现代网络体系结构分析(ppt 51页)
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网络体系结构专项介绍PPT(41张)
1类协议：基于错误恢复类，面向B类子网。 2类协议：多路复用类，面向A类子网。 3类协议：错误恢复类和多路复用类，面向B类子网。 4类协议：错误检测和恢复类，面向C类子网。
五、高层协议
网络各层的功能
（1） 会话层 会话是在应用进程之间交换信息而按一定规则建立起来的一个 暂时联系 。 会话层通过对两个会话用户间的数据流进行方向的控制。 并且通过增强传输数据流的结构性的手段提供服务 。
网络各层的功能
（3）服务质量
服务是网络中各层向紧邻的上层提供的一组操作。 任何服务都有服务质量问题 。 网络层服务质量最主要的指标就是可靠性，包括是否有分组 丢失、重复、失序、连接及释放的时延等 。 根据不同类型的子网服务质量，OSI将传输协议分为5类：
0类协议：简单类，是面向A型网络服务的。其功能只是 建立一个简单的端到端的传输连接和在数据传输阶段具有将 长数据报文分段传输的功能。该类协议没有差错恢复和将多 条传输连接复用到一条网络连接上的功能。
（2）表示层
网络上不同的计算机对数据信息有不同的描述方法 。 表示层试图用一种抽象语法描述信息，以实现不同系统之间 信息表示的统一 。
网络各层的功能（3）Fra bibliotek用层应用层直接为各种应用服务。应用层是应用进程中与通信有关的 那部分环境空间。在这个空间内，对等的应用实体使用OSI各层提供 的服务交换有意义的信息。应用层的功能是向应用进程提供访问OSI 的手段。OSI在应用层中定义了几个重要的应用层标准，包括虚拟终 端标准VTP，用于不同类型的终端访问网络上不同的主机应用进程； 文件传输、访问和管理标准FTAM，用于不同等系统间能够在网络上 传输文件； 报文处理系统MHS用于对网络上使用非常普遍的电子邮件系统进行标 准化。
五、高层协议
网络各层的功能
（1） 会话层 会话是在应用进程之间交换信息而按一定规则建立起来的一个 暂时联系 。 会话层通过对两个会话用户间的数据流进行方向的控制。 并且通过增强传输数据流的结构性的手段提供服务 。
网络各层的功能
（3）服务质量
服务是网络中各层向紧邻的上层提供的一组操作。 任何服务都有服务质量问题 。 网络层服务质量最主要的指标就是可靠性，包括是否有分组 丢失、重复、失序、连接及释放的时延等 。 根据不同类型的子网服务质量，OSI将传输协议分为5类：
0类协议：简单类，是面向A型网络服务的。其功能只是 建立一个简单的端到端的传输连接和在数据传输阶段具有将 长数据报文分段传输的功能。该类协议没有差错恢复和将多 条传输连接复用到一条网络连接上的功能。
（2）表示层
网络上不同的计算机对数据信息有不同的描述方法 。 表示层试图用一种抽象语法描述信息，以实现不同系统之间 信息表示的统一 。
网络各层的功能（3）Fra bibliotek用层应用层直接为各种应用服务。应用层是应用进程中与通信有关的 那部分环境空间。在这个空间内，对等的应用实体使用OSI各层提供 的服务交换有意义的信息。应用层的功能是向应用进程提供访问OSI 的手段。OSI在应用层中定义了几个重要的应用层标准，包括虚拟终 端标准VTP，用于不同类型的终端访问网络上不同的主机应用进程； 文件传输、访问和管理标准FTAM，用于不同等系统间能够在网络上 传输文件； 报文处理系统MHS用于对网络上使用非常普遍的电子邮件系统进行标 准化。
2.1-网络体系结构ppt课件
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参考模型对比
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01-网络体系结构
END
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树型拓扑结构
优点： 结构灵活，实现容易，可扩充性强。 层次分明，管理方便。 故障检测和隔离相对容易。
缺陷： 过于依赖根节点。
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网状拓扑结构
优点： 多通道传输，可靠性强。 能够实现负载均衡。
缺陷： 实现技术难度高，控制和管理比较 复杂。 当存在多条不同传输路径时，容易 造成传输延迟不确定。
网络层 Network
寻径〔路由选择）、拥塞控制、数据包的分片与重组 数据传输的基本单位是分组
点到点〔帧同步、差错控制和流量控制） 数据传输的基本单位是帧
数据链路层 Data Link 电气接口匹配，传输比特流
物理层 Physical
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OSI模型的数据封装
第7层到第2层都要进行数据封装 ，在上层传来的数据前加封装头〔 Head ）。 第2层为了实现帧同步，不仅要 加封装头〔Head ），而且要加封 装尾〔Tail）。 第１层不再进行封装，直接传输 比特流。
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主要网络拓扑结构
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星型拓扑结构
