第3章 计算机网络协议与体系结构

有确认（confirmed）服务 服务原语的服务 无确认（unconfirmed）服务 服务原语的服务： 请求原语； 有确认服务原语
指示原语；
响应原语； 无确认服务原语 证实原语。
请求原语； 指示原语。
原语类型： （1）有确认的原语类型：发出的请求原语要求得到确认。 XXXX.REQ→ XXXX.IND F← XXXX.RSP
按上述原则，OSI共包括了7层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 CCPA 网络层 数据链路层 物理层 通信子网 CCPB 网络层 数据链路层 物理层 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
OSI参考模型结构示意图
3.2 OSI参考模型
ISO分层的基本原则 ：
发信方 书写信件 贴邮票 送邮箱 收集信件 盖邮戳 分拣信件 信件打包 送运输部门 发信方活动 收信方 收信方活动 阅读信件
发送局服务业务
接收局服务业务
信件投递 分拣信件
发送局转送业务
接收局转送业务
分发邮件 邮件拆包 转送邮局 接收邮包
路由选择 运输
运输部门的邮件运输业务
邮件的发送过程
3.1 网络体系结构的基本概念
DTE、DCE和通信设施之间的关系示意图
3.3 OSI的层次结构
(a) 机械特性：规定硬件接口所用连接器（一般都采用插接式连接器）的规格、 大小、形状、尺寸、插针或插孔的数量和排列情况、锁定装置形式，以及相应 传输介质的参数和特征等 (b) 电气特性 ：规定了在链路上传输比特流有关的电路特性； (c) 功能特性：规定各信号线的功能或作用
3.2 OSI参考模型
(3) 协议说明(Protocol Specifications) 包含两个方面的内容：
应用进程 数据 数据 数据 数据单元 报文 报文分组 数据帧 比特序列 传输介质 应用进程 应用层A 表示层P 会话层S 传输层T 网络层N 数据链路层D 物理层P 物 理 信 道
① 同层协议：规定了每个层次中， 通信双方共同遵守相应的约定和 规程。下图为同层之间传送的数 物 理 据形式。 信
第三章 计算机网络协议与体系结构
本章知识点

