第3章计算机网络体系结构与OSI参考模型
第三章 计算机网络体系结构ppt课件
图1 OSI参考模型
最顶层
最底层
.
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
（A）
（P） （S） （T） （N）
（DL） （PH）
通信子网
.
OSI中数据流动过程
用户看到的据流向
向实 际 数 据 流
向实 际 数 据 流
实际数据流向
.
2.3 OSI-RM 各层主要功能概述
1、物理层
2.1 网络体系结构及协议概念
2.1.1 网络体系结构的概念
计算机网络体系结构与网络协议是计算机网络技术 中的关键。
计算机网络的实现需要解决很多复杂的技术问题。 例如：①支持多种通信介质；②支持多厂商和异种机互 联，其中包括软件的通信规定及硬件接口的规范；③支 持多种业务，如远程登录、数据库、分布式计算等；④ 支持高级人机接口。
服务数据单元是指（N）实体为完成（N） 服务用户请求的功能所设置的数据单元
.
2.4.3 、服务原语： 在OSI-RM中，上层使用下层的服务，必须通过下
层交换一些命令，这些命令称为服务原语。
请求：用户要求服务做某项工作
服务原语
指示：用户被告知某事件发生了 响应：用户表示对某事件的响应
确认：用户实体收到关于它的请求答复
● 数据链路层协议分为两类：
● 面向字符型的主要特点是利用已定义好的一组 控制字符完成数据链路控制功能。
● 面向比特型的数据链路层，其规程传送信息的单 位称为帧。帧分为控制帧和信息帧。
.
1、数据链路层的功能
传输链路 传输链路是用于传输数据的通信信道，由双绞线、
光纤、 同轴电缆、微波、卫星通信等构成。 信道分为链路与通路两种：
第3章OSI参考模型
（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。服务定义了两 层之间的接口，上层是服务用户，下层是服务提供者。 协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文 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。 只要不改变提供给用户的服务，实体可以任意地改变它 们的协议。 n层实体利用n－1层实体提供的服务并执行n 层协议来完成对n＋1层提供服务。
OSI参考模型
OSI体系结构是七层模型，用于进程间通信和协调各 层标准的制定； 服务定义描述了各层所提供的服务，以及层与层之间 的抽象接口和交互的服务原语； 各层的协议规范精确定义了发送的控制信息及解释该 控制信息的过程。 7层的体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输 层、会话层、表示层和应用层
连接映射特性
一对一映射： 一条（N）连接被映射成唯一的（N-1）连接。
多对一映射： 多个（N）连接被映射成一个（N-1）连接。这时，在发送 方，一个（N-1）连接支持多个（N）连接，称为（N）实体的 多个（N）连接复用一个（N-1）连接（Multiplexing）。在接收 方必须要有一个解复用（de-multiplexing）的过程。复用可以 更有效和经济地使用连接。
协议分层原则
在进行计算机网络层次结构的划分时，应遵循一定 的分层原则，包括 ①必须使每层的功能明确、相互独立，各层具体实 现的方法和更新不对相邻层产生影响； ②层间接口必须清晰，跨过接口的信息量应尽可能 少； ③层数应当适中。
接口和服务
接口和服务是层次结构中的两个基本概念。所谓接口，是 指相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的原语操作及 下层对上层的服务；而服务是指某一层及其以下各层的一种能 力，通过接口提供给其相邻上层。
数据链路层 物 理 层
第3章 计算机网络体系结构与OSI参考模型
3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
教
程
第 计 算 机 网 络
3
4 、从OSI体系结构到原理体系结构
OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用，但其概念清
章
教
程
网 络 楚，体系价格低廉，理论较完整。TCP/IP的协议现在得到 协 议 了全世界的承认，但它实际上并没有一个完整的体系结构。 与 TCP/IP是一个四层的体系结构，它包含应用层、运输层、 体 系 网际层和网络接口层。 结 构
第 计 算 机 网 络
3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
教
程
第 计 算 机 网 络
分层可以带来如下好处： 3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
（1）各层之间是独立的。
（2）灵活性好。 （3）结构上可分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。
教
程
第 计 算 机 网 络
3
H4
H3 H4
章
4
3 2
H5
H5
应用程序数据
应用程序数据
教
程
网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