优点： 方便管理； 故障易于检测和隔离。
缺陷： 由于每个站点直接和中央节点相连，需要 大量的电缆和接口； 中央节点容易成为网络瓶颈； 当中央节点发生故障时，整个网络不能工 作。
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总线型拓扑结构
优点： 结构简单，成本较低，实现方便。
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星型总线 星型环 蜂窝 ……
其它拓扑结构
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按地理范围划分网络
参考模型对比
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01-网络体系结构
END
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树型拓扑结构
优点： 结构灵活，实现容易，可扩充性强。 层次分明，管理方便。 故障检测和隔离相对容易。
缺陷： 过于依赖根节点。
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网状拓扑结构
优点： 多通道传输，可靠性强。 能够实现负载均衡。
缺陷： 实现技术难度高，控制和管理比较 复杂。 当存在多条不同传输路径时，容易 造成传输延迟不确定。
网络层 Network
寻径〔路由选择）、拥塞控制、数据包的分片与重组 数据传输的基本单位是分组
点到点〔帧同步、差错控制和流量控制） 数据传输的基本单位是帧
数据链路层 Data Link 电气接口匹配，传输比特流
物理层 Physical
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OSI模型的数据封装
第7层到第2层都要进行数据封装 ，在上层传来的数据前加封装头〔 Head ）。 第2层为了实现帧同步，不仅要 加封装头〔Head ），而且要加封 装尾〔Tail）。 第１层不再进行封装，直接传输 比特流。
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主要网络拓扑结构
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星型拓扑结构
优点： 方便管理； 故障易于检测和隔离。
缺陷： 由于每个站点直接和中央节点相连，需要 大量的电缆和接口； 中央节点容易成为网络瓶颈； 当中央节点发生故障时，整个网络不能工 作。
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总线型拓扑结构
优点： 结构简单，成本较低，实现方便。
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星型总线 星型环 蜂窝 ……
其它拓扑结构
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按地理范围划分网络
《网络体系结构》课件
网络安全的未来发展
人工智能在网络安 全中的应用
人工智能可用于预测网络攻击
行为，加强网络安全防御。
区块链技术的网络 安全应用
区块链技术可以确保数据的安
全性和不可篡改性，用于加强
网络安全。
云安全的挑战与解决 方案
云安全面临着数据隐私和访问 控制等挑战，而安全监控和加 密技术则是解决这些挑战的关 键。
网络安全Байду номын сангаас决方案
谢谢观看！下次再见
网络体系结构的 演变
网络体系结构的演变从早期的单一主机到分布式计算，从 局域网演变到互联网，从传统的中心化体系结构到边缘计 算。
网络体系结构的演变
单一主机
网络仅由单一主机 组成
互联网
连接全球各地网络
边缘计算
在数据源附近进行 计算
分布式计算
多台计算机共同完 成任务
● 02
第2章 OSI参考模型
OSI参考模型概 述
防火墙
用于控制网络流量， 保护内部网络免受
外部攻击
加密技术
用于保护数据的机 密性和完整性
入侵检测系统
监控网络流量，及 时发现异常行为
01 网络攻击
包括DDoS攻击、恶意软件、黑客攻击等
02 数据泄露
包括敏感数据泄露、隐私泄露等
03 合规要求
如GDPR、HIPAA等要求的合规性
网络安全的未来发展
未来，人工智能将被广泛应用于网络安全领域，帮助提高网 络安全的智能化水平。区块链技术的发展也将为网络安全带 来更多创新。同时，云安全将面临挑战，但也必将迎来更多 解决方案。
网络体系结构的分类
分布式体系结 构
多个网络间互相连 接
对等体系结构
现代网络体系结构和参考模型PPT(39张)
.4
网络协议
通信协议具有以下特性。 (1)层次性。 (2)可靠性和有效性。 计算机网络协议主要由以下三个要素组成。 (1)语义 (2)语法 (3)定时
3.1.5
网路体系结构中的基本概念
1.层 层是指人们划分出来的计算机网络中功能独立的一个子模块。 从程序设计角度来说，层是指为了实现一个大功能而涉及的 许多函数的集合。 2.实体 所谓实体，是指某一层中具有数据收发能力(可以接受参数 并且返回结果)的活动单元。 3.服务 服务是指第N层的所有实体为N+1层的所有实体提供的一组功 能集合 4.服务原语服务原语 供用户实体访问该服务或者向用户实体报告某事件的发生。
3.
