计算机网络基础知识及体系结构.
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1．OSI参考模型层次划分原则
层 应用层协议 7 应用层 表示层协议 6 表示层 会话层协议 5 会话层 传输层协议 4 传输层 通信子网边界 内部子网协议 3 网络层 网络层 网络层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层
2
数据链路层
数据链路层
数据链路层
数据链路层
1
物理层
物理层 路由器
物理层 路由器
2.2 协议与划分层次
1）网络协议 协议的定义 协议三要素 （1）语法 （2）语义 （3）同步
2）协议分层 为简化问题、减少协议设计的复杂性，大多 数网络都采用类似于外交官的层次结构，按层或 级的方式来组织，因此协议也是分层次的。
3 外交官层 外交领域 外交官层
语言领域 2 语言层 通信领域 1 通信层 通信层 语言层
图2-18 TCP/IP协议模型
1) 网络接口层
TCP/IP协议对这一层描述得很少，一般网络接口层提 供了TCP／IP协议与各种物理网络的接口，为数据报的 传送和校验提供了可能。
2) 网际层
网络接口层只提供了简单的数据流传送服务，而在 Intenet中网络与网络之间的数据传输主要依赖于网际层中 的IP协议（Internet Protocol）。 IP的功能包括如下3项： ① 管理Internet中的地址
图2-14 外交官的层次结构
网络通信中的分层概念
计算机1
文件及文件传送命令
文件传送模块 与通信有关的报文命令 文件传送模块 通信服务模块
计算机2
通信服务模块 网络接入模块
网络接口
网络接口 网络接入模块 通信网络
P22 图2－1 划分层次举例
3）各层设计问题
• 为什么要采用分层次的结构 （p22) • 分层所要实现的功能（5项） • 网络体系结构概念：(p23)计算机网络的各层及其协议的集合 • 网络分层基本规则 ① 根据不同层次的抽象分层。 ② 每层应当实现一个定义明确的功能。 ③ 每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。 ④ 各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。 ⑤ 层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但 也不能太多，否则体系结构会过于庞大，并将增加各层 服务的开销。
7) 应用层（Application Layer）
应用层完成的主要功能如下： ① 作为用户应用程序与网络间的接口。 ② 使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系。
3. OSI模型的数据流向
发送进程 层 7 6 5 4 3 2 1 应用层 表示层 会话层 传输层 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 网络层协议 NH DH TH SH PH AH 数据 数据 数据 数据报文 数据分组 数据帧 比特 物 理 媒 体 DT 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 数据 接收进程
物理层
主机A
网络层主机----路由器协议 数据链路层主机----路由器协议 物理层主机----路由器协议
主机B
图2-16 OSI参考模型及协议
2. OSI参考模型的七层协议及其功能
1) 物理层 (Physical Layer) ① 二进制在线路上的表示和传输二进制“位”信号， 即“透明”地传送比特流，数据单位是比特（Bit)。 ② 指定传输方式的要求。 ③ 当建立、维护与其他设备的物理连接时，提供需 要的机械、电气、功能特性和规程特性。
2) 数据链路层 (Data Link Layer)
数据链路层无差错地传送以帧为单位的数据，具体功能有： ① 数据链路的建立、维护与释放链路的管理工作。 ② 将传输数据增加的同步信息、校验信息及地址信息封装 成数据帧。 ③ 数据帧传输顺序的控制。 ④ 差错检测与控制。 ⑤ 数据流量控制
3) 网络层 (Network Layer)
发送端 第 n 层实体 第 n 层协议
接收端 第 n 层实体
第n-1 层实体
第 n-1 层协议
第n-1层实体
第 2 层实体
第 1 层实体
…
第 2 层协议 第 1 层协议 物 理 介 质
第 2 层实体
第 1 层实体
…
图2-15 协议层次结构
2.3 计算机网络ຫໍສະໝຸດ Baidu原理体系结构
