计算机网络Net_02

1、计算机网络体系结构网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念1ISO/OSI参考模型参考模型2TCP/IP体系结构体系结构3v在计算机网络中为实现数据通信而建立的一系列规则、标准或约定，称为网络协议，简称为“协议（Protocol）” 协议是网络的一种“语言”，能够理解并使用这些“语言”的计算机才能在网络上共享资源、相互通信；通过网络协议，各种规格不同、物理和逻辑结构不同、操作系统不同、处理能力不同、生产厂家不同的网络产品就能够连接起来，互相通信并实现资源共享。网络体系结构的基本概念v协议的组成 语义（Semantics）：控制信息的内容，需要做出的动作及响应（做什么，What）； 语法（S

2、yntax）：传输的数据与通信的控制信息的格式、适应传输方式及传输介质的数据编码等（怎么做，How）； 时序（Timing）：通信进程的时间顺序和传输速度匹配（何时做，When）。网络体系结构的基本概念v协议的组成示例网络体系结构的基本概念v网络分层 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂相当复杂的。 “分层”的目的：化繁为简，分而治之 可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。 网络体系结构的基本概念v通过“分而治之”，解决这些较小的、简单的问题，有利于解决计算机网络这个大问题。网络体系结构的基本概念v网络层次结

3、构网络体系结构的基本概念v网络分层的几个概念 系统中的各层次内都存在一些实体。实体是指除一些实际存在的物体和设备外，还有客观存在的与某一应用有关的事务，如含有一个或多个程序、进程或作业之类的成分。 不同系统的相同层次称为同等层（或对等层）。 同一系统相邻层之间都有一个接口（Interface）。同一系统相邻两层实体交换信息的地方称为服务访问点（Service Access Point, SAP），它是相邻两层实体的逻辑接口。网络体系结构的基本概念v网络层次划分的优越性 各层之间相互独立。 各层的灵活性好。 各层都可以采用最合适的技术来实现，各层技术的改变不影响其他层。 各层的功能易于实现和维护

4、。 分层描述有利于网络标准化。网络体系结构的基本概念v将数据通信问题分成层次结构，对每一个层次所要完成的任务归纳为协议（做什么，怎么做，何时做，即语义，语法，时序），便形成一个网络体系结构。 网络体系结构只精确定义了计算机网络层次的逻辑构成及性能，包括功能组织、数据结构和过程的说明网络体系结构的基本概念v1974年国际标准化组织ISO提出了一种网络体系结构的参考模型，来建立网络的通信标准，称为开放系统互联参考模型（Reference Model for Open Systems Interconnection，OSI/RM），又称为ISO/OSI参考模型。ISO/OSI参考模型vISO/OSI

5、参考模型的层次划分 OSI模型由7层构成，从最高层到最低层分别为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。ISO/OSI参考模型vOSI各层的主要功能ISO/OSI参考模型v按照OSI参考模型，网络中的客户机都具有对应层次。ISO/OSI参考模型v网络中的客户机都具有OSI层次，其一些特点如下： 各个节点的同等层具有相同的功能（协议）； 一个节点内相邻层之间通过接口通信，每一层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务（可以认为每层既是下层的用户又是上层的服务提供者，但最低层只提供服务，最高层不提供服务而只是用户）； 不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信，对等层通信过

6、程中，协议之间需要交换的数据单元叫做PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）。ISO/OSI参考模型v两个不同同等层之间是怎样进行通信呢？示例如下：ISO/OSI参考模型v数据封装与传递 当数据从源端的某一层到达相邻的低一层时，必须在数据的头部（必要时还有尾部）加入特定的协议头或协议尾，这种增加数据头（和尾）的过程叫做层到层的数据封装（也叫数据打包）。 在数据到达目的端的对等层时，接收方将识别、提取和处理发送方对等层增加的数据头部（和尾部），接受方把这种增加的数据头部（和尾部）除去，这个过程叫做层到层（逆向）的数据解封（数据拆包）。ISO/OSI参考模型v数据封装与解封IS

7、O/OSI参考模型v数据封装与传递ISO/OSI参考模型vTCP/IP分层为应用层、传输层、互联层和网络接口层4层。TCP/IP和OSI参考模型的各层的对应关系如下：TCP/IP体系结构vTCP/IP协议栈 每层的协议形成了一种从上至下的依赖关系。从图可以看出，FTP依赖于TCP，而TCP又依赖于IP；SNMP依赖于UDP，而UDP也依赖于IP；等。TCP/IP体系结构v应用层的主要协议（功能） 网络终端协议（Telnet) 文件传输协议（FTP，File Transfer Protocol) 简单邮件传输协议（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol) 域名系统（

8、DNS， Domain Name System) 超文本传输协议（HTTP，Hyper Text Transfer Protocol) 路由信息协议（RIP，Routing Information Protocol) 简单网络管理协议（SNMP，Simple Network Management Protocol) 网络文件系统（NFS, Network File System)TCP/IP体系结构v其它主要协议 ICMP（Internet Control Message Protocol），因特网控制信息协议。 IGMP（Internet Group Management Protocol）

9、，互连网组管理协议。 ARP（Address Resolution Protocol），地址解析协议。 ATM（Asynchronous Transfer Mode），异步传输模式，广域网一种数据传输协议。 Frame Relay，帧中继，广域网一种数据传输协议。 Token Ring，令牌环，局域网一种介质存取方法。 Ethernet，以太网，最通用的一种局域网。TCP/IP体系结构vOSI与TCP/IP的比较 共同点 层次化的结构。 OSI的主要问题 定义复杂； 实现困难； 有些功能在每一层重复出现； 效率低下。 TCP/IP的主要问题 网络接口层并不是实际的一层； 各层的功能定义与实现方

10、法没能区分开来等。TCP/IP体系结构vOSI与TCP/IP的比较 法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。 非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。 TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。TCP/IP体系结构v实现的网络其体系结构是综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。五层体系结构v 应用层(application layer) v 运输层(transport layer) v 网络层(network layer) v 数据链路层(data link layer) v 物理层(physical layer) 5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层v请完成课余练习： “0