第3章 网络体系结构与协议【精选】

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网络体系结构与网络协议

网络体系结构与网络协议
应用层
7-6接口
表示层
6-5接口
祝B家B1 中间节点 中秋快乐 用中文还 是英文?应用层协议 先确定有 表示层协议 邮车到达 B 在信封上 写上B1的会话层协议 在信封上 名字 传输层协议 写上 B家地 邮局打包 址 网络层协议 上邮车 邮车上路 网络层
数据链路层协议 3-2接口
系统B
应用层
7-6接口

4. 传输层
传输层的主要功能是:向用户提供端到端的服
务,处理数据包差错、数据包次序以及其他一 些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数 据通信的细节,因此,它是计算机通信体系结 构中关键的一层。

5. 会话层
会话层的主要功能是:负责维护两个节点之间
的传输链接,以便确保点到点的传输不中断, 以及管理数据交换等功能。 会话层管理主机之间的会话进程,即负责建立、 管理、终止进程之间的会话

6. 表示层
表示层的主要功能是:用于处理在两个通信系
统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式 变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功 能。

7. 应用层
应用层的主要功能是:为应用软件提供了很多
服务,例如,文件服务器,数据库服务、电子 与其他网络软件服务。
TCP/IP通信模式
系统A 第7 层 第6 层 第5 层 第4 层 第3 层 第2 层 第1 层
数据链路层
2-1接口
数据链路层
物理层协议 2-1接口
物理层
物理传输信道
物理层
物理层
物理传输信道
TCP/IP通信模式结构
OSI中数据传输过程
思考

集线器、交换机、路由器分别工作在OSI协 议的哪一层?每一层所处理的数据单位是 什么?中间节点需要把数据恢复到那一层?

网络体系结构及网络协议课件

网络体系结构及网络协议课件
网络体系结构及网络协议 课件
目 录
• 网络体系结构概述 • OSI模型 • TCP/IP模型 • 网络协议详解 • 网络安全与协议 • 未来网络体系结构展望
01 网络体系结构概述
什么是网络体系结构
总结词
网络体系结构是计算机网络中各层功 能及其相互关系的集合,定义了网络 中数据传输和通信的规则。
DNS协议
总结词
域名系统,将域名转换为IP地址。
详细描述
DNS协议是互联网上用于将域名转换为IP地址的一种分布式数据库系统。通过DNS协议,用户可以在 浏览器中输入域名,而不是IP地址,来访问网站。DNS协议将域名解析为相应的IP地址,以便计算机 能够相互通信。
FTP协议
总结词
文件传输协议,用于在网络上传输文件。
远程办公 企业通过SSH协议建立安全的远程登 录通道,保证远程办公数据的安全性。
域名系统(DNS) DNS通过DNSSEC协议提供安全可靠 的域名解析服务,保护用户免受DNS 欺骗攻击。
06 未来网络体系结构展望
软件定义网络(SDN)
总结词
软件定义网络是一种新型网络体系结构,通过将网络控制与 转发分离,实现网络资源的灵活管理和调度。
DNSSEC协议
DNSSEC协议是一种DNS安全扩展协议,可以为DNS查询提供数据完 整性和源认证等安全保护。
网络安全协议的应用场景
电子商务 电子商务网站通过SSL/TLS协议对用户 提交的敏感信息进行加密传输,保证交
易数据的安全性。 虚拟专用网络(VPN) VPN通过IPsec协议建立安全的网络 连接,保护数据传输的安全性。
应用层
直接为用户提供服务,如文件传输、电子邮件和网页 浏览等。
表示层