物理层的特性 1)机械特性 2)电气特性 3)功能特性 4)规程特性
3.2.3
数据链路层
1.数据链路层的概念 数据链路层(Data Link Layer)的主要用途是在相邻 网络实体(即相邻结点)之间建立、维持和释放数据 链路连接，并且传输数据链路服务数据单元。 2.数据链路层提供的功能和服务 (1)数据链路管理功能 (2)差错控制功能 (3)相邻结点之间的流量控制
3.数据链路层的主要协议
(1)面向字符的通信规程 (2)面向位的通信规程
3.1.3
网络分层结构
基本的网络体系结构模型就是层次结构模型。 网络分层结构中，每一层都由一些实体组成，这些实体抽象 地表示了通信时的软件元素(如进程或子程序)或硬件元素 (如智能I/O芯片等)。实体是通信时能发送和接收信息的任 何软硬件设施。系统的顶层执行用户要求做的工作，直接与 用户接触，可以是用户编写的程序或发出的命令。除顶层外， 各层都支持其上一层的实体进行工作，这就是服务。 分层结构中各相邻层之间要有一个接口，它定义了较低层向 较高层提供的原始操作和服务。相邻层通过它们之间的接口 交换信息，高层并不需要知道低层是如何实现的，仅需要知 道该层通过层间的接口所提供的服务，这样使得两层之间保 持了功能的独立性。
网络的OSI七层结构PPT课件
“第三层交换机”。
•
网络层的功能包括：建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连
接多路复用、分段和组块、服务选择和流量控制。
第6页/共14页
（4）传输层
• 传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题，它属于 较高层次。传输层用于提高网络层服务质量，提供可靠的端到 端的数据传输，如常说的QoS就是这一层的主要服务。这一层 主要涉及的是网络传输协议，它提供的是一套网络数据传输标 准，如TCP协议。
• 表示层的功能主要有：数据语法转换、语法表示、表示连 接管理、数据加密和数据压缩。
第11页/共14页
（7）应用层
• 这是OSI参考模型的最高层，它解决的也是最高层次，即程 序应用过程中的问题，它直接面对用户的具体应用。应用层包 含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能，如电子邮 件和文件传输等，在这一层中TCP/IP协议中的FTP、SMTP、 POP等协议得到了充分应用。
拨号设备也是。工作在这个层次上的交换机俗称“第二层交换机”。
第4页/共14页
（2）数据链路层
•
具体讲，数据链路层的功能包括：数据链路连接的建立与释放、构成
数据链路数据单元、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制
和差错的检测和恢复等方面。
第5页/共14页
（3）网络层
•
网络层属于OSI中的较高层次了，从它的名字可以看出，它解决的是
• 传输层的功能包括：映像传输地址到网络地址、多路复用 与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分 块。
第7页/共14页
（4）传输层
•
根据传输层所提供服务的主要性质，传输层服务可分为以下三大类：
•
A类：网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率（网络
第2章-网络体系结构PPT课件
(n-1)层：指(n)层的相邻下层
– (n)实体：(n)层中具有数据收发能力的活动单元。一 般就是该层的软件进程或者实现该层协议的硬件单元。
– (n)对等实体(同等实体)：位于不同子系统的同一层的 实体间的互称。（发送端和接收端处于同一层次的实 体）
*
Network Center (NC) of Qinghai Normal University
2.2 网络分层－－2.2.1分层范例
例子：两个哲学家讨论哲学问题 两个哲学家使用不同的语言
两个哲学家位于不同的国家
哲学 知识
翻译 通信
*
Network Center (NC) of Qinghai Normal University
分层范例
......
(3)
哲学家1
......
(2)
翻译1
......
接口数据单元 IDU
定义：在同一系统的相邻两层实体的一次交互中，经过 层间接口的信息单元，称为(n)接口数据单元。
(n)IDU的具体格式如下：
(n) ICI
(n) 接口数据
✓ (n)ICI:(n)接口控制信息，相邻层次为协调操作而 传 送的控制信息，如通过多少字节、或要求的服 务质量等。
✓ (n)ICI只对数据(PDU)通过接口时有作用，进入下 层后丢弃。
✓ (n)实体自己提供的某些功能。 ✓从(n-1)层及以下各层及本地系统得到的服务。
*
Network Center (NC) of Qinghai Normal University
接口和服务
• (n)服务提供者：
✓ 直接的(n)服务提供者：(n)层实体。 ✓ 间接的(n)服务提供者：(n)层及其以下各层的实体。 • (n)服务用户：
– (n)实体：(n)层中具有数据收发能力的活动单元。一 般就是该层的软件进程或者实现该层协议的硬件单元。
– (n)对等实体(同等实体)：位于不同子系统的同一层的 实体间的互称。（发送端和接收端处于同一层次的实 体）
*
Network Center (NC) of Qinghai Normal University
2.2 网络分层－－2.2.1分层范例
例子：两个哲学家讨论哲学问题 两个哲学家使用不同的语言
两个哲学家位于不同的国家
哲学 知识
翻译 通信
*
Network Center (NC) of Qinghai Normal University
分层范例
......
