02 网络体系结构

网络接口层（Network Access）--主机至网络层 网络接口层（ Access）
向下提供不同物理层接入的协议规范， 向下提供不同物理层接入的协议规范， 向上提供统一的协议接口。 向上提供统一的协议接口。
网际网层（Internet）--网间网层 网间网层、 网际网层（Internet）--网间网层、互连层
）、服务访问点 服务访问点— （3）、服务访问点—SAP(Service Access Point)
2.3、协议及网络的协议体系结构 、
1、协议 协议：不同系统中两个对等 对等实体交换数据信息的 协议：不同系统中两个对等实体交换数据信息的 规则。 规则。 协议三要素： 协议三要素： 语法：数据格式的表示； 语法：数据格式的表示； 语义：对特定格式数据的解释、操作或执行； 语义：对特定格式数据的解释、操作或执行； 同步：解释、操作或执行的顺序和速率。 同步：解释、操作或执行的顺序和速率。
2
1
OSI/RM的7层结构 的
物理层（PH） 物理层（PH） 提供传输介质接口， RJ45、BNC、ST等 提供传输介质接口，如RJ45、BNC、ST等； 保证比特流在物理信道上的透明传输。 透明传输 保证比特流在物理信道上的透明传输。 接口特性主要包含： 接口特性主要包含： 机械特性。 机械特性。 电气特性。 电气特性。 功能特性。 功能特性。 规程特性。 规程特性。
）、网络分层次结构的优点 网络分层次结构的优点： （2）、网络分层次结构的优点： ① 给出了面向对象的设计实现 方法。 方法。 ② 分层使复杂问题简单化。 分层使复杂问题简单化。 有利于扩展、升级和维护。 ③ 有利于扩展、升级和维护。 易于标准化。 ④ 易于标准化。
OSI/RM与 RM的层次结构 3、OSI/RM与TCP/IP RM的层次结构
）、服务访问点 服务访问点— （3）、服务访问点—SAP(Service Access Point)
SAP: 相邻层间交换数据的逻辑接口----层间接口。 相邻层间交换数据的逻辑接口----层间接口。 ----层间接口 应用中，有以下三种情况： 应用中，有以下三种情况： 一个（ 一个（N）SAP只能被一个（N）实体使用，也 SAP只能被一个（ 只能被一个 实体使用， 只能为一个（ 只能为一个（N＋1）实体提供服务； 实体提供服务； 一个（ 一个（N）实体可以向多个（N）SAP提供服务； 实体可以向多个（ SAP提供服务； 提供服务 一个（ 一个（N＋1）实体可以使用多个（N）SAP； 实体可以使用多个（ SAP；
实现网络互连协议（ rotocol）， 实现网络互连协议（即：Internet Protocol）， 提供路由选择、拥塞控制，提供无连接服务。 提供路由选择、拥塞控制，提供无连接服务。 这两层功能的实现，完成了“异种机型、异种网络” 这两层功能的实现，完成了“异种机型、异种网络”的互连 IP NA1 NA1
5、TCP/IP各层的功能及实现的核心 TCP/IP各层的功能及实现的核心
4 3 2 1
应用层 传输层 网际层
Application Layer Transport Layer Internet Layer
网络接口层 Network Access Layer
问题： 问题： 层次结构中没有物理层？--四层 四层结构模型 层次结构中没有物理层？--四层结构模型 如何实现异种机型、异种网络的互连？ 如何实现异种机型、异种网络的互连？ 异种机型 的互连
第二章 计算机网络的体系结构
2.1 体系结构的发展
1969年 1969年 1974年 1974年 1975年 1975年 1983年 1983年 1969~ 1969 ARPANET SNA DNA OSI/RM TCP/IP RM 分组交换及分层结构 七层结构模型及协议 分布式层次结构 七层结构模型及协议 四层结构模型及协议
差错控制 流量控制
会话层（Session Layer） 会话层（ Layer） 会话层允许不同主机上各种进程之间进行会话， 会话层允许不同主机上各种进程之间进行会话，并 组织、协调和同步进程间的对话。 组织、协调和同步进程间的对话。 表示层(Presentation Layer) 表示层(Presentation 表示层主要解决用户信息的语法表示问题，完成数 表示层主要解决用户信息的语法表示问题， 据格式的转换以及数据的加密、解密等。 据格式的转换以及数据的加密、解密等。 应用层(Application 应用层(Application Layer) 提供用户访问OSI/RM环境的接口， 提供用户访问OSI/RM环境的接口，如：FTP、SMTP、 OSI/RM环境的接口 FTP、SMTP、 DNS、Telnet等 DNS、Telnet等。
DATA A P S T N DL PH 链路协议 N DL PH 子网协议 N DL PH 链路协议 对等协议 DATA A P S T N DL PH
3、OSI的三个核心概念：协议、服务、SAP OSI的三个核心概念：协议、服务、 的三个核心概念
