2-计算机网络体系结构与协议111111

资源子网
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在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务 H C C
通信子网
H C H
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七、计算机网络的拓扑结构 – – – – – – 总线结构 环型结构 星形结构 树形结构 网状结构 混合型结构
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八、计算机网络的分类
• 按地域范围分类 范围＜ 局域网 范围＜20KM，基带传输，拓扑结构：总线，环， ，基带传输，拓扑结构：总线， 星型 范围＜ 基带传输， 城域网 范围＜100KM，频带 基带传输，拓扑结构：总线 ，频带/基带传输 拓扑结构： 范围＞ 广域网 范围＞100KM，频带传输，拓扑结构：网状，混 ，频带传输，拓扑结构：网状， 合型 • 按通信传播方式分类 – 广播式网络：总线型以太网，局域性网络 广播式网络：总线型以太网， – 点对点网络：广域性网络， 点对点网络：广域性网络， • 按拓扑结构分类
基本概念— 2.1 基本概念
系统： 系统：网络中有自治能力的计算机或交换设备，从拓扑学 的角度，往往也把它叫做网络结点，或简称结点。 实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程， 实体 每一层中的活跃元素。 对等实体：位于不同系统内同一层次 同一层次的两个实体。 对等实体 同一层次 协议： 同一层次对等实体之间， 协议 协议就是计算机网络中同一层次对等实体 同一层次对等实体 有关通信规则约定的集合 集合。是为进行网络中的数据交换 集合 数据交换 （通信）而建立的规则 标准 约定 协议作用在对等实 规则、标准 约定。 规则 标准或约定
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基本概念—协议分层 2.1 基本概念 协议分层
2.1.2 协议分层 计算机网络的体系结构为什么要采用分层设计的思想？ 计算机网络的整套协议是一个庞大复杂的体系，为了便 于对协议的描述、设计、实现，采用分层的体系结构。分层 的协议体系结构将庞大复杂的协议“简单化”，即分成不同 的层次，每一层的功能是不同的，低层功能主要用来对用户 提供通信连接，而高层功能保证数据以正确的形式进行互换 并有序地处理数据。 计算机网络的体系结构为什么能采用分层设计的思想？
在计算机网络中，分层的基本原则是定义每一层向上一层 提供的服务，以保证每层的功能相互独立，但不规定如何完成 这些服务。 计算机1 计算机 文件传送模块 通信服务模块 文件及文件传送命令 与通信有关的报文 通信网 络 划分层次的举例 计算机2 计算机 文件传送模块 通信服务模块
网络 网络接入模块 接口
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第2章 计算机网络体系结构与协议
主要学习内容 ： •基本概念 基本概念 •OSI参考模型 参考模型 •TCP/IP参考模型 参考模型 •OSI参考模型与 参考模型与TCP/IP参考模型对比 参考模型与 参考模型对比 •IPX/SPX协议 协议 •微软使用的网络协议 微软使用的网络协议
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基本概念—网络协议 2.1 基本概念 网络协议
体之间。 体之间。
协议栈：协议是关于同一层次的对等实体之间的概念 协议栈 协议是关于同一层次的对等实体之间的概念， 协议是关于同一层次的对等实体之间的概念 16 而协议栈是指某一系统内的各层协议集。
基本概念— 2.1 基本概念
服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提 服务 供给其相邻上层。所谓服务，这里是指为保证网络中第 所谓服务， 所谓服务 这里是指为保证网络中第I 层对等层的正确通信，较其低一层应提供的支撑， 层对等层的正确通信，较其低一层应提供的支撑，而这 种支撑又是通过较其低层协议的执行来实现的。 种支撑又是通过较其低层协议的执行来实现的。 注意：协议和服务在概念上是很不一样的。 首先，协议的实现保证了能够向上一层提供的服务。 其次，协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间 协议是“ 协议是 水平的” 服务是“ 通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层向 服务是 垂直的” 上层通过层间接口提供的。
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基本概念— 2.1 基本概念
服务原语：所谓服务原语就是指网络相邻层间 服务原语 所谓服务原语就是指网络相邻层间进行交 所谓服务原语就是指网络相邻层间进行交 互时所要交换的一些必要的命令， 互时所要交换的一些必要的命令，原语是不可再细分的 意思。 意思。服务是由一系列的服务原语来描述的。
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基本概念— 2.1 基本概念
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基本概念—协议分层 2.1 基本概念 协议分层
中中 教教
2/3接接 接
消消
“你 好” 你
P3 对对对对对对对对
“HALLO”
德中 教教
2/3接接 接
翻翻 “HELLO”
1/2接接 接
P2
服 用用 对 用 “HELLO”
翻翻
1/2接接 接
秘秘
传传
P1 使 服 传 传 传 传
传传
秘秘
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基本概念—协议分层 2.1 基本概念 协议分层
基本概念— 2.1 基本概念
基于上述概念，在任何相邻两层之间的关系可概括为图所示。 协议 服务用户 对等层PDU 对等层PDU 交换 原语 SAP SDU 提供服务 SDU 交换 原语 SAP 服务用户
服务提供者 相邻两层之间的关系
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基本概念— 2.1 基本概念
