02第二章计算机网络体系结构
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构计算机网络体系结构是指将计算机网络划分为不同的层级，并在每个层级中定义特定的功能和协议。
这种分层结构有助于网络的设计、维护和扩展。
在计算机网络体系结构中，常用的是OSI参考模型和TCP/IP参考模型。
下面是TCP/IP参考模型的五层结构：1. 物理层：该层负责物理传输介质的传输，例如光纤、电缆等。
它定义了连接计算机所需的硬件细节，以及数据的电压、信号速率等特性。
在此层上，数据以比特流的形式传输。
2. 数据链路层：该层负责将原始的比特流转换为有意义的数据帧，并提供传输信道的错误检测和纠正。
它通常有两个子层：逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。
3. 网络层：该层负责在计算机网络中进行数据包的路由和转发。
它使用IP地址来标识不同的网络设备，并为数据包选择合适的路径。
在此层上，数据被划分为小块，并加上源和目的地的网络地址信息。
4. 传输层：该层负责在源和目的地之间提供可靠的数据传输。
它使用TCP和UDP协议来实现数据的分段和重新组装，以及连接的建立和终止。
在此层上，数据被划分为报文段，每个报文段都有序号和检验和。
5. 应用层：该层提供应用程序访问网络的接口，并为各种网络应用提供服务。
它包括HTTP、FTP、SMTP等协议，用于实现Web浏览、文件传输、电子邮件等常见的应用功能。
这种分层结构的优点在于，每个层级的功能和协议都相对独立，可以由不同的厂商和团队进行独立开发和测试。
同时，各层之间的接口规范也使得不同厂商的设备能够互相兼容和交互操作。
此外，通过将网络分解为多个层级，可以更好地进行网络故障诊断和故障隔离，提高网络的可靠性和可扩展性。
总之，计算机网络体系结构的分层设计为网络的建设、管理和维护提供了一种有效的方法。
它不仅可以提供高效的数据传输和服务提供，同时也为网络的安全性和可靠性提供了保障。
计算机网络体系结构的分层设计是网络通信的基础。
通过将网络的各个功能划分为不同的层级，可以使得不同的网络设备和应用程序可以按照规定的协议进行交互，实现信息的传输和交换。
第2章 计算机网络体系结构
2．1．1．研究制定计算机网络体系结构的科学方法 在初期的自由竞争中，计算机网络体系结构在短时间内得 到了迅速发展，但是伴随着计算机网络形式的多样化、复杂 性，也出现了许多问题。 例如，用户的资源和数据存储在采用不同操作系统的主 机中，这些主机分布在网络的不同地方，需要在不同的传输 媒体上实现采用不同操作系统的主机之间的通信；如何解决 异种机和异种网络互连问题；特别是系统的互连成为一个大 问题。
4．美国电气电子工程师学会 美国电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)于1963年由美国电气工程师 学会(AIEE)和美国无线电工程师学会(IRE)合并而成，是美 国规模最大的制定标准的专业学会。 IEEE由大约17万名从事电气工程、电子和有关领域的专 业人员组成，分设1O个地区和206个地方分会，设有31个技 术委员会。 IEEE制定的标准内容有：电气与电子设备、试验方法、元 器件、符号、定义以及测试方法等。 IEEE最引人注目的成就之一是通过802方案对LAN和城域网 MAN进行的标准化。802方案含局域网和城域网各方面上百个 单独的规范，符合IEEE的LAN包括以太网(IEEE 802．3)和令 牌环网(802，5)，802系列标准和所有规范限于物理层和／ 或数据链路层。
5．美国电子工业协会 美国电子工业协会(Electronic Industries Association， EIA)创建于1924年，当时名为无线电制造商协会(Radio Manufacturers Association，RMA)，总部设在弗吉尼亚的 阿灵顿。
第2章-计算机网络体系结构习题..