1
1
第 计 算 机 网 络
计算机 1
AP1 5
3
计算机 1 向计算机 2 发送数据
运输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层
H5
章
应用程序数据
4
3 2
H4
H5
应用程序数据
1
第 计 算 机 网 络
3
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
计算机网络体系结构
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第3章 计算机网络体系结构
3.2.4 服务原语
服务原语（Service Primitive）是指服务用户与服务提 供者之间进行交互时所要交换的一些必要信息。 OSI/RM规定了四种服务原语类型，如表3-2所示。
第3章 计算机网络体系结构
本章学习目标
l 了解开放系统互连参考模型中的若干重要概 念 l 熟悉OSI/RM各层协议的功能及基本原理并掌 握传输控制协议TCP
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第3章 计算机网络体系结构
3.1 网络体系结构概述
1974年，美国IBM公司首先公布了世界上第一个计算机 网络体系结构（SNA，System Network Architecture）， 凡是遵循SNA的网络设备都可以很方便地进行互连。 1977年3月，国际标准化组织ISO的技术委员会TC97成 立了一个新的技术分委会SC16专门研究“开放系统互 连”，并于1983年提出了开放系统互连参考模型，即著 名的ISO 7498国际标准（我国相应的国家标准是GB 9387），记为OSI/RM。
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第3章 计算机网络体系结构
3.4.2 具有最简单流量控制的数据链路层协议
为了使收方的接收缓冲区在任何情况下都不会溢出，最 简单的方法是发方从主机每取一个数据块，就将其送到 数据链路层的发送缓冲区中发送出去，然后等待；收方 收到数据帧后，将其放入数据链路层的接收缓冲区并交 付给主机，同时回应一信息给发送节点表示数据帧已经 上交给主机，接收任务已经完成；发方收到由接收站点 发过来的双方事先商定好的信息，则从主机取下一个新 的数据帧再发送。在这种情况下，收方的接收缓冲区的 大小只要能够装得下一个数据帧即可，这就是最简单最 基本的停止-等待（Stop-and-Wait）协议。
计算机网络体系结构与参考模型
计算机网络体系结构与参考模型计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。
在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。
1.2.1计算机网络分层结构网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。
而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。
分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。
在OSI分层结构中，其目标是保持层次之间的独立性，也就是第（N）层实体只能够使用（N-1）层实体通过SAP提供的服务；也只能够向（N+1）层提供服务；实体间不能够跨层使用，也不能够同层调用。
网络是一个非常复杂的整体，为便于研究和实现，才将其进行分层，其中分层的基本原则是。
（1）各层之间界面清晰自然，易于理解，相互交流尽可能少。
（2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。
（3）网中各节点都有相同的层次，不同节点的同等层具有相同的功能。
（4）保持下层对上层的独立性，单向使用下层提供的服务。
计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。
在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。
1.2.1计算机网络分层结构网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。
而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。
分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。
第三章 计算机网络体系结构-基本概念
6.网络体系结构 6.网络体系结构 1 2 3 4 网络体系结构的概念 网络体系结构的功能 网络体系结构的特点 网络体系结构的种类
网络体系结构的概念
计算机网络各层,对等进程通信的协议的集合称 计算机网络的体系结构(architecture) 为计算机网络的体系结构 (architecture) 计算机网络的体系结构 (architecture),它是 计算机网络及其部件所应完成功能的比较精确的 定义.从功能的角度描述计算机网络的结构. 体系结构只定义网络及其部件通过协议应当完成 的功能,不定义协议的实现细节和各层协议之间 的接口关系.
