计算机第2部分.ppt

1、第2部分计算机网络体系结构（OSI模型概念）与协议(TCP/IP),江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,2,2.1 网络体系结构的基本概念,2.1.1 网络协议的概念 1.什么是网络协议 计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间需要 不断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。 网络协议：为网络数据传输交换而制定的规则、约定与标准； 网络协议的三要素：语义、语法与时序； 语义：用于解释比特流的每一部分的意义； 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格 式，以及数据出现的顺序的意义； 时序：事件实

2、现顺序的详细说明。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,3,层次（layer）（即为什么要建立网络体系结构）（了解）,层次是人们对复杂问题处理的基本方法。人们对于一些难以处理的复杂问题，通常是分解为若干个较容易处理的小一些的问题。对于邮政通信系统，它是一个涉及全国乃至世界各地区亿万人民之间信件传送的复杂问题。它的主要方法就是将问题分解即分层。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,4,网络体系结构（network architecture）,网络协议对计算机网络是不可缺少的，一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集。对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构模型。 我

3、们将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构（network architecture）。 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义，而这些功能是用什么样的硬件与软件去完成的，则是具体的实现问题。体系结构是抽象的，而实现是具体的，它是指能够运行的一些硬件和软件。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,5,2.1.3 网络体系结构的研究方法,层次结构研究方法的优点（了解） (1) 各层之间相互独立，高层不需要知道低层是如何实现的，而仅知道该层通过层间的接口所提供的服务。 (2) 当任何一层发生变化时，例如由于技术进步促进实现技术的变化，只要接口保持不变，则在这层以

4、上或以下各层均不受影响。 (3) 各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层。 (4) 整个系统被分解为若干个易于处理的部分，这种结构使得一个庞大而复杂系统的实现和维护变得容易控制。 (5) 每层的功能与所提供的服务都已有精确的说明，因此这有利于促进标准化过程。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,6,OSI参考模型,OSI参考模型的基本概念 OSI参考模型的提出 1974年，ISO发布了著名的ISO/IEC 7498标准， 它定义了网络互连的7层框架，也就是开放系统互连 （OSI，Open System Internetwork）参考模型。 在OSI框架下，进一步详

5、细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性（interconnection）、互操作性（interoperation）与应用的可移植性（portability）,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,7,2. OSI参考模型的概念 在OSI中的“开放”是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信。 在OSI 标准的制定过程中，采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。 在网络层次中，低层向高层提供服务，高层使用低层的服务,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,8,OSI参考模型的结

6、构,应该记住七层的名称，知道 低3层。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,9,2.2.3 OSI参考模型各层的功能,物理层的主要功能： 定义机械、电气、功能和过程四个接口特性。 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数 据传输服务； 物理层的数据传输单元是比特。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,10,数据链路层的主要功能： 在物理层提供的服务基础上，数据链路层在 通信的实体间建立数据链路连接； 传输以“帧”为单位的数据包,数据的封装与拆装。 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的 物理线路变成无差错的数据链路。,江西理工

7、大学专升本培训-计算机网络基础,11,网络层的主要功能： 通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径； 为数据在结点之间传输创建逻辑链路； 实现拥塞控制，协议转换，分段和重组，对用户的分组字符等进行统计等。 传输层的主要功能： 向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务； 处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题； 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,12,会话层的主要功能： 负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断； 管理数据交换。 表示层的主要功能： 用于处理在两个通信系

8、统中交换信息的表示方式； 数据格式变换； 数据加密与解密； 数据压缩与恢复。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,13,应用层的主要功能: 为应用程序提供了网络服务; 应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步; 建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,14,2.2.4 OSI环境中的数据传输过程1.OSI环境（OSI environment） （了解）,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,15,2.OSI环境中的数据传输过程（了解）,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,16,2.2.5 面向连接服务与无连接

9、服务,通信服务可以分为两大类： 面向连接服务（connect-oriented service） 无连接服务（connectless service）,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,17,2.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能,在如何用分层模型描述TCP/IP参考模型的问题上争论很多，但共同的观点是TCP/IP参考模型的层次数比OSI参考模型的7层要少。图1.8给出TCP/IP 参考模型及与OSI参考模型层次对应关系。 TCP/IP参考模型可以分为以下四个层次： 应用层（application layer）; 传输层（transport layer）; 互联层（internet

10、layer）; 主机-网络层（host-to network layer）;,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,18,TCP/IP 参考模型与 OSI 参考模型的对应关系,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,19,主机-网络层,在TCP/IP参考模型中，主机|网络层是参考模型的最低层，它负责通过网络发送和接收IP数据报。TCP/IP参考模型允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，例如局域网协议或其他一些协议。 在TCP/IP的主机网络层中，它包括各种物理网协议，例如局域网的Ethernet、局域网的令牌环、分组交换网的X.25等。当这种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以

11、认为是这一层的内容。这体现了TCP/IP协议的兼容性与适应性，也为TCP/IP的成功奠定了基础。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,20,互联层,在TCP/IP参考模型中，互联层是参考模型的第二层，它相当于OSI参考模型网络层的无连接网络服务。互联层负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机与目的主机可以在一个网上，也可以在不同的网上。 互联层的主要功能包括以下几点： 接收到分组发送请求后，将分组装入IP数据报，填充报头并选择发送路径，然后将数据报发送到相应的网络输出线。 接收到其他主机发送的数据报后，检查目的地址，如需要转发，则选择发送路径，转发出去；如目的地址为本结点IP地址，则除

12、去报头，将分组交送传输层处理。 处理互连的路径、流控与拥塞问题。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,21,传输层,传输层的主要目的是：在互联网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接。从这一点上讲，TCP/IP参考模型的传输层与OSI 参考模型的传输层功能是相似的。 在TCP/IP参考模型的传输层，定义了以下这两种协议： 传输控制协议（TCP，Transport Control Protocol） TCP协议是一种可靠的面向连接的协议，它允许将一台主机的字节流（byte stream）无差错地传送到目的主机。 用户数据报协议（UDP，User Datagram Protoc

13、ol） UDP协议是一种不可靠的无连接协议， 它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序检查与排序由应用层完成。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,22,应用层,在TCP/IP参考模型中，应用层是参考模型的最高层。应用层包 括了所有的高层协议，并且总是不断有新的协议加入。目前，应用 层协议主要有以下几种： 网络终端协议（Telnet）实现互联网中远程登录功能。 文件传输协议（FTP）实现互联网中交互式文件传输功能。 简单邮件传输协议（SMTP）实现互联网中电子邮件传送功能。 域名系统（DNS）实现网络设备名字到IP地址映射的网络服务。 简单网络管理协议（SNMP）管理与监视网络设备。 路由信息协议（RIP）在网络设备之间交换路由信息。 网络文件系统（NFS）实现网络中不同主机间的文件共享。 超文本传输协议（HTTP）用于WWW服务。,江西理工大学专升本培训-计算机网络基础,23,小结,网络体系结构与网络协议是网络技术中两个最