第2章-计算机网络体系结构习题..第2章计算机网络体系结构一、单选1、在OSI模型中，NIC属于。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层2、在OSI中，为网络用户间的通信提供专用程序的层次是。
A、运输层B、会话层C、表示层D、应用层3、在OSI中，完成整个网络系统内连接工作，为上一层提供整个网络范围内两个终端用户用户之间数据传输通路工作的是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层4、在OSI中，为实现有效、可靠数据传输，必须对传输操作进行严格的控制和管理，完成这项工作的层次是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层5、在OSI中，物理层存在四个特性。
其中，通信媒体的参数和特性方面的内容属于。
A、机械特性B、电气特性C、功能特性D、规程特性6、在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与运输层之间的是A、物理层B、网络层C、会话层D、表示层7、完成路径选择功能是在OSI模型的Ａ、物理层Ｂ、数据链路层Ｃ、网络层Ｄ、运输层8、 TCP/IP协议簇的层次中，解决计算机之间通信问题是在 BA、网络接口层B、网际层C、传输层D、应用层9、网络协议主要要素为A、数据格式、编码、信号电平B、数据格式、控制信息、速度匹配C、语法、语义、同步D、编码、控制信息、同步10、Internet的网络层含有四个重要的协议，分别为A、IP，ICMP，ARP，UDPB、TCP，ICMP，UDP，ARPC、IP，ICMP，ARP，RARPD、UDP，IP，ICMP，RARP11、 TCP/IP体系结构中的TCP和IP 所提供的服务分别为A.链路层服务和网络层服务B.网络层服务和运输层服务C.运输层服务和应用层服务D.运输层服务和网络层服务12、计算机网络中，分层和协议的集合称为计算机网络的。
目前应用最广泛的是A. 组成结构；B参考模型； C.体系结构；D.基本功能。
E.SNA；F．MAP/TOP；G.TCP/IP；H．X.25；I.ISO／OSI；13、在TCP/IP协议簇中，UDP协议工作在。
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是指在计算机网络系统中，计算机的技术结构和通信协议的安排设计。
它涉及到各层的技术细节，包括数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层，物理层以及逻辑链路层等层次的技术体系。
计算机网络体系结构定义了计算机网络系统的实体和功能，这些实体和功能可以按照分层的方式进行组织。
从最底层开始，最基本的层是物理层，它定义了物理媒介如电线、光纤等及其制造和运行物理设备，从物理层开始，到网络层，它定义了用于传输数据的协议；再往上，传输层定义用于传输数据的介质和端口；接下来的层是会话层，它定义了网络的连接机制，以及两个终端之间的数据传输；然后是表示层，它定义了在两个终端之间传输复杂数据的一种标准格式；最后是应用层，它定义了各种应用软件如SMTP，POP3，HTTP等的基本标
准协议。
从另一方面来看，计算机网络体系结构不仅定义了各层的技术细节，它的实际应用也很有价值。
它为用户提供了更高效的网络服务，从而辅助用户实现信息化运营。
通过不断改进和发展计算机网络体系结构的技术理论，可以进一步提高网络性能，增强网络服务的安全性，改善网络的用户体验，提升企业的网络品牌形象。
此外，计算机网络体系结构还可以通过科学层次来实现主干网络、地区网络、本地网络的组织，用户可以在不同的网络层次之间定义资源，实现计算机的资源共享，以及用户之间的数据交换。
总而言之，计算机网络体系结构是计算机网络系统中的一个重要组成部分，它定义了计算机网络系统的实体和功能，以及计算机网络中各层的技术细节，提供了更高效的网络服务。
对于我们的生活，它给我们带来了极大的便利，同时也为用户提供了方便快捷的信息交互服务。
《计算机网络技术基础》 第2章 计算机网络体系结构与协议 单元测试 附答案
《计算机网络技术基础》第2章计算机网络体系结构与协议单元测试一、判断1、TCP/IP是目前使用较为普遍的网络通信协议。
（）2、在OSI模型中，每一层真正的功能是向下一层提供服务。
（）3、数据链路层传输的数据单位是报文。