语法(Syntax):规定通信双方"如何讲",
3. 1
基本概念
2. 协议的分层结构
(1)协议分层结构 协议分层结构的思想是用一个模块的集合来完成 协议分层结构的思想是用一个模块的集合来完成 不同的通信功能,以简化设计的复杂性. 不同的通信功能,以简化设计的复杂性.大多数的 网络都按照层或级的方式来组织, 网络都按照层或级的方式来组织,每一层完成特定 的功能,每一层都建立在它的下层之上. 的功能,每一层都建立在它的下层之上.
网络协议的重要性: 网络协议的重要性:
没有协议就没有网络,每一种计算机网络都有 一套协议支持着.由于计算机网络的种类多,所以 协议的种类也很多. 所有协议的目的和功能是一样的,都是保证网 络上的信息能畅通无阻,准确无误地传输到目的地.
3. 1
基本概念
什么是网络协议? 什么是网络协议?
网络协议就是使计算机网络能协同工作实现信息 就是使计算机网络能协同工作实现信息
计算机网络应用技术
第3章 计算机网络体系结构
本章要点
了解网络体系结构分类,功能特点. 了解网络体系结构分类,功能特点. 掌握OSI参考模型的结构和各层功能. 掌握OSI参考模型的结构和各层功能. OSI参考模型的结构和各层功能 掌握TCP/IP体系结构的层次和功能. 掌握TCP/IP体系结构的层次和功能. TCP/IP体系结构的层次和功能 掌握IP地址管理和子网划分的方法. 掌握IP地址管理和子网划分的方法. IP地址管理和子网划分的方法
第三章_计算机网络体系结构要点
源进程传送消息到目 标进程的过程： 消息送到源系统的 最高层； 从最高层开始，自 上而下逐层封装； 经物理线路传输到 目标系统； 目标系统将收到的 信息自下而上逐层 处理并拆封； 由最高层将消息提 交给目标进程。
源进程 消息
逻辑通信
目标进程 消息
N+1 N N-1
Pn+1
Pn Pn-1
第三章 计算机网络体系结构
本章学习要点：
网络体系结构与协议的概念
OSI参考模型
TCP/IP参考模型 OSI与TCP/IP两种模型的比较
3.1 网络体系结构与协议的概念
3.1.1 什么是网络体系结构
计算机网络体系结构是指整个网络系统的 逻辑组成和功能分配，它定义和描述了一 组用于计算机及其通信设施之间互连的标 准和规范的集合。 也就是说：为了完成计算机间的通信合作， 把计算机互连的功能划分成有明确定义的 层次，规定了同层次实体通信的协议及相 邻层之间的接口服务。网络体系结构就是 这些同层次实体通信的协议及相邻层接口 的统称，即层和协议的集合。
3.1.2 什么是网络协议 从最根本的角度上讲，协议就是规则。 网络协议，就是为进行网络中的数据交 换而建立的规则、标准或约定。连网的 计算机以及网络设备之间要进行数据与 控制信息的成功传递就必须共同遵守网 络协议。
网络协议主要由以下三要素组成： 语法 语法是以二进制形式表示的命令和相应的结 构，确定协议元素的格式（规定数据与控制 信息的结构和格式）如何讲 语义 语义是由发出请求、完成的动作和返回的响 应组成的集合，确定协议元素的类型，即规 定通信双方要发出何种控制信息、完成何种 动作以及做出何种应答 。讲什么 交换规则 交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即 确定通信状态的变化和过程， 。应答关系
第3章 计算机网络体系结构(习题标准答案)
第3章计算机网络体系结构(习题答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2第3章计算机网络体系结构一、填空题1.协议主要由（语法）、（语义）和（同步）三个要素组成。
2.OSI模型分为（物理层）、（数据链路层）、（网络层）、（传输层）、（会话层）、（表示层）和（应用层）七个层次。
3.OSI模型分为（资源子网）和（通信子网）两个部分。
4.物理层定义了（机械特性）、（电气特性）、（功能特性）和（规程特性）四个方面的内容。
5.数据链路层处理的数据单位称为（帧）。
6.数据链路层的主要功能有（链路管理）、（成帧）、（信道共享）、（帧同步）、（流量控制）、（差错控制）、（透明传输）和（寻址）。
7.在数据链路层中定义的地址通常称为（硬件地址）或（物理地址）。
8.网络层所提供的服务可以分为两类：（面向连接的）服务和（无连接的）服务。
9.传输层的功能包括（服务选择）、（连接管理）、（流量控制）、（拥塞控制）和（差错控制）等。
二、名词解释同步协议实体对等层对等层通信服务 CIDR 协议数据单元服务数据单元同步同步指的是广义的、在一定条件下发生什么事情的特性，而且条件和时间有关，具有时序的含义。
协议计算机网络中意图进行通信的结点必须要遵守一些事先约定好的规则。