第3章 网络体系结构与协议

第3章 网络体系结构与协议
中一个重要与基本的概念。
计算机网络实用教程
四、网络体系结构的提出 网络协议对计算机网络是不可缺少的,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。对于结构复杂的网络协议来说,最好的组
织方式是层次结构模型。计算机网络协议就是按
照层次结构模型来组织的。我们将网络层次结构
模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结
计算机网络实用教程
OSI的服务定义详细地说明了各层所提供的服
务。某一层的服务就是该层及其以下各层的一种
能力,它通过接口提供给更高一层。各层所提供
的服务与这些服务是怎样实现的无关。同时,各
种服务定义还定义了层与层之间的接口与各层使 用的原语,但不涉及接口是怎样标准中的各种协议精确地定义了:应当发 送什么样的控制信息,以及应当用什么样的过程 来解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严 格的约束。 OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。 OSI参考模型只是描述了一些概念,用来协调进程 间通信标准的制定。在OSI的范围内,只有各种协 议是可以被实现的,而各种产品只有和OSI的协议 相一致时才能互连。也就是说,OSI参考模型并不 是一个标准,而是一个在制定标准时所使用的概 念性的框架。
计算机网络实用教程
在OSI标准中,采用的是三级抽象: 体系结构(architecture); 服务定义(service definition); 协议规格说明(protocol specification)。 OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层 次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务。 它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定, 也是对网络内部结构最精炼的概括与描述。
(5) 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之
间的通信。

计算机网络技术基础3.第三章 计算机网络体系结构与协议

计算机网络技术基础3.第三章 计算机网络体系结构与协议
包含了多种网络层协议,如以太网协议(Ethernet)、令牌环网协 议(Token Ring)、分组交换网协议(X.25)等
(2)互联层
互联层是整个TCP/IP参考模型的关键部分,它提供的是无连接的 服务,主要负责将源主机的数据分组(Packet)发送到目的主机。 互联层的主要功能包括:处理来自传输层的分组发送请求 、处理 接收到的数据报、进行流量控制与拥塞控制 等。
6. 表示层
表示层的主要任务是:用处理在多个通信系统之间交换信息的表示 方式,包括数据格式的转换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等。
表示层协议的代表有:ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG等。
7. 应用层
应用层的主要任务是:为网络用户或应用程序提供各种服务,如 文件传输、电子邮件、网络管理和远程登录等
OSI参考模型的最高层为应用层,面向用户提供网络应用服务; 最低层为物理层,与通信介质相连实现真正的数据通信。两个用户 计算机通过网络进行通信时,除物理层之外,其余各对等层之间均 不存在直接的通信关系。
3.2.2 OSI参考模型各层的功能
1. 物理层
物理层的主要任务就是透明地传送二进制比特流,但物理层并不 关心比特流的实际意义和结构,只是负责接收和传送比特流。
3.1.3 网络协议的分层
计算机网络是一个非常复杂的系统,不仅涉及网络硬件设备,还 涉及各种各样的软件,所以通信协议必然十分复杂。实践证明,结 构化设计方法是解决复杂问题的一种有效手段,其核心思想是:将 系统模块化,并按层次组织各模块。
1. 分层的好处
各层之间可相互独立
灵活性好,易于实现和维护
网络层的主要任务是:进行路由选择,以确保数据分组从发送端到 达接收端,并在数据分组发生阻塞时进行拥塞控制。

3-网络体系结构与网络协议

3-网络体系结构与网络协议

IP分组从源端到目的端可以走不同的路径。
3.2.1 -传输层


传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠 和透明的数据传输服务 包括处理差错控制和流量控制等问题 传输层传送的协议数据单元称为段或报文

数据传输单位:报文段(segment)。 作用:将信息分割成报文分组,负责主 机中两个进程之间的通信,进程是指正 在运行的程序。


因特网的运输层协议 面向连接的传输控制协议TCP 无连接的用户数据报协议UDP 在分组交换网内的各个交换机 结点都没有运输层。
传输层是通信子网(下3层)和资源子网(上2层) 的分界线,它屏蔽通信子网的不同,使高层用户感觉 不到通信子网的存在,实现通信子网中端到端的透明 传输。
3.2.1 -会话层和表示层

协议和服务的区别与联系 实体:表示任何可发送或接收信息的硬 件或软件进程。

协议:控制两个对等实体进行通信的 规则的集合。

协议和服务的联系: 在协议的控制下,两个对等实体间的通 信使得本层能够向上一层提供服务。要实现 本层协议,还需要使用下面一层所提供的服 务。
服务访问点SAP (或SDU ):相邻两层的 实体交换信息的地方。 服务用户:上一层的实体,它使用服务提 供者所提供的服务。
服务原语: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。 服务数据单元SDU (Service Data Unit) : OSI中层与层之间交换的数据的单位。