（）4、TCP/IP完全符合OSI标准。
（）5、分层是每一层的功能应非常明确，层数越多越好。
（）6、OSI的最高层是应用层，面向用户提供服务。
（）7、物理层直接与传输介质相链接。
（）8、应用层是计算机网络与最终用户的接口。
（）9、TCP/IP只包含TCP和IP两个协议。
10、国际标准化组织OSI提出了开放系统互联参考模型ISO。
（）11、CRC码主要用于数据链路层控制协议中。
（）二、单选1、HDLC是（）。
A.面向字符型的同步协议B.异步协议C.面向字节的技术同步协议D.面向比特型的同步协议2、Internet采用的信息协议是（）A.FTP B.SPX/IPX C.TCP/IP D.WWW3、以下协议中不属于TCP/IP的网络层的协议是（） A.ICMP B.ARP C.PPP D.RARP4、在TCP/IP协议簇中，负责将计算机的互联网地址变换为物理地址的协议是（）。
A.ICMPB.ARPC.PPPD.RARP5、在OSI的模型中，能实现路由选择、拥塞控制与网络互联功能的是（）A.物理层B.网络层C.数据连接层D.传输层6、在开放系统互联参考模型中，把传输的比特流划分为帧的层次是（）。
A.网络层B.数据连接层C.传输层D.分组层7、在OSI模型中，提供建立、维护和拆除物理链路所需的机械、电气、功能和规程的特性层次是（）。
A.网络层B.数据链路层C.物理层D.传输层8、TCP通信建立在面向连接的基础上，TCP连接的建立采用（）次握手的过程。
A.1B.2C.3D.49、OSI参考模型中，（）负责为用户提供可靠的端—端服务。
A.网络层B.传输层C.会话层D.表示层10、下列层次中，属于资源子网的有（） A．网络层 B．数据链路层 C．表示层 D．IP层11、关于OSI参考模型，下列说法不正确的是（）。
计算机网络第2章网络体系结构
第2章 网络系统结构
2.2
关于物理层的功能, ISO的OSI参考模型和ITU的X.25建议 书都给出相类似的定义。
ISO/OSI参考模型对物理层的定义是: 物理层在数据链路实 体之间合理地通过中间系统, 为位传输所需的物理连接的激活、 保持和取消提供机械的、 电气的、 功能的和规程的手段。
ITU在X.25建议书中对物理层的功能作如下定义: 利用物 理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间实现对 物理链路的建立、保持和拆除功能。
⑤ RJ -45。 数据通信用8针DTE/DCE接口连接器。 可用 于由IEEE 802局域网中的10/100 BASE -T网络接口中。
2. 电气特性
电气特性说明了数据交换信号以及有关电路的特性。这 些特性主要包括最大数据传输率的说明、信号状态(逻辑电平, 通/断, 传号/空号)表示电压或电平的说明, 以及接收器和发送器 电路特性的说明, 并给出了与连接电缆相关的规则等。
① ISO - 2110。 数据通信用25针的DTE/DCE接口连接器与 插针分配。EIARS- 232C和EIARS - 366A等均是与ISO - 2110 相兼容的标准, 可用于音频调制解调器、公用数据网络的接口 中。
② ISO - 2593。 数据通信用34针的DTE/DCE接口连接器 与插针分配。可用于ITU V.35建议的宽带调制解调器中。
第2章 网络系统结构
计算机网络第2章网络体系结构
第2章 网络系统结构
第 2 章 网络体系结构
2.1引言
一个计算机网络系统是由各个节点相互连接而成的， 目 的是实现各个节点之间的相互通信和信息交换，这里的节点 是指具有通信功能的计算机系统。那么，怎样构造计算机系 统上的通信功能才能实现计算机系统之间，尤其是异构计算 机系统之间的相互通信呢? 这个问题必须通过网络体系结构 来解决。
计算机网络体系结构
Chap2 计算机网络体系结构
计算机通信与网络
OSI 模型的意义
Chap2 计算机网络体系结构
计算机通信与网络
通信子网
Application protocol Representation protocol Session protocol Transport protocol
APDU
PPDU
SPDU
Chap2 计算机网络体系结构
计算机通信与网络
专用技术与开放技术的对比
专用（Proprietary）
– 个别厂商开发、拥有并控制 – 一个公司或一个公司集团掌握了整个技术
开放（Open）
– 技术的免费使用是对公众开放的 – 不同厂商的网络产品可以互相兼容，进行 互操作.