这些为进行数据交换而建立的规则、标准或约定即称为协议，也称为网络协议。
实体任何接收或者发送数据的硬件单元或者软件进程模块都可以称为通信实体，简称实体。
对等层不同的网络结点，若它们遵循的是同一种网络体系结构的话，那么在不同结点上完成同样功能的层次称为对等层。
对等层通信在分层的网络体系结构中，每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传递给下一层，结果通信目的方该层次的对等层就收到与己方处理的一模一样的数据。
就好像在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样，这种情况就称为对等层通信。
03第3章 网络体系结构与OSI参考模型PPT课件
21
• 物理层的3个基本功能 – 物理连接的建立、维持和拆除 – 数据传输Байду номын сангаас– 物理层管理
• 物理层模型 —— DTE/DCE 模型 DTE（Data Terminal Equipment）：数据终端设备 DCE（Data Communication Equipment）：数据通信设备 详见课本P72 图3-8
4
学习内容： 3.1.1 网络协议与网络体系结构的基本概念 3.1.2 网络体系结构的分层及其分析 3.1.3 OSI 参考模型概述 3.1.4 对OSI参考模型的评价
5
3.1.1 网络协议与网络体系结构的基本概念
1. 网络协议
• 计算机网络中相互通信的对等实体之间交换数 据或通信时所必须遵守的规则或标准，称为网 络协议。
• 一个网络协议主要由以下三个要素组成： （1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）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； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
6
2. 网络体系结构
网络体系结构 ＝ { 层 ＋ 协议 ＋ 接口 }
特点：
▪ 每层向上层提供服务。 ▪ 网络体系结构与具体的物理实现无关。 ▪ 每层协议是透明的，高层屏蔽低层的细节问题。 ▪ 任意两个实端系统之间的通信，可分解为网络各层 对等实体之间的分层通信。 ▪ 虚通信：对等层之间 ▪ 实通信：物理层之间
计算机网络与通信
挫折其实就是迈向成功所应缴的学费。
1
整体概况
概况一
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网络体系结构与网络协议—OSI参考模型(计算机网络课件)
1.协议的主要目的是将异构系统互联与 互通
2.每一层都具有独立性，具有独立功能
3.每一层使用下层提供的服务，并向上 层提供服务。
OSI参考模型各层功能
OSI参考模型各层功能
7.应用层 6.表示层
物理层 定义了通信网络之间物理链路的电气或机械特性
5.会话层 4.传输层
负责将0、1的比特流与电压（高电平、低电平）或光等传 输方式之间的互换，实现的是按位(bit)传输。
2.数据链路层 1.物理层
主机A
主机B
OSI参考模型
负责建立、管理和终止应用程序之间的会话
OSI参考模型各层功能
7.应用层 6.表示层
表示层
关心的是所传输的数据的表现方式，它的语法 和语义。
5.会话层 4.传输层 3.网络层
表示层提供一个可供应用层选择的服务的集合，使得应用
层可以根据这些服务功能解释数据的含义，它如同应用程序和
路由器C
OSI参考模型分层原则
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
OSI参考模型
协议的主要目的是将异构系统互联与互通
A公司
使用统一的通信模型 方可进行互相通信
B公司
C公司
OSI参考模型分层原则
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
2.数据链路层
主机A
主机B
1.物理层
OSI参考模型
网路层负责选择一条路径将数据传送到目的端
OSI参考模型各层功能
7.应用层 6.表示层
传输层
在两个节点之间通信链路已建立的基础上，实现 节点间端到端的传输。
计算机网络(第三版)第3章 习题答案
1.什么是网络体系结构？请说出使用分层协议的两个理由。
答：将同层进程间通信的协议以及相邻层的接口统称为网络体系结构。
分层思想对于计算机网络的设计和实现有着极大的优势，如各层之间是独立的、灵活性好、结构可分割、易于实现和维护、促进标准化等。
2.什么是实体？什么是对等实体？答：实体是指层中的活动元素，它既可以是软件，也可以是硬件。
不同主机中位于同一层次的实体称作对等实体。