(3)
哲学家1
......
(2)
翻译1
......
接口数据单元 IDU
定义：在同一系统的相邻两层实体的一次交互中，经过 层间接口的信息单元，称为(n)接口数据单元。
(n)IDU的具体格式如下：
(n) ICI
(n) 接口数据
✓ (n)ICI:(n)接口控制信息，相邻层次为协调操作而 传 送的控制信息，如通过多少字节、或要求的服 务质量等。
✓ (n)ICI只对数据(PDU)通过接口时有作用，进入下 层后丢弃。
✓ (n)实体自己提供的某些功能。 ✓从(n-1)层及以下各层及本地系统得到的服务。
*
Network Center (NC) of Qinghai Normal University
接口和服务
• (n)服务提供者：
✓ 直接的(n)服务提供者：(n)层实体。 ✓ 间接的(n)服务提供者：(n)层及其以下各层的实体。 • (n)服务用户：
计算机网络的体系结构课件
03
TCP通过流量控制和拥塞控制机制，有效地避免了网络拥塞和数据丢 失的问题。
04
TCP主要适用于需要可靠传输的应用，如网页浏览、电子邮件、文件 传输等。
UDP协议
01
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无 连接的传输层协议。
02
UDP提供了不可靠的数据传输服务，不保证数据的顺序和完整
性，因此可能会出现数据丢失或乱序的情况。
UDP具有简单和高效的特点，适用于对实时性要求较高的应用
03
，如视频会议、在线游戏等。
传输层协议的比较与选择
01 02 03 04
TCP和UDP各有其特点和使用场景，选择哪种协议取决于具体的应用 需求。
对于需要可靠传输的应用，如网页浏览、电子邮件等，TCP是更好的 选择。
万维网使用统一资源定位符（ URL）来标识网页地址，使用超 文本传输协议（HTTP）进行网 页的传输。
HTTP协议
01
HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种应用 层协议，用于传输超文本（例如网页）。
02
它使用请求/响应模型，客户端向服务器发பைடு நூலகம்请求， 服务器返回响应。
。
02
网络体系结构与协议
网络体系结构的概念
01
计算机网络体系结构是指计算机 网络的分层结构，以及每一层的 功能和协议集合。
02
它定义了计算机网络中各个节点 之间的通信方式和数据传输规则 ，是实现网络互连和信息交换的 基础。
OSI参考模型
OSI参考模型是开放系统互联参考模 型的简称，它是一个七层模型，包括 物理层、数据链路层、网络层、传输 层、会话层、表示层和应用层。
TCP通过流量控制和拥塞控制机制，有效地避免了网络拥塞和数据丢 失的问题。
04
TCP主要适用于需要可靠传输的应用，如网页浏览、电子邮件、文件 传输等。
UDP协议
01
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无 连接的传输层协议。
02
UDP提供了不可靠的数据传输服务，不保证数据的顺序和完整
性，因此可能会出现数据丢失或乱序的情况。
UDP具有简单和高效的特点，适用于对实时性要求较高的应用
03
，如视频会议、在线游戏等。
传输层协议的比较与选择
01 02 03 04
TCP和UDP各有其特点和使用场景，选择哪种协议取决于具体的应用 需求。
对于需要可靠传输的应用，如网页浏览、电子邮件等，TCP是更好的 选择。
万维网使用统一资源定位符（ URL）来标识网页地址，使用超 文本传输协议（HTTP）进行网 页的传输。
HTTP协议
01
HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种应用 层协议，用于传输超文本（例如网页）。
02
它使用请求/响应模型，客户端向服务器发பைடு நூலகம்请求， 服务器返回响应。
。
02
网络体系结构与协议
网络体系结构的概念
01
计算机网络体系结构是指计算机 网络的分层结构，以及每一层的 功能和协议集合。
02
它定义了计算机网络中各个节点 之间的通信方式和数据传输规则 ，是实现网络互连和信息交换的 基础。
OSI参考模型
OSI参考模型是开放系统互联参考模 型的简称，它是一个七层模型，包括 物理层、数据链路层、网络层、传输 层、会话层、表示层和应用层。
网络体系结构培训教学课件(PPT84张)
划分层次的概念举例
计算机 1 向计算机 2 通过网络发送文件 。
可以将要做的工作进行如下的划分。 第一类工作与传送文件直接有关。
确信对方已做好接收和存储文件的准备。 双方协调好一致的文件格式。
两个计算机将文件传送模块作为最高的 一层 。剩下的工作由下面的模块负责。
两个计算机交换文件
计算机 1 文件传送模块
2020/7/26
page 15
实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。
对等层：两个不同系统的同名层次。
对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。
协议作用在对等实体之间。
接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的 操作及下层对上层的服务。
服务：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。