Chap2 计算机网络体系结构
Chap2 计算机网络体系结构
计算机通信与网络
4、协议（Protocols）和N层协议
定义: 为网络通信所制定的一组规则、约定和 标准。协议可以使通信更有效地进行。协议是 控制两个对等实体进行通信的规则的集合。 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得 本层能够向上一层提供服务。 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服 务。 网络通信是一种层到层的对等通信，第N层上 的通信规则或约定称为N层协议
Chap2 计算机网络体系结构
计算机通信与网络
第二章 计算机网络体 系结构
Chap2 计算机网络体系结构
计算机通信与网络
主要内容
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 计算机网络体系结构概述 ISO/OSI网络参考模型 TCP/IP模型 OSI 模型和TCP/IP模型的比较
Chap2 计算机网络体系结构
Chap2 计算机网络体系结构
计算机网络技术与应用第2章 计算机网络体系结构
2.2 ISO/OSI网络体系结构 2.2.1 计算机网络的双子网结构
随着计算机网络的不断完善和发展，在逻辑上逐步形成了双子网结 构。虚线内为通信子网，由信息接口处理机IMP（Interface Message Processing），也可以是路由器等网络设备组成；虚线外的主机H（Host） 组成资源子网。
通信子网是将入网主机连接起来的实体，它是网络中的纯通信部 分。通信子网的物理组成包括传输介质、通信设备（亦称网络交换设 备，如集线器、路由器和交换机等）和网卡NIC。
通信子网的任务是负责网络数据的传输和交换。
4
2.2.2 计算机网络的层次结构
1.层次结构的含义
层次结构就是按一定层次组合起来的某种结 构。层次结构包含两方面的含义：第一是指 结构的层次性；第二是指层次的结构性。典 型的层次结构——单台计算机体系结构如图22所示。
20世纪70年代到80年代，世界出现了大量的计算机网络，它们大多数 都由研究部门、大学或公司各自研制开发，没有统一的体系结构，难以实现 互连。这种封闭性使它们变成一个个孤岛，不能适应于世界范围内的信息交 流与资源共享。于是，开放（Open）就成了计算机网络发展的主题。
在DARPA的资助下，20世纪70年代末期研究者们又推出了TCP/IP协议规范。 1983年，DARPA将ARPANET上的所有计算机转向TCP/IP协议，并以ARPANET为主 干建立和发展了Internet，形成了TCP/IP体系结构。
层次结构具有以下特点：结构是严格单向依 赖的，由外向里；外层的结构便于理解操作， 但抽象，脱离细节；里层的结构原始，不易
操作，但比较具体。
用户应用程序 高级语言处理程序 操作系统 裸机
图2-2 单台计算机体系结构
第二章计算机网络安全体系结构PPT课件
系
结
的共同规则、标准或约定
构
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3
第二章 计算机网络安全体系结构
网络体系结构
一、 网
在网络的实际应用中，计算机系统与
络
计算机系统之间许多的互连、互通、互操
体 作过程，一般都不能只依靠一种协议，而
系 需要执行许多种协议才能完成。全部网络
结 协议以层次化的结构形式所构成的集合，
构
就称为网络体系结构。
第二章
计算机网络安全体系结构
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1
第二章 计算机网络安全体系结构
第一节 网络安全体系结构的概念 第二节 网络安全体系结构的内容 第三节 网络安全的协议与标准 第四节 网络安全的评估
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2
第二章 计算机网络安全体系结构
一、 网
网络协议（protocol）
络
体
为进行网络中的信息交换而建立
表2.2 OSI安全体系结构中安全服务按网络层次的配置
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16
第二章 计算机网络安全体系结构
一、
开
放
2．OSI安全体系结构的安全机制
系
按照OSI安全体系结构，为了提供以上所列６大类安全
统 互
服务，采用下列 8大类安全机制来实现：
连
安 全
加密机制、
数据签名机制、 公证机制、
体
数据完整性机制、交换鉴别机制、 业务流填充机制、
安
大类安全机制和相应的OSI安全管理，并
全 体
且尽可能地将上述安全服务配置于开放系
系
统互连/参考模型（OSI/RM）7层结构的
结
构
相应层之中。
第2章 计算机网络与因特网体系结构
2.1 2.2 2.3 2.4 计算机网络概念 因特网体系结构 OSI/RM与TCP/IP的关系 TCP/IP协议簇
