《计算机网络基础》课件-认识计算机网络体系结构

计算机网络基础目录：任务1：认识计算机网络体系结构任务2：认识五层体系结构各层功能任务3：认识计算机网络与计算机网络体系结构间关系任务1：认识计算机网络体系结构重点内容：计算机网络体系结构的形成；计算机网络协议；计算机网络分层。提出任务解析任务检测任务难点内容：算机网络分层。1.计算机网络体系结构的形成计算机网络是个非常庞大、复杂的系统。互联网中的两台计算机必须高度协调工作才可以通信，而这种“协调”是相当复杂的。“分层”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。提出任务解析任务检测任务1974年，美国的IBM公司宣布了系统网络体系结构SNA(SystemNetworkArchitecture)。这个著名的网络标准就是按照分层的方法制定的。不久后，其他一些公司也相继推出自己公司的具有不同名称的体系结构。由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通。1.计算机网络体系结构的形成提出任务解析任务检测任务开放系统互连参考模型OSI/RM为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织ISO于1977年提出了在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连参考模型OSI/RM(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)，简称为OSI。只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。提出任务解析任务检测任务两种国际标准法律上的

国际标准OSI并没有得到市场的认可。非国际标准TCP/IP却获得了最广泛的应用。TCP/IP常被称为事实上的国际标准。提出任务解析任务检测任务2.计算机网络协议网络协议(networkprotocol)，简称为协议，是网络中通信双方必须遵守的规则、标准或约定。网络协议三要素语法语义同步由此可见，网络协议是计算机网络的不可缺少的组成部分。提出任务解析任务检测任务3.计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI的体系结构(a)OSI的七层协议；法律上的国际标准OSI它的体系结构被分成7层，称为OSI七层体系结构。提出任务解析任务检测任务TCP/IP是四层体系结构TCP/IP是四层体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。应用层网络接口层网际层IP(各种应用层协议，如DNS,HTTP,SMTP等)运输层(TCP或UDP)TCP/IP的体系结构（这一层并没有具体内容）TCP/IP的四层协议提出任务解析任务检测任务应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI的体系结构应用层网络接口层网际层IP(各种应用层协议，如DNS,HTTP,SMTP等)运输层(TCP或UDP)TCP/IP的体系结构(a)(b)(c)运输层网络层应用层数据链路层物理层54321五层协议的体系结构（这一层并没有具体内容）计算机网络体系结构：(a)OSI的七层协议；(b)TCP/IP的四层协议；(c)五层协议

具有五层协议的体系结构提出任务解析任务检测任务五层协议的体系结构数据链路层5应用层4

运输层3网络层2数据链路层1物理层应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层(physicallayer)提出任务解析任务检测任务体系结构应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络2网络1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321TCP/IP是四层体系结构路由器在转发分组时最高只用到网际层而没有使用运输层和应用层。提出任务解析任务检测任务总结计算机网络体系结构形成。计算机网络协议。计算机网络体系结构。课后作业：1.分别画出7层、4层、5层的网络体系结构图。2.简述网络协议三要素是什么？各有什么含义？提出任务解析任务检测任务任务2：认识五层体系结构各层功能重点内容：五层体系结构各层的功能；封装与解封装；TCT/IP协议族。提出任务解析任务检测任务难点内容：封装和解封装。五层协议的体系结构数据链路层5应用层4

运输层3网络层2数据链路层1物理层应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层(physicallayer)提出任务解析任务检测任务应用层(applicationlayer)5应用层应用层(applicationlayer)应用层是体系结构中的最高层;应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用;应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。将在第六章具体讲解应用层提出任务解析任务检测任务五层协议的体系结构5应用层4

运输层应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)运输层的任务是负责向通信的两台主机提供通用的数据传输服务。运输层有复用和分用的功能运输层主要有两种协议:传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）：提供面向连接的、可靠的数据传输服务。其数据传输单位是报文段。用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）：提供无连接、尽最大努力的数据传输服务。其数据传输单位是用户数据报。运输层(transportlayer)提出任务解析任务检测任务网络层(networklayer)5应用层4

运输层3网络层应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)网络层负责为不同主机提供通信服务。网络层另一个任务是选择合适路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中路由器找到目的主机。互联网的网络层也叫网际层或IP层。提出任务解析任务检测任务数据链路层(datalinklayer)数据链路层5应用层4

