计算机网络技术实用教程(第四版)第03章电子工业出版社.ppt

2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,教学重点和难点： OSI模型七层功能及其关系； OSI的相邻层之间通信的过程； 不同计算机上同等层之间的通信过程； ISO/OSI数据封装与解封装的过程； TCP/IP模型体系结构； TCP/IP数据封装与解封装的过程。,第3章 计算机网络体系结构,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,（1）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活（Activate）。 （2）要告诉网络如何识别接收数据的计算机。 （3）发起通信的计算机必须查明对方计算机是否已准备好接收数据。 （4）发起通信的计算机必须弄清楚，在对方计算机中的文件管理程序是否已做好文件接收和存储文件的准备工作。,3.1 计算机网络体系结构概述,3.1.1 建立计算机网络体系结构的必要性,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,（5）若计算机的文件格式不兼容，则至少其中的一个计算机应完成格式转换功能。 （6）对出现的各种差错和意外事故，如数据传送错误、重复或丢失，网络中某个结点出故障等，应当有可靠的措施保证对方计算机最终能够收到正确的文件。,3.1 计算机网络体系结构概述,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.1 计算机网络体系结构概述,3.1.2 计算机网络的分层模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,1. 实体与对等实体,3.1 计算机网络体系结构概述,实 体：,任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程。,对等实体：,不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,2. 通信协议,3.1 计算机网络体系结构概述,协 议：,语 法,语 义,同 步,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3. 服务与接口,3.1 计算机网络体系结构概述,在网络分层结构模型中，每一层为相邻的上一层所提供的功能称为服务。,服务访问点：,在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方,通常称为服务访问点SAP。,服 务：,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.1 计算机网络体系结构概述,4. 服务类型,每个报文（信件）带有完整的目的地址，并且每一个报文都独立于其他报文，由系统选定的路线传递。在正常情况下，当两个报文发往同一目的地时，先发的先到。但是，也有可能先发的报文在途中延误了，后发的报文反而先收到。,在数据交换之前，必须先建立连接。当数据交换结束后，则必须终止这个连接。在传送数据时是按序传送的。,面向连接服务,无连接服务,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.1 计算机网络体系结构概述,5. 服务原语,相邻层之间通过一组服务原语建立相互作用，完成服务与被服务的过程。这些原语供用户和其他实体访问该服务。这些原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。服务原语可被划分为4类，分别是请求、指示、响应、确认。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,网络体系结构是从体系结构的角度来研究和设计计算机网络体系，其核心是网络系统的逻辑结构和功能分配定义，即描述实现不同计算机系统之间互连和通信的方法以及结构，是层和协议的集合。通常采用结构化设计方法，将计算机网络系统划分成若干功能模块，形成层次分明的网络体系结构。,3.1 计算机网络体系结构概述,3.1.3 网络体系结构,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,OSI采用分层的结构化技术，共分7层，从低到高为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,3.2.1 OSI七层模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,3.2.2 OSI参考模型各层的功能,1物理层(Physical Layer) 物理层位于OSI参考模型的最低层，它直接面向原始比特流的传输。为了实现原始比特流的物理传输，物理层必须解决好包括传输介质、信道类型、数据与信号之间的转换、信号传输中的衰减和噪声等在内的一系列问题。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,2数据链路层(Data Link Layer) 数据链路层涉及相邻结点之间的可靠数据传输，数据链路层通过加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层表现为一条无错线路。为了能够实现相邻结点之间无差错的数据传送，数据链路层在数据传输过程中提供了确认、差错控制和流量控制等机制。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,3网络层(Network Layer) 网络中的两台计算机进行通信时，中间可能要经过许多中间结点甚至不同的通信子网。网络层的任务就是在通信子网中选择一条合适的路径，使发送端传输层所传下来的数据能够通过所选择的路径到达目的端。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,5会话层(Session Layer) 会话层的主要功能是在两个结点间建立、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送。 在会话层和传输层都提到了连接，那么会话连接和传输连接到底有什么区别呢？会话连接和传输连接之间有三种关系：一对一关系，即一个会话连接对应一个传输连接；一对多关系，一个会话连接对应多个传输连接；多对一关系，多个会话连接对应一个传输关系。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,6表示层(Presentation Layer) OSI模型中，表示层以下的各层主要负责数据在网络中传输时不出错。