第3章 计算机网络体系结构与OSI参考模型
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 Microsoft Word 文档
第3章计算机网络体系结构〖主要内容〗计算机网络体系结构概述，各层功能的简单介绍，主要介绍物理层和数据链路层及网络层。
〖教学重点〗OSI参考模型的七层功能，物理层概念，数据链路层的流量控制方法，HDLC概念。
计算机网络由多个互连的结点组成，结点之间要不断地交换数据和控制信息，要做到有条不紊地交换数据，每个结点就必须遵守一整套合理而严谨的结构化管理体系。
计算机网络就是按照高度结构化设计方法采用功能分层原理来实现的，即计算机网络体系结构的内容。
3.1 网络体系结构及协议的概念3.1.1 网络体系和网络体系结构网络体系（Network Architecture）：是为了完成计算机间的通信合作，把每台计算机互连的功能划分成有明确定义的层次，并规定了同层次进程通信的协议及相邻之间的接口及服务。
网络体系结构：是指用分层研究方法定义的网络各层的功能、各层协议和接口的集合。
3.1.2 计算机网络体系结构计算机的网络结构可以从网络体系结构、网络组织和网络配置三个方面来描述，网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述计算机网络；网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局、硬件、软件和和通信线路来描述计算机网络；网络体系结构是从功能让来描述计算机网络结构。
网络体系结构最早是由IBM公司在1974年提出的，名为SNA计算机网络体系结构：是指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合结构化是指将一个复杂的系统设计问题分解成一个个容易处理的子问题，然后加以解决。
层次结构是指将一个复杂的系统设计问题分成层次分明的一组组容易处理的子问题，各层执行自己所承担的任务。
计算机网络结构采用结构化层次模型，有如下优点：●各层之间相互独立，即不需要知道低层的结构，只要知道是通过层间接口所提供的服务●灵活性好，是指只要接口不变就不会因层的变化（甚至是取消该层）而变化●各层采用最合适的技术实现而不影响其他层●有利于促进标准化，是因为每层的功能和提供的服务都已经有了精确的说明3.1.3 网络协议1.协议(Protocol)网络中计算机的硬件和软件存在各种差异，为了保证相互通信及双方能够正确地接收信息，必须事先形成一种约定，即网络协议。
《计算机网络技术基础》第三章
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
图3-3 OSI参考模型的结构
OSI参考模型中，划分层（子模块）要遵循以下原则： （1）各层（子模块）具有相对的独立性，保持层间交互的信息最少。 （2）单向调用：各层（子模块）只能引用其下层提供的服务。 （3）增值服务：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信功能。
用户写信人邮政局运输部门用户收信人邮政局运输部门用户间约定信件格式和内容邮局间约定邮政编码等运输部门间约定到站地点费用等用户邮局约定信封格式及邮票邮局运输部门约定到站地点时间等用户子系统邮局子系统运输部门子系统甲地乙地图31邮政通信系统分层模型31网络体系结构概述从图31中可以看出邮政系统中的各种约定都是为了将信件从写信人送到收信人而设计的也就是说它们是因信息的流动而产生的
计算机网络技术基础
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03
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第3章
网络体系 结构
章节导读
计算机网络是一个庞大的、多样化的复杂 系统，涉及多种通信介质、多厂商和异种机互 连、高级人机接口等各种复杂的技术问题。要 使这样一个系统高效、可靠地运转，网络中的 各个部分都必须遵守一套合理而严谨的网络标 准。这套网络标准就称之为网络体系结构。
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3.2 OSI参考模型
世界上第一个网络体系结构是1974年由IBM公司提出的“系统网络体系结构 （System Network Architecture，SNA）”。此后，许多公司纷纷推出了各自的网 络体系结构。虽然这些体系结构都采用了分层技术，但层次的划分、功能的分配 及采用的技术均不相同。随着信息技术的发展，不同结构的计算机网络互联已成 为迫切需要解决的问题。
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3.2 OSI参考模型
机械特性：规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸，连接器中引脚的数量与 排列情况等。
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
第三章 网络体系结构
《计算机网络基础》第三章
3.2.3 模型中的数据传输
所谓数据单元是指各层传输数据的最小单位。图 中最左边一列交换数据单元名称，是指各个层次 对等实体之间交换的数据单元的名称。 所谓协议数据单元PDU(Protocol Data Unit) 就是对等实体之间通过协议传送的数据。 这个在发送节点自上而下逐层增加头（尾）信息， 而在目的节点又自下而上逐层去掉头(尾)信息的 过程叫做封装。
网络中同等层之间的通信规则就是该层使用的协议，如有 关第N层的通信规则的集合，就是第Ｎ层的协议。 而同一计算机功能层之间的通信规则称为接口，如在第N 层和第(N+1)层之间的接口称为N/(N+1)层接口。 总的来说，协议是不同机器同等层之间的通信约定；而接 口是同一机器相邻层之间的通信约定。不同的网络体系结 构中，分层的数量、各层的名称和功能及协议都各不相同。 但是，在所有的网络中，每一层的目的都是向它的上一层 提供一定的服务。
《计算机网络基础》第三章
3.2.1 模型结构
发送进程 应用层协议 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 表示层协议 表示层 会话层协议 会话层 传输层协议 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 网络层 数据链路层 物理层 物理介质 路由器 主机A 通信子网 路由器 路由器 主机B 应用层 接收进程
《计算机网络基础》第三章
3.1.2 协议分层与体系结构
计算机网络采用分层结构还有利于交流、理解和标 准化。具体优点如下： （1）各层之间是独立的。 （2）灵活性好。 （3）结构上可以分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。
《计算机网络基础》第三章
第3章 计算机网络体系结构-TCPIP
子网掩码( Mask) 子网掩码(Subnet Mask)
子网划分后,如何识别不同的子网呢? 子网划分后,如何识别不同的子网呢? 解决办法:采用子网掩码来分离网络号和主机号. 解决办法:采用子网掩码来分离网络号和主机号. 子网掩码格式: 个比特 网络号(包括子网号 个比特, 包括子网号)部分全 子网掩码格式 : 32个比特 , 网络号 包括子网号 部分全 为"1",主机号部分全为"0". ,主机号部分全为" .