协议和服务的区别

下面的协议对上面的服务用户是透明的。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见 下面的协议。
第3章 计算机网络体系结构

网络体系结构与网络协议03

网络体系结构与网络协议03

126 16384
16777214 65534
209715 254 2 N/A N/A
224-239
E
240-254
N/A
N/A
Nห้องสมุดไป่ตู้A
习题
131.109.54.1、78.34.6.90、220.103.9.56、 240.9.12.2、19.5.91.245、129.9.234.52、 125.78.6.2 分别是什么类型的IP地址? 已知主机的IP地址为196.168.0.144,请确 定该主机所在网络的类别、网络号及其主机 号。 一个100-200人规模的企业,适合申请一 个什么类型的网络?
ICMP
IGMP IP ARP RARP
网络接口层
LAN
MAN
WAN
TCP Vs UDP
使用UDP或TCP传输数据时的差异
UDP TCP
无连接的服务;在主机之 面向连接的服务;在主机 间不建立会话。 之间建立会话。 UDP不能确保数据传递的 TCP通过确认和按顺序传 正确性或序列化数据。 递数据来确保数据的传递。 使用 UDP 的程序负责提 使用TCP的程序能确保可 供传输数据所需的可靠性。 靠的数据传输。 UDP快速,开销要求低, TCP比较慢,开销要求高, 并支持点对点和一点对多 而且只支持点对点通讯。 点的通讯。
子网划分
A、B、C类网络都可按需来划分子网。 对于C类网络地址,仅有8位用于定义主机。 子网位起始于左边,从左到右,不跳位(即连续位), 因此可选择的子网掩码是: 10000000 = 128 11111000 = 248 11000000 = 192 11111100 = 252 11100000 = 224 11111110 = 254 11110000 = 240

计算机网络技术 第三章 计算机网络体系结构及协议

计算机网络技术 第三章  计算机网络体系结构及协议

第三章 计算机网络体系结构及协议
3)常见的流量控制方案有:XON/XOFF方案和窗口机制。 ①XON/XOFF方案使用一对控制字符来实现流量控制,当接收方过载时, 可向发送方发送字符XOFF(DC3)暂停,待接收方处理完数据后,再向发送方发送 字符XON(DC1),使之恢复发送数据; ②窗口机制:其本质是在收到一个确定帧之前,对发送方可发送帧的数目加 以限制,这是由发送方调整保留在重发表中的待确认帧来实现的,如接收方来不及 处理,则接收方停止发送确认信息,发送表的重发表就增长,当达到重发表的限度 时,发送方就不再发送新帧直到收到确认信息为止。 发送窗口和接收窗口的大小可以不同,但接收窗口的尺寸不能大于发送窗口, 发送方和接收方的窗口尺寸不得大于信号范围的一半。发送窗口指发送方已发送但 尚未确认的帧序号队列的界,上下界分别称上下沿,上沿、下沿的间距称为窗口尺 寸。发送方每发一帧,待确认帧的数目加1,收到一个确认帧时,待确认帧的数目减 1.当重发表的计数值(待确认帧的数目)等于发送窗口尺寸时,停止发送新帧。 以滑动窗口的观点来统一看待空闲的RQ、Go-Back-N和选择重发,则①空闲 RQ:发送窗口=1,接收窗口=1;②Go-Back-N:发送窗口>1,接收窗口=1;③选择 重发:发送窗口>1,接收窗口>1.
第三章 计算机网络体系结构及协议
七、发送进程发送给接收进程中的数据, 实际上是经过发送方各层从上到下传送 到物理媒体,通过物理媒体传输到接收 方后,再经过从下到上各层的传递,最 后到达接收进程。
第三章 计算机网络体系结构及协议
八、物理层的传输单位是比特,它是指 在物理媒体之上为数据链路层提供一个 原始比特流的物理连接,它不是指具体 的物理设备,也不是指信号传输的物理 媒体,物理层的1建议是于1976年制定的DTE 如何与数字化的DCE交换信号的数字接 口标准。机械特性:采用15芯标准连接 器,定义了八条接口线;电气特性:类 似于RS-422的平衡接口;功能特性:按 同步传输的全双工或半双工方式运行。

