第二章计算机网络体系结构讲课教案
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第二章 计算机网络体系结构
本章主要内容 网络体系结构的百度文库本概念 开放系统互连参考模型 TCP/IP体系结构 计算机局域网协议
计算机网络技术及应用
1
2.1 网络体系结构的基本概念
1 网络的层次结构
计算机网络是一个复杂的系统。为了降低系统设计 和实现的难度，把计算机网络要实现的功能进行结 构化和模块化的设计，将整体功能分为几个相对独 立的子功能层次，各个功能层次间进行有机的连接， 下层为其上一层提供必要的功能服务。这种层次结 构的设计称为网络层次结构模型。
到广泛应用的并不是国际标准的OSI，而是 应用在Internet上的非国际标准的TCP/IP 体系结构。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能
网络层（Network Layer）
数据在网络层被转换为数据分组，然后通过 路径选择、流量、差错、顺序、进/出路由 等控制，将数据从物理连接的一端传送到另 一端，并负责点到点之间通信联系的建立、 维护和结束。它通过执行路由算法，为分组 通过通信子网选择最适当的路径，还要执行 拥塞控制与网络互连等功能，是OSI参考模 型中最复杂的一层。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 表示层（Presentation Layer）
表示层是为了在不同系统之间的不同信息表 示能够相互理解对方数据的含义以便进行通 信而设置的，它负责将数据转换为发送方和 接收方都能识别的格式。 另外，表示层还负责诸如数据压缩和恢复、 加密和解密等服务。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 会话层（Session Layer）
会话层负责控制每一网络节点究竟什么时间 可以传送与接收数据，为不同用户提供建立 会话关系，并对会话进行有效管理。例如， 当许多用户同时收发信息时，该层主要控制、 决定何时发送或接收信息，才不会有“碰撞” 发生。
OSI参考模型试图达到一种理想境界，即全
世界的计算机网络都遵循这统一的标准，所
有的计算机都能方便的互连和交换数据，然
而由于OSI标准制定周期长、协议实现过分 复杂及OSI的层次划分不太合理等原因。当 到了20世纪90年代初期，虽然整套的OSI 标准都已制定出来，但当时的Internet在全
世界的范围形成规模，因此网络体系结构得
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准 或约定即为网络协议。
网络协议一般由语法、语义和时序三要素组 成。
计算机网络技术及应用
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2.1 网络体系结构的基本概念
3 网络体系结构
计算机网络的层次及各层协议的集合， 即是网络体系结构（Architecture）。 具体地说，网络体系结构是关于计算 机网络应设置哪几层，每个层次又应 提供哪些功能的精确定义。
网络层次结构模型的好处是：各层之间相互独立， 各层实现技术的改变不影响其他层，易于实现和维 护，有利于促进标准化，为计算机网络协议的设计 和实现提供了很大方便。
计算机网络技术及应用
2
2.1 网络体系结构的基本概念
2 网络协议
网络中的两个实体要实现通信，它们必须具有 相同的语言，交流什么、怎样交流及何时交流 等，必须遵守有关实体间某些相互都能接受的 一些规则，这些规则的集合称为协议。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 传输层（Transport Layer）
传输层是面向应用的高层和与网络有关的低 层协议之间的接口，其下三层与数据传输有 关，其上三层与应用有关。传输层提供在不 同系统间数据传输服务，在网内两实体间建 立端到端通信信道，提供两端点之间的可靠、 透明数据传输；执行端到端差错检测和恢复， 顺序控制和流量控制功能，并管理多路复用。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
2 OSI参考模型层次划分的原则
网络中所有节点都划分为相同的层次结构， 每个相同的层次都有相同的功能
同一节点内各相邻层次之间通过接口协议进 行通信
每一层使用下一层提供的服务，并向它的上 层提供服务
不同节点的同等层按照协议实现同等层之间 的通信
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 数据链路层（Data Link Layer） 在物理层传送的比特流的基础上，数据链路层负责建
立相邻节点之间的数据链路，提供节点之间的可靠 的数据传输。这一层将接收到的二进制数据流封装 成帧（包含目的地址、源地址、数据段以及其他控 制信息），然后按顺序传输帧，并负责处理接收端 发回的确认帧的信息。 另外，数据链路层还具有流量控制和检错功能 。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
3 OSI参考模型的七层结构
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
4 OSI参考模型的信息流动
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 物理层（Physical Layer）
物理层是OSI参考模型的最低层，它建立在 传输介质上，利用物理传输介质为数据链路 层提供物理连接。 物理层的主要功能是在物理介质上传输二进 制数据比特流；提供为建立、维护和拆除物 理连接所需的机械、电气和规程方面的特性。
计算机网络技术及应用
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6、实例：
七层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
实例 比如HTTP协议 ftp、DNS等 比如一些文件格式mp3 avi 应该是窗口程序 TCP IP 802.3以太网标准 网卡 rj45插头等等
计算机网络技术及应用
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2.3 TCP/IP体系结构
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 应用层（Application Layer）
应用层是OSI参考模型的最高层，它与用户直 接联系，负责网络中应用程序与网络操作系 统之间的联系。监督并且管理相互连接起来 的应用系统以及所使用的应用资源。例如为 用户提供各种服务，包括文件传输、远程登 录、电子邮件及网络管理等。