00100000 11000000 00001010 00000001 00100000 -01000000 11000000 00001010 00000001 01000000 -01100000 11000000 00001010 00000001 01100000 -10000000 11000000 00001010 00000001 10000000 -10100000 11000000 00001010 00000001 10100000 -11000000 11000000 00001010 00000001 11000000 -192.10. 192.10.1.32 192.10. 192.10.1.64 192.10. 192.10.1.96 192.10. 192.10.1.128 192.10. 192.10.1.160 192.10. 192.10.1.192
3,TCP/IP协议族 , 协议族——传输层协议 协议族 传输层协议
◆传输控制协议(TCP) 传输控制协议(
一种面向连接的传输协议.TCP打开并维护网 络上两个通信主机间的连接.使用端口号(相当 于邮箱)建立虚拟连接.传输IP数据报时,一个 包含流量控制,排序和差错校验的TCP报头被附 加在数据报上. ◆用户数据报协议(UDP) 用户数据报协议( 一种无连接传输协议,UDP仅负责传输数据报. 虽然也使用端口号,但不需要对应一个虚拟连接.
03第3章 网络体系结构与OSI参考模型PPT课件
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• 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
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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
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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。
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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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中职计算机网络-第3章-计算机网络技术基础
填空1、常见的三种拓扑结构总线型、星状、环状。
2、建立计算机网络的根本目的是实现数据通信和资源共享。
3、OSI参考模型共七层，由低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层和表示层。
4、OSI模型的原语有四种类型，即请求、指示、响应和确认。
5、下层能够向上层提供的服务有两种基本形式：面向连接和无连接的服务，面向连接的服务又称为虚电路服务，无连接服务又称为数据报服务。
6、通信用的互联设备指数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）间的互联设备。
7、每次通信都要经过建立通信链路和拆除通信链路两过程，这种建立起来的数据收发关系就称为数据链路。
8、数据链路层的数据传输单位是帧。
9、常见的数据链路层设备有网卡、网桥和交换机。
10、数据链路层将本质上不可靠的传输介质变成可靠的传输通路提供给网络层。
11、数据链路层分为两个子层：逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。
12、网络层的主要功能是路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。
13、路由选择算法一类是自适应算法，另一类是非自适应算法。
14、传输层是资源子网与通信子网的界面和桥梁。
传输层下面三层面向数据通信，上面三层面向数据处理。
15、数据传送包括语义和语法两个方面的问题。
语义即与数据内容、意义有关的方面；语法则是与数据表示形式有关的方面。
16、传统局域网采用共享介质方式的CSMA/CD、令牌传递控制等方法。
17、在传统的广域交换网络的通信子网中，使用的数据交换技术有两种：电路交换技术和存储转发交换技术。
存储转发交换技术又包括报文交换和分组交换两种。
18、局域网标准主要是由IEEE制定的IEEE802系列标准。
19、常见的局域网标准有以太网、FDDI、ATM、无线局域网。
20、ATM信元结构由53B组成，53B被分成5B的头部和被称为载荷的48B信息部分。
21、在FDDI网络中，工作站、集中器和FDDI互连设备等都被称为站点。
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。
第3章 计算机网络体系结构
3.2.1 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3-5所示。
图3-5 OSI参考模型
3.2.2 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。
图3-9 OSI参考模型的数据流向
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
计算机 2
应用进程数据先传送到应用层
AP2 5 4 3 2 1
加上应用层首部，成为应用层 PDU
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
应用层 PDU 再传送到运输层 加上运输层首部，成为运输层报文
3.1 网络体系结构的基本概念
随着计算机网络技术的不断发展，出现了多种 不同结构的网络系统，如何实现这些异构系统的互 连？采取什么样的有效方法来分析这些复杂的网络 系统？
3.1.1
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。
3.2.2 OSI/RM各层的主要功能（续）
7．应用层 应用层是七层协议的最高层，底层所有的协议的最 终目的都是为应用层提供可靠的传输手段。 负责管理应用程序之间的通信。 主要功能：文件传输、虚拟终端、事务处理、网络 管理等。
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
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对等通信例：两个人收发信件
发信人 邮局 运输系统
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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。
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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。
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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
05计算机网络技术第三章OSI参考模型第五周教案
TCP/IP分层协议是由网络接口层，网际层，传输层，应用层。
作业布置：
1.简述TCP/IP的体系结构，并简要说明各层的功能。
2.TCP/IP协议有哪些特点？
3.TCP/IP协议与OSI参考模型有哪些区别？
课后小结：
A.开放的协议标准；统一的网络地址分配方案；独立于特定的网络硬件，标准化的高层协议，可以提供可靠的用户服务。采用分层结构的概念，将网络抽象成任何一个传输数据分组的通信系统，具有灵活性。
3.与OSI参考模型的区别与联系
TCP/IP和OSI模型的共同之处是都采用了分层结构的概念，但两者在层次结构、名称定
16.TCP/IP协议中IP层的主要协议是IP网际协议，ICMP网际控制报文协议，ARP地址解析协议和。
17.TCP/IP协议中传输层包括和。
18.TCP/IP协议中应用层协议的全称包括FTP，Telnet端口号23，SMTP，HTTP超文本传输协议，RIP路由信息协议，NFS网络文件系统和DNS。
12.在OSI参考模型中，上下两个层次的关系用来表示。
A.发送与接送D.请求与应答C.提供服务与使用服务D.协议与规定
13.传输层的主要任务是保证传输的。
14.面向连接的服务分为，和三个过程。
15.IEEE802网络协议覆盖了OSI参考模型的数据链路层和物理层。
课堂小结：
1.OSI参考模型的各层功能
网络层是通信子网和资源子网之间的接口，也是高，低协议之间的界面层，是控制通信子网，处理端对端数据传输的最低层。网络层的主要功能是路由选择，流量控制，传输确认，中断，差错及故障的恢复等。
传输层是能通信子网和资源子网之间的接口，也是高，低层协议之间的桥梁。传输层下面三层(通信子网)面向数据通信，上面三层（属于资源子网）面向数据处理，是负责处理传输数据的最高层。传输层位于高层和低层中间，起承上启下的作用。传输层的主要功能是：接收来自话层的数据，将其分成较小的信息单位。经通信子网实现两主机间端到端的通信，提供建立，终止传输链接，实现相应的服务；向高层提供可靠的透明传送，具有差错控制，流量控制和故障恢复功能。
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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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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
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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
