制數字 ) 的實體位址

範例3 在圖2.19 的範例中，我們要在一個 LAN 裡傳送資料，資料從網路位址為 A 的一個節點，其實體位址為 10，要傳送到在另一個 LAN 上網路位址為 P，實體位址為 95 的節點。 因為兩個節點位在不同的實體網路上，我們不能只用鏈結層位址，因為鏈結層位址只能辨認在同一個 LAN 上的節點。 所以在這裡我們需要一種通用的位址，可以跨過 LAN 的邊界。網路層位址或稱邏輯位址便具備這種特性。 網路層的封包所用的邏輯位址在資料由來源端傳送到接收端時維持不變 ( 即圖中的 A 和 P )。從一個網路到另一個網路時，邏輯位址是不會變的，但是實體位址在封包由一個網路到另一個網路是會改變的，圖中標記為路由器 ( Router ) 的方塊是一個網路互連裝置，我們將在第3章會談到。

在 IPv4 下的一個 IP 位址以十進制數字代表 範例4 在第4章，我們會看到 IP 位址為 32 位元 ( IPv4 )，通常以 4 個十進制數字代表，每個數字為一個位元組 ( byte ) 長，數字之間以英文句點隔開，如下所示： 132.24.75.9 在 IPv4 下的一個 IP 位址以十進制數字代表

範例5 圖2.20 展示一個傳輸層通訊的範例。 來自上層的資料有埠位址 j 及 k ( j 是傳送端程序的位址，k 是接收端程序的位址 )。 在網路層，網路位址 ( A 和 P ) 分別被加到每個封包。 然後這兩個封包可藉著不同的路徑照原來次序或不依原序地到達目的地，這兩個封包被送到目的端的傳輸層，傳輸層負責將網路層的標頭移去，並且組合這兩個封包，將之傳給上面的分層。

範例6 在第11、12、及13章中，我們會看到埠位址為16位元以十進制數字代表，如下所示： 753 一個16 位元的埠位址，以單一數字代表

2.5 IP 版本 IP 通訊協定在1983年成為 Internet 的官方協定。隨著 Internet的演變，IP 通訊協定出現過六個版本，下面我們看一下最後三個版本。 本節所討論的主題包括： 第四版 第五版 第六版