意，这里不是要求数据流量小，而是指用于控制、交流的 额外信息流量要尽量少。
2020/7/26
page 7
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。
各层之间是独立的。 灵活性好。 结构上可分割开。 易于实现和维护。 能促进标准化工作。
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。
网络体系结构的几个基本概念
协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、
✓多种通信媒介——有线、无线。 ✓不同种类的设备——通用、专用。 ✓不同的操作系统——Unix、Windows 。 ✓不同的应用环境——固定、移动。 ✓不同种类业务——分时、交互、实时。 ✓用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏 它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。
[精选]网络体系结构培训课件(ppt 56页)
![[精选]网络体系结构培训课件(ppt 56页)](https://img.taocdn.com/s3/m/475ec0c651e2524de518964bcf84b9d528ea2c0d.png)
电气接口匹配
传输比特流
建立、管理、终止连接任务
端到端连接、流量控制 差错检测和重传
基本单位是报文
路由选择、拥塞控制 数据包的分片与重组
数据传输的基本单位是分组
帧同步、差错控制和流量控制
数据传输的基本单位是帧
物理层
通过物理传输比特（bit）流 中继器和集线器 建立、维护和取消物理连接
数据链路层
将比特信息加以组织封装成数据帧（Frame） 通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址
不可靠连接
数字化语音
无连接的服务
不可靠的数据报 电子邮件 有确认的数据报 挂号邮件
请求-应答
数据查询
1.4.2.2 服务原语
服务在形式上是由一组原语（primitive）（或操作） 在描述的。这些原语供用户和其他实体访问该服务。这些 原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的 活动。
原语 请求 指示 响应 证实
服务提供者和服务用户
N层实体实现的服务为N+1层所利用。N层被称为 服务提供者（service provider），N+1层被称为 服务用户（service user）。服务是在服务接入点 SAP（service access point）提供给上层使用的。
第 n＋1 层 接口
第n层
1.4.2 接口与服务
含义 一个实体希望得到完成某些操作的服务 通知一个实体有某个事件发生 一个实体希望响应一个事件 返回对先前请求的响应
1.4.3 服务与协议的关系
服务是各层向它上层提供的一组原语（操作）。 服务定义了该层能够代表它的上层完成的操作，但没有涉 及这些操作是如何完成的。
协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的 格式及意义的一组规则。
传输比特流
建立、管理、终止连接任务
端到端连接、流量控制 差错检测和重传
基本单位是报文
路由选择、拥塞控制 数据包的分片与重组
数据传输的基本单位是分组
帧同步、差错控制和流量控制
数据传输的基本单位是帧
物理层
通过物理传输比特（bit）流 中继器和集线器 建立、维护和取消物理连接
数据链路层
将比特信息加以组织封装成数据帧（Frame） 通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址
不可靠连接
数字化语音
无连接的服务
不可靠的数据报 电子邮件 有确认的数据报 挂号邮件
请求-应答
数据查询
1.4.2.2 服务原语
服务在形式上是由一组原语（primitive）（或操作） 在描述的。这些原语供用户和其他实体访问该服务。这些 原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的 活动。
原语 请求 指示 响应 证实
服务提供者和服务用户
N层实体实现的服务为N+1层所利用。N层被称为 服务提供者（service provider），N+1层被称为 服务用户（service user）。服务是在服务接入点 SAP（service access point）提供给上层使用的。
第 n＋1 层 接口
第n层
1.4.2 接口与服务
含义 一个实体希望得到完成某些操作的服务 通知一个实体有某个事件发生 一个实体希望响应一个事件 返回对先前请求的响应
1.4.3 服务与协议的关系
服务是各层向它上层提供的一组原语（操作）。 服务定义了该层能够代表它的上层完成的操作，但没有涉 及这些操作是如何完成的。
协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的 格式及意义的一组规则。
现代计算机网络体系结构分析(ppt 41页)PPT学习课件
二、国际标准
1946年成立的国际标准化组织 ISO 负责制定各种国际标准，ISO 有89个成员国家，85 个其他成员。
ISO 有200 多个技术委员会TC，每个技术委员会下设若干分委员 会SC，每个分委员会由由若干工作组WG 组成。
