第三章计算机网络体系结构

1、长沙民政学院计算机系胡伏湘分层处理所带来的好处是：那一层可以实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以处理得复杂问题分解为若干容易处理的较小的问题。计算机网络协议采用层次结构，可以使各层之间相对独立，灵活性好，易于实现和维护，而且各层结构上可以分割开，每层都可以采用最合适的技术来实现 313 层次结构的要点与层次划分的原则层次结构的要点与层次划分的原则1、层次结构的要点、层次结构的要点（1)除了在物理媒体上进行的是实通信之外，除了在物理媒体上进行的是实通信之外，其余各对等实体间进行的都是虚通信。其余各对等实体间进行的都是虚通信。（2）对等层的虚通信必须遵循该层的协议。）对等层的虚通信必须遵循该层

2、的协议。（3)n层的虚通信是通过层的虚通信是通过n/n-1层间接口处层间接口处n-1层层提供的服务以及提供的服务以及n-1层的通信（通常也是虚通层的通信（通常也是虚通信）来实现的。信）来实现的。 321 OSI/RM中的有关概念中的有关概念1、协议和服务的区别及相互关系、协议和服务的区别及相互关系控制两个（控制两个（N）层对等实体进行通信的规则的）层对等实体进行通信的规则的集合称为（集合称为（N）协议：两个（）协议：两个（N）层实体间的）层实体间的通信在（通信在（N）协议的控制下，能够使（）协议的控制下，能够使（N）层）层向上一层提供服务，这种服务就称为（向上一层提供服务，这种服务就称为（N）

3、服）服务，接受（务，接受（N）服务的（）服务的（N）层服务用户是）层服务用户是（N+1）层实体。（）层实体。（N）层协议的实现保证了）层协议的实现保证了（N）服务得以向上一层提供，但（）服务得以向上一层提供，但（N）层用）层用户只能看见（户只能看见（N）服务而无法看见（）服务而无法看见（N）协议，）协议，（N）协议对（）协议对（N）层服务用户是透明的）层服务用户是透明的 321 OSI/RM中的有关概念中的有关概念2、服务访问点、服务访问点服务访问点（服务访问点（SAP）是指同一系统中相）是指同一系统中相邻两层实体之间进行交换信息之处，即邻两层实体之间进行交换信息之处，即（N）层实体和（）层实

4、体和（N+1）层实体之间的逻）层实体之间的逻辑接口，也称为插口或端口辑接口，也称为插口或端口 321 OSI/RM中的有关概念中的有关概念（1）协议数据单元：是指在不同站点得）协议数据单元：是指在不同站点得各层对等实体之间，为实现该协议所交各层对等实体之间，为实现该协议所交换的信息单元换的信息单元 （2）接口数据单元，是指在同一系统中）接口数据单元，是指在同一系统中相邻两层实体的一次交互中，经过层间相邻两层实体的一次交互中，经过层间接口则数据信息单元的大小接口则数据信息单元的大小 321 OSI/RM中的有关概念中的有关概念OSI参考模型对各个层次的划分遵循下列原则：参考模型对各个层次的划分遵

5、循下列原则：1、网中各结点都有相同的层次，相同的层次、网中各结点都有相同的层次，相同的层次具有同样的功能；具有同样的功能；2、同一结点内相邻层之间通过接口通信；、同一结点内相邻层之间通过接口通信；3、每一层使用下层提供的服务、每一层使用下层提供的服务,并向其上层提并向其上层提供服务；供服务；4、不同结点的同等层按照协议实现对等层之、不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。间的通信。322 第一层：物理层第一层：物理层1、物理层的功能特征、物理层的功能特征（1）物理层主要负责在物理连接上传输）物理层主要负责在物理连接上传输二进制比特流。二进制比特流。（2）物理层提供为建立、维护和释放物）物

6、理层提供为建立、维护和释放物理连接所需要的机械、电气、功能与规理连接所需要的机械、电气、功能与规程的特性。程的特性。 323 第二层：数据链路层第二层：数据链路层 把从物理层来的原始数据打包成帧。一把从物理层来的原始数据打包成帧。一个帧是放置数据的、逻辑的、结构化的个帧是放置数据的、逻辑的、结构化的包。数据链路层负责帧在计算机之间的包。数据链路层负责帧在计算机之间的无差错传递。无差错传递。 323 第二层：数据链路层第二层：数据链路层 1、数据链路层的功能、数据链路层的功能（1）数据链路建立、维护与释放；）数据链路建立、维护与释放；（2）数据链路层服务数据单元帧的传输；）数据链路层服务数据单元