网络体系结构的基本概念 OSI参考模型


OSI的层次结构
TCP/IP模型与OSI模型的对应关系
3.1 网络体系结构的基本概念
网络体系结构:层次结构和协议的集合 采用层次化结构的方法描述计算机网络系统，便于将复杂的网络问题分 解成许多较小的、界限比较清晰而又简单的部分来处理。 3.1.1 网络协议的概念 1．协议
1）网络中各节点都具有相同的层次； 2）不同结点的同等层具有相同的功能；
3）每层的选定尽量着眼于已有成功经验的国际标准协议；
4）同一节点内相邻层之间通过接口实现通信； 5）各层界面应选在服务描述最少、穿过接口信息流最小的地方； 6）每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； 7）不同结点的同等层通过协议来实现对等层间的通信；
3.2 OSI参考模型
3.2.3 OSI层与层之间的通信 服务原语：上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换的命令的组合。 常见的服务原语主要有四类：
(1) 请求(request)： 由服务用户发往服务提供者，请求它完成某项工作，如发送数 据请求。 (2) 指示(indication)： 由服务提供者发往服务用户，指示发生了某些事件。比如说， 接收到一个远地送来的数据。 (3) 响应(response)： 由服务用户发往服务提供者，作为对前面发生的指示的响应。 (4) 证实(confirm)： 由服务提供者发往服务用户，作为对前面发生的请求的证实。 如数据成功发送
一个完整的服务原语包括三个部分：原语名、原语类型和原语参数。
原语名和原语类型一般都用英文写出。两者之间用圆点或空格隔开，原语参数可 以用中文表示，用括号与前面两部分隔开。
3.2 OSI参考模型
如：传输连接的请求原语：
T—CONNECT.request（被叫地址、主叫地址、……） 原语名 分隔符 原语类型 原语参数
3.2 OSI参考模型
3.2.1 OSI参考模型的基本概念 1．开放系统和互连模型的由来 ISO——国际标准化组织 （International Standardization Organization） OSI——开放系统互连模型（Open Systems Interconnection） OSI 是一种终端设备、计算机、人、网络和通信处理机之间交换信息所 需要的标准协议。 2. OSI标准的三级抽象 (1) 体系结构(Architecture) OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及 各层所包括的可能服务。 (2) 服务定义(Server Definition) OSI详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其以 下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层，各层所提供的服务与 这些服务是怎样实现的无关。
2．几个重要概念
1）协议（Protocol）
4）接口（Interface）
2）层次（Layer） 3）实体
5）体系结构（Architecture）
协议——协议是一种通信约定。 层次——分层的目的在于将一个问题的复杂性弱化。 实体——实体是通信时能发送或接收信息的任何软硬件设施。 接口——同一节点内相邻层之间交换信息的连接点（如邮政系统中的邮 箱）。 网络的体系结构——为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联 的功能划分为定义明确的层次，规定了同层次进程间的通信协议及相邻 层之间的接口统称为网络体系结构。 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，最好的组织方式就是层次结构模型。
3.2 OSI参考模型
（2）无确认的原语类型：发出的请求原语无需对方予以确认。 XXXX.REQ→XXXX.IND
四类服务原语间的关系：
3.2 OSI参考模型
3.2.4 OSI数据传输方式
OSI数据传输方式可分为两大类，即面向连接服务和无连接服务 理解网络服务需要注意的两个问题： 第一、两种服务方式对实现服务的网络协议的复杂性和数据传输的可靠性有 着很大的影响。 第二、在网络传输的各层，都会涉及到这两种服务。 1．面向连接服务 该服务是指对等实体在传输PDU之前，整个过程包括如下三个阶段。 ⑴ 建立连接。包括鉴别对等实体的身份、协商数据传输时的控制信息（例 如：用户数据的体积、窗口尺寸、使用的协议类别等）。 ⑵ 传输数据。包括传输用户数据，以及为了数据传输而进行的交互控制 （例如：数据传输的确认、活动管理、令牌传递等）。
信息，以及完成的动作与做出的响应等。如用于协调和差错处理
的控制信息； 语法：用户数据与控制信息的结构与格式，数据出现的顺序等。包括数 据格式、编码及信号电平等； 时序：对事件实现顺序的详细说明，包括速度的匹配和排序。 语义——表示要做什么？ 语法——表示要怎么做？ 时序——表示要什么时候做？
3.1 网络体系结构的基本概念
报文
报文 分组 帧 比特
2
1
内 部 子 网 协 议
传输介质
传输介质
传输介质
通信子网
3.3 OSI的层次结构
3.3.1 物理层 1．物理层的功能 物理层的主要功能：提供物理链路的连接和数据的传输。具体而言有： ①物理连接的建立、维护和释放 ② 数据传输服务 ③ 提供需要的机械、电气、功能特性和规程特性。 DTE——具有一定数据处理 能力以及发送和接收数据能 力的设备：用户终端、计算 机以及各种I∕O设备等。 DCE——两个远距离通信的 DTE，必须加一些中间设备， 这就是DCE，如：MODEM。
⑶ 释放连接。释放双方已经建立起来的连接。
面向连接服务的特点：见P70
3.2 OSI参考模型
2．无连接服务 特点：无连接服务特点表现在: ⑴ 无连接服务的每个分组都携带完整的目的节点地址，各分组 在系统中独立传送。 ⑵ 无连接服务中的数据传输过程不需要经过连接建立、维护与 释放三个过程。 ⑶ 数据分组传输过程中，目的节点接收的数据分组可能出现乱 序、重复与丢失的现象，需要指定某种机制加以有效控制。 ⑷ 无连接服务的可靠性不好，但是协议相对简单，通信效率较 高，适合猝发式通信。 注意：网络服务的可靠性主要通过确认、重传等机制来保证。 3．确认和重传机制 确认与重传——目的端在收到每个数据分组后，要求向发送端发送正确 接收分组的确认信息。常用的策略是：在规定的时间内，如果发送端没有收 到目的端的确认信息，就认为数据分组发送失败，发送端需要重新发送该数 据分组。
3.3 OSI的层次结构
OSI 模型结Leabharlann ：系统1主机7 6 5 4 3 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 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传输层协议 网络层 数据链路层 物理层
系统2主机
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 报文 报文
3.1.3 开放系统互连参考模型OSI/RM 20世纪70年代，一些重要的计算机生产厂商相继推出了适合本公司的 网络体系结构，如： IBM：网络体系结构（NSA）； DEC：DEC数字网络体系结构（DNA）； SPERRY UNIVAC：分布式计算机网络体系结构（DCA）； NCR：非集中式数据处理网络体系结构（DNS）； 东芝：先进的网络体系结构（ANSA）。
3.1 网络体系结构的基本概念
3.1.2 网络体系结构的层次化 通常把一组相近的功能放在一起，形成网络的一个结构层次，这 种处理方式有其突出的优越性，具体体现在：
1）各层之间的独立性好；
2）灵活性好；
3）各层实现技术的改变不会影响其它层； 4）易于维护和实现； 5）有利于促进标准化。
3.1 网络体系结构的基本概念
道
应用层A 表示层P 会话层S 传输层T 网络层N 数据链路层D 物理层P