2.3 典型计算机网络的参考模型 ( 2 )
例如：TC97 - 计算机和信息处理 TC97/SC21/WG1 - OSI 体系结构、概念性方案和形式描述
网络功能的分层 协议的分层 体系结构的分层
协议分层易于协议的设计、分析、实现和测试。
2.2 计算机网络的体系结构 ( 2 )
2.2.1 计算机网络功能的分层
计算机网络的基本功能：是为地理位置不同的计算机用户之间提供访问 通路。
下述功能是必须提供的： 1. 连接源结点和目的结点的物理传输线路，可以经过中间结点； 2. 每条线路两端的结点利用波形进行二进制通信； 3. 无差错的信息传送 4. 多个用户共享一条物理线路 5. 按照地址信息，进行路由选择 6. 信息缓冲和流量控制 7. 会话控制 8. 满足各种用户的访问要求
2.3 典型计算机网络的参考模型 ( 4 )
2.3.2 OSI (Open System Interconnection) 参考模型
1983年ISO 的 OSI 模型正式成为国际标准。 Fig. 1-16, Fig. 1-17 1. 物理层（The Physical Layer）
每一相邻层之间有一个接口（Interface），它定义了下层向上层提供 的原语操作和服务。
2.2 计算机网络的体系结构 ( 5 )
对于第N层协议来说，它有如下特性： 1. 不知道上、下层的内部结构； 2. 独立完成某种功能； 3. 为上层提供服务； 4. 使用下层提供的服务。
1946年成立的国际标准化组织 ISO 负责制定各种国际标准，ISO 有89个成员国家，85 个其他成员。
ISO 有200 多个技术委员会TC，每个技术委员会下设若干分委员 会SC，每个分委员会由由若干工作组WG 组成。
2.3 典型计算机网络的参考模型 ( 2 )
例如：TC97 - 计算机和信息处理 TC97/SC21/WG1 - OSI 体系结构、概念性方案和形式描述
网络功能的分层 协议的分层 体系结构的分层
协议分层易于协议的设计、分析、实现和测试。
2.2 计算机网络的体系结构 ( 2 )
2.2.1 计算机网络功能的分层
计算机网络的基本功能：是为地理位置不同的计算机用户之间提供访问 通路。
下述功能是必须提供的： 1. 连接源结点和目的结点的物理传输线路，可以经过中间结点； 2. 每条线路两端的结点利用波形进行二进制通信； 3. 无差错的信息传送 4. 多个用户共享一条物理线路 5. 按照地址信息，进行路由选择 6. 信息缓冲和流量控制 7. 会话控制 8. 满足各种用户的访问要求
2.3 典型计算机网络的参考模型 ( 4 )
2.3.2 OSI (Open System Interconnection) 参考模型
1983年ISO 的 OSI 模型正式成为国际标准。 Fig. 1-16, Fig. 1-17 1. 物理层（The Physical Layer）
每一相邻层之间有一个接口（Interface），它定义了下层向上层提供 的原语操作和服务。
2.2 计算机网络的体系结构 ( 5 )
对于第N层协议来说，它有如下特性： 1. 不知道上、下层的内部结构； 2. 独立完成某种功能； 3. 为上层提供服务； 4. 使用下层提供的服务。
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➢应用层——报文（Message）
➢传输层——数据段（Segment）
➢网络层——分组（数据包）（Packet）
➢数据链路层——数据帧（Frame）
➢物理层——比特（Bit）
02.11.2020
page 13
▪数据封装
一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首 先必须打包，打包的过程称为封装。 封装就是在数据前面加上特定的协议头部。
公路，铁路，航空
问题： 1、收信人与发信人之间、邮政局之间，他们是在直接通信吗？ 2、邮政局、运输系统各向谁提供什么样的服务？ 3、邮政局、收发信人各使用谁提供的什么服务？
02.11.2020
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对等层通信的实质：
对等层实体之间虚拟通信 下层向上层提供服务 实际通信在最底层完成
右图给出了对等层通信 更一般的抽象。
系统A
报文
N+1 N N-1
系统B
报文
Pn+1
N+1
Pn
N
Pn-1
N-1
3
P3
3
2
P2
2
1
P1
1
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物理通信线路
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在网络体系结构中，对等层协议之间交换的信息 单元统称为协议数据单元(PDU,Protocol Data Unit)。
而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名 称：
处理网络应用
端到端的连接
寻址和最短路径
(未定义实质内容, 由具体物理网络提 供相应功能)
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两个开放系统之间的通信——对等层通信
网络体系结构禁止不同主机的对等层之间的直接 通信。(想一想，为什么?)
