计算机网络(本科)第三章 计算机网络模型

1、第三章 计算机网络模型主要内容1. 网络标准化组织2. ISO/OSI模型1. 网络标准化组织（1）International Standards Organization (ISO)International Telecommunications Union Telecommunication Standards Sector (ITU-T)/iso/en/ISOOnline.frontpage/home/index.htmlAmerican National Standards Institute (ANSI)http:/

2、/1. 网络标准化组织（2）Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)Electronic Industries Association (EIA)//1. 网络标准化组织（3）ATM ForumFrame Relay ForumISOC Internet SocietyIAB Internet Architecture BoardIETF Internet Engineering Task Forcehttp:/www

3、.IRTF Internet Research Task Force1. 网络标准化组织（4）技术顾问技术架构 项目研究Internet协议1. 网络标准化组织（5）1. 网络标准化组织（6）n我国的国家标准我国的国家标准n按部门按部门/ /行业在国家技术监督局统一指导下进行行业在国家技术监督局统一指导下进行n标准的制定方式标准的制定方式n等同采用等同采用：直接引用国际标准（翻译）：直接引用国际标准（翻译）n等效采用：技术内容和编写风格略有差异等效采用：技术内容和编写风格略有差异n参照采用：根据国家特点，参照国际标准，制定国参照采用：根据国家特点，参照国际标准，制定国家标准家标

4、准n计算机网络（包括信息技术）方面标准均为等计算机网络（包括信息技术）方面标准均为等同采用同采用n国家标准以国家标准以GB XXXXGB XXXX的形式公布的形式公布 1. 网络标准化组织（7）n标准的特点标准的特点n滞后于实物（研究成果的总结和归纳）滞后于实物（研究成果的总结和归纳）n标准具有时效性（改进标准具有时效性（改进刷新，废除）刷新，废除）n标准的制订者：研究人员、厂商代表标准的制订者：研究人员、厂商代表n厂商的重要性：验证标准，推广标准（产品化）厂商的重要性：验证标准，推广标准（产品化）n厂商可能的排他性：市场因素。厂商可能的排他性：市场因素。nQQ通信中，两个好友之间的通信模式，

5、群通信模式？n在QQ通信中，配置服务器的功能是什么？ 第三章 计算机网络模型主要内容1. 网络标准化组织2. ISO/OSI模型2. ISO/OSI网络参考模型（1）应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层Host Terminal2. ISO/OSI网络参考模型（2）The Open Systems Interconnection (OSI) Model.ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData linkPhysicalNetworkData linkPhysical1234567ApplicationPresentation

6、SessionTransportNetworkData linkPhysicalData linkPhysical终端终端终端终端 Subnet2. ISO/OSI网络参考模型（3）n设计思想设计思想抽象抽象n标准的本身应当独立于实现的具体环境标准的本身应当独立于实现的具体环境n确定确定总体框架总体框架和模块的接口方式和模块的接口方式n确定模块的外观特性（可提供的确定模块的外观特性（可提供的服务服务）n确定模块的确定模块的协议规范协议规范（确保服务提供应遵循（确保服务提供应遵循的规则）的规则）2. ISO/OSI网络参考模型（4）n设计方法设计方法分解分解n将整个系统功能分解为将整个系统功能分

7、解为子模块子模块n并通过对各子模块的功能、交换的数据结构并通过对各子模块的功能、交换的数据结构和时序进行约定和时序进行约定n协调模块之间的动作，保证系统设计的合理协调模块之间的动作，保证系统设计的合理性和互操作性性和互操作性n根据子模块间的根据子模块间的依赖关系依赖关系，采用具有，采用具有层次结层次结构构的模型与之对应。的模型与之对应。2. ISO/OSI网络参考模型（5）n模块划分的原则模块划分的原则n独立性：独立性：减少模块间交互的信息，降低依赖性减少模块间交互的信息，降低依赖性n单向性单向性：模块间的引用坚持单向性，降低实现难度：模块间的引用坚持单向性，降低实现难度n增值性增值性：各模块

