第三章网络体系结构1

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二、 与网络层次体系结构相关的常见概念
网络的体系结构：计算机网络的各层及其协议的集合称为. 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。
网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 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
3.2.1物理层 一、物理层的功能和特性 1、物理层的功能 实现两个网络设备之间二进制位流的透明传输，对上层（数据链 路层）屏蔽物理传输介质的差异；利用传输介质为通信的网络 结点之间建立、管理和释放物理连接； 2、物理层的特性 物理层涉及机械、电气、功能、过程接口四个方面的特性。 1）机械特性 机械特性规定了物理连接时所使用接插式连接的形状和尺寸，引 脚数与排列方式。 2）电气特性 电气特性规定了在物理层传输二进制比特流信号电平的高低，阻 抗匹配，传输速率，传输距离。
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链路层向下与物理层连接，向上与网络层连接，完成的任务 是实现与“相邻节点“的无差错透明通信。 一、数据链路层的主要功能归纳如下： （1）链路管理 数据链路的建立、维持和释放就叫做链 路管理。 （2）信息的帧化 以帧位单位进行传送。 （3）流量控制(flow control)
不允许出现发送速度超过 接收能力的现象。
传输层的功能（传输层是整个网络体系结构中的关键部分）
传输层的主要功能是向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务； 处理数据包错误、数据包次序、流控，以及其他一些关键传输问 题；具体如下： 1、映射传输层地址到网络地址 传输层要在用户进程之间提供可靠和有效的端到端服务，必须把 一个目标用户进程和其他的用户进程区分开来，这是由传输地址 来实现的。传输地址的构成有两种办法： （1）层次地址 该地址由一系列的域组合而成，把它们在空间上分开来。 例如 （地址）=<国家><网络><主机><端口> （2）平面地址空间
（4）差错控制 （5）透明传输 重发、校验机制。 零比特填充
（6）帧同步
（7）寻址
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3.2.3网络层
网络层模型
传输层
主机A 主机B
网络连接
网络层
结点 1 结点 2 结点 3
数据链路连接
数据链路连接
数据链路层 网络层是通信子网的最高层，对上层用户屏蔽了子网通信的 细节，如子网类型、拓扑结构、子网数目，向上层提供一致 的服务、统一的地址
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; 网络协议是按层次结构来组织的； 网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结 构； 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精 确的定义； 体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬件 和软件。
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实体、服务、服务原语的概念 实体这一名词表示任何可发送或接收信息的硬件或软件 服务是网络中各层向其相邻上层提供的一组功能集合，是单向 的，在形式上是由一组原语（或操作）来描述的。有面向连接 服务与无连接服务之分。 服务原语提供用户实体访问该服务或向用户实体报告某事件的 发生。分四类请求、指示、响应、确认。可以带参数。其中有 确认的服务包括了完整的四步， 服务与协议的关系 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。 但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提 供的。上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命 令，这些命令在OSI中称为服务原语。
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下图画的是EIA-232最常用的10根引脚的作用，括弧中的数目为 引脚的编号。
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3.2.2 数据链路层的基本概念 链路(link)就是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任 何其他的交换结点。 数据链路(data link)则是另一个概念。这是因为当需要在一 条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须 有一些必要通信协议来控制这些数据的传输。 也有人采用另外的术语。这就是将链路分为物理链路和 逻辑链路。物理链路就是上面所说的链路，而逻辑链路就是 上面的数据链路，是物理链路加上必要的通信协议。
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二、 网络服务
1、面向连接的服务—虚电路服务 典型的网络协议—X.25。 适于传输要求高可靠性、连接大量传输的应用。 2、无连接的服务—数据报 典型的网络协议为互联网协议IP。 适于传送信息不太长的应用，但效率高，可靠性差，随着通讯 条件的提高，应用广泛。
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3.2.4
传输层