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。
✓上层使用下层提供的服务—Service user
第三章 网络体系结构
本章重点
层次化体系结构：OSI、TCP/IP 主要层的功能及相关协议
– 物理层 – 数据链路层 – 网络层 – 传输层 – 应用层
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3.1网络体系结构
网络体系结构发展的背景——网络的状况
✓多种通信媒介——有线、无线、。。。 ✓不同种类的设备——通用、专用、。。。 ✓不同的操作系统——Unix、DOS、Windows、。。。 ✓不同的应用环境——固定、移动、。。。 ✓不同种类业务——分时、交互、实时、。。。 ✓宝贵的投资和积累——有形、无形、。。。 ✓用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏
不同层具有各自不同的协议。
实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。 对等层：两个不同系统的同名层次。
对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。
协议是对等实体之间互相交流所使用的语言。
接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的 操作及下层对上层的服务。
服务：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。
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处理网络应用 数据表示 主机间通信 进程间的连接 寻址和最短路径 介质访问（接入）的国际标准
TCP/IP体系结构将网络的不同功能划分 为4层
4 应用层Application 3 传输层transport 2 网际层Internetwork 1 网络接口层
它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。这 种状态称为网络的异质性。
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问题: 异质环境中任意两台计算机之间如何通信?
网络体系结构就是一种粘合剂，它使这些用不 同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的 应用环境下实现互操作性，并满足各种业务的需 求，它营造了一种“生存空间”——任何厂商的 任何产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行 为规则，就能够在其中生存并发展。
3.通信双方的数据传输要遵循哪些规 则？（协议）
层次结构方法包括三个内容：分层及每层功能，服务 与层间接口，协议。
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层次结构方法的优点
✓把网络操作分成复杂性较低的单元，结构清晰，易于 实现和维护
✓定义并提供了具有兼容性的标准接口
✓使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块
✓下层向上层提供服务—Service provider
以两个人使用信件进行信息交流为例 (见下页图)
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对等层通信示例：中德教师之间的对话
发信人 信件内容 邮政局 邮件地址 运输系统 货物地址
对信件内容的共识
P3
对信件如何传递的共识
P2
对货物如何运输的共识
P1
信件内容 收信人 邮件地址 邮政局 货物地址 运输系统
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各层次要实现的功能
封装和解封装
发送端在数据前加上控制头，接收端将头部去掉
差错控制
在对等实体之间实现无差错的通信
流量控制
对发送端的发送速率进行控制，以便接收端来得及接收
分段和装配
发送端把数据块分割成更小的单位分开传送，接收端收到后再组 装起来
复用和解复用
在一条低层连接上支持多个高层会话
连接的管理
在传输数据前建立连接并维护这个连接，数据传送完后释放连接
✓ 每层实现以上一种或多种功能
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3.2开放系统互联参考模型（OSI/RM）
▪OSI/RM国际标准的正式文本是ISO 7498 ▪OSI体系结构将网络的不同功能划分为7层
7 应用层Application 6 表示层Presentation 5 会话层session 4 传输层transport 3 网络层Network 2 数据链路层Data Link 1 物理层Physical
网络体系结构解决异质性问题采用的是分层方 法。——把复杂的网络互联问题划分为若干个较 小的、单一的问题，在不同层上予以解决。
就像编程时把问题分解为很多小的模块来解决一样。
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层次结构方法要解决的问题
1.网络应该具有哪些层次？每一层的 功能是什么？（分层与功能）
2.各层之间的关系是怎样的？它们如 何进行交互？（服务与接口）
✓独立性强——上层只需了解下层通过层间接口提供什 么服务—黑箱方法
✓适应性强——只要服务和接口不变，层内实现方法可 任意改变
✓一个区域网络的变化不会影响另外一个区域的网络， 因此每个区域的网络可单独升级或改造
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网络体系结构的几个基本概念
协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、 标准或约定。(=语义+语法+规则)
➢传输层——数据段（Segment）
➢网络层——分组（数据包）（Packet）
➢数据链路层——数据帧（Frame）
➢物理层——比特（Bit）
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▪数据封装
一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首 先必须打包，打包的过程称为封装。 封装就是在数据前面加上特定的协议头部。
公路，铁路，航空
问题： 1、收信人与发信人之间、邮政局之间，他们是在直接通信吗？ 2、邮政局、运输系统各向谁提供什么样的服务？ 3、邮政局、收发信人各使用谁提供的什么服务？
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对等层通信的实质：
对等层实体之间虚拟通信 下层向上层提供服务 实际通信在最底层完成
右图给出了对等层通信 更一般的抽象。
系统A
报文
N+1 N N-1
系统B
报文
Pn+1
N+1
Pn
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N-1
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P2
2
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物理通信线路
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在网络体系结构中，对等层协议之间交换的信息 单元统称为协议数据单元(PDU,Protocol Data Unit)。
而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名 称：
处理网络应用
端到端的连接
寻址和最短路径
(未定义实质内容, 由具体物理网络提 供相应功能)
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两个开放系统之间的通信——对等层通信
网络体系结构禁止不同主机的对等层之间的直接 通信。(想一想，为什么?)