8、在使用下层服务的基础上，完成特定：各模块在使用下层服务的基础上，完成特定的通信功能，提供增值服务的通信功能，提供增值服务n同构性同构性：互连的系统应当具有相同的层次结构：互连的系统应当具有相同的层次结构n适用性适用性：同构系统的相同层次之间才能进行有意义的：同构系统的相同层次之间才能进行有意义的通信，并借助于下层服务予以实现通信，并借助于下层服务予以实现2. ISO/OSI网络参考模型（6）我们的数据是如何发出去的呢？我们的数据是如何发出去的呢？数据流向？数据流向？2. ISO/OSI网络参考模型（7）数据封装和解封过程2. ISO/OSI网络参考模型（8）nOSIOSI的相关术语的相关术语n

9、一般术语一般术语n“开放开放”n所遵循的标准是开放的所遵循的标准是开放的n遵循标准的系统是开放的遵循标准的系统是开放的n同构和异构系统之间的对等开放同构和异构系统之间的对等开放n“开放系统互连开放系统互连” n遵循遵循OSIOSI标准的开放系统之间的通信标准的开放系统之间的通信2. ISO/OSI网络参考模型（9）nl “层层”n开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的一个子模块一个子模块n若（若（NN）层表示）层表示OSIOSI层次结构中的任一层，则有层次结构中的任一层，则有 （NN1 1）层表示该层次的）层表示该层次的上邻层上邻层 （NN1 1）层表

10、示该层次的）层表示该层次的下邻层下邻层n“层服务层服务”n同一主机上同一主机上的不同层次之间的不同层次之间n本层本层(n)(n)向上层向上层(n+1)(n+1)提供的通信能力提供的通信能力, ,是是(n)(n)以下以下所有子层的服务之和所有子层的服务之和n上层的通信同过下层来实现上层的通信同过下层来实现 2. ISO/OSI网络参考模型（10）n“对等层对等层”n位于不同主机之间相同层次的位于不同主机之间相同层次的OSIOSI子层子层n“层协议层协议”n不同主机不同主机对等层之间对等层之间n为对等层之间的通信所定义的语义、语法和时为对等层之间的通信所定义的语义、语法和时序约定序约定n“层功能层

11、功能”n完成制定服务和通信的能力完成制定服务和通信的能力n“层实体层实体”n层功能实现的真正承担者（相应的硬软件）层功能实现的真正承担者（相应的硬软件）2. ISO/OSI网络参考模型（11）n服务原语服务原语n原语的原语的特点（功能要么完全执行，要么。？）特点（功能要么完全执行，要么。？）n层服务层服务被引用的接口被引用的接口n服务原语由服务原语由原语名原语名和和原语参数原语参数两部分组成两部分组成n服务原语主要分为两大类服务原语主要分为两大类n无确认的原语类型无确认的原语类型n有确认的原语类型有确认的原语类型nReguestReguest原语原语 （n+1-n)n+1-n)nConfirm

12、Confirm原语原语 (n-n+1)(n-n+1)nIndicationIndication原语（原语（n-n+1)n-n+1)nResponse Response 原语（原语（n+1-n)n+1-n)2. ISO/OSI网络参考模型（12）上层程序上层程序本层程序本层程序下层程序下层程序N-conn reqN-conn Cnf上层程序上层程序本层程序本层程序下层程序下层程序N-conn IndN-conn RspInterface对等层对等层2. ISO/OSI网络参考模型（13）n层间通信层间通信N NN - 1N - 1Ph Ph N N N - 1N - 1Ph Ph 对等层通信对等

13、层通信 实实 际际 数数 据据 传传 输输物物 理理 媒媒 体体N + 1N + 1N + 1N + 12. ISO/OSI网络参考模型（14）n数据类型数据类型n数据单元数据单元（DUDU）:OSI:OSI环境中交换的数据环境中交换的数据n服务数据单元服务数据单元（SDUSDU）: :相邻层间交换的数相邻层间交换的数据单元据单元n接口数据单元接口数据单元（IDUIDU）: :相邻层界面上体现相邻层界面上体现的数据单元的数据单元 IDUIDUSDU SDU ICIICIn协议数据单元协议数据单元（PDUPDU）: :对等层间交换的数对等层间交换的数据单元，据单元，PDUPDU的内容和格式由的内

