计算机网络原理及应用 课件 模块二：主题2计算机网络模型

规划网络宏伟蓝图-网络体系结构计算机网络原理及应用课前回顾课前回顾1．网络模型也称为网络架构或网络蓝图，指的是一组综合性文档。这些文档分别描述了实现网络所需的一小部分功能，它们共同定义了计算机网络运行过程。请结合所学知识，回答下列问题。（1）是否有必要为每一个计算机网络系统分别设计一个分层结构模型？（2）在构建计算机网络时，目前有没有可供借鉴的网络分层结构模型？课前回顾2．右图是邮政通信系统业务运行过程的分层结构描述，反映了服务、接口和协议之间的关系，请仔细观察并回答下列问题。（1）通信的两端，是否要求具有相同的层次？不同系统的相同层次是否具有相同的功能？课前回顾（2）服务反映了相邻层之间__________功能的调用关系，本层向相邻上层提供服务，利用相邻下层的服务。例如，图中的邮政局利用了相邻下层南京站提供的运输服务，同时向相邻的上层发信人提供信件投递服务。（3）接口是完成相邻层之间完成服务请求和服务提供的信息交换点，如图中画圈的位置，请说出发信人与邮政局相邻层之间的接口名称是__________。（4）不同系统的相同层次之间的信息交互是通过__________协议来实现的。通信的两端，具有相同的层次；任何可以发送或者接收信息的硬件或者软件进程称为实体【2015四川大学】；不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体称为对等实体。服务定义了本层做什么，而不是具体实现本层向相邻上层提供服务，利用相邻下层的服务【2018四川大学】，是“垂直”关系层与层之间通过接口完成服务请求和服务提供，只要求提供调用的参数或中间结果相同层次之间的信息交互是通过协议来实现的，属于内部事务，是“水平”关系6

协议、服务、接口之间的关系实体2实体3N-1层服务N层N+1层实体1实体2实体3N-1层N层N+1层实体1协议1协议2协议3服务服务服务学习目标知识目标本节目标1.了解OSI参考模型的概念。2.掌握OSI参考模型的分层、服务和功能。3.掌握TCP/IP协议模型的层次结构及各层功能。1.通过介绍为异构网络互联提供了理论指导的OSI/RM和应用实践解决方案的TCP/IP参考模型，引导学生在处理个人、社会的矛盾问题时，能够灵活运用求同存异的智慧。素质目标能力目标1.能够安装TCP/IP协议栈并掌握验证TCP/IP协议栈正常工作的方法。主题2：计算机网络模型OSI参考模型（微观角度认识计算机网络）新构建网络体系结构，其过程是极其繁琐的。在网络领域中，最常用的方法是选取一个模板或范例。常见的网络模型有两种基本类型：协议模型和参考模型。9

OSI参考模型TCP/IP协议模型事实上的国际标准获得了最广泛的应用。法律上的国际标准但并没有得到市场的认可。OSI参考模型未达到市场认可的原因是什么呢？OSI参考模型10

OSI参考模型是什么ISO是国际化标准组织的简称OSI/RM开放式系统互联参考模型开放表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行连接互联是指将不同的系统互相连接起来，以达到相互交换信息，共享资源的目的OSI主要解决了什么问题主要解决不同网络系统之间互联的兼容性问题OSI参考模型11

OSI参考模型的7个层次从上向下是哪些层？从下向上是哪些层？面向数据处理面向数据通信资源子网通信子网资源共享信息传输通信技术计算机技术1物理层（PhysicalLayer）3网络层（NetworkLayer）2数据链路层（DataLinkLayer）4传输层（TransportLayer）6表示层（PresentationLayer）5会话层（SessionLayer）7应用层（ApplicationLayer）计算机网络由2级抽象演变为3级抽象：体系结构、服务定义和协议规范服务、协议和接口的关系（一变，二不变）12

在网络分层结构中，下面的关键技术，只要保证（）和（）是不变，实现服务的（）无论怎么变，都不会影响整个系统的工作。以上三个空的依次是（）。A.服务接口协议B.协议接口服务C.协议服务接口D.接口协议服务协议(n+1)SAP（接口）SAP（接口）交换服务原语交换服务原语实体(n+1)服务提供者第n层第n+1层实体(n+1)服务用户实体(n)实体(n)协议(n)分层之后的工作13

