计算机网络体系结构基本概念
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技术来实现。 ◆ 易于实现和维护:系统已被分解为若干个相
对独立的子系统。 ◆ 灵活性好:一层发生变化其他各层不受影响 ◆ 能促进标准化工作:每一层的功能及所提供的
服务都有精确的说明。
A
18
3. 选择通信协议的原则
☺所选择的协议要与网络结构和功能相一致。 ☺除特殊情况外，一个网络应该尽量只选择一种
通信协议。
完成计算机间的通信合作，把每个计算机互 联的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层 次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务；
A
3
3. 1 基本概念
1.网络协议
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。
（拆
用户 A
装），如下图所示。
用户 B
数据
数据
封装
数据
数据
拆装
控制信息
控制信息
A
9
（4） 排序
协议的排序功能是指报文发送与接收顺序的控制，如 下图所示。
数据设备
1 数据设备
2
3
3 2 1
A
数据设备
数据设备 10
（5）信息流控制
协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一 系列措施。 （6）差错控制
差错控制功能使得数据按误码率要求的指标，在通信线 路中正确地传输。 （7）同步 协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性 （8）干路传输
协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。 （9）连接控制
协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终 止链路的过程。
A
11
协议的种类
（1） 标准或非标准协议 标准协议涉及各类的通信环境；而非标准协议只涉及专
A
14
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，每一 层完成特定的功能，每一层都建立在它的下层 之上。
A
15
A
16
A
17
（2）层次结构的优点
◆ 各层之间相互独立，复杂程度下降。 ◆ 结构上可分隔开:各层都可以采用最合适的
语法（Syntax）:规定通信双方“如何讲”，
确定数据与控制信息的结构、格式、信号电平等， 一般以二进制形式表示。
语义（Semantics）:规定通信双方“讲什么”，
确定协议元素的种类，即需要发出何种控制信息， 完成何种动作及做出何种应答。
同步（Timing）:包括速度匹配和排序等，
即事件实现顺序的详细说明。
计算机网络基础
网络体系结构
主讲人：徐光达
A
1
3. 1 基本概念
1
网络协议
2
协议的分层结构
3
选择通信协议的原则
4
接口和服务
5
数据单元
6
网络体系结构
A
2
简介
• 建立网络体系结构的目的 为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构
化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干个 层次，较高层次建立在较低层次的基础上，并为 其更高层次提供必要的服务功能。网络中的每一 层都起到隔离作用，使得低层功能具体实现方法 的变更不会影响到高一层所执行的功能。 • 网络体系结构的定义
用环境。 （2） 直接或间接协议
当设备直接进行通信时，需要一种直接通信协议；而设 备之间，间接通信时，则需要一种间接通信协议。
A
12
3. 1 基本概念
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
交换和资源共享必须遵循某种互相都能接受的规则、 标准或约定。
A
13
3. 1 基本概念
网络协议的3要素：语法、语义和同步
A
20
服务
在网络分层结构模型中，每一层为相邻的上一层所提 供的功能称为服务。
接口 服务是通过接口完成，在同一系统中相邻两层的实体进行 交互的地方,通常称为服务访问点SAP（Service Access Point）。每个SAP都有个标识，称为端口（Port）或套接 字。
A
21
5. 数据单元
上下层实体之间交换的数据传输单元称为数据单 元，数据单元分三种。
A
4
协议的组成部分 1. 通信环境
2. 提供的服务 3. 词汇表 4. 消息的编码格式 5. 时序、规则和过程
A
wk.baidu.com
5
作为计算机数据交换语言的协议必须具备以下一些功能。 （1） 分割与重组
协议的“分割”功能，可以将较大的数据单元分割 成较小的数据单元，其反过程为“重组”，如下图所示。
A
6
用户 A
报文
A
23
接口数据单元（IDU）
接口数据单元（Interface Data Unit）是在同一
系统的相邻两层实体通过接口所交换的数据单元。
接口数据单元（IDU）由两部分组成：一部分是经
过层间接口的PDU本身，另一部分是接口控制信 息（ICI，Interface Control Information）。ICI是 对PDU怎样通过接口的说明，仅PDU通过接口是 有用。
分割
报文分割为 信息包
P
P
A
报文
用户 B 重组
信息包重组 为报文
P
P
P
7
（2） 寻址
• 协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以 进行路径选择，如下图所示。
A
B
数据包
数据包
发送方
选择哪条路径？
C
X
A
8
（3） 封装与拆封
协议的“封装”功能是指在数据单元（数据包）的始 端
或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆封”
☺每个版本的协议都有它最适合的网络环境。 ☺两台实现互连的计算机之间进行通信，它们使
用的通信协议必须相同。
A
19
4. 接口和服务
正是通过接口和服务将各层的协议连接为整体，完成 网络通信的全部功能。
实体
每一层中活动的元素称为实体。可以是软件，如进程， 也可以是硬件，如芯片等。
对等实体
不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体。
A
24
服务数据单元（SDU）
A
25
6.网络体系结构
1
网络体系结构的概念
2
网络体系结构的功能
3
网络体系结构的特点
4
网络体系结构的种类
A
26
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 为 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。
1 协议数据单元
2 接口数据单元
3 服务数据单元
A
22
协议数据单元（PDU）
协议数据单元（Protocol Data Unit）是在不
同系统的对等层实体之间根据协议所交换的数据 单位。n层的PDU通常表示为（n）PDU。
协议数据单元包括该层用户数据和该层的协议
控制信息（PCI，Protocol Control Information）
对独立的子系统。 ◆ 灵活性好:一层发生变化其他各层不受影响 ◆ 能促进标准化工作:每一层的功能及所提供的
服务都有精确的说明。
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3. 选择通信协议的原则
☺所选择的协议要与网络结构和功能相一致。 ☺除特殊情况外，一个网络应该尽量只选择一种
通信协议。
完成计算机间的通信合作，把每个计算机互 联的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层 次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务；
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3. 1 基本概念