运输层3网络层2数据链路层应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)数据链路层简称为链路层，在发送端，链路层的任务将网络层传下来的IP数据报封装成帧；在接收端，链路层收到帧后，取出数据部分，交给上层的网络层。链路层封装的帧里包括数据部分和控制信息。控制信息在接收端可以实现帧的差错检测功能。提出任务解析任务检测任务物理层(physicallayer)数据链路层5应用层4

运输层3网络层2数据链路层1物理层物理层的作用是屏蔽掉种类繁多的传输媒体和通信手段的差异。物理层的另一个作用是描述传输媒体间接口的机械特性、电气特性、功能特性、过程特性等规范。物理层的传输的数据单位是比特。层间关系是下层为上层提供服务。提出任务解析任务检测任务2.1封装主机154321AP1主机254321AP2应用程序数据应用层首部H510100110100101比特流110101110101应用程序数据H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次主机1向主机2发送数据：物理传输媒体从上到下、层层为应用程序数据添加首部的过程称为封装。提出任务解析任务检测任务5432154321主机1AP1主机2AP2主机2的物理层收到比特流后交给数据链路层10100110100101比特流110101110101H2T2H3H4H5应用程序数据主机1向主机2发送数据2.2解封装提出任务解析任务检测任务5432154321主机1AP1主机2AP2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H3H4H5应用程序数据H2T2H3H4H5应用程序数据2.2解封装提出任务解析任务检测任务主机1向主机2发送数据5432154321主机1AP1主机2AP2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层H4H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3主机1向主机2发送数据2.2解封装提出任务解析任务检测任务5432154321主机1AP1主机2AP2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层H5应用程序数据H5应用程序数据H42.2解封装提出任务解析任务检测任务主机1向主机2发送数据5432154321主机1AP1主机2AP2应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程应用程序数据应用程序数据H52.2解封装提出任务解析任务检测任务主机1向主机2发送数据5432154321主机1AP1主机2AP2我收到了AP1

发来的应用程序数据！OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。2.2解封装这种由下到上，层层剥去应用程序数据首部的过程，称为解封装。提出任务解析任务检测任务主机1向主机2发送数据IPoverEverythingIP可应用到各式各样的网络上EverythingoverIPIP可为各式各样的应用程序提供服务3.TCP/IP协议族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提出任务解析任务检测任务沙漏形状的计时器总结五层体系结构各层的功能。封装与解封装。TCT/IP协议族。课后作业：用图的形式梳理五层体系结构各层功能和协议。提出任务解析任务检测任务任务3：认识计算机网络与计算机网络体系结构间关系主要内容：为什么会出现计算机网络体系结构。计算机网络体系结构类型。计算机网络体系结构定义。提出任务解析任务检测任务难点内容：计算机网络体系结构类型。一、为什么出现计算机网络体系结构？提出任务解析任务检测任务计算机网络是个非常复杂的系统。

1.发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活；2.要告诉网络如何识别接受数据的计算机；3.发起通信的计算机必须查明对方计算机是否已经开机，并且与网络连接正常；4.若计算机的文件格式不兼容，则至少其中一台计算机应完成格式转换功能；5.对出现的各种差错和以外事故，应有可靠的措施保证对方计算机最终能够收到正确的文件等。1.7.1计算机网络体系结构的形成由此可见：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”是相当复杂的。“分层”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。提出任务解析任务检测任务1974年，美国的IBM公司宣布了系统网络体系结构SNA(SystemNetworkArchitecture)。这个著名的网络标准就是按照分层的方法制定的。不久后，其他一些公司也相继推出自己公司的具有不同名称的体系结构。由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通。1.7.1计算机网络体系结构的形成提出任务解析任务检测任务提出任务解析任务检测任务最初的ARPANET

设计时提出了分层的设计方法。分层：将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题。1974年，IBM按照分层的方法制定并提出了系统网络体系结构SNA(SystemNetworkArchitecture)。此后，其他一些公司也相继推出了具有不同名称的体系结构。提出了不同体系结构但由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通。提出任务解析任务检测任务ISO(国际标准化组织)提出的OSI/RM(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)是使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架。OSI/RM是个抽象的概念。1983年，形成了著名的ISO7498国际标准，即七层协议的体系结构。OSI试图达到一种理想境界：全球计算机网络都遵循这个统一标准，因而全球的计算机将能够很方便地进行互连和交换数据。国际标准：开放系统互连参考模型OSI/RM事实标准：TCP/IP提出任务解析任务检测任务基于TCP/IP的互联网已抢先在全球相当大的范围成功地运行了。OSI的专家们在完成OSI标准时没有商业驱动力；OSI的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；OSI标准的制定周期太长，使得按OSI标准生产的设备无法及时进入市场；OSI的