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3.2 OSI参考模型 1977年国际标准化组织(ISO)的技术委员会专门研究开放 系统互连，直到1983年，终于形成了开放系统互连基本参 考模型的正式文件，即著名的ISO7498国际标准。在OSI中 的“开放”是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于 世界上任何地方、同样遵循同一标准的其它任何系统进行 通信； OSI标准中，采用的是三级抽象： 体系结构（architecture） 服务定义（service definition） 协议说明（protocol specification）
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OSI 体系结构 (architecture) 具体地定义了 一个七层模型，用来进行进程之间的通信。这七 层模型自下而上为物理层、数据链路层、网络层、 传输层、会话层、表示层和应用层。
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ISO/OSI网络模型
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完整的OSI数据传递与流动过程
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1）机械特性 RS-232-C为25芯连接器。 2）电气特性 信号电平：-15~-5V，表示逻辑“1”；+5~+15V，表示 逻辑“0”； 传送距离：15m； 3）功能特性 定义21根接口线，分五类： A类：地线；B类：数据线；C类：控制线；D类：定 时线；S类：辅助信号线。 4）规程特性 整个过程： 主叫端拨号，建立连接过程； 发送数据； 线路拆除。
在任何相邻两层之间的关系可概括为下图所示的那样。在服
务提供者的上一层的实体，也就是“服务用户”，它使用服务 提供者所提供的服务。
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三、 分层的好处
（1）各层之间是独立的。 （2）灵活性好。
书写信件 贴邮票 送邮箱 收集信件 盖邮戳 信件分拣 信件打包 送运输部门
社会上存在的邮政系统
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传输层的功能
2、多路复用与分割 1）一对一 2）多对一（向上多路复用） 3）一对多（分割或向下多路复用） 3、传输连接的建立与释放 4、分段与重组 5、组合与分解
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3.2.5会话层
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服务访问点、服务数据单元、协议数据单元的概念 在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方，
通常称为服务访问点SAP (Service Access Point)。
OSI将层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU (Service Data Unit) 在对等层次上传送的数据，其单位都称为该层的协议数据单元 PDU (Protocol Data Unit)。
发信者 通信者活动 收信者 通信者活动 阅读信件
（3）结构上可分割开。
（4）易于实现和维护。
邮局服务业务
邮局服务业务
信件投递 信件分拣
邮局转送业务
邮局转送业务
分发邮件 邮件拆包 转送邮局 接收邮包
（5）能促进标准化工作。
路由选择 运输 运输部门的邮件运输业务
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四、网络层次划分的原则（可参考P67OSI分层原则）

网中各结点都具有相同的层次； 不同结点的同等层具有相同的功能； 同一结点内相邻层之间通过接口通信； 每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。 层次的划分应该有助于制定网络协议的国际标准。
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五、常见的网络层次模型 1. OSI/RM参考模型 OSI标准中采用体系结构、服务定义、协议规格说明三级抽 象，将网络分成：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会 话层、表示层、应用层。 2.TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型将网络分成：网络接口层、网络层、传输 层、应用层。 ３．LAN参考模型 LAN 参考模型是 IEEE 制定的标准。它将网络分成：逻辑链路 控制层、介质访问控制层、物理层。 (1) 逻辑链路控制（LLC，Logical Link Contral）层 (2) 介质访问控制（MAC，Media Access Contral）层 (3) 物理层
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第三章 网络体系结构
3.1 网络层次体系结构 3.2 OSI参考模型 3.3 TCP/IP体系结构 3.4 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 3.5 总结 本章学习重点 1. 了解什么是网络层次模型 2. OSI/RM、TCP/IP模型的分层情况及各层的 主要功能
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3.1 网络层次体系结构
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3）功能特性 功能特性说明接口信号引脚的功能分配和确切 定义。 4）过程特性 过程特性规定了利用信号线进行二进制比特流 传输的操作过程。 二、物理层的协议 两种最常用的接口标准：RS-232-C/V.24和X.21。 1. 模拟传输的DTE/DCE 标准RS-232-C/V.24 RS-232-C 是美国电子工业协议EIA1969 年发布的标准，它 与 CCITT 推荐的 V.24 安全兼容，它规定了计算机或终端设备与 MODEM 之间的物理层标准。