1.网络协议
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。
（拆
用户 A
装），如下图所示。
用户 B
数据
数据
封装
数据
数据
拆装
控制信息
控制信息
A
9
（4） 排序
协议的排序功能是指报文发送与接收顺序的控制，如 下图所示。
数据设备
1 数据设备
2
3
3 2 1
A
数据设备
数据设备 10
（5）信息流控制
协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一 系列措施。 （6）差错控制
差错控制功能使得数据按误码率要求的指标，在通信线 路中正确地传输。 （7）同步 协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性 （8）干路传输
协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。 （9）连接控制
协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终 止链路的过程。
A
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协议的种类
（1） 标准或非标准协议 标准协议涉及各类的通信环境；而非标准协议只涉及专
A
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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，每一 层完成特定的功能，每一层都建立在它的下层 之上。
A
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A
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（2）层次结构的优点
◆ 各层之间相互独立，复杂程度下降。 ◆ 结构上可分隔开:各层都可以采用最合适的
语法（Syntax）:规定通信双方“如何讲”，
确定数据与控制信息的结构、格式、信号电平等， 一般以二进制形式表示。
语义（Semantics）:规定通信双方“讲什么”，
确定协议元素的种类，即需要发出何种控制信息， 完成何种动作及做出何种应答。
同步（Timing）:包括速度匹配和排序等，
即事件实现顺序的详细说明。
计算机网络基础
网络体系结构
主讲人：徐光达
A
1
3. 1 基本概念
1
网络协议
2
协议的分层结构
3
选择通信协议的原则
4
接口和服务
5
数据单元
6
网络体系结构
A
2
简介
• 建立网络体系结构的目的 为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构
化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干个 层次，较高层次建立在较低层次的基础上，并为 其更高层次提供必要的服务功能。网络中的每一 层都起到隔离作用，使得低层功能具体实现方法 的变更不会影响到高一层所执行的功能。 • 网络体系结构的定义
用环境。 （2） 直接或间接协议
当设备直接进行通信时，需要一种直接通信协议；而设 备之间，间接通信时，则需要一种间接通信协议。
A
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3. 1 基本概念
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
交换和资源共享必须遵循某种互相都能接受的规则、 标准或约定。
A
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3. 1 基本概念
网络协议的3要素：语法、语义和同步
A
20
服务
在网络分层结构模型中，每一层为相邻的上一层所提 供的功能称为服务。
接口 服务是通过接口完成，在同一系统中相邻两层的实体进行 交互的地方,通常称为服务访问点SAP（Service Access Point）。每个SAP都有个标识，称为端口（Port）或套接 字。
A
21
5. 数据单元
上下层实体之间交换的数据传输单元称为数据单 元，数据单元分三种。
A
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协议的组成部分 1. 通信环境
2. 提供的服务 3. 词汇表 4. 消息的编码格式 5. 时序、规则和过程
A
wk.baidu.com
5
作为计算机数据交换语言的协议必须具备以下一些功能。 （1） 分割与重组
协议的“分割”功能，可以将较大的数据单元分割 成较小的数据单元，其反过程为“重组”，如下图所示。
A
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用户 A
报文
A
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接口数据单元（IDU）
接口数据单元（Interface Data Unit）是在同一
系统的相邻两层实体通过接口所交换的数据单元。
接口数据单元（IDU）由两部分组成：一部分是经
过层间接口的PDU本身，另一部分是接口控制信 息（ICI，Interface Control Information）。ICI是 对PDU怎样通过接口的说明，仅PDU通过接口是 有用。
分割
报文分割为 信息包
P
P
A
报文
用户 B 重组
信息包重组 为报文
P
P
P
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（2） 寻址
• 协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以 进行路径选择，如下图所示。
A
B
数据包
数据包
发送方
选择哪条路径？
C
X
A
8
（3） 封装与拆封
协议的“封装”功能是指在数据单元（数据包）的始 端
或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆封”
☺每个版本的协议都有它最适合的网络环境。 ☺两台实现互连的计算机之间进行通信，它们使
用的通信协议必须相同。
A
19
4. 接口和服务
正是通过接口和服务将各层的协议连接为整体，完成 网络通信的全部功能。
实体
每一层中活动的元素称为实体。可以是软件，如进程， 也可以是硬件，如芯片等。
对等实体
不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体。
A
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服务数据单元（SDU）
A
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6.网络体系结构
1
网络体系结构的概念
2
网络体系结构的功能
3
网络体系结构的特点
4
网络体系结构的种类
A
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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 为 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。
1 协议数据单元
2 接口数据单元
3 服务数据单元
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协议数据单元（PDU）
协议数据单元（Protocol Data Unit）是在不
同系统的对等层实体之间根据协议所交换的数据 单位。n层的PDU通常表示为（n）PDU。
协议数据单元包括该层用户数据和该层的协议
控制信息（PCI，Protocol Control Information）