分层模型都遵循对等层次通信的原则多层通信的实质：物理层与介质相连实现真正的数据通信；其余各层次中有紧邻的上层和下层，对等层之间通过对等层协议实现虚通信通信过程中的数据变化发送文件：封装逐层增加控制信息，接收文件：解封装逐层去除控制信息给用户数据带来不小的额外负担，减小网络通信效率主机需要关心数据的实际意义，主机必须拥有网络体系结构中的全部层次路由器不关心数据的实际意义，不需要具有网络体系结构中的全部层次发送端接收端路由器应用层表示层应用程序会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用程序网络层数据链路层物理层应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议10101110……10101110……封装解封装10101110……10101110……OSI参考模型各层功能15

OSI参考模型各层功能16

课堂练习，关于OSI，你同意的观点是（）。A.

封装发生在1处B.

对等层都有PDUC.

发送方的应用层和接收方的表示层是对等层E.

信号传输发生所有对等层之间D.

信号传输发生在3处考研考点：除应用层外，全国统考，院校自主命题有涉及1.在OSI参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层是（

）。【2009全国统考】A.数据链路层 B.传输层 C.会话层 D.应用层2.在OSI参考模型中，功能需由应用层的相邻层实现的是（

）。【2014全国统考】A.对话管理 B.数据格式转换 C.路由选择 D.网络层3.在OSI参考模型的第5层（自下而上）完成的主要功能是（）。【2019全国统考】A.差错控制 B.路由选择 C.会话管理 D.数据表示转换17

OSI参考模型各层功能TCP/IP协议模型18

A公司C公司B公司使用统一的通信模型方可进行互相通信TCP/IP协议模型7层

应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层4层

应用层运输层网络层网络接口层TCP/IP协议模型19

TCP/IP主要由传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)而得名，它是Internet上所有网络和主机之间进行交流所使用的共同“世界语”，是Internet上使用的一组完整的标准网络连接协议。IPoverEverything：IP协议可以在多种类型的网络上运行EverythingoverIP：IP层可以支持多种的运输层协议HTTPSMTPDNSRTPTCPUDP网际层网络接口层运输层应用层………网络接口1网络接口2网络接口3IP设计理念：网络核心部分越简单越好。TCP/IP协议模型各层功能20

层次主要功能应用层（用户对用户）任务：提供系统与用户的接口。功能：文件传输、电子邮件、访问和管理。协议：FTP、SMTP、FTP、HTTP等传输层（进程对进程）任务：负责主机中两个进程之间的通信。功能：端到端的可靠数据传输服务。协议：TCP、UDP。网络层（主机对主机）任务：负责节点之间的数据传输服务功能：路由、寻址、拥塞控制、异构网络互联等。协议：IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP等。网络接口层（面向低层异构网络）任务：实现低层异构网络互联，仅定义接口。功能：具有物理层和数据链路层的功能。协议：使用哪些标准，TCP/IP参考模型没有规定等21

5层建议模型OSI分层过“碎”，高层中很多可以进行融合的功能进行了过细也过于理论化的区分。TCP/IP分层却又稍“糙”，低层中本应进行区分的功能没有通过模型表现出来。OSI中的会话层和表示层在TCP/IP中并不是必须的，将TCP/IP的网络接口层分为物理层和数据链路层，这样有利于数据通信分析。实际应用中功能区分最科学的模型既不是OSI，也不是TCP/IP，而是两种模型的混合体。1物理层（PhysicalLayer）3网络层（NetworkLayer）2数据链路层（DataLinkLayer）4传输层（TransportLayer）5应用层（ApplicationLayer）22

5层建议模型课堂练习，下面图描述了（）环境中的数据流动。A.TCP/IPB.OSIC.五层建议模型23

5层建议模型课堂练习，以下图为例，请用图描述基于5层结构的数据流动。5432154321321321ABXY

中间交换结点X中间交换结点Y主机B主机A24

TCP/IP体系结构的演进现在，TCP/IP体系结构已经发生了演变，即某些应用程序可以直接使用IP层（4G、5G这样的蜂窝网架构在全IP之上，很多电信部门推出了IP电视服务等），或甚至直接使用最下面的网络接口层。局域网体系结构与TCP/IP体系结构也存在较大差别TCPUDPIP应用层网络接口层（子网层）25

协议数据单元考研考点：全国统考，院校自主命题有涉及1.在TCP/IP模型中，网络层提供的是（

）。【2011全国统考】A.无连接不可靠的数据包服务 B.无连接的可靠数据包服务C.有连接不可靠的虚电路服务 D.有连接可靠的虚电路