绿色第3章计算机网络体系结构

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网络体系出现以后，使得同一公司生产的网络设备都很容易地互连成网。（有利于垄断）开放：只要遵循OSI标准，一个系统就可以跟位于不同地点、同样遵循这一标准的其他系统进行通信。123两台主机需传送文件，需考虑？？哲学家、翻译、秘书的层间结构哲学家1哲学家2翻译1秘书1翻译2秘书2第三层第二层第一层物理通信线路

N+1

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N-1Pn-1PnPn+1系统A系统B各层次之间是独立的.上层只需了解下层提供的服务，并不需要知道具体的实现。1结构可分割各层都可以采用最合适的技术。3易于实现和维护使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。4灵活性好只要服务和接口不变每层的实现方法可任意改变。2网络体系应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？通信双方的数据传输需要遵循哪些规则？各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？体系结构网络123基本概念实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。协议：对等实体在通信中必须遵守的规则。对等层：两个不同系统的同级层次。对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体基本概念接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。系统A系统B实体对等层对等实体接口服务物理网络协议物理通信线路

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N-1Pn-1PnPn+1系统A系统B网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的实际上，每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等层通信。上层使用下层提供的服务——Serviceuser；下层向上层提供服务——Serviceprovider。第n+1层是第n层的服务用户，第n-1层是第n层的服务提供者第n层的服务也依赖于第n-1层以及以下各层的服务对等通信例：两个人收发信件想一想：收信人与发信人之间、邮局之间，是在直接通信吗？邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？写信人邮局运输系统收信人邮局运输系统对信件内容的共识对信件如何传递的共识对货物如何运输的共识P3P2P1公路，铁路，航空对等层通信的实质对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信；下层向上层提供服务；上层依赖下层提供的服务来与其他主机上的对等层通信；实际通信在最底层完成。通信协议在计算机网络中，要做到有条不紊的交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。通信协议的三要素语法确定通信双方通信时传送数据和控制信息的结构和格式语义

确定通信双方的通信内容的含义，既需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答。同步通信过程中，指出通信双方操作的执行顺序和规则服务服务是指某一层向它上一层提供的一种操作。其中低层是服务提供者，其上层是服务用户。协议是一组规则，用来规定同一层上的对等实体之间交换信息的格式和含义。两种服务面向连接服务在数据交换之前，必须先建立连接，当数据交换结束后，则应终止这个连接。具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。无连接服务是指两个实体在数据传输时动态地进行分配通信时所需的资源，不需要先建立好连接。是一种不可靠的服务，“尽最大努力交付”或“尽力而为”服务与协议之间的关系数据单元

在计算机网络层次体系结构中，对等层和相邻层之间交换信息的基本单位称为数据单元协议数据单元（PDU)

在对等层上交换数据的单元称为PDU服务数据单元（SDU)

相邻层提供服务过程中交换的数据单元称SDU3.2网络参考模型OSI/RM参考模型TCP/IP参考模型OSI/RM参考模型设计原理：将整个系统划分为若干个易于实现和控制的子模块，并对各子模块的功能进行约定。采用分层的原理划分子模块。

OSI/RM参考模型层划分的原则1.各层具有独立性，层间接口信息尽可能的少。2.每一层必须执行一个明确定义的功能集合。3.各层只能引用其下层提供的服务。4.层次数量应该适中，避免过多或过少。互联的系统必须具有相同的层次结构。只有相同层次的实体通信才有意义，并且只能借助于其下层的服务来实现。特点OSI/RM参考模型物理层（PhysicalLayer）功能：为网络提供物理连接，规定了物理设备和物理媒体之间的接口技术，并能将信息一位一位的在物理媒体(介质)上正确地、透明地传输。服务：建立、维持和释放物理连接（选择服务质量：延迟、速率、误码率）及差错检测。DTE和DCEDTE–数据终端设备

是指具有一定的数据处理能力以及收发能力的数据输入/输出设备、终端设备或计算机等终端装置。

DCE-数据通信设备

网络中的通信设备,其作用就是在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路连接。

协议(标准)：主要是从4方面定义物理设备和媒体之间的接口。机械：物理连接器的尺寸、形状、规格电气：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等功能：接口引（线）脚的功能和作用规程：信号时序，应答关系，操作过程例：RS-449、RS-232、RJ-45数据链路层基于物理层的问题：

物理层是定义物理设备和传输介质之间的接口，实现物理设备之间的比特传输。仅依靠物理层传输数据还存在一些问题：1.传输介质是不可靠的导致物理层传输出现差错是不可避免的。2.不同物理设备可能具有不同的信息的处理能力，也会出现传输速率不同的问题。数据链路层