Page 1
2.1 计算机网络概念
2.1.1 计算机网络的产生和发展
• 计算机技术和通信技术的发展和结合，产生了计算机 网络。 • 计算机网络: 利用通信介质和通信设备连接起来的， 通过网络协议实现信息传递和资源共享的计算机的集 合。 • 计算机网络的发展: 20世纪50年代，为了共享远程计算资源，将终端通过 通信线路与远程计算机相连，构成了面向终端的计算 机网络。 20世纪60年代末（1969），ARPANET标志着计算机 网络的出现。 Page 2
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分布距离 10米 100米 1公里 10公里 100公里
位于同一 房间 建筑物 校园 城市
网络分类 个域网(PAN) 局域网(LAN) 局域网(LAN) 城域网(MAN)
速度（bps） 4M-2G 4M-2G 4M-2G 50K-100M
国家 洲际
广域网(WAN) 广域网(WAN)
9.6K-45M 9.6K-45M
设备 A 7 6 5 4 3 2 1 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 端到端协议 设备 B 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网络层 数据链路层 物理层 中间结点 图 2-4
„
网络层 数据链路层 物理层
„
中间结点
IS O 开放系统互连参考模型
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2.1.4 局域网技术
• PC的发展和普及促进了局域网的形成。 • 局域网的特点：覆盖范围较小；数据传输速率 较高；误码率低；一般为一个单位所独有。 • 以太网(Ethernet)是当前占主导地位的分组交 换局域网技术，是由Xerox公司在20世纪70年 代早期提出的。 1978年，Xerox公司，Intel公 司和DEC公司将以太网技术进行了标准化。 • 此外，IEEE 802组织发布了一个与以太网标准 类似且兼容的IEEE 802.3标准。
计算机网络的体系结构
只看这两个文件传送模块 好像文件及文件传送命令 是按照水平方向的虚线传送的
主机 2 文件传送模块
把文件交给下层模块 进行发送
把收到的文件交给 上层模块
再设计一个通信服务模块
主机 1 文件传送模块
通信服务模块
只看这两个通信服务模块 好像可直接把文件 可靠地传送到对方
主机 2 文件传送模块
通信服务模块
实体、协议、服务 和服务访问点（续）
●本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的 协议。
●下面的协议对上面的服务用户是透明的。
●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。
●同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为 服务访问点 SAP (Service Access Point)。
● 但最下面的网络接口层并没有具体内容。 ● 因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一
种只有五层协议的体系结构 。
五层协议的体系结构
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
● 应用层(application layer) ● 运输层(transport layer) ● 网络层(network layer) ● 数据链路层(data link layer) ● 物理层(physical layer)
著名的协议举例
【例1-1】
占据东、西两个山顶的蓝军1和蓝军2与驻扎在 山谷的白军作战。其力量对比是：单独的蓝军1 或蓝军2打不过白军，但蓝军1和蓝军2协同作战 则可战胜白军。现蓝军1拟于次日正午向白军发 起攻击。于是用计算机发送电文给蓝军2。但通 信线路很不好，电文出错或丢失的可能性较大 （没有电话可使用）。因此要求收到电文的友 军必须送回一个确认电文。但此确认电文也可 能出错或丢失。试问能否设计出一种协议使得 蓝军1和蓝军2能够实现协同作战因而一定（即 100 %而不是99.999…%）取得胜利？
第2章_计算机网络体系结构习题知识讲解
第2章计算机网络体系结构一、单选1、在OSI模型中，NIC属于。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层2、在OSI中，为网络用户间的通信提供专用程序的层次是。