14、容和格式由协议精确地定协议精确地定义义。2. ISO/OSI网络参考模型（15）（N+1N+1）PDUPDU（N N）SDUSDU（N N）SDUSDUSCISCI ICIICI PCI PCI SCI SCI (N+1) (N+1) 层层(N) (N) 层层SCI- SCI- 服服 务务 控控 制制 信信 息息 SDU-SDU-服务数据单元服务数据单元ICI- ICI- 接接 口口 控控 制制 信信 息息 PDU-PDU-协议数据单元协议数据单元PCI- PCI- 协协 议议 控控 制制 信信 息息I D UI D U（N N）PDUPDU（N-1N-1）SDUSDU2. ISO/OSI网络

15、参考模型（16）nOSI层功能的分配n应用层应用层（A A），利用下层的服务，支持各种应用服务），利用下层的服务，支持各种应用服务要求要求n表示层表示层（P P），解决异种系统之间的信息表示问题，），解决异种系统之间的信息表示问题，屏蔽不同系统在数据表示方面的差异屏蔽不同系统在数据表示方面的差异n会话层会话层（S S），提供控制会话和数据传输的手段），提供控制会话和数据传输的手段n运输层运输层（T T），屏蔽通信子网差异，以及用户要求和），屏蔽通信子网差异，以及用户要求和网络服务之间的差异网络服务之间的差异n网络层网络层（N N），利用路由技术，实现用户数据的端），利用路由技术，实现用户数据的

16、端端传输端传输n数据链路层数据链路层（DLDL），利用差错处理技术，提供高可靠），利用差错处理技术，提供高可靠传输的数据链路传输的数据链路n物理层物理层（PHPH），确定物理设备接口，提供点点的比），确定物理设备接口，提供点点的比特流传输特流传输2. ISO/OSI网络参考模型（17）n物理层(ph)n服务服务n对对虚电路交换虚电路交换形式形式，建立、维持和释放连接，并实现比特流的建立、维持和释放连接，并实现比特流的透明传输。透明传输。n对对数据报交换数据报交换 形式，实现比特流的透明传输。形式，实现比特流的透明传输。n协议协议n机械特性机械特性：接口部件的尺寸、规格、插脚数和分布等；：接口部

17、件的尺寸、规格、插脚数和分布等；n电气特性电气特性：接口部件的信号电平、阻抗、传输速率等；：接口部件的信号电平、阻抗、传输速率等；n功能特性功能特性：接口部件的信号线（数据线、控制线、地址线等）：接口部件的信号线（数据线、控制线、地址线等）的用途；的用途；n规程特性规程特性：接口部件的信号线在建立、维持、释放物理连接和：接口部件的信号线在建立、维持、释放物理连接和传输比特流的时序。传输比特流的时序。透明？透明？2. ISO/OSI网络参考模型（18）n物理层(ph)n重要协议特性重要协议特性n数据编码n数据速率n传输方式n物理层不是指具体的物理传输媒体，而是设备与物理介质的接口规范物理层逻辑关

18、系物理层逻辑关系编码速率传输模式1 113131414 2525a) DB-25a) DB-25 b) DB-9b) DB-91 56 9DB-9DB-9DB-25DB-25 插针功能说明插针功能说明标记标记1 12(RTS)2(RTS)3(TDX)3(TDX)4 45 56 67 78 89 98 83 32 220207 76 64 45 52222信号检测信号检测接收数据接收数据发送数据发送数据数据终端就绪数据终端就绪信号地信号地数据传输设备就绪数据传输设备就绪请求发送请求发送允许接收允许接收振铃指示振铃指示DCDDCDRDRDSDSDDTRDTRSGSGDSRDSRRTSRTSCTSC

19、TSRIRIDB-9DB-9和和DB-25DB-25插针对应关系表插针对应关系表物理层协议举例（物理层协议举例（RS 232CRS 232C接口）接口）2. ISO/OSI网络参考模型（19）n数据链路层（数据链路层（DLDL）n服务（提供给网络层）服务（提供给网络层）n面向面向连接连接的服务的服务(Connection-oriented)(Connection-oriented)n基于基于虚电路虚电路n无连接无连接的服务的服务(Connectionless)(Connectionless)n基于基于数据报数据报n有应答（有应答（ACKACK）n无应答（无应答（N-ACKN-ACK）n进行差错