（1）、子系统与实体 ）、子系统与实体 N)子系统： (N)子系统： 子系统 (N+1) (N) (N(N-1) 对等 实体 (N+1) (N) (N(N-1) (N)实体： (N)实体： 实体 (N)对等实体： (N)对等实体： 对等实体 对等通信： 对等通信： 对等网络： 对等网络： 实体：是具有独立数据收发能力的硬、软件模 实体：是具有独立数据收发能力的硬、 块或程序进程。 块或程序进程。
TCP/IP RM OSI ∕ RM 应用层 A 基于数据处理 应用层 Application 表示层 P 会话层 S 传输层 Transport 传输层 T 网络层 N 基于通信 网络接口层 Network Access 数据链路层 DL 物理层 PH 硬件 Nos 软件 用户空间
网际层 Internet
网络的协议体系结构－－ －－网络体系结构 2、网络的协议体系结构－－网络体系结构 网络的协议体系结构指的是网络的分层 结构、各层协议及相邻层接口的集合。 结构、各层协议及相邻层接口的集合。
例如：TCP/IP的网络体系结构如下： 的网络体系结构如下： 例如：TCP/IP的网络体系结构如下
FTP SMTP TCP IP Ethernet FDDI X.25 … TELNET DNS UDP
RM的 OSI/RM、 OSI/RM TCP/IP RM的 体系结构
4、OSI/RM各层的功能及实现的核心 OSI/RM各层的功能及实现的核心
7 6 5 4 3 Layer（ 应用层 Application Layer（A） Layer（ 表示层 Presentation Layer（P） Layer（ 会话层 Session Layer（S） Layer（ 传输层 Transport Layer（T） Layer（ 网络层 Network Layer（N） Layer（DL） 数据链路层 Data Link Layer（DL） Layer（PH） 物理层 Physical Layer（PH）
传输层（ Layer） 传输层（Transport Layer） 承上启下的一层，主要功能如下： 承上启下的一层，主要功能如下： 的一层
端到端的透明传输： 端到端的透明传输：
Port1 Host 1 Port2 Host 2
(IP源 IP目 PORT源 PORT目 协议) (IP源、IP目、PORT源、PORT目、协议)
2.2 计算机网络的分层结构
1、计算机单机系统的层次结构
数学模型、算法 数学模型、 用户程序 作为软件资源的应用程序 语言处理程序 解释、编译 解释、 操作系统 机器语言 指令系统 硬核 微程序控制器 硬件连接逻辑部件 操作系统级 传统机器级 微程序级 系统分析级 用户程序级
从硬、 从硬、软件角度划分的层次结构模型
（2）、协议与服务 ）、协议与服务 (N+1)实体 (N+1)实体
(N＋1) 协议 (N＋
(N+1)实体 (N+1)实体
(N＋1)层 (N＋1)层 (N)层 (N)层
(N)SAP
(N)服务 (N)服务
(N)SAP
(N)实体 (N)实体
(N) 协议
(N)实体 (N)实体
(N)协议： 水平的” (N)服务： 垂直的” (N)协议：“水平的”；(N)服务：“垂直的” 协议 服务
2、计算机网络的分层原理
(1)、分层原则： (1)、分层原则：---- 参考性原则 各层有主从顺序； ① 各层有主从顺序； 各层的功能应是明确的; ② 各层的功能应是明确的; ③ 经过层间接口的控制信息量应尽可能少; 经过层间接口的控制信息量应尽可能少; 有利于国际标准的建立; ④ 有利于国际标准的建立; 层次功能定义与层间接口相互独立； ⑤ 层次功能定义与层间接口相互独立； 层数应适中; ⑥ 层数应适中;
…
2.4、OSI/RM的通信环境 、 的通信环境
1、协议数据单元（Protocol Data Unit,PDU) 协议数据单元（
PDU NPDU DLPDU PH A P S T N DL PH PH Data AH Data Data 收Data
2、OSI通信环境 OSI通信环境
应用层(Application) 应用层(Application)
提供用户访问OSI/RM环境的接口， 提供用户访问OSI/RM环境的接口，如：FTP、SMTP、 OSI/RM环境的接口 FTP、SMTP、 DNS、Telnet等 同时提供数据加密、认证等功能。 DNS、Telnet等。同时提供数据加密、认证等功能。
数据链路层（DL） 数据链路层（DL） 在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧 在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧 （Frame）为单位的数据。 Frame）为单位的数据。
数据链路层的主要功能 ： 流量控制（ Control） ① 流量控制（Flow Control） ② 差错控制 ：查错，纠错 查错， 链路建立、维护、 ③ 链路管理 ：链路建立、维护、释放 帧的封装与同步： ④ 帧的封装与同步： 透明传输（提法不准确）： ⑤ 透明传输（提法不准确）： 寻址（物理地址）： ⑥ 寻址（物理地址）：