3.什么是网络协议？它包括哪些因素？试举出自然语言中的相对应的要素。
答：为网络执行数据交换而建立的规则、标准或约定就是网络协议。
典型的网络协议包含语法、语义和同步三个方面。
4.OSI网络参考模型定义了哪些数据单元？它们之间的关系如何？答：OSI参考模型定义了服务数据单元、协议数据单元和接口数据单元，它们之间的关系如图3.4，3.5所示。
5.面向连接的服务和无连接服务的主要区别是什么？答：面向连接服务与无连接服务的区别在于两个实体通信前是否建立连接。
6.有两个网络都可以提供可靠的面向连接的服务。
其中一个提供可靠的字节流，另一个提供可靠的报文流。
这两者是否相同？请给出一个例子予以说明。
答：字节流没有报文的边界7.试说明服务与协议的关系？答：服务涉及相邻层间的接口，协议涉及不同计算机上对等实体之间发送的分组，它们之间的关系如图3.6所示。
8.服务原语的作用是什么？试以有确认服务为例进行说明。
答：利用服务原语可以通知服务提供者采取某些行动，或报告对等实体正在执行的活动。
有确认服务需要使用请求、指示、响应和确认原语。
9.说明在实际网络中数据是如何进行封装传输的。
答：若从客户端A发送信息到客户端B，从客户端A是从应用端依次往下传输，在表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层各自加上本层的协议头，在物理层时，以比特流在网络中进行传输，到达客户端B的物理层，通过客户端B的物理层依次向上传输，经过数据链路层时，去除在客户端A中在数据链路层加上的报头，其他的内容当做数据包向上提交。
计算机网络第3章 计算机网络体系结构
第n+1层是第n层的服务用户，第n-1层是第n层的服务 提供者 第n层的服务也依赖于第n-1层以及以下各层的服务
例：邮政通信
16
对等通信例：两个人收发信件
发信人 邮局 运输系统
17
对等层通信的实质
对等层实体之间实现的是 虚拟的逻辑通信； 下层向上层提供服务； 上层依赖下层提供的服务 来与其他主机上的对等层 通信； 实际通信在最底层完成。
18
源进程传送消息到 目标进程的过程：
• 消息送到源系统的 最高层； • 从最高层开始，自 上而下逐层封装； • 经物理线路传输到 目标系统； • 目标系统将收到的 信息自下而上逐层 处理并拆封； • 由最高层将消息提 交给目标进程。
6
分层的空中旅行组织: 服务
柜台-to-柜台：“旅客+行李” 票务服务 行李托运-to-行李认领：行李服务
登机入口-to-到达出口：旅客乘务服务
跑道-to-跑道：飞机“航运”服务 从出发地到目的地的航线：导航服务
7
层次功能的分布式实现
机票 (购买) 机票 (投诉) 行李 (认领) 旅客 (到达) 飞机 (着陆)
飞行航线
一系列的步骤
5
空中旅行的组织: 从另一种不同的角度观察
机票 (购买) 行李 (托运) 机票 (投诉) 行李 (认领) 旅客 (到达) 飞机 (着陆) 飞行航线 飞行航线 层次的观点： 每层实现一种特定的服务 – 通过自己内部的功能 – 依赖自己的下层提供的服务
旅客 (出发)
飞机 (起飞) 飞行航线
PDU由协议控制信息（协议头）和数据（SDU）组成:
第3章第1讲OSI参考模型
物理接口特性
• (1)机械特性：规定了DTE、DCE接口界面的接插 件(插头和插座)的形状和尺寸，插针或插孔的数目 及其排列，固定或锁定装置等。 • (2)电气特性：规定了在物理连接传输二进制比特 流时线路上信号电平高低，驱动器与接收器的阻抗 及阻抗匹配、传输速率与接口线距离限制等。 • (3) 功能特性：规定了DTE、DCE间各条接口信号 线的功能分配和确切定义，信号线按功能一般分为： 数据线、控制线、定时线和地线等几类。 • (4) 规程特性：定义了利用信号线进行二进制比特 流传输的一组操作关系和时序。
第五层：会话层(Session layer)
• 在会话层及以上的高层次中，数 据传送的单位不再另外命名，统 称为报文。会话层不参与具体的 传输，它提供包括访问验证和会 话管理在内的建立和维护应用之 间通信的机制。如服务器验证户 登录便是由会话层完成的。
第六层：表示层(Presentation layer)
请求发送与接收指示带证实与响应服务
请求发送与接收指示不带证实与响应服务
3.2 物理层与物理接口协议
• 物理层主要功能就是为它的服务用户 （即数据链路层的实体）在具体的物 理媒体上提供发送或接收比特流的能 力，包括：物理连接的建立与拆除， 物理层屏蔽了物理设备和传输媒体的 差异。 • 物理层的协议（规程）与具体的物理 设备、传输媒体及通信手段有关。
表3-1 RS232 常用引脚功能定义