但数据的传输没有出错，并不代表数据所表示的信息不会出错。表示层专门负责有关网络中计算机信息表示方式的问题。表示层负责在不同的数据格式之间进行转换操作，以实现不同计算机系统间的信息交换。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,基于ASCII码的计算机将信息“HELLO”的ASCII编码发送出去。但因为接收方使用EBCDIC编码，所以数据必须加以转换。因此，传送的是十六进制字符48454C4C4F，接收到的却是C8C5D3D3D6。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,7应用层(Application Layer) 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。应用层还包含大量的应用协议，如虚拟终端协议（Telnet）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议（SNMP）、域名服务系统（DNS）和超文本传输协议（HTTP）等。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,1.OSI模型每一层数据的名称 为了使数据分组从源主机传送到目的主机，源主机OSI模型的每一层要与目标主机的每一层进行通信。用Peer-to-peer communications（对等实体间通信）表示源主机与目的主机对等层间的通信。在这一过程中，每一层的协议交换的信息称为协议数据单元（PDU，Protocol Data Unit），通常在该层的PDU前面增加一个单字母的前缀，表示为哪一层数据。,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,3.2.3 OSI的层次间关系,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,主机A,主机B,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,比特,数据帧,数据报,数据段,APDU,PPDU,SPDU,应用层协议,表示层协议,会话层协议,传输层协议,网络层协议,数据链路层协议,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,2. 数据封装 封装（Encapsulation）是指网络结点将要传送的数据用特定的协议头打包来传送数据，有时候也可能在数据尾部加上报文。OSI七层模型的每一层都对数据进行封装，以保证数据能够正确无误的到达目的地，并被终端主机理解及处理。下面来看一下数据从主机A到主机B的封装过程。,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,网络传输介质,主机A,主机B,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3. 同一台计算机之间相邻层的通信,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,4. 不同计算机上同等层之间的通信 主机A的应用层与主机B的应用层通信。同样，主机A的传输层、会话层和表示层也与主机B的对等层进行通信。 OSI参考模型的分层禁止了不同主机间的对等层之间的直接通信。因此，主机A的每一层必须依靠主机A相邻层提供的服务来与主机B的对应层通信。假定主机A的第4层必须与主机B的第4层通信。那么，主机A的第4层就必须使用主机A的第3层提供的服务。第4层叫服务用户，第3层叫服务提供者。第3层通过一个服务接入点（SAP）给第4层提供服务。这些服务接入点使得第4层能要求第3层提供服务。,3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 模型,3.3.1 TCP/IP 模型,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 参考模型,3.3.2 各层主要协议,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 参考模型,TCP/IP的网络接口层中包括各种物理网协议，例如Ethernet、令牌环、帧中继、ISDN和分组交换网X.25等。当各种物理网被用做传输IP数据报的通道时，就可以认为是属于这一层的内容。,1网络接口层协议,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 参考模型,2网络层协议,网际协议（IP）是其中的核心协议，IP协议规定网际层数据分组的格式。 Internet控制消息协议（ICMP）：提供网络控制和消息传递功能。 地址解释协议（ARP）：用来将逻辑地址解析成物理地址。 反向地址解释协议（RARP）：通过RARP广播，将物理地址解析成逻辑地址。,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 参考模型,传输层的主要协议有TCP和UDP。 传输控制协议（TCP）：是面向连接的协议，用三次握手和滑动窗口机制来保证传输的可靠性和进行流量控制。 用户数据报协议（UDP）：是面向无连接的不可靠传输层协议。,3传输层协议,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 参考模型,应用层包括了众多的应用与应用支撑协议。常见的应用协议有：文件传输协议FTP、超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、远程登录（Telnet）；常见的应用支撑协议包括域名服务（DNS）和简单网络管理协议（SNMP）等。,4应用层协议,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.3 TCP/IP 参考模型,3.3.3 TCP/IP参考模型数据封装,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.4 OSI模型和TCP/IP模型的区别,ISO/OSI模型和TCP/IP模型有许多相似之处，具体表现在：两者均采用了层次结构并存在可比的传输层和网络层；两者都有应用层，虽然所提供的服务有所不同；均是一种基于协议数据单元的包交换网络，而且分别作为概念上的模型和事实上的标准，具有同等的重要性。,1相似点,2019年6月16日星期日6时37分20秒,计算机网络技术,3.4 OSI模型和TCP/IP模