A、运输层B、会话层C、表示层D、应用层3、在OSI中，完成整个网络系统内连接工作，为上一层提供整个网络范围内两个终端用户用户之间数据传输通路工作的是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层4、在OSI中，为实现有效、可靠数据传输，必须对传输操作进行严格的控制和管理，完成这项工作的层次是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层5、在OSI中，物理层存在四个特性。
其中，通信媒体的参数和特性方面的内容属于。
A、机械特性B、电气特性C、功能特性D、规程特性6、在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与运输层之间的是A、物理层B、网络层C、会话层D、表示层7、完成路径选择功能是在OSI模型的Ａ、物理层Ｂ、数据链路层Ｃ、网络层Ｄ、运输层8、 TCP/IP协议簇的层次中，解决计算机之间通信问题是在 BA、网络接口层B、网际层C、传输层D、应用层9、网络协议主要要素为A、数据格式、编码、信号电平B、数据格式、控制信息、速度匹配C、语法、语义、同步D、编码、控制信息、同步10、Internet的网络层含有四个重要的协议，分别为A、IP，ICMP，ARP，UDPB、TCP，ICMP，UDP，ARPC、IP，ICMP，ARP，RARPD、UDP，IP，ICMP，RARP11、 TCP/IP体系结构中的TCP和IP所提供的服务分别为A.链路层服务和网络层服务B.网络层服务和运输层服务C.运输层服务和应用层服务D.运输层服务和网络层服务12、计算机网络中，分层和协议的集合称为计算机网络的。
目前应用最广泛的是A. 组成结构；B参考模型； C.体系结构； D.基本功能。
E.SNA；F．MAP/TOP；G.TCP/IP；H．X.25；I.ISO／OSI；13、在TCP/IP协议簇中，UDP协议工作在。
计算机网络的体系结构
计算机网络的体系结构
计算机网络的体系结构一般分为四层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。
1. 应用层：应用层是网络的最高层，它负责处理网络应用程序如HTTP、FTP、SMTP、DNS等的请求和响应，提供网络应用程序的接口，它是网络应用程序和网络之间的桥梁。
2. 传输层：传输层负责把来自应用层的数据传输到网络层，它提供可靠的端到端的数据传输服务，还负责控制传输数据的流量和速率，它提供的协议有TCP和UDP等。
3. 网络层：网络层负责网络的路由管理，它决定数据从源主机发送到目的主机的路径，它提供的协议有IP、ICMP、IGMP等。
4. 数据链路层：数据链路层负责把数据从源主机发送到目的主机，它负责把网络层收到的数据封装成帧，并且把帧发送到目的主机，它提供的协议有以太网、无线局域网等。
计算机网络体系结构课件
UDP协议
01
UDP（User Datagram Protocol ，用户数据报协议）是一种无连 接的、不可靠的传输层协议。
02
UDP主要用于实时应用和多媒体 应用，如音频和视频流。
UDP提供尽最大努力的数据传输 服务，不保证数据的可靠性和顺 序性。
作用
协议栈使得网络通信更加灵活和可靠，不同系统或设备可 以根据需要选择合适的协议栈来实现所需的网络功能或服 务。
03
CHAPTER
数据链路层
数据链路层的功能
数据封装与解封装
将数据划分为帧，并在每个帧上添加 控制信息，以便在接收端正确地解析 原始数据。
流量控制
通过控制发送数据的速率，确保接收 端不会因接收速率过快而丢失数据。
层次划分
从上到下分别是应用层、传输层、网络层和链路层。其中，应用层对应于OSI参考模型 的应用层、表示层和会话层。
作用
TCP/IP模型是互联网的基础，几乎所有的互联网协议和服务都基于TCP/IP模型。它使 得不同类型和厂商的计算机和设备能够相互通信和共享资源。
协议与服务的区别
协议
协议是一组规则和标准，用于规定不同计算机或设备之间通信的方式和格式。 协议定义了数据传输的细节，如数据格式、传输方式、错误控制等。
计算机网络中的数据传输是指将数 据从一个计算机或设备发送到另一 个计算机或设备的过程。
资源共享
计算机网络中的资源共享是指网络 中的计算机可以相互访问和利用其 他计算机上的硬件、软件和数据资 源。
计算机网络发展历程
面向终端的计算机网络
分组交换网络
20世纪50年代，美国国防部高级研究计划 局（ARPA）建立ARPANET，实现了计算 机之间的远程通信。
计算机网络体系结构完整PPT课件
三要素。
考核要求
领会：网络分层体系结构的概念和计算机网络体系 结构，协议的概念，通信协议三要素：语义、语法、 时序关系。
.
2.1.1协议的要素（领会）
网络协议(Protocol)：为计算机网络中进行数据交换 而建立的规则、标准或约定的集合。
.
学习目的与要求
要求理解计算机网络分层的目的 理解协议的要素、服务、协议与服务的区别、
协议数据单元 理解面向连接的服务和无连接服务的概念 理解ISO基本参考模型与各层的功能 理解TCP/IP参考模型与各层的功能 了解两个参考模型的相同点与不同点。
.
