计算机网络的体系结构.ppt

第3章 计算机网络的体系结构,体系结构的划分以及网络协议,本章学习要求：,掌握：协议、层次、接口与网络体系结构 的基本概念 掌握：网络体系结构的层次化研究方法 掌握：OSI参考模型及各层的基本服务功能 掌握：TCP/IP参考模型的层次划分、各层 的基本服务功能与协议族 了解：OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比 较,3.1 网络体系结构和协议的概念,3.1.1 网络分层体系结构(班级管理结构化) 网络体系结构:是指用分层研究方法定义 的网络各层的功能,各层协议和接口的集合。 计算机网络将其功能划分成若干个层次 （Layer），较高层次建立在较低层次的基 础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。,网络分层体系结构的优点是： 1独立性强 2适应性强 3易于实现和维护 4. 有利于促进标准化,是因为每层的功能和提供的服务都已经有了精确的说明,邮政系统,层次,接口,协议,3.1.2层次、协议、接口与体系结构的概念,层次（layer） 层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定； 高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。,协议（protocol）:,网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准； 网络协议的三要素：语义、语法与定时； 语义：用于解释数据流的每一部分的意义； 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式； 交换规则(或称时序/定时关系) ：事件实现顺序的详细说明。 语言语法定义,接口（interface）:,接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点; 同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，低层向高层通过接口提供服务; 只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。,3.2 开放系统互连参考模型,3.2.1 ISO/OSI参考模型 ISO:国际标准化组织(International Organization for Standardization) OSI:开放系统互连参考模型(Open System Interconnect ),OSI参考模型的结构,人机交互 翻译器 协调信息 传输数据 转发数据 检验数据 介质连接,路由器 网卡、网 桥、交换 机 中继器、 集线器,OSI参考模型的主要特性为：,是一种异构系统互连的分层结构； 是一种抽象结构，而不是具体实现的描述； 不同结点的同等层具有相同的功能,协议是水平的,服务是垂直的； 相邻层间的接口，定义了低层向上层提供的服务； 直接的数据传送仅在最底层实现。,OSI参考模型各层的功能,3.2.2物理层的主要功能：传输介质 1通信接口与传输媒体的物理特性 （1）机械特性 电池及针孔原理 （2）电气特性 手机电池供电时间 （3）功能特性 数据线与电源线 （4）规程特性 数据线连接线路(建立、维持、拆除),2物理层的数据交换单位为二进制比特 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；（数字、模拟传输信号） 物理层的数据传输单元是比特。 3比特的同步（电话号码） 异步传输； 同步传输,4线路的连接 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接；点点(专用链路),多点(共享一条链路) 5传输方式 单工 半双工 全双工,3.2.3 数据链路层数据传输方式,通过物理层提供的比特流服务,在相邻节点之间建立链路,对传输中可能出现的差错进行检错和纠错,向网络层提供无差错的透明传输. 1成帧传输以“帧”为单位的数据包 2物理地址寻址帧的头部添加源和目的地址尾部加差错控制信息 3流量控制 发送报告 尾部加差错控制信息 4差错控制 使有差错的物理线路变成无差错的数据链路 5接入控制,3.2.4 网络层通信子网的最高层,网络层的服务：面向连接；面向无连接。 1逻辑地址寻址 为数据在结点之间传输创建逻辑链路； 2路由功能 通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径； 3流量控制 4拥塞控制（过量的数据包，网络广播风暴）,3.2.5 其他各层简介,传输层的主要功能：传输数据 向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务； 处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题； 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。 会话层的主要功能：协调数据 负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点-点传输不中断； 管理数据交换。,表示层的主要功能：翻译器 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式； 数据格式变换； 数据加密与解密； 数据压缩与恢复。 应用层的主要功能:人机交互窗口 为应用程序提供了网络服务; 应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步; 建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。,3.3 TCP/IP的体系结构,3.3.1 TCP/IP概述 TCP：传输控制协议 （Transmission Control Protocol） IP：网络互连协议 （Internet Protocol） TCP/IP协议的特点： 统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；,3.3.2 TCP/IP的层次结构,报文、 数据流 传