D25脚 2 3 4 5 6 7 8 20 22 D9脚 3 2 7 8 6 5 1 4 9 脚名称 TXD RXD RTS CTS DSR DG DCD DTR RI 功能 发送 接收 请求发送 清除发送 数据设备准备好 信号地 载波检测 数据终端准备好 振铃指示 方向 DTE->DCE DTE<-DCE DTE->DCE DTE<-DCE DTE<-DCE DTE-DCE DTE<-DCE DTE->DCE DTE<-DCE
第3章 计算机网络体系结构
第3章计算机网络的体系结构学习要点1.理解网络体系的概念2.理解网络协议的概念3.掌握ISO/OSI参考模型的层次结构和各层功能4.掌握TCP/IP体系结构的各层功能5.了解OSI与TCP/IP参考模型的区别6.了解TCP/IP主要的功能及特点3.1 网络体系结构的基本概念1.网络体系结构的形成计算机网络的体系结构采用了层次结构的方法来描述复杂的计算机网络，把复杂的网络互连问题划分为若干个较小的、单一的问题，并在不同层次上予以解决。
2.网络体系的分层结构图3-1 网络体系的层次结构模型3.层次结构中的相关概念（1）实体（2）协议：一个网络协议主要由以下3个要素组成：<1>语法（Syntax）：指数据与控制信息的结构或格式，如数据格式、编码及信号电平等；<2>语义（Semantics）：指用于协调与差错处理的控制信息，如需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答<3>定时（Timing）：指事件的实现顺序，如速度匹配、排序等。
（3）接口（4）服务（5）层间通信图3-2对等实体通信实例实际上，每一层必须依靠相邻层提供的服务来与另一台主机的对应层通信，这包含了下面两方面的通信：<1>相邻层之间通信<2>对等层之间通信3.2 开放系统互连参考模型1.OSI参考模型OSI参考模型采用了层次结构，将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成不同的功能。
这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，如图所示。
2.OSI/RM各层的主要功能（1）物理层物理层（Physical Layer）处于OSI参考模型的最低层。
物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送“比特”流。
物理层传输的单位是比特（Bit），不去考虑比特流的意义和结构。
（2）数据链路层在物理层提供比特流传输服务的基础上，数据链路层（Data Link Layer）通过在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以“帧”为单位的数据，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路，保证点到点（point-to-point）可靠的数据传输。
第3章 OSI参考模型
网络升级。
OSI参考模型的高低层划分
应用层 应用层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
文本 数据传输层
数据链路层 物理层
OSI参考模型的高低层划分
OSI高层（应用层）功能
OSI参考模型的高层（应用层）主要处理用户 接口、数据格式和应用程序的访问。
功能特性
功能特性主要反应接口电路的功能，确定物理接口 中每条线路的用途。 功能特性主要由CCITT规定。 功能特性标准主要包括以下两方面内容：
接口线功能规定方法。有每条接口线一个功能和每条接 口线有多个功能两种。 接口线功能分类。可分为数据、控制、定时和接地四类。
另外，接口线命名方法有三种：用阿拉伯数字命名、 用英文字母组合命名和用英文缩写命名。例如:
OSI分层 每层的主要功能
处理应用程序之间的通信 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 确定数据的表示形式 负责在两个端点的应用程序之间建立连接或进行会话 为两个应用程序之间提供通信 负责逻辑寻址和路径选择以及逻辑寻址之间的路由 负责物理寻址和对网卡的控制 以二进制位流(bit)形式传输数据
OSI (Open System Interconnection) 参考模型
OSI协议模型
只有在主机和服务器中才可能需要包含所有七层的功能。 而在通信子网中的节点设备一般只需要最低三层甚至只要最低两层 或一层的功能。
OSI协议模型
OSI参考模型的特点
是一种实现异构系统互连的分层结构。 提供了控制互连系统交互规则的框架。 定义了一种抽象结构，不是具体实现的描
DTE/DCE模型和CSU/DSU模型
OSI参考模型讲解