2.1网络的分层体系结构
课程内容与考核知识点
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
ISO-OSI模型各层所涉及的问题
应用层： 处理应用进程之间所发送 和接收的数据中包含的信 息内容。 表示层： 会在话两层个：应用层之间的传 负输责过建程立中（负或责清数除据）的在表示 两语个法通信的表示层之间的
传通信输通层道：，包括交O互S管I理环、境
为同会步话，层 异提 常供 报与 告下 。面网络 无关的可靠消息传送机制
网络层：
路数由据、链C转路C发层P，：A 拥塞控制
成帧，差错控制、流量控
物制控网理，制层物络：理寻层址，媒体访问
缆线，信号的编码，网络
接数插据件链的路电、层机械接口
CCP B 网络层 数据链路层
物理层
物理层
主机B
应用进程B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
计算机网络体系结构
数据传递过程
计算机网络的各个层次以及每个层次协议的集合称为计算机网络体系结构。
各个层次的所有协议也被称为协议栈。
世界上第一个计算机网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的SNA（系统网络体系结构）
其他的网络体系结构：Digital公司的网络体系结构DNA、Honeywell公司的分布式体系结构DSA等
03
04
本章知识点
信息交换过程
信息
数据
信号
通信网络
信息
数据
信号
物理链路是网络通信必备要素，它是信号传播的载体。
3
2
4
1
发送方如何确定接收方愿意接收数据或已经准备好了接收数据？
数据在传输过程中可能会丢失，如何检测丢失，丢失以后如何处理？
发送方和接收方之间可能间隔了多个网络，如何在网络之间找到一条正确的路，使得数据能够到达接收方？
各种 应用服务
TCP/IP 的三个服务层次
F T P
S M T P
T F T P
D N S
T e l n e t
S N M P
TCP UDP
应用层
运输层
TCP和UDP都根据端口(port)号把信息提交给上层对应的协议（进程）。
port
互联网层的四个主要协议
应用层
运输层
计算机网络体系结构
采用不同体系结构的两个网络之间很难通信 。
为使所有的网络都能互连互通，国际标准化组织ISO于1983年提出了开放系统互连参考模型（Open Systems Interconnection Reference Model，OSI/RM），简称OSI参考模型
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一、 计算机网络体系结构的形成 二、 网络协议 三、 OSI参考模型 四、 TCP/IP参考模型 五、 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 六、 相关组织简介
一、计算机网络体系结构的形成
1、什么是计算机网络的体系结构？
将计算机网络的功能划分成有明确定义的层次， 规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口 及服务。 将这些同层次进程通信的协议以及相邻层统称 为网络体系结构 网络体系结构。 网络体系结构
OSI的分层模型 OSI的分层模型
应用层 (Application Layer) 表示层( Presentation Layer) 会话层 (Session Layer) 传输层 (Transport Layer) 网络层 (Network Layer) 数据链路层 (Data Link Layer) 物理层 (Physical Layer)
计算机 1 向计算机2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
计算机 2 AP2 5 4 3 2 1
四、 TCP/IP参考模型
1、 TCP/IP参考模型的发展
随着Internet 的发展，TCP/IP协议成为应用最 广泛的协议，成为事实上的标准。 TCP/IP协议一共出现了6个版本，后3个版本是版本 4、版本5与版本6； 目前我们使用的是版本4，一般被称为IPv4 ； IPv6被称为下一代的IP协议。
IP 数据报再传送到数据链路层 加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧
3 2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4据链路层帧再传送到物理层 最下面的物理层把比特流传送到物理媒体
2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1 计算机 2 AP2 5 4 3
UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协 议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。 UDP 协议基本上是IP协议与上层协议的接口。 UDP协议的全称是用户数据包协议，在网络 中它与TCP协议一样用于处理 。
ARP，即地址解析协议，实现通过IP地址 得知其物理地址。 需要在互连层有一组服务将IP地址转换为相 应物理地址，这组协议就是ARP协议。 RARP：RARP以与ARP相反的方式工作。RARP 发出要反向解析的物理地址并希望返回其对应的 IP地址，应答包括由能够提供所需信息的RARP服 务器发出的IP地址。
电信号（或光信号）在物理媒体中传播 从发送端物理层传送到接收端物理层
2 1
应用层(application layer) 物理传输媒体
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1 计算机 2 AP2 5 4 3 2
物理层接收到比特流，上交给数据链路层 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
Telnet协议是TCP/IP协议族中的一员，是 Internet远程登陆服务的标准协议和主要方式。 它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机 工作的能力。在终端使用者的电脑上使用telnet程 序，用它连接到服务器。终端使用者可以在telnet 程序中输入命令，这些命令会在服务器上运行，就 像直接在服务器的控制台上输入一样。可以在本地 就能控制服务器。 要开始一个telnet会话，必须输入用户名和密 码来登录服务器。Telnet是常用的远程控制Web服务 器的方法。
H4
传输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层
H5 H5
计算机 2 AP2 5 4 3 2 1
应用程序数据 应用程序数据
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
H5
