Lecture1计算机网络体系结构入门.ppt

Chapter 1,计算机网络体系结构概述,计算机网络体系结构的出现,建立网络体系结构的出发点,分层体系结构相关概念,ISO/OSI-RM,计算机网络体系结构:,计算机网络概述,计算机网络体系结构的出现,计算机体系结构是计算机的逻辑结构和功能；, 是指整个网络体系中的逻辑构成和功能；, 是对构成计算机网络的各个组成部分所具备功能的一组定 义；, 它使计算机网络系统能够在统一的原则方针下进行设计、 建造和发展。,1974年，IBM首先公布了世界上第一个计算机网络体系结 构-系统网络体系结构(SNA),计算机网络概述,计算机网络体系结构的出现,1976年，Sperry-Vnivac公司公布了分布式控制网络体系 结构(DCA); Burroughs提出了非集中式数据处理网络 系统 (DNS); 还有日本富士通公司的(FNA),东芝公司 的先进网络系统体系结构(ANSA)，日本电气公司的分 布式信息处理网络体系结构DCIA等等.,1975年，DEC公司发布了计算机网络体系结构(DNA),在自由竞争中，计算机网络体系结构在短时间内得到了很大的发展，但伴随着形式的多样化，增加了复杂性，出现了很多问题，主要表现在以下三个方面：,计算机网络概述,计算机网络体系结构的出现, 软件、硬件系统增大；, 研制费用越来越大；, 可塑性，扩展性受到限制。,为此提出：不但要使现有的大量的各种各样的计算机进网工作（即所谓的异种机连接问题），而且还要把当前的各种不同体系结构的网络也都能互联起来，进行,计算机网络概述,计算机网络体系结构的出现,分布应用即所谓的开放式系统互联，进而要使今后生产的网络尽可能大体上都能遵循一个统一的体系结构标准。, 相互交换信息, 资源共享, 分布式处理,1983年，由ISO/TC97/SC16提出了 开放式系统互联参考模型， 即著名的ISO7498国际标准 ISO/OSI-RM。,计算机网络概述,计算机网络体系结构的出现,Chapter 1,计算机网络体系结构概述,计算机网络体系结构的出现,建立网络体系结构的出发点,分层体系结构相关概念,ISO/OSI-RM, 虚拟化,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点,研究制定计算机网络体系结构的出发点主要从三个方面入手：, 分层化, 抽象化,抽象化,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点,在OSI体系结构中，问题的处理采用了抽象化的 方法。分为三级抽象：, 一是参考模型 二是服务定义， 三是协议规范。,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点,如下图所示，它们分别自顶向下方向逐步抽象,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点, 参考模型为最高一级，此级约束较少，描述粗犷；, 服务定义一级的抽象有较多约束；, 协议为最低一级，对它要精细描述，约束最多。,OSI协议规范是最低一级的抽象概念。协议也称规程，它指 多个开放系统的同等层在执行通信时，双方约 定的通信规则。 它由三个部分组成：,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点,OSI参考模型是建立网络系统功能和概念的抽象模型，它定 义了七层模型。,OSI服务定义比较详细地定义了各层所提供的报务。OSI服 务只不过是层间的抽象接口，这个抽象接口往 往是由所谓的服务原语（service primitive） 来实现的。, 语法(syntax)：数据和控制信息的结构和格式;,OSI协议规范是网络体系结构的中心，因此狭义讲，网络体系结构就是网络协议。,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点, 语义(semantic)：明确控制信息的意义、作用及所要 求的响应;, 同步(time)：实现网络通信的顺序，即通信时间顺序要 同步。,虚拟化 在OSI体系统结构中，协议研究的出发点和协议实现的归着点大都是虚拟的。所谓虚拟是实现网络中不完全存在的，然而又是实际网络的高度概括与理想化。 如：,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点, 逻辑信道 虚拟电路 虚拟内存 虚拟终端,分层化 是建立计算机网络体系结构极为重要的出发点。,计算机网络概述,建立网络体系结构的出发点,Chapter 1,计算机网络体系结构概述,计算机网络体系结构的出现,建立网络体系结构的出发点,分层体系结构相关概念,ISO/OSI-RM,（N）层表示某一特定层，,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,（N）层 与（N）实体,（N+1)层表示(N)层相邻的上一层，,（N-1）层表示(N)层相邻的下一层。,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,（N）层 与（N）实体,（N）层实体简称（N）实体 是(N)层通信进程的通信手段，在分层结构中实体被定义为相互通信进程的通信手段，泛指一切能够发送和接收信息的东西，如用户应用程序、数据库管理系统、终端等。在许多情况下，就是指一个特定的软件模块。每一层由一个或多个实体组成，有了实体的概念，信息交换究竟是一个进程，一个文件还是一个终端，都没有实质区别。,实体与进程的区别：,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,两主机的（N）同层实体进行通信时称为（N）同层进程, 实体进行通信就是进程。,实体是一个“静”的概念，它指通信手段； 进程是一个“动”的概念，它指通信手段正在进行通信。,（N）协议 与（N）服务,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,在执行（N）层通信时，确定（N）同层实体相互通信行为的一组规则、数据信息格式、相互通信要同步的原则称为（N）层协议， 简称（N）协议。,（N）协议 与（N）服务,（N+1）同层实体要完成通信，从物理实现的角度讲，（N+1）实体必须请求（N）实体给它提供通信能力，而这种通信能力是通过两层边界之间的端口（接口）提供的。,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,在分层结构中，将（N）实体通过端口向（N+1）实体提供通信能力的过程称为（N）层服务，简称（N）服务。,（N）层的功能主要包括：（N）协议和（N）服务。 对（N+1）层透明的是（N）服务； 对（N+1）层非透明的是（N）协议。,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,服务是垂直的,协议与服务的区别：,协议是水平的,在同层实体按协议进行通信时，在同一系统中相邻两层实体交换信息的地点，通常称为服务访问点SAP。因此，（N）实体给（N+1）实体提供服务的地点，或者（N+1）实体请求（N）实体服务的地点，称为（N）服务访问点SAP。,计算机网络概述,分层体系结构相关概念, 接口-(N)服务访问点SAP与(N)服务连接端点,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,由于只能通过（N）SAP，同一系统相邻两层实体才能发生交互作用，于是就出现了（N+1）实体与（N）实体通过（N）SAP相互联接的概念，其连接点处于（N）SAP内，称为（N）服务连接端点CEP。