功能

解决如何在不可靠的物理线路上保证相邻节点之间数据的可靠传输。使之对网络层呈现为一条无错的链路。1.链路管理

建立与拆除数据链路连接2.帧

发送方把高层的数据封装成帧，并按顺序发送每个帧。接收方还需要发送确认帧。3.流量控制

防止发送方发送数据的速度过快，接收方来不及接收，造成数据丢失,数据链路层负责协调发送方和接收方的收发速度。4.差错控制

由于物理线路不可靠，帧可能在通信中遭到破坏，所以数据链路层必须保证接收方通过某种方法,能够识别接收正确与否，如接收错误，则采用重传机制。数据链路层数据链路层服务1.无确认无连接服务源主机可以在任意时刻发送任意长度的的信息，发送前不建立连接，接收方也无需确认，数据丢失和出错不做任何处理。2.有确认无连接服务源主机发送前不需要建立连接，直接发送数据帧，接收方经校验正确发送确认帧，如不正确不发送确认帧。3.面向连接的服务

数据链路建立-数据帧传送-数据链路拆除数据链路层提供的协议：面向字符的通信规程---PPP协议面向比特的通信规程-HDLC协议停等协议、ARQ协议

网络层基于数据链路层的问题：1.数据链路层在物理层的基础上只能提供点对点的数据链路，不能直接提供端到端的传输。点对点：从一个通信设备到另一个通信设备之间的数据链路。端到端：通信中，从通信的一方到通信的另一方，往往要经过许多节点，甚至要跨越很多网络，这种从网络的一端到网络的另一端的数据传输称为端到端的传输。

主要解决网络中不同主机之间的数据传输，尤其是解决如何将数据分组从源主机路由到目的主机。功能：1.路由选择网络中两台主机之间可能存在多条路径，如何为源主机和目的主机选择一条合适的路径，使分组顺利到达目的主机，这就是路由。2.网络互联当一个分组必须从一个网络传输到另一个网络才能到达目的地时，第二个网络可能与第一个网络的体系不同，则网络层需负责解决这两个网络互联的问题。网络层服务数据报（Datagram）服务

网络层从运输层接受报文并拆分为报文分组，把每一个分组作为一个独立的信息单位传送。特征：1.不需要建立连接2.每个分组都有网络地址3.要求路由选择4.不能保证数据报按序到达5.对故障的适应能力强6.易于平衡网络流量虚电路（VirtualCircuit）服务在源主机要与目的主机通信之前，应先建立一条网络连接，即虚电路。特征：1.要求先建立连接2.全网地址3.路由选择4.按序到达5.可靠性高网络层使用的协议因特网IP协议路由选择协议链路层的任务两节点间可靠的数据传输网络层的任务沿两端点间的最佳路由传输数据接收上一层的数据，并且把数据分割成较小的单元传递给网络层。主要完成网络中不同主机的用户进程之间的数据通信。对网络层的连接进行管理，在源端与目的端之间提供可靠的、透明的数据传输，使上层服务用户不必关心通信子网的实现细节。传输层服务面向连接的服务无连接的服务协议TCP和UDP协议传输层与网络层的关系网络层则提供网络中主机间的“逻辑通信”；传输层提供主机中的进程间的“逻辑通信”。二者之间的差别：微妙类比主机：单位的传达室进程：单位中的职工应用层报文：信件网络层协议=邮局的投递服务，只负责递送到传达室传输层协议=传达室的收发服务，负责递送到每个职工网络层的任务沿两端点间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）传输层的任务……两端点间可靠的透明数据传输（应用进程间的逻辑通信）通信子网会话层在传输层服务的基础上增加控制会话的机制，会话层也称为对话层，它的任务是为不同网络中的两个用户进程建立会话连接，并管理它们在该连接上的对话，使它们之间按顺序正确地完成数据交换。表示层表示层主要解决用户数据格式和数据表示的问题。由于各种类型的计算机都有它们自己的内部数据格式，因此需要某种转换机制来确保它们之间的相互转换。

表示层的主要任务是把源主机内部的数据格式，进行编码表示为适用于网络传输的格式；到了目的站再进行解码，转换成目的站用户所要求的格式，保持传输数据的意义不变。服务：不同类型计算机中内部格式的转换、密码转换和文本压缩的转换

直接面向用户的，是网络与用户的接口。主要任务是负责两个应用程序进程之间的通信，即为网络用户之间的通信提供专用的应用程序，如网页浏览、电子邮件、文件传输、数据库存取等。应用层协议的例子：Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、…应用层TCP/IP参考模型应用层传输层网络接口层网际层TCP/IP的网络接口层

负责将上一层提供的数据通过物理网络发送，或从物理网络接收数据交给上层。

没有定义任何实际协议，仅定义了网络接口，提供灵活性，以适应不同的物理网络。

任何已有的数据链路层协议和物理层协议都可以用来支TCP/IPTCP/IP的网际（网络）层主要功能是把数据报通过最佳路径送到目的端。网际层的核心协议——IP，传输前不需建立连接,提供了无连接的数据报传输服务提高了传输效率TCP/IP的传输层传输层的主要功能：提供进程间可靠的传输服务。传输层包括TCP和UDP两种传输协议：TCP是面向连接的传输协议。在数据传输之前建立连接；把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段；必要时重新传输没有收到或错误的段，因此它是“可靠”的。UDP是无连接的传输协议。在数据传输之前不建立连接；对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的；TCP/IP的应用层应用层提供面向对象的网络服务应用层传输层网络接口层网际层文件传输