计算机 2 应用程序数据 应用程序数据 AP2 5 4 3 2 1
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
T2
2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
H3
计算机 2
网络层剥去分组首部后 把分组的数据部分交给传输层
H4 H4 H5 H5
AP2 5 4 3 2 1
应用程序数据 应用程序数据
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
三、 OSI参考模型 参考模型
1、OSI参考模型 、 参考模型 1984年，国际标准化组织（ISO）公布了一个 作为未来网络协议的模型，该模型被称为“开放系 统互连参考模型”（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM），又 称为ISO/OSI参考模型 参考模型或7层模型。 参考模型
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1 计算机 2 AP2 5 4 3
数据链路层剥去帧首部和帧尾部 2 取出数据部分，上交给网络层
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1 计算机 2 AP2 5 4
网络层剥去首部，取出数据部分 3 上交给传输层
2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
H3 H4 H5
3
T2
应用程序数据
2 1
10100110100101 比 特 流 110101110101
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
H2
计算机 2 AP2
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
H3 H3 H4 H4 H5 H5
5 4 3
2、为什么需要分层？ 层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及服务要求都有明 确规定，便于实现。
3、层次的优点 独立性强； 适应性强； 易于实现和维护；
二、网络协议
1、什么是网络协议？
网络协议是为进行网络中的数据交换而建立的 规则、标准或约定。
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
计算机 2 AP2 5 4 3 2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次
应用层首部 传输层首部 网络层首部 链路层 首部
H2 H3 H3 H4 H4 H4 H5 H5 H5 H5
3、 OSI环境中的数据传输过程
主机A 主机 A 应用进程A 主机B 主机 B 应用进程B
应 表 会 传 网
用 层 示 层 话 层 输 层 络 层 网 CCP A 络 层
OSI 环境
应 用 表 示 会 话 CCP A 网 络 层 传 输 网 络
层 层 层 层 层
数据链路层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
5 4 3 2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据的过程
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1 计算机 2 AP2 5
传输层报文再传送到网络层 加上网络层首部，成为 IP 数据包（或分组）
4 3 2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1 计算机 2 AP2 5 4
令牌环网（Token Ring）是一种 LAN 协 议，定义在 IEEE 802.5 中，其中所有的工 作站都连接到一个环上，每个工作站只能同 直接相邻的工作站传输数据。通过围绕环的 令牌信息授予工作站传输权限。 令牌：是一种能够控制站点占有媒体的特 殊帧，以区别数据帧及其他控制帧。
五、 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较
DNS 是计算机域名 (Domain Name System) 的缩写， 它是由解析器和域名服务器组成的。 域名（Domain Name），是由一串用点分隔的名 字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称。 域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和 对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。 其中域名必须对应一个IP地址，而IP地址不一定有域名。 将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。 在Internet上域名与IP地址之间是一对一（或者多对一） 的，当用户在应用程序中输入 DNS 名称时，DNS 服务 可以将此名称解析为与之相关的其他信息，如 IP 地址。 因为，你在上网时输入的网址，是通过域名解析系统解 析找到了相对应的IP地址，这样才能上网。其实，域名 的最终指向是IP。
数据链路层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
传输介质
传输介质
传输介质
PDU
一种通信数据单元(编码),Protocol Data Unit,协议数 据单元；PDU包含来自上层的信息，以及当前层的实体附加 的信息。然后，这个PDU被传送到下一较低的层。 OSI各层的协议数据单元 OSI各层的协议数据单元 物理层 比特 网络层 数据包 应用层 数据 数据链路层 帧 传输层 数据段
应用层（Application layer） 传输层（Transport layer） 互联网层（Internet layer） 网络接口层（host-to-network layer） (Network Access)
4、 TCP/IP协议栈
应用层 传输层 Telnet FTP TCP IP 互联层 ARP 主机 - 网络层 Ethernet Token Ring RARP 其他协议 SMTP DNS UDP 其他协议
2、网络协议的三要素
语法，即数据与控制信息的结构或格式； 语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以 及做出何种响应；用来说明通信双方应当怎么做； 用于协调与差错处理的控制信息。 同步（定时），即事件实现顺序的详细说明。定义 了何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速 度等。比如是采用同步传输还是异步传输！