, 接口-(N)服务访问点SAP与(N)服务连接端点,思考：下列关于（N）SAP的描述不正确的是（ ） A、1个（N）SAP一次只能被1个（N）实体所使用 B、1个（N）SAP一次只能被1个（N+1）实体所使用 C、1个（N）实体可以同时使用1个或多个（N）SAP D、1个（N+1）实体不可以同时使用1个或多个（N）SAP,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,（N）连接 是由（N）同层实体的两个或者多个（N）CEP所连接的、被（N+1）同层实体用来交换数据信息的虚拟通道,如图,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,(1)连接型通信包括三部分：,计算机网络概述,分层体系结构相关概念, 连接型通信与非连接型通信,交换数据,建立连接,拆除连接：,主要有常规拆除、有序拆除、异常拆除三种,计算机网络概述,分层体系结构相关概念,(2)非连接型通信也称数据报, 连接型通信与非连接型通信, 无证实数据报：如数字话音通信。对实时要求较高而准 确性要求较低。, 层证实数据报：如挂号电子邮件。, 用户证实数据报：一问一答方式。,（N）SAP的标识称为（N）SAP地址，简称（N）地址。 （N）地址与（N-1）地址的对应关系就是地址映射，有四种：,计算机网络概述,分层体系结构相关概念, 地址和地址映射,（1）（N）接口流量控制 相邻层之间,计算机网络概述,分层体系结构相关概念, 分层结构中的流量控制,（2）（N）对等层实体间的流量控制 如：数据链路层之间 网络层之间 传输层之间,Chapter 1,计算机网络体系结构概述,计算机网络体系结构的出现,建立网络体系结构的出发点,分层体系结构相关概念,ISO/OSI-RM,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Peer-to-Peer Processes,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,An exchange using the OSI model,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Functions of Layers Physical Layer,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,The physical layer is responsible for movements of individual bits from one hop (node) to the next.,Note,计算机网络概述,ISO/OSI-RM, Physical characteristics of interfaces and medium. Representation of bits. Data rate. Synchronization of bits. Line configuration. Physical topology. Transmission mode.,The physical layer is also concerned with the following:,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Functions of Layers Data Link Layer,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,The data link layer is responsible for moving frames from one hop (node) to the next.,Note,计算机网络概述,ISO/OSI-RM, Framing. Physical addressing. Flow control. Error control. Access control.,The data link layer is also concerned with the following:,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Hop-to-hop(node-to-node) delivery,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Functions of Layers Network Layer,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,The network layer is responsible for the delivery of individual packets from the source host to the destination host.,Note,计算机网络概述,ISO/OSI-RM, Logical addressing. Routing.,Other responsibilities of the network layer include the following:,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Source-to-destination delivery,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Functions of Layers Transport Layer,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,The transport layer is responsible for the delivery of a data segment from one process to another.,Note,计算机网络概述,ISO/OSI-RM, Port(Service-point) addressing. Segmentation and reassembly. Connection control. Flow control. Error control.,Other responsibilities of the transport layer include the following:,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Reliable process-to-process delivery of a message,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Functions of Layers Session Layer,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,The session layer is responsible for dialog control and synchronization.,Note,Functions of Layers Session Layer,计算机网络概述,ISO/OSI-RM,Functions of Layers Presentation Layer,计算机网络概述,ISO