(网络工程师培训)主题03：网络体系结构(-03-10).ppt

1、网络体系结构,主题三,1.1 主要知识点,1.2 网络概念 1.3 网络分类 1.4 网络软件 1.5 OSI参考模型 1.6 TCP/IP参考模型 1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 1.8 协议栈 1.9 典型试题分析,1.2 网络的概念,计算机网络(Network)是将处在 不同地理位置 且相互独立的 计算机 或 设备，通过 传输介质 和 网络设备 按照特定的 结构 和 协议 相互连接起来，利用 网络操作系统 进行管理和控制，从而实现 信息传输 和 资源共享 的一种信息系统。,简单网络示意图,1.3 网络的分类,1.3.1 网络拓扑结构 1.3.2 按照地理范围分类 1.

2、3.3 按传输媒体分类 1.3.4 按电信网分类,1.3.1 网络拓扑结构, 总线拓扑 星形拓扑 环形拓扑 网状拓扑 混合拓扑 蜂窝拓扑, 总线拓扑, 星形拓扑, 环形拓扑, 网状拓扑, 混合拓扑, 蜂窝拓扑,1.3.2 按照地理范围分类,LAN MAN WAN PAN 无线网 Intranet Extranet 互联网,1.3.3 按传输媒体分类,电话 数据 视像,1.3.4 按电信网分类,驻地 接入 骨干,1.4

3、网络软件,1.4.1 协议分层 1.4.2 接口与服务 1.4.3 服务与协议的关系,1.4.1 协议分层, 协议 分层结构的优点 分层结构的工作原理, 协 议,什么是协议 协议是网络中计算机或设备之间进行通信的 一系列规则的集合。 协议示例 以发送消息“HELLO STUDENTS” 为例。 常用协议 IP、TCP、HTTP、POP3、SMTP, 分层结构的优点,各层间相互独立，某一层的变化 不会影响其他层 促进标准化工作 使网络易于实现和维护, 分层结构的工作原理,纵向通信 在分层结构中，低层服务为高层

4、服务提供服 务，高层服务使用低层服务提供的服务。 横向通信 分层结构中，对应的分层协同工作，以保证 能够成功的完成通信。一台机器上的第N层 与另一台机器上的第N层进行对话的规则就 第N层协议。,1.4.2 接口与服务,对等实体 每一层中的活动元素通常被称为实体（entity）。 实体可以是软件实体也可以是硬件实体。不同 机器上的同一层实体叫做对等实体。 服务提供者和服务用户 N层实体实现的服务为N+1层所利用。N层被称为 服务提供者（service provider），N+1层被称为 服务用户（service user）。服务是在服务接入点 SAP（service access point）提

5、供给上层使用的。,1.4.2 接口与服务,SAP 服务接入点 IDU 接口数据单元 SDU 服务数据单元 PDU 协议数据单元 ICI 接口控制信息,ICI,SDU,ICI,SDU,SDU,报头,SAP,IDU,n- PDU,第 n1 层,接口,第 n 层, 服务类型, 服务原语,服务在形式上是由一组原语（primitive）（或操作）在描述的。这些原语供用户和其他实体访问该服务。这些原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。,1.4.3 服务与协议的关系,服务是各层向它上层提供的一组原语（操作）。 服务定义了该层能够代表它的上层完成的操作，但没有涉及

6、这些操作是如何完成的。,协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的一组规则。 实体利用协议来实现它们的服务定义。,1.5 OSI参考模型,1.5.1 OSI参考模型概述和各层 1.5.2 数据传输的封装和解封装,1.5.1 OSI参考模型概述与各层,物理层 数据链路层 网络层 传输层 57层,OSI/RM模型层次结构,由低层到高层,电气接口匹配 传输比特流,帧同步、差错控制和流量控制 数据传输的基本单位是帧,路由选择、拥塞控制 数据包的分片与重组 数据传输的基本单位是分组,端到端连接、流量控制 差错检测和重传 基本单位是报文,提供应用进程的独立性,提供访问和分布式信息服务,建

7、立、管理、终止连接任务,物理层,通过物理传输比特（bit）流 中继器和集线器 建立、维护和取消物理连接,数据链路层,将比特信息加以组织封装成数据帧（Frame） 通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址 硬件地址或物理地址（即MAC地址） 帧同步、流量控制、差错检验 两个子层 媒体访问控制（MAC） 逻辑链路控制（LLC） 网卡、网桥和交换机,网络层,基于网络层地址进行不同网络系统间的路径选择网络层地址（IP地址） 分割和重新组合数据包（Packet） 包头差错检验和可能的修复 可能的数据传输拥塞控制 路由器,传输层,在不同物理节点上的应用程序间建立连接以传输数据 将数据组织成数据段（Seg

8、ment） 提供不同类型的连接服务 面向连接(Connection-oriented) 无连接(Connectionless) 提供流量控制、差错检测、超时重传等服务 用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序 传输层地址（即端口号）,57层,会话层 建立、管理和终止会话 表示层 系统的应用层送出的信息可被另一个系统的 应用层所读取 利用一种公用的信息表示格式翻译多种信息 数据表示、数据安全、数据压缩 应用层 网络服务与使用者应用程序间的一个接口,1.5.2 数据传输的封装和解封装,1.6 TCP/IP参考模型,1.6 TCP/IP参考模型各层,第1层：网络接口层(Network Interfac