连接：就是两个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合。 连接： 面向连接的服务：面向连接的服务其服务的提供者需要建立连 面向连接的服务：面向连接的服务其服务的提供者需要建立连 维护连接和拆除连接。 接、维护连接和拆除连接。可靠性高，且能保证数据的顺序传输。 该服务在传送数据时是按序传送 按序传送的。如打电话，TCP 服务，FTP， 按序传送 HTTP，Telnet，SMTP。面向连接服务比较适合于在一定期间 内要向同一目的地发送许多报文的情况。 无连接的服务：两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接。 无连接的服务：两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接。 该服务不需要通信的两个实体同时是活跃的(即处于激活态)。无 连接服务的优点是灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止 报文的丢失、重复或失序，可靠性较低。如发信，IP服务，DNS， Streaming media，IPhone 。无连接服务特别适合于传送少量 零星的报文。 23
2.1.1 网络协议
协议原为外交辞令，据说是为了在国与国之 间进行顺利交流而规定的约束事项（规则）。 计算机网络中，协议的定义是计算机网络中 实体之间有关通信规则约定的集合，是为进行网 络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
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基本概念—网络协议 2.1 基本概念 网络协议
一个网络协议主要由以下三个要素组成，即： （1）语法（Syntax）：数据与控制信息的格式、数 据编码等，包括数据的组织方式、编码方式、信号 电平的表示方式等 。 （2）语义（Semantics）：控制信息的内容，需要做 出的动作及响应，以实现数据交换的协调和差错处 理。 （3）时序（Timing）：事件先后顺序和速度匹配。
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基本概念— 2.1 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原语 接口 操作及上层对下层的服务。 服务访问点：服务访问点SAP（Service Access Point）是指同 服务访问点 同 一系统内相邻两实体之间， 一系统内相邻两实体之间，通过接口调用服务或提供服务的联 的 系点。如访问端口、实体标识。 系点 协议数据单元：协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）是指 协议数据单元 各对等实体之间通过协议传送的数据单元 数据单元。 各对等实体之间 数据单元 接口数据单元：接口数据单元IDU（Interface Data Unit）是指 接口数据单元 相邻层次之间通过接口传递的数据单元 数据单元，接口数据单元又称服 相邻层次之间 数据单元 务数据单元SDU（Service Data Unit）。 网络体系结构： 网络体系结构：计算机网络的层次结构及其协议的集合，称 为网络体系结构(Network Architecture)。 注意：体系结构是抽 21 象的，不关心具体实现。
H2 资源子网 B H4
D
H6
A H1 C
E H5
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H3
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分组交换网的主要特点： ★被传送数据应分成若干分组分别传送，在数据通信的 过程中断续(动态)分配传输带宽，使得通信线路的利用 率得以大大提高。 ★通信子网中的交换结点为共享结点，为了提高分组交 换网的可靠性，常采用网状拓扑结构，使得当发生网络 拥塞或少数网点、链路出现故障时，可灵活地改变路由 而不致引起通信的中断或全网的瘫痪。 ★通信网络的主干线路往往由一些高速链路构成。 ★通信子网中的每个交换结点都应具有分组的存储/转发 以及选择合适路由的能力。
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• 报文（Message):我们将欲发送的整块数据称为一个报文。 • 分组 (Packet):在发送报文之前，先将报文划分成为一个个 等长数据段（如每个段为1024位）。然后以分组为单位， 在网络中从一个（中间）结点传送到另一个（中间）结点。
报文段
10110….1011 00110…1101 1010001…101
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一、推动计算机网络产生的原因和基础 二、计算机网络的早期形式 三、分组交换网的出现 四、计算机网络体系结构的形成 五、Internet时代
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计算机通信网络在逻辑上可分为： 通信子网和资源子网。 以通信子网为核心， 以资源共享为 目的的网络。
H 分组交换技术（ 分组交换技术（分组传 共享节点，存储/ 送、共享节点，存储 转发以及路由选择） 转发以及路由选择） H
网络 接口 网络接入模块
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基本概念—协议分层 2.1 基本概念 协议分层
层次结构可以带来很多好处： （1）各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如 何实现的，而仅仅需要知道该层间的接口（即界面）所提供的服 务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以 处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。 （2）灵活性好。当任何一层发生变化时（例如技术变化），只 要层间接口关系不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。 （3）结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。 （4）易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又 复杂的系统变得易于处理，因为整个的系统已被分解为若干个相 对独立的子系统。 （5）能促进标准化工作，因为每一层的功能及其所提供的服务 15 都已有了精确的说明。