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。
✓上层使用下层提供的服务—Service user
第三章 网络体系结构
本章重点
层次化体系结构：OSI、TCP/IP 主要层的功能及相关协议
– 物理层 – 数据链路层 – 网络层 – 传输层 – 应用层
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3.1网络体系结构
网络体系结构发展的背景——网络的状况
✓多种通信媒介——有线、无线、。。。 ✓不同种类的设备——通用、专用、。。。 ✓不同的操作系统——Unix、DOS、Windows、。。。 ✓不同的应用环境——固定、移动、。。。 ✓不同种类业务——分时、交互、实时、。。。 ✓宝贵的投资和积累——有形、无形、。。。 ✓用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏
不同层具有各自不同的协议。
实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。 对等层：两个不同系统的同名层次。
对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。
协议是对等实体之间互相交流所使用的语言。
接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的 操作及下层对上层的服务。
服务：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。
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处理网络应用 数据表示 主机间通信 进程间的连接 寻址和最短路径 介质访问（接入）的国际标准
TCP/IP体系结构将网络的不同功能划分 为4层
4 应用层Application 3 传输层transport 2 网际层Internetwork 1 网络接口层
它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。这 种状态称为网络的异质性。
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问题: 异质环境中任意两台计算机之间如何通信?
网络体系结构就是一种粘合剂，它使这些用不 同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的 应用环境下实现互操作性，并满足各种业务的需 求，它营造了一种“生存空间”——任何厂商的 任何产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行 为规则，就能够在其中生存并发展。
3.通信双方的数据传输要遵循哪些规 则？（协议）
层次结构方法包括三个内容：分层及每层功能，服务 与层间接口，协议。
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层次结构方法的优点
✓把网络操作分成复杂性较低的单元，结构清晰，易于 实现和维护
✓定义并提供了具有兼容性的标准接口
✓使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块
✓下层向上层提供服务—Service provider
以两个人使用信件进行信息交流为例 (见下页图)
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对等层通信示例：中德教师之间的对话
发信人 信件内容 邮政局 邮件地址 运输系统 货物地址
对信件内容的共识
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对信件如何传递的共识
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对货物如何运输的共识
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信件内容 收信人 邮件地址 邮政局 货物地址 运输系统
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各层次要实现的功能
封装和解封装
发送端在数据前加上控制头，接收端将头部去掉
差错控制
在对等实体之间实现无差错的通信
流量控制
对发送端的发送速率进行控制，以便接收端来得及接收
分段和装配
发送端把数据块分割成更小的单位分开传送，接收端收到后再组 装起来
复用和解复用
在一条低层连接上支持多个高层会话
连接的管理
在传输数据前建立连接并维护这个连接，数据传送完后释放连接
✓ 每层实现以上一种或多种功能
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3.2开放系统互联参考模型（OSI/RM）
▪OSI/RM国际标准的正式文本是ISO 7498 ▪OSI体系结构将网络的不同功能划分为7层
7 应用层Application 6 表示层Presentation 5 会话层session 4 传输层transport 3 网络层Network 2 数据链路层Data Link 1 物理层Physical
网络体系结构解决异质性问题采用的是分层方 法。——把复杂的网络互联问题划分为若干个较 小的、单一的问题，在不同层上予以解决。
就像编程时把问题分解为很多小的模块来解决一样。
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层次结构方法要解决的问题
1.网络应该具有哪些层次？每一层的 功能是什么？（分层与功能）
2.各层之间的关系是怎样的？它们如 何进行交互？（服务与接口）
✓独立性强——上层只需了解下层通过层间接口提供什 么服务—黑箱方法
✓适应性强——只要服务和接口不变，层内实现方法可 任意改变
✓一个区域网络的变化不会影响另外一个区域的网络， 因此每个区域的网络可单独升级或改造
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网络体系结构的几个基本概念
协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、 标准或约定。(=语义+语法+规则)