计算机网络的层次化结构

2-1-1 计算机间的分层通信（续）
六、单工通信和双工通信的概念 单工通信 半双工通信 双工通信
结论：
任一对应用实体（每一层中活跃的元素，可 以是进程或硬件）之间的通信，实际上是同时在 不同层次上“对等实体”的各自协调工作(即分层 通信过程)来配合完成的，是所有各功能层上通信 过程的总效果。 基于系统分层功能的通信概念，即形成了 网络系统的分层体系结构(Layered architecture)
2-2-1 物理传输媒体
传输媒体又称为通信介质或媒体，它的特性直接影响 通信的质量指标，如：信道容量、数据传输速率、误码 率、及线路费用等。 可以从两大方面来了解传输介质的特性：
物理特性 —— 物理结构、形态尺寸、覆盖范围、价格， 以及连通性与使用方便性等；

传输特性 —— 可用的信号带宽、原始误码率、传输损 耗，以及抗干扰能力等。
2-1-3 网络模型
应用层
运输层 网络层 链路层 物理层
报文 报文（段）
应用层
运输层 网络层 链路层 物理层
数据包（报文分组） 数据帧
原始的比特流 传输介质
2-1-4 ISO/OSI 七层标准模型
应用层协议
应用层 表示层 会话层 运输层协议 表示层协议 会话层协议
应用层
表示层 会话层
运输层
网络层

传输频带非常宽，因而通信容量大； 误码率极低，传输损耗小，无中继传输距离长；
不受雷电和电磁干扰，本身也无相互串扰和辐射，所以 安全性和保密性好；体积小，重量轻。
各种类型的光缆
光纤跳线 ST-ST
各种光缆 光纤跳线 ST-SC
光纤跳线 SC-SC
各种光缆内部结构
二、双绞线

双绞线有屏蔽型双绞线STP和无屏蔽型双绞线UTP两类，一般泛 指无屏蔽型双绞线，常用的有UTP-3，UTP-5等，采用RJ-45头（8 芯）。 用于局域网中数据信号传输，与集线器的距离最大为100米，可用 速率为10Mb/s至100Mb/s。
文件存 储器 通信服务设施 主机-主机间通信协议
网络接入协议
网络内部各种通信协议
网络接入协议
数据通信网络
2-1-1 计算机间的分层通信（续）
几个基本概念： 一、比特率 数字通信的内容是以二进制数的形式发送的， 每个二进制数占一个二进制位（比特），每秒传 送的比特数就是信道传输的比特率。 二、协议 协议指的是两台通信设备之间管理数据交换的 一整套规则。 简单的说即为共同遵守的规则
认识计算机间通信过程是分层的进行的； 了解如何构建一种分层的网络体系结构； 了解分层的多和少对计算机网络的性能和实现有何影响？
2-1-1 计算机间的分层通信
计算机网络中，不管是用户间的应用操作还是网络
系统本身的运作过程，最基本的活动是计算机之间 的机间通信。 剖析计算机间通信的真实过程，是构建和理解网络 体系结构的基础。 从简单的普通电话、电报通信到复杂的计算机通信， 通信过程及其功能分布都剖析成为逻辑上分层地进 行的综合过程。
2-1-1 计算机间的分层通信（续）
三、同等层协议( Peer Protocol ) 层次化结构的网络中，每一层的功能都有明确的定义， 计算机之间的通信是通过两个节点的同等层的协议实现 的。 四、层间服务与接口 每一个上面功能层的工作都是依托它的下一层所提供的 支撑来运行的，这个支撑就是“服务”。 每一层对上层提供透明的服务。 五、主/从的概念 主动发送通信请求 －－－主 被动聆听 －－－从 主/主的概念
第二章
计算机网络的层次化结构
深入理解计算机网络的层次化结构的概念 理解和体会每一层的具体功能分工 掌握TCP/IP体系结构模型 了解ISO/OSI七层标准模型
2-1 引 言
凡是通过计算机网络可以相互访问的计算机系统就叫作 “开放式系统”。开放式系统互连是一个很复杂的问题。
基于功能分层的网络体系结构，是一种对复杂系统 的分层化设计技术。利用这种技术，可以将不易处 理的复杂而庞大的设计问题转化成为一些较容易研 究和处理的局部问题，即“单层”设计问题。 我们要掌握如下几个重要方面：
请看下面的实例：
普通电报通信的分层处理过程
发报人 收报人
报文认知与理解规则
报文 编码
报文的编码/译码规则
报文 译码
电报局间通信规则 发报局 数据传输规则 收报局
发报机
电报通信网
收报机
计算机间通信的分层处理过程
（以传送计算机文件为例） 主机A 文件传输进程 主机B
文件进程间通信协议
文件接收进程
Байду номын сангаас
文件存 储器
2-1-2 计算机网络的分层模型
最高层
虚线表示：虚拟通信
最高层
较低层
实线表示：物理通信
较低层
最低层
传 输 介 质
最低层
在现实的通信系统中，真实的数据传递关系必须
是“物理通信”。 （图中纵向的信息流是真实的信息传输途径 ）
网络体系结构中的一对同层实体之间的通信过程，
是同等层之间的“虚拟通信”（物理层除外）。 （图中横向的虚线信息流在同等层之间的流动只是 一种“逻辑”上的概念）
2 1
链路层 物理层
2-2 物理层
物理层是层次化模型中最低的一个功能层，它是开放 系统互连通信的物理基础，因为该层在以物理媒体为基础 的数据线路上，完成数据码位(比特)的真实传输过程，故 谓之“物理层”。 物理层的任务：
将信息用适合传输媒体的“物理”特性 的方式传送到媒体上去进行传输。
该层主要完成三个方面的功能： 1、物理连接的建立与拆除； 2、物理服务数据单元传输； 3、物理层管理。
运输层
网络层协议 网络层 数据链 路层 物理层
网络层协议
链路层协议
数据链 路层 物理层协议 物理层
通信 子网
链路层协议 物理层协议
2-1-5 TCP/IP体系模型
应用层 运输层协议TCP
OSI 体系模型
7
应用层
6
5 4 3
表示层
会话层 运输层 网络层
网络层协议IP
通信子网层
电话网 局域网 无线网 X.25网

网络中的传输介质有电话线、同轴电缆、双绞线、光 导纤维电缆、无线与卫星通信信道。
一、 光纤

用光传输数据
光纤通过传递光脉冲来进行数字通信，有光脉冲相当于 传输“1”，而没有光脉冲相当于传输“0”。 一根光纤中每秒传递几百个“太”位（1012）的信息速 率，所以它是目前最理想的宽带传输介质。

光纤作为传输介质，它具有许多优点，例如：