OSI参考模型的分层禁止了不同主机间的对等层之
间的直接通信。因此主机A的每一层必须依靠主机A相邻层
提供的服务来与主机B的对应层通信。
假设主机A的第四层必须与主机B的第四层通信，那
么主机A的第四层就必须使用主机A的第三层所提供的服务
。第三层通过一个服务接入点（SAP）给第四层提供服务
，这些服务接入点使得第四层能要求第三层提供服务
物理层
链路层协议3 物理层协议3
数据链 路层
物理层
物理介质 路由器 通信子网 路由器
物理介质
• 逻辑通信：位于不同主机和网络设备中同层通信实体间的对话，对话遵 • 循某一特定协议，且每层协议各不相同； • 传输层及以上层不同主机通信实体间的逻辑通信是直接点对点的通信， • 下3层中主机与路由器和路由器与路由器之间的通信也是直接通信，且同 • 层通信协议不尽相同。
同步：即事件实现顺序的详细说明。
分层模型的优点
解决通信的异质性(heterogeneity)问题： 语言层解决不同种语言的相互翻译问题(汉-日) 媒介层解决信息传递: 语音(电话)/文字(传真)
分层模型的优点
高层屏蔽低层细节问题 概念层只关心会话内容, 不关心语种和会话方式 语言层只关心语种, 不关心会话内容和方式 媒介层只关心信息的传递, 不关心信息的内容
计算机网络体系结构
网络的体系结构
计算机网络的各层以及其协议的结合，称为
网络的体系结构。换言之，计算机网络的体系结构即
是对计算机网络及其部件所应该完成的功能的精确定
义。即计算机网络应设置哪几层，每层应提供哪些功
能的精确定义,至于功能如何实现，则不属于网络体
系结构讨论的范围。换句话说，网络体系结构只是从
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层数多少要适当
若层数太少，就会使每一层的协 议太复杂。
层数太多又会在描述和综合各 层功能的系统工程任务时遇到较多 的困难。
3、网络体系结构
计算机网络的各层及 其协议的集合称为网络体系结构 (architecture)，也就是说，计算机网 络的体系结构就是这个计算机网络及 其部件所应完成的功能的精确定义。 体系结构是抽象的，而实现则是具体 的，是真正在运行的计算机硬件和软 件。
在任何网络中，每一层协议都向它的相邻 的上层协议提供一定的服务。相邻的高层通过 使用低层提供的服务完成本层的功能，再向上 层提供服务。
网络体系结构的分层需要最基本的三层： 最高层的用户服务层，中间层的网络服务层和 低层的通信服务层
但从实质上讲，TCP/IP只有三层，即应用层、运 输层和网际层，因为最下面的网络接口层并没有什么 具体内容。
计算机 1 文件传送模块
计算机 2 文件传送模块
通信服务模块 网络接入模块
网络 接口
通信网络
网络 接口
通信服务模块 网络接入模块
网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作 例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。
分层可以带来如下好处： （1）各层之间是独立的。 （2）灵活性好。 （3）结构上可分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。
将复杂的计算机网络进行分层设计的方法。
1974年，美国的IBM公司宣布了它研制的 系 统 网 络 体 系 结 构 SNA (System Network Architecture)。
国际标准化组织ISO于1977年成立了专门机 构研究该问题。
1980年就提出一个试图使各种计算机在世 界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放 系统互连基本参考模型OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model)，简称为OSI。
OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用，但其概念清 楚，体系价格低廉，理论较完整。TCP/IP的协议现在得到 了全世界的承认，但它实际上并没有一个完整的体系结构。 TCP/IP是一个四层的体系结构，它包含应用层、运输层、 网际层和网络接口层。
不同的计算机网络具有不同的网络体系结 构。其层次的数量和名字、内容、功能以及相 邻层间的接口都是不一样的。
划分层次的必要性
计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定 好的规则。
这些规则明确规定了所交换的数据的格式以 及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。