2.3.1 从OSI体系结构到原理体系结构
4．TCP/IP协议的层次结构和作用
TCP／IP协议也采用了层次体系结构，所涉及的层次 包括网络接口层、传输层、网际层和应用层。
层 7 6 5 4 3 2 1 OSI模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 与各种网络的接口 RIP TCP IP UDP ICMP 各种应用层协议 （HTTP、Telnet、FTP、 SMTP等） TCP/IP协议
5）会话层（Session Layer） 会话层完成的主要功能如下： ① 允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。 ② 管理会话。 ③ 使用远程地址建立连接。 6) 表示层（Presentation Layer） 表示层完成的主要功能有： ① 对数据编码格式进行转换。 ② 数据压缩与恢复。 ③ 建立数据交换格式。 ④ 数据的安全与保密。 ⑤ 其他特殊服务。
第2章 计算机网络的协议与体系结构
2.1 计算机网络体系结构的形成 2.2 协议与划分层次 2.3 计算机网络的原理体系结构 2.4 OSI参考模型与TCP/IP体系结构 的比较 2.5 客户－服务器方式 2.6 本章小结 习 题
2.1 计算机网络体系结构的形成
1）网络上两台计算机间数据传输的基本过程（p20） 2）建立统一网络体系结构的必要性 3）开放系统互联基本参考模型OSI/RM 开放：能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系 统进行连接。 系统：指在现实系统中与互联有关的各部分。 ISO 7498国际标准（1983年），即七层协议标准 4）网络体系结构事实上的国际标准TCP/IP
网络层为分组交换网上的不同主机提供通信，数据传送的 单位是分组或包。具体完成的功能如下： ① 选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够 按照地址找到目的主机。
4) 运输层 (Transport Layer ) 运输层负责主机中两个进程之间的通信，数 据传输的单位是报文段。运输层主要完成的功能 有： ① 分割和重组报文。 ② 提供可靠的端到端的服务。 ③ 传输层的流量控制。 ④ 提供面向连接的和无连接数据的传输服务。
层 应用层协议 7 应用层 表示层协议 6 表示层 会话层协议 5 会话层 传输层协议 4 传输层 通信子网边界 内部子网协议 3 网络层 网络层 网络层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层
2
数据链路层
数据链路层
数据链路层
数据链路层
1
物理层
物理层 路由器
物理层 路由器
2.2 协议与划分层次
1）网络协议 协议的定义 协议三要素 （1）语法 （2）语义 （3）同步
2）协议分层 为简化问题、减少协议设计的复杂性，大多 数网络都采用类似于外交官的层次结构，按层或 级的方式来组织，因此协议也是分层次的。
3 外交官层 外交领域 外交官层
语言领域 2 语言层 通信领域 1 通信层 通信层 语言层
图2-18 TCP/IP协议模型
1) 网络接口层
TCP/IP协议对这一层描述得很少，一般网络接口层提 供了TCP／IP协议与各种物理网络的接口，为数据报的 传送和校验提供了可能。
2) 网际层
网络接口层只提供了简单的数据流传送服务，而在 Intenet中网络与网络之间的数据传输主要依赖于网际层中 的IP协议（Internet Protocol）。 IP的功能包括如下3项： ① 管理Internet中的地址
图2-14 外交官的层次结构
网络通信中的分层概念
计算机1
文件及文件传送命令
文件传送模块 与通信有关的报文命令 文件传送模块 通信服务模块
计算机2
通信服务模块 网络接入模块
网络接口
网络接口 网络接入模块 通信网络
P22 图2－1 划分层次举例
3）各层设计问题
• 为什么要采用分层次的结构 （p22) • 分层所要实现的功能（5项） • 网络体系结构概念：(p23)计算机网络的各层及其协议的集合 • 网络分层基本规则 ① 根据不同层次的抽象分层。 ② 每层应当实现一个定义明确的功能。 ③ 每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。 ④ 各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。 ⑤ 层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但 也不能太多，否则体系结构会过于庞大，并将增加各层 服务的开销。