7、帧的传输；（3）差错检测与控制；）差错检测与控制；（4）数据流量控制；）数据流量控制；（5）在多点连接或多条数据链路连接的情况）在多点连接或多条数据链路连接的情况下下,提供数据链路端口标识的识别，支持网络层提供数据链路端口标识的识别，支持网络层实体建立网络连接；实体建立网络连接；（6）帧接收顺序控制）帧接收顺序控制323 第二层：数据链路层第二层：数据链路层 2、数据链路层的协议、数据链路层的协议 数据链路层协议分为两类：面向字符型数据链路层协议分为两类：面向字符型与面向比特型。与面向比特型。早期的数据链路层协议多为面向字符型。早期的数据链路层协议多为面向字符型。典型的协议标准有典型的协议标准

8、有ANSI X3.28、ISO 1745 和和IBM的的BSC 323 第二层：数据链路层第二层：数据链路层 2、数据链路层的协议、数据链路层的协议 面向比特型的数据链路规程面向比特型的数据链路规程SDLC；美国；美国国家标准化协会国家标准化协会ANSI将将SDLC修改为修改为ADCCP做为国家标准；做为国家标准；ISO将修改后的将修改后的SDLC称为高级数据链路控制称为高级数据链路控制HDLC，并，并将它做为国际标准。将它做为国际标准。 323 第二层：数据链路层第二层：数据链路层 3、数据链路层的工作过程、数据链路层的工作过程（1）执行数据链路层的协议动作）执行数据链路层的协议动作1）数据

9、链路建立阶段）数据链路建立阶段2）数据帧传输阶段）数据帧传输阶段3）数据链路释放阶段）数据链路释放阶段 （2）数据链路连接与物理连接）数据链路连接与物理连接324 第三层：网络层第三层：网络层 1、路径选择与中继、路径选择与中继2、流量控制、流量控制3、网络连接建立与管理、网络连接建立与管理325 第四层：传输层第四层：传输层 这一层负责错误的确认和恢复，以确保信息的这一层负责错误的确认和恢复，以确保信息的可靠传递。在必要时，它也对信息重新打包，可靠传递。在必要时，它也对信息重新打包，把过长信息分成小包发送；而在接收端，把这把过长信息分成小包发送；而在接收端，把这些小包重构成初始的信息。在这一

10、层中最常用些小包重构成初始的信息。在这一层中最常用的协议就是的协议就是TCP/IP&127；的传输控制协议；的传输控制协议TCP、Novell的顺序包交换的顺序包交换SPX以及以及Microsoft NetBIOS/NetBEUI。 326 第五层：会话层第五层：会话层 允许在不同机器上的两个应用建立、使用和结允许在不同机器上的两个应用建立、使用和结束会话，这一层在会话的两台机器间建立对话束会话，这一层在会话的两台机器间建立对话控制，管理哪边发送、何时发送、占用多长时控制，管理哪边发送、何时发送、占用多长时间等。间等。建立在传输层之上，利用传输层提供的服务，建立在传输层之上，利用传输层

11、提供的服务，使得两个会话实体之间不考虑它们之间相隔多使得两个会话实体之间不考虑它们之间相隔多远、使用了什么样的通信子网等网络通信细节，远、使用了什么样的通信子网等网络通信细节，进行透明的、可靠的数据传输。进行透明的、可靠的数据传输。327 第六层：表示层第六层：表示层 它包含了处理网络应用程序数据格式的它包含了处理网络应用程序数据格式的协议。表示层位于应用层的下面和会话协议。表示层位于应用层的下面和会话层的上面，它从应用层获得数据并把它层的上面，它从应用层获得数据并把它们格式化以供网络通信使用。该层将应们格式化以供网络通信使用。该层将应用程序数据排序成一个有含义的格式并用程序数据排序成一个有含

12、义的格式并提供给会话层提供给会话层 327 第六层：表示层第六层：表示层 1、语法转换、语法转换2、表示上下文、表示上下文同时，对同样的数据结构，在不同的时同时，对同样的数据结构，在不同的时间，可以使用不同的传送语法，如使用间，可以使用不同的传送语法，如使用加密算法、数据压缩算法等加密算法、数据压缩算法等 328 第七层：应用层第七层：应用层 是最终用户应用程序访问网络服务的地是最终用户应用程序访问网络服务的地方。它负责整个网络应用程序一起很好方。它负责整个网络应用程序一起很好地工作。这里也正是最有含义的信息传地工作。这里也正是最有含义的信息传过的地方。程序如电子邮件、数据库等过的地方。程序如