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2.1 网络体系结构的基本概念
1 网络的层次结构
计算机网络是一个复杂的系统。为了降低系统设计 和实现的难度，把计算机网络要实现的功能进行结 构化和模块化的设计，将整体功能分为几个相对独 立的子功能层次，各个功能层次间进行有机的连接， 下层为其上一层提供必要的功能服务。这种层次结 构的设计称为网络层次结构模型。
到广泛应用的并不是国际标准的OSI，而是 应用在Internet上的非国际标准的TCP/IP 体系结构。
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能
网络层（Network Layer）
数据在网络层被转换为数据分组，然后通过 路径选择、流量、差错、顺序、进/出路由 等控制，将数据从物理连接的一端传送到另 一端，并负责点到点之间通信联系的建立、 维护和结束。它通过执行路由算法，为分组 通过通信子网选择最适当的路径，还要执行 拥塞控制与网络互连等功能，是OSI参考模 型中最复杂的一层。
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 表示层（Presentation Layer）
表示层是为了在不同系统之间的不同信息表 示能够相互理解对方数据的含义以便进行通 信而设置的，它负责将数据转换为发送方和 接收方都能识别的格式。 另外，表示层还负责诸如数据压缩和恢复、 加密和解密等服务。
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 会话层（Session Layer）
会话层负责控制每一网络节点究竟什么时间 可以传送与接收数据，为不同用户提供建立 会话关系，并对会话进行有效管理。例如， 当许多用户同时收发信息时，该层主要控制、 决定何时发送或接收信息，才不会有“碰撞” 发生。
OSI参考模型试图达到一种理想境界，即全
世界的计算机网络都遵循这统一的标准，所
有的计算机都能方便的互连和交换数据，然
而由于OSI标准制定周期长、协议实现过分 复杂及OSI的层次划分不太合理等原因。当 到了20世纪90年代初期，虽然整套的OSI 标准都已制定出来，但当时的Internet在全
世界的范围形成规模，因此网络体系结构得
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准 或约定即为网络协议。
网络协议一般由语法、语义和时序三要素组 成。
计算机网络技术及应用
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2.1 网络体系结构的基本概念
3 网络体系结构
计算机网络的层次及各层协议的集合， 即是网络体系结构（Architecture）。 具体地说，网络体系结构是关于计算 机网络应设置哪几层，每个层次又应 提供哪些功能的精确定义。
网络层次结构模型的好处是：各层之间相互独立， 各层实现技术的改变不影响其他层，易于实现和维 护，有利于促进标准化，为计算机网络协议的设计 和实现提供了很大方便。
计算机网络技术及应用
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2.1 网络体系结构的基本概念
2 网络协议
网络中的两个实体要实现通信，它们必须具有 相同的语言，交流什么、怎样交流及何时交流 等，必须遵守有关实体间某些相互都能接受的 一些规则，这些规则的集合称为协议。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 传输层（Transport Layer）
传输层是面向应用的高层和与网络有关的低 层协议之间的接口，其下三层与数据传输有 关，其上三层与应用有关。传输层提供在不 同系统间数据传输服务，在网内两实体间建 立端到端通信信道，提供两端点之间的可靠、 透明数据传输；执行端到端差错检测和恢复， 顺序控制和流量控制功能，并管理多路复用。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
2 OSI参考模型层次划分的原则
网络中所有节点都划分为相同的层次结构， 每个相同的层次都有相同的功能
同一节点内各相邻层次之间通过接口协议进 行通信
每一层使用下一层提供的服务，并向它的上 层提供服务
不同节点的同等层按照协议实现同等层之间 的通信
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 数据链路层（Data Link Layer） 在物理层传送的比特流的基础上，数据链路层负责建
立相邻节点之间的数据链路，提供节点之间的可靠 的数据传输。这一层将接收到的二进制数据流封装 成帧（包含目的地址、源地址、数据段以及其他控 制信息），然后按顺序传输帧，并负责处理接收端 发回的确认帧的信息。 另外，数据链路层还具有流量控制和检错功能 。
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
3 OSI参考模型的七层结构
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
4 OSI参考模型的信息流动
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 物理层（Physical Layer）
物理层是OSI参考模型的最低层，它建立在 传输介质上，利用物理传输介质为数据链路 层提供物理连接。 物理层的主要功能是在物理介质上传输二进 制数据比特流；提供为建立、维护和拆除物 理连接所需的机械、电气和规程方面的特性。
计算机网络技术及应用
15
6、实例：
七层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
实例 比如HTTP协议 ftp、DNS等 比如一些文件格式mp3 avi 应该是窗口程序 TCP IP 802.3以太网标准 网卡 rj45插头等等
计算机网络技术及应用
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2.3 TCP/IP体系结构
计算机网络技术及应用
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2.2 开放系统互连参考模型
5 OSI参考模型各层功能 应用层（Application Layer）
应用层是OSI参考模型的最高层，它与用户直 接联系，负责网络中应用程序与网络操作系 统之间的联系。监督并且管理相互连接起来 的应用系统以及所使用的应用资源。例如为 用户提供各种服务，包括文件传输、远程登 录、电子邮件及网络管理等。