●FTP、TFTP、NFS电子邮件

●SMTP、POP3WWW应用

●HTTP远程登录

●Telnet、rlogin网络管理

●SNMP名字管理

●DNS应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI/RM应用层传输层网络接口层网际层TCP/IPTCP/IP与OSI/RM的对应关系OSI与TCP/IP参考模型比较相同点都采用分层原理，以协议栈为基础传输层之上的各层都是传输服务的用户，并且都是面向应用的用户。传输层以上的各层都为希望进行通信的进程提供一种端到端、与网络无关的传输服务。

OSI与TCP/IP参考模型比较不同点1.层次不同2.OSI模型注重面向连接的服务。TCP/IP模型两个服务并重。

3.OSI模型核心：服务、接口、协议。OSI与TCP/IP参考模型比较不同点4.OSI模型在前，协议在后，使得协议相对更加容易被替换为新的协议，模型更有通用性。TCP/IP模型在后，协议在前，模型不适合其他协议栈。OSI与TCP/IP参考模型网络的评价OSI参考模型与协议缺乏市场与商业动力，结构复杂，实现周期长，运行效率低，这是它没有能够达到预想的目标的重要原因。TCP/IP参考模型在服务、接口与协议的概念区别上不是很清楚；TCP/IP参考模型不通用；TCP/IP参考模型的网络接口层并不是常规意义上的层次概念；TCP/IP参考模型没有区分物理层和数据链路层。

3.3五层参考模型1.为了建立计算机网络通信的结构化模型，国际标准化组织制定了开放互连系统模型，其英文缩写为_______，它把通信服务分成________个标准组，每个组称为一层。

A

OSI/AM，七B

OSI/RM，七C

OSI/RM，五D

OSI/EM，五B2、在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与传输层之间的是（）。A.物理层

B.网络层

C.会话层

D.表示层B3、完成路径选择功能是在OSI模型的（C

）。A.物理层

B.数据链路层

C.网络层

D.运输层C4、网络协议组成部分为（）。A.数据格式、编码、信号电平

B.数据格式、控制信息、速度匹配C.语法、语义、同步关系

D.编码、控制信息、定时关系C5、Internet采用_______协议实现网络互连。6、ISO/OSI中OSI的含义是________。7、TCP/IP是四层的体系结构自上而下依次为：________

A.应用层、网际层、运输层和网络接口层 B.网络接口层、应用层、运输层和网际层 C.网络接口层、网际层、运输层和应用层 D.应用层、运输层、网际层和网络接口层 D8.关于TCP/IP与OSI模型关系的论述，正确的是________。A

TCP/IP应用层汇集了OSI模型中的会话层，表示层和应用层B

TCP/IP网络接口层对应OSI模型中的网络层C

TCP/IP网络接口层对应OSI模型中的物理层D

TCP/IP的传输层包含OSI模型中的传输层和数据链路层

A9.数据被分割成帧是在OSI协议中的______。A

物理层B

数据链路层C

网络层D

传输层

B10.虚电路和数据报是______中的连接方式,前者属于连接方式,后者是非连接方式。

A

物理层B

数据链路层C

网络层D

传输层C11.在ISO/OSI参考模型中,______中包含了文件传输,邮件传输,虚拟终端等大量专有协议。A

应用层B

表示层C

会话层D

传输层A12.在ISO/OSI参考模型中,会话层是第______层。A

4B

5C

6D

7B13.在OSI层次体系结构中，实际的通信是在_____________实体间进行的。

A

物理层B

数据链路层C

网络层D

传输层A14.在OSI模型中，N层提供的服务是_____________与对等层实体交换信息来实现的。A

利用N-1层提供的服务以及按N层协议B

利用N层提供的服务以及按N-1层协议C

利用N+1层提供的服务以及按N层协议D

利用N层提供的服务以及按N+1层协议

A15、实体_____。 A.表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程B.表示任何可发送信息的硬件或软件进程 C.表示任何可接收信息的硬件或软件进程 D.表示的是网络体系结构 A16、在TCP/IP协议簇的层次中，保证端-端的可靠性是在哪层上完成的？（）A.网络接口层

B.互连层

C.传输层

D.应用层C17、在TCP/IP体系结构中，与OSI参考模型的网络层对应的是（）。A.网络接口层

B.网际层

C.传输层

D.应用层B18、在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与传输层之间的是（）。A.物理层

B.网络层

C.会话层

D.表示层B19、有关协议的正确叙述是______________

A.协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。B.在协议的控制下，两个对等实体