9、e) 网络接口层对应OSI物理层和数据链路层并实现与它们相同的功能，其中包括LAN和WAN的技术细节。这一层也称为主机到网络层(Host-to-Network)。,1.6 TCP/IP参考模型各层,第2层：互联网络层(internet) 互联网络层的目的是运送数据包，将数据从任何在相连的网络上送到目的地，而不在乎走的是哪个路径或网络。管理这层的特定协议称为互联网络协议(IP)。最佳的路径选定和数据包交换都发生在这层。,1.6 TCP/IP参考模型各层,第3层：传输层(Transport) 传输层负责处理有关服务质量等事项，如可靠度、流量控制和错误检测。该层可以提供不同服务质量、不同可靠性保证的

10、传输服务，并且协议发送端和目标端的传输速度差异。这一层也称为主机到主机层(Host-to-Host)。,1.6 TCP/IP参考模型各层,第4层：应用层(Application) 应用层包括会话层和表示层的功能，用来建立应用层来处理高层协议、有关表达、编码和会话控制。TCP/IP将所有应用程序相关的内容都归为一层，并保证为下层适当的将数据封装成数据包。,1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较,1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较,1.8 协议栈,1.8.1 协议栈概述 1.8.2 TCP/IP协议栈,1.8.1 协议栈概述,什么是协议栈 在网络中，为了完成通信，必须使

11、用多层上的多种协议。这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了协议栈(Protocol Stack)，也称为协议族(Protocol Suite)。 常用的协议栈 TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk,1.8.2 TCP/IP协议栈,TCP/IP,1.9 典型试题分析, 若采用后退 N 帧 ARQ 协议进行流量控制，帧编号为 7 位，则发送窗口的最大长度为 _(17)_ 。 （ 17 ） A.7 B. 8 C.127 D.128,【参考答案】 17.C,2005年下半年,1.9 典型试题分析,在 ISO OSI/RM 中， _(18)_ 实现数据压缩功能。 A. 应用层 B. 表示层

12、C. 会话层 D. 网络层,【参考答案】 18.B,2005年下半年,1.9 典型试题分析,以太网中的帧属于 _(19)_ 协议数据单元。 A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 应用层,【参考答案】 19.B,2005年下半年,1.9 典型试题分析,在 OSI 参考模型中，数据链路层处理的数据单位是 _(64)_ 。 A. 比特 B. 帧 C. 分组 D. 报文,【参考答案】 64.B,2005年下半年,1.9 典型试题分析,在OSI参考模型中，上层协议实体与下层协议实体之回的逻辑接口叫做服务访问点(SAP)。在Intenet中，网络层的服务访问点是（21）。 AMAC地址 BL

13、LC地址 C. IP地址 D端口号,【参考答案】 21.C,2005年上半年,1.9 典型试题分析,在OSI参考模型中，实现端到端的应答、分组排序和流量控制功能的协议层是 （22）。 A数据链路层 B网络层 C传输层 D会话层,【参考答案】 22.C,2005年上半年,1.9 典型试题分析,SNMP,POP3,UDP,TCP,IP,在Intemet上有许多协议，下面的选项中能正确表示协议层次关系的是（22）.,A,B,C,D,SNMP,POP3,TCP,ARP,IP,TCP,SSL,IP,UDP,ARP,SMTP,Telnet,【参考答案】 22.A,TCP,UDP,IP,LLC,MAC,SM

14、TP,Telnet,2005年上半年,1.9 典型试题分析, 用户A与用户B通过卫星链路通信时，传播延迟为270ms，假设数据速率是64Kb/s，帧长4000bit，若采用停等流控协议通信，则最大链路利用率为_(30)_；若采用后退N帧ARQ协议通信，发送窗口为8，则最大链路利用率可以达到_(31)_。 （30） A、0.104B、0.116 C、0.188D、0.231 （31） A、0.416B、0.464 C、0.752D、0.832,【参考答案】 30.A 31.D,2004年下半年,1.9 典型试题分析, 以太网交换机根据_(56)_转发数据包。 （56） A.IP地址 B.MAC地

15、址 C.LLC地址 D.PORT地址,【参考答案】 56.B,2004年下半年,1.9 典型试题分析,2004年下半年, Networks can be interconnected by different devices. In the physical layer ,networks can be connected by _(66)_ or hubs, which just move the bits from one network to an identical network. One layer up we find bridges and switches, which op

16、erate at data link layer. They can accept _(67)_ ,examine the MAC address, and forward the frames to a different network while doing minor protocol translation in the process. In the network layer, we have routers that can connect two networks, If two networks have _(68)_ network layer,the router ma

17、y be able to translate between the packer formats.In the transport layer we find transport gateway,which can interface between two transport connections. Finally, in the application layer,application gateways translate message _(69)_. As an example, gateways between Internet e-mail and X.400 e-mail must _(70)_ the e-mail message and change variou