20、通知（无法处理的差错情况进行差错通知（无法处理的差错情况 上层）上层）2. ISO/OSI网络参考模型（20）n本层功能本层功能n帧封装帧封装: : 本层的本层的PDUPDU形式，通过物理层发送形式，通过物理层发送n流量控制：流量控制：通信双方的速率匹配通信双方的速率匹配n物理寻址：分组的地址有两种物理寻址：分组的地址有两种- -逻辑和物理逻辑和物理n差错控制差错控制：由于物理线路存在差错率：由于物理线路存在差错率n媒体访问控制媒体访问控制：多个设备连接到同一条线：多个设备连接到同一条线路上路上( (通信控制规程通信控制规程) )数据链路层逻辑关系n对于共享物理信道，如何协调节点的访问n询问/

21、确认：对等通信模式n轮询/选择：多点通信模式n数据传输模式n异步传输（单个字节或字符）n同步传输（数据块的传输）n串行同步传输控制n面向字符的同步传输（IBM的BSC帧）n面向比特的同步传输数据链路通信控制规程数据链路层通信控制规程n面向字符的同步传输（BSC帧）n以字符传输为基本单位n控制信息采用ASCII特殊字符n分为数据帧和控制帧n采用停等流控协议n半双工通信（每个帧的传输必须在前一个帧的应答之后）数据链路层通信控制规程n数据帧格式数据帧数据链路层通信控制规程（4）控制帧控制信息n控制帧格式数据链路层通信控制规程n面向比特的同步传输（二进制数据传输）面向比特的同步传输（二进制数据传输）I

22、BM的的SDLCISO的的HDLCn以比特为传输的基本单位n根据配置以半双工或全双工方式工作n以窗口机制进行流量控制n以捎带应答方式提高工作效率n当前数据链路的数据传输方式HDLC帧及格式n信息帧（I）n传输数据及与数据有关的控制信息n监管帧（S）n传输控制信息，主要是链路层流量和差错控制信息n无序号帧（U）n保留用于系统管理服务，U帧信息为管理本链路的控制信息HDLC帧及格式HDLC FieldFlagn数据中的0填充操作，在数据发送中每发送5个1填充一位0HDLC FieldAddressHDLC FieldControlHDLC FieldS-ControlHDLC FieldInfor

23、mationHDLC FieldFCSHDLC v.s. BSCn分别以字符和比特为传输基本单位nBSC的控制字符采用特定ASCII编码nHDLC以比特组合进行控制n面向字符的传输控制由于缺少灵活性和传输效率而不再使用n现有数据链路通信传输控制采用类似HDLC的形式2. ISO/OSI网络参考模型（21）n差错控制n冗余交验码的计算n错误检测 ？n错误纠正 ？2. ISO/OSI网络参考模型（22）n流量控制（可靠传输）2. ISO/OSI网络参考模型（23）n发送端-接收端的可靠数据传输方法n面向连接的通信方式n对接收端n数据是否正确？n若正确？n不正确？错误检测接收数据通知对方丢弃数据通知

24、对方方法？方法？2. ISO/OSI网络参考模型（24）n对于数据发送端对于数据发送端n定时重发nTimer-waiting for the receivers responsenIf time out then repeat sendingelse waiting for responseHow manyTime out Response 2. ISO/OSI网络参考模型（25）nStopwaitn应答确认方式n半双工工作方式四种情况？四种情况？2. ISO/OSI网络参考模型（26）n如何提高数据链路通信效率？（具体分析）如何提高数据链路通信效率？（具体分析）nStop and Wait：

25、nTransport timex2=42x2=48msn链路带宽链路带宽100Mbpsn数据帧大小数据帧大小1500bitn传输效率是多少？传输效率是多少？Slide windowWhat2. ISO/OSI网络参考模型（27）n可发送窗口2. ISO/OSI网络参考模型（28）2. ISO/OSI网络参考模型（29）2. ISO/OSI网络参考模型（30）Go-back n frameSelective reject窗口大小的设定(go back n)n序号空间（nbit）与发送窗口大小关系？ nSWS(SEND WINDOW SIZE) =mnRWS(RECEIVE WINDOW SIZE)=1nSWS=m=2n -1nFrame num=counter mod 2nn接受端窗口为1，不需要缓存空间窗口大小的设