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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。
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应用程序数据
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1
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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
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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应用层 PDU 再传送到运输层 加上运输层首部，成为运输层报文
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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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。 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
称为协议.
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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： 3
2、协议与划分层次
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
（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；
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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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。 3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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。
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链路层 首部
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链路层 尾部
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10100110100101 比 特 流 110101110101
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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计算机 2 的物理层收到比特流后 交给数据链路层
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3 将复杂的计算机网络进行分层设计的方法。 计 章 1974年，美国的IBM公司宣布了它研制的 算 系 统 网 络 体 系 结 构 SNA (System Network 网 络 Architecture)。 机
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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。
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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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 应用层(application layer) 物理传输媒体
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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
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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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退出
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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
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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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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。
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（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)。
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计算机 1 文件传送模块 把文件交给下层模块 进行发送
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两个计算机交换文件
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 2 文件传送模块 把收到的文件交给 上层模块
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 应用层剥去首部，取出应用程序数据 5 与 上交给应用进程 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
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应用程序数据 应用程序数据
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
网络层剥去分组首部后 把分组的数据部分交给运输层
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
层数多少要适当
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网 若层数太少，就会使每一层的协 络 协 议太复杂。 议 层数太多又会在描述和综合各 与 体 层功能的系统工程任务时遇到较多 系 结 的困难。 构
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3、网络体系结构
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计算机网 网 络的各层及其协议的集合称为网络体 络 系结构(architecture)，也就是说，计 协 议 算机网络的体系结构就是这个计算机 与 网络及其部件所应完成的功能的精确 体 系 定义。体系结构是抽象的，而实现则 结 是具体的，是真正在运行的计算机硬 构 件和软件。
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
应用程序数据 应用程序数据
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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
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 运输层报文再传送到网络层 系 结 加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组） 3 构 2
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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计算机 1
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 运输层剥去首部，取出数据部分 体 4 上交给应用层 系 3 结 构 2
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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第 计 算 机 网 络 划分层次的必要性
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网 计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定络 协 好的规则。 议 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以与 及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。 体 为进行网络中的数据交换而建立的规则、 系 标准或约定即网络协议(network protocol)，简 结 构