为进行网络中的数据交换而建立的规则、 标准或约定即网络协议(network protocol)，简 称为协议.
2、协议与划分层次
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或 约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个 要素组成：
采用一种原理体系结构，综合OSI和TCP/IP的优 点，它只有五层(如图2-2所示)，这样既简洁又能将概 念阐述清楚。
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5
应用进程数据先传送到应用层 加上应用层首部，成为应用层 PDU
4 3 2 1
计算机 2 AP2 5
4 3 2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
1
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5
计算机 2 AP2 5
4
4
3 IP 数据报再传送到数据链路层
3
2 加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧 2
1
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5
4 3
2 数据链路层帧再传送到物理层 1 最下面的物理层把比特流传送到物理媒体
第3章 网络体系结构与OSI参考模 型
3.1网络协议与网络体系结构 3.2层次划分及其协议
退出
3.1网络协议与网络体系结构
1、 计算机网络体系结构的形成
相互通信的两个计算机系统必须高 度协调工作才行，而这种“协调”是相当 复杂的。
“分层”可将庞大而复杂的问题， 转化为若干较小的局部问题，而这些较小 的局部问题就比较易于研究和处理。
（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）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； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。 两个计算机可将文件传送模块作为最高的一层(如 图2-1所示)。
两个计算机交换文件
计算机 1 文件传送模块
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
计算机 1 向计算机 2 发送数据
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
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
网络体系结构＝【层，协议，接口】
层：提供某一种或一类服务功能集合的逻辑构造。 协议：为完成该层对等实体间通信所必须遵循的
规则或标准。 接口：两个相邻协议层之间交换信息的连接点。
分层原则：
（1）功能明确，界限分明 （2）各层独立稳定 （3）接口清晰简洁 （4）层次数量适中 （5）着眼于标准化
4 、从OSI体系结构到原理体系结构
计算机 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 算机 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
计算机 2 文件传送模块
通信服务模块
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
再设计一个网络接入模块
计算机 1 AP1
5 应用层 PDU 再传送到运输层 4 加上运输层首部，成为运输层报文
3 2 1
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
计算机 2 AP2 5
4 运输层报文再传送到网络层
4
3 加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组） 3
2
2
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
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
应用物层理(a传p输pl媒ica体tion layer)
计算机 2 AP2 5
4 3 2 1
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1