计算机网络基础第三章计算机网络体系结构

1、教学重点和难点：教学重点和难点：u OSIOSI模型七层功能及其关系；模型七层功能及其关系；u OSIOSI的相邻层之间通信的过程；的相邻层之间通信的过程；u 不同计算机上同等层之间的通信过程；不同计算机上同等层之间的通信过程；u ISO/OSIISO/OSI数据封装与解封装的过程；数据封装与解封装的过程；u TCP/IPTCP/IP模型体系结构；模型体系结构；u TCP/IPTCP/IP数据封装与解封装的过程。数据封装与解封装的过程。第第3章章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构（1 1）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活（Activ

2、ateActivate）。）。（2 2）要告诉网络如何识别接收数据的计算机。）要告诉网络如何识别接收数据的计算机。（3 3）发起通信的计算机必须查明对方计算机是否已准备）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。好接收数据。（4 4）发起通信的计算机必须弄清楚，在对方计算机中的）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。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计算机网络体系结构概述 （5 5）若计算机的文件格式不兼容，则至少其中的一个计）若计算机的文件格式不兼容，则至少其中的一个计算机

3、应完成格式转换功能。算机应完成格式转换功能。（6 6）对出现的各种差错和意外事故，如数据传送错误、）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。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计算机网络体系结构概述3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述1. 1. 实体与对等实体实体与对等实体3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述2. 2. 通信协议通信协议3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述

4、3. 3. 服务与接口服务与接口3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述4. 4. 服务类型服务类型 3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述5. 5. 服务原语服务原语 3.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述3.2 ISO/OSIISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型 1 1物理层物理层(Physical Layer)(Physical Layer)物理层位于物理层位于OSIOSI参考模型的最低层，它直接面参考模型的最低层，它

5、直接面向原始比特流的传输。为了实现原始比特流的物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。减和噪声等在内的一系列问题。3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型2 2数据链路层数据链路层(Data Link Layer)(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

6、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。过程中提供了确认、差错控制和流量控制等机制。 3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3 3网络层网络层(Network Layer)(Network Layer)网络中的两台计算机进行通信时，中间可能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。网络要经过许多中间结点甚至

7、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，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。择的路径到达目的端。 3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型5 5会话层会话层(Session Layer)(Session Layer)会话层的主要功能是在两个结点间建立、维护和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。证会话数据可靠传送。在会话层和传输

8、层都提到了连接，那么会话连接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传输连接；多对一关系，多个会话连接对应一个传输关系。关系。3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型6 6表示层表示层(Presentation Layer)(Presentation L

9、ayer)OSIOSI模型中，表示层以下的各层主要负责数据模型中，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，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。现不同计算机系统间的信息交换。 3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型 基于基于ASCIIASCII

10、码的计算机将信息码的计算机将信息“HELLO”HELLO”的的ASCIIASCII编码发编码发送出去。但因为接收方使用送出去。但因为接收方使用EBCDICEBCDIC编码，所以数据必须编码，所以数据必须加以转换。因此，传送的是十六进制字符加以转换。因此，传送的是十六进制字符48454C4C4F48454C4C4F，接收到的却是接收到的却是C8C5D3D3D6C8C5D3D3D6。基于基于ASCIIASCII码的计算机码的计算机基于基于EBCDICEBCDIC码的计算机码的计算机3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型7 7应用层应用层(Application Layer)

11、(Application Layer)应用层是应用层是OSIOSI参考模型中最靠近用户的一层，负责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（的应用协议，如虚拟终端协议（TelnetTelnet）、简单邮件）、简单邮件传输协议（传输协议（SMTPSMTP）、简单网络管理协议（）、简单网络管理协议（SNMPSNMP）、域）、域名服务系统（名服务系统（DNSDNS）和超文本传输协议（）和超文本传输协议（HTTPHTTP）等。）等。 1.OSI1.OSI模型每一层数据的名称模型每一层数据的名称

12、为了使数据分组从源主机传送到目的主机，源主机为了使数据分组从源主机传送到目的主机，源主机OSIOSI模型的每一层要与目标主机的每一层进行通信。用模型的每一层要与目标主机的每一层进行通信。用Peer-to-peer communicationsPeer-to-peer communications（对等实体间通信）表示（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（一层的协议交换的信息称为协议数据单元（PDUPDU，Protocol Data UnitProtocol Data Unit）

13、，通常在该层的），通常在该层的PDUPDU前面增加一个前面增加一个单字母的前缀，表示为哪一层数据。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开放系统互连参考模型2. 2. 数据封装数据封装封装（封装（EncapsulationEncapsulation）是指网络结点将要传送的数据用）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。加上报文。OSIOSI七层模型的每一层都对数据进行封装，以保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

14、及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处理。下面来看一下数据从主机A A到主机到主机B B的封装过程。的封装过程。 3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3. 3. 同一台计算机之间相邻层的通信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开放系统互连参考模型4. 4. 不同计算机上同等层之间的通信不同计算机上同等层之间的通信主机主机A A的应用层与主机的应用层与主机B B的应用层

15、通信。同样，主机的应用层通信。同样，主机A A的的传输层、会话层和表示层也与主机传输层、会话层和表示层也与主机B B的对等层进行通信。的对等层进行通信。OSIOSI参考模型的分层禁止了不同主机间的对等层之间的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，主机直接通信。因此，主机A A的每一层必须依靠主机的每一层必须依靠主机A A相邻层提相邻层提供的服务来与主机供的服务来与主机B B的对应层通信。假定主机的对应层通信。假定主机A A的第的第4 4层必须层必须与主机与主机B B的第的第4 4层通信。那么，主机层通信。那么，主机A A的第的第4 4层就必须使用主层就必须使用主机机A A的第的第3 3层提供的服务。第层提供的服务。第4 4层叫服务用户，第层叫服务用户，第3 3层叫服务层叫服务提供者。第提供者。第3 3层通过一个服务接入点（层通过一个服务接入点（SAPSAP）给第）给第4 4层提供服层提供服务。这些服务接入点使得第务。这些服务接入点使得第4 4层能要求第层能要求第3 3层提供服务。层提供服务。 3.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3.3 TCP/IP 模型模型3.3 TCP/IP 参考模型参考模型3.3 TCP/IP 参考模型参考模型3.3 TCP/IP 参考模型参考模