7) 应用层（Application Layer）
应用层完成的主要功能如下： ① 作为用户应用程序与网络间的接口。 ② 使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系。
3. OSI模型的数据流向
发送进程 层 7 6 5 4 3 2 1 应用层 表示层 会话层 传输层 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 网络层协议 NH DH TH SH PH AH 数据 数据 数据 数据报文 数据分组 数据帧 比特 物 理 媒 体 DT 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 数据 接收进程
物理层
主机A
网络层主机----路由器协议 数据链路层主机----路由器协议 物理层主机----路由器协议
主机B
图2-16 OSI参考模型及协议
2. OSI参考模型的七层协议及其功能
1) 物理层 (Physical Layer) ① 二进制在线路上的表示和传输二进制“位”信号， 即“透明”地传送比特流，数据单位是比特（Bit)。 ② 指定传输方式的要求。 ③ 当建立、维护与其他设备的物理连接时，提供需 要的机械、电气、功能特性和规程特性。
2) 数据链路层 (Data Link Layer)
数据链路层无差错地传送以帧为单位的数据，具体功能有： ① 数据链路的建立、维护与释放链路的管理工作。 ② 将传输数据增加的同步信息、校验信息及地址信息封装 成数据帧。 ③ 数据帧传输顺序的控制。 ④ 差错检测与控制。 ⑤ 数据流量控制
3) 网络层 (Network Layer)
发送端 第 n 层实体 第 n 层协议
接收端 第 n 层实体
第n-1 层实体
第 n-1 层协议
第n-1层实体
第 2 层实体
第 1 层实体
…
第 2 层协议 第 1 层协议 物 理 介 质
第 2 层实体
第 1 层实体
…
图2-15 协议层次结构
2.3 计算机网络ຫໍສະໝຸດ Baidu原理体系结构
2.3.1 从OSI体系结构到原理体系结构
4．TCP/IP协议的层次结构和作用
TCP／IP协议也采用了层次体系结构，所涉及的层次 包括网络接口层、传输层、网际层和应用层。
层 7 6 5 4 3 2 1 OSI模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 与各种网络的接口 RIP TCP IP UDP ICMP 各种应用层协议 （HTTP、Telnet、FTP、 SMTP等） TCP/IP协议
5）会话层（Session Layer） 会话层完成的主要功能如下： ① 允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。 ② 管理会话。 ③ 使用远程地址建立连接。 6) 表示层（Presentation Layer） 表示层完成的主要功能有： ① 对数据编码格式进行转换。 ② 数据压缩与恢复。 ③ 建立数据交换格式。 ④ 数据的安全与保密。 ⑤ 其他特殊服务。
第2章 计算机网络的协议与体系结构
2.1 计算机网络体系结构的形成 2.2 协议与划分层次 2.3 计算机网络的原理体系结构 2.4 OSI参考模型与TCP/IP体系结构 的比较 2.5 客户－服务器方式 2.6 本章小结 习 题
2.1 计算机网络体系结构的形成
1）网络上两台计算机间数据传输的基本过程（p20） 2）建立统一网络体系结构的必要性 3）开放系统互联基本参考模型OSI/RM 开放：能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系 统进行连接。 系统：指在现实系统中与互联有关的各部分。 ISO 7498国际标准（1983年），即七层协议标准 4）网络体系结构事实上的国际标准TCP/IP
网络层为分组交换网上的不同主机提供通信，数据传送的 单位是分组或包。具体完成的功能如下： ① 选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够 按照地址找到目的主机。
4) 运输层 (Transport Layer ) 运输层负责主机中两个进程之间的通信，数 据传输的单位是报文段。运输层主要完成的功能 有： ① 分割和重组报文。 ② 提供可靠的端到端的服务。 ③ 传输层的流量控制。 ④ 提供面向连接的和无连接数据的传输服务。