13、电子邮件、数据库等都利用应用层传送信息。都利用应用层传送信息。 328 第七层：应用层第七层：应用层 协议有：协议有：1、文件传送、访问与管理、文件传送、访问与管理FTAM协议；协议；2、公共管理信息协议、公共管理信息协议CMIP；3、虚拟终端协议、虚拟终端协议VTP；4、事务处理、事务处理TP协议；协议；5、远程数据库访问、远程数据库访问RDA协议；协议；6、制造业报文规范、制造业报文规范MMS协议；协议；7、目录服务、目录服务DS协议；协议；8、报文处理系统、报文处理系统MHS协议。协议。331 TCP/IP简介简介TCP/IP协议使用范围极广，是目前异种协议使用范围极广，是目前异种网络通

14、信使用的唯一协议体系，适用于网络通信使用的唯一协议体系，适用于连接多种机型，既可用于局域网，又可连接多种机型，既可用于局域网，又可用于广域网，许多厂商的计算机操作系用于广域网，许多厂商的计算机操作系统和网络操作系统产品都采用或含有统和网络操作系统产品都采用或含有TCP/IP协议。协议。TCP/IP协议已成为目前事协议已成为目前事实上的国际标准和工业标准。实上的国际标准和工业标准。 332 TCP/IP的体系结构的体系结构TCP/IP协议在硬件基础上分为四个层次，协议在硬件基础上分为四个层次，自下而上依次是：网络接口层、网际层、自下而上依次是：网络接口层、网际层、传输层和应用层传输层和应用层 3

15、32 TCP/IP的体系结构的体系结构应用层 表示层 会话层 应用层 SMPT DNS NSP FTP TFTP TELNET 传输层 传输层 TCP UDP 网络层 网际层 ICMP IP ARP|RARP 数据链路层 物理层 网络接口层 Ethernet ARPAnet PDN Others 333 TCP/IP与与OSI/RM的区别的区别（1）TCP/IP虽然也分层，但其层次之虽然也分层，但其层次之间的调用关系不像间的调用关系不像OSI那样严格那样严格 （2）TCP/IP一开始就考虑到了异种网一开始就考虑到了异种网的互连问题，并将互连网协 议 作 为的互连问题，并将互连网协 议 作 为T

16、CP/IP的重要组成部分的重要组成部分 333 TCP/IP与与OSI/RM的区别的区别（3）TCP/IP一开始就向用户同时提供一开始就向用户同时提供可靠服务和不可靠服务，而可靠服务和不可靠服务，而OSI在开始时在开始时只考虑到向用户提供可靠服务只考虑到向用户提供可靠服务 341 IEEE局域网协议标准局域网协议标准 1、IEEE 802系列标准系列标准 IEEE 802标准主要包括下列内容，标准主要包括下列内容，IEEE 802.1A：体系结构：体系结构IEEE 802.1B：寻址、网间互连和网络管理：寻址、网间互连和网络管理IEEE 802.2：逻辑链路控制：逻辑链路控制LLCIEEE 8

17、02.3：CSNA/CD访问控制与物理层规访问控制与物理层规范范IEEE 802.4：令牌总线访问控制与物理层技术：令牌总线访问控制与物理层技术规范规范）1、IEEE 802系列标准系列标准 IEEE 802.5：令牌环访问控制与物理层技术规：令牌环访问控制与物理层技术规范范IEEE 802.6：城域网访问控制与物理层技术规：城域网访问控制与物理层技术规范范IEEE 802.7：宽带局域网技术标准：宽带局域网技术标准IEEE 802.8：光纤网络技术标准（：光纤网络技术标准（FDDI）IEEE 802.9：集成化语音：集成化语音/数据局域网数据局域网IEEE 802.10：可互操作局域网安全标

18、准：可互操作局域网安全标准1、IEEE 802系列标准系列标准 IEEE 802.11：无线局域网：无线局域网WLANIEEE 802.12：按需优先：按需优先100VGAnyLANIEEE 802标准规定了局域网和城域网的标准规定了局域网和城域网的体系结构，称为：体系结构，称为：LAN&MAN参考模型。参考模型。该模型采用层次型结构，只定义了与通该模型采用层次型结构，只定义了与通信有关的低三层，沿用信有关的低三层，沿用ISO/OSI的定义，的定义，这三层从低到高分别是第一层物理层、这三层从低到高分别是第一层物理层、第二层数据链路层和第三层网络层。对第二层数据链路层和第三层网络层。对于高层于高层IEEE 802没有定义，而是继续沿没有定义，而是继续沿用用ISO/OSI的高层协议的高层协议 2、 逻辑链路控制协议逻辑链路控制协议LLC子层界面服务规范子层界面服务规范IEEE 802.2规定规定了三个界面服务规范：了三个界面服务规范：网络层网络层LLC子层界面服务规范；子层界面服务规范；LLC子层子层MAC子层界