第3章 网络体系结构与协议

第3章 网络体系结构与协议




4、务原语
服务原语(Service Primitive)是指服务用户与服务提 供者之间进行交互时所要交换的一些必要信息。 四种服务原语类型,如图:
4、服务原语

有证实服务:每次服务要使用全部四种服务原语 无证实服务:只使用两种服务原语
系统A 用户A Request 需要证实 的服务 Confirm 时 间 Indication Indication Response 服务层 系统B 用户B

OSI/RM中数据的类型


(1)协议数据单元 (2)接口数据单元 (3)服务数据单元
(N)PCI
(N)SDU
Protocol Control Unit Interface Information User Data
(N)层
(N)PDU
(N-1)ICI
(N-1)IDU (N-1)层 (N-1)PCI (N-1)SDU (N-1)ICI
不需要证实 的服务
Request
4、服务原语
网络中低层通过服务访问点向相邻高层提供服务, 高层通过原语或过程调用相邻低层的服务。 相邻高层协议通过不同服务访问点调用低层协议, 这与过程调用中不同过程调用使用不同过程调用 名一样。 相邻层之间的接口指两个相邻层之间所有调用和 服务访问点以及服务的集合。


OSI参考模型

OSI/RM(七层结构) OSI/RM中的数据类型

OSI/RM中数据的流动
OSI/RM

1974年,美国IBM公司首先公布了世界上第一个计算 机网络体系结构(SNA,System Network Architecture),凡是遵循SNA的网络设备都可以 很方便地进行互连。 1 9 7 7 年 3 月 , 国 际 标 准 化 组 织 ISO 的 技 术 委 员 会 TC97成立了一个新的技术分委会SC16专门研究“开 放系统互连”,并于1983年提出了开放系统互连参考 模型,即著名的ISO 7498国际标准(我国相应的国 家标准是GB 9387),记为OSI/RM。

网络体系结构与协议

网络体系结构与协议

计算机网络体系结构
1.4 .1 计算机网络的体系结构的概念
所谓网络体系结构就是为了完成计算机间的通信合作, 所谓网络体系结构就是为了完成计算机间的通信合作,把每 网络体系结构就是为了完成计算机间的通信合作 个计算机互连的功能划分成定义明确的层次, 个计算机互连的功能划分成定义明确的层次,规定了同层次进程 通信的协议及相邻层之间的接口和服务.将这样的层次结构模型 通信的协议及相邻层之间的接口和服务.将这样的层次结构模型 和通信协议统称为网络体系结构 统称为网络体系结构. 和通信协议统称为网络体系结构. 计算机网络采用层次结构的优点: 计算机网络采用层次结构的优点: 层次结构的优点 (1)各层之间相互独立,高层不需要知道低层是如何实现的, 各层之间相互独立,高层不需要知道低层是如何实现的, 而仅知道该层通过层间的接口所提供的服务. 而仅知道该层通过层间的接口所提供的服务. 灵活性好.某层的改变,只要层间接口不变, (2)灵活性好.某层的改变,只要层间接口不变,则不影响上 下层. 下层. 结构上可分割开,各层都可以采用最合适的技术来实现. (3)结构上可分割开,各层都可以采用最合适的技术来实现. (4) 这种结构使得系统的实现和维护变得容易控制. 这种结构使得系统的实现和维护变得容易控制. 这有利于促进标准化工作. (5)这有利于促进标准化工作.
OSI的分层模型
OSI 参考模型的层次结构
OSI各层的功能概述
第1层:物理层 层 物理层(Physical Layer) 在物理信道上传输原始的数据比特( ) 在物理信道上传输原始的数据比特(bit)流,提供 为建立, 为建立,维护和拆除物理链路连接所需的各种传输 介质,通信接口特性等. 介质,通信接口特性等. 第2层:数据链路层 层 数据链路层(Data Link Layer) 在物理层提供比特流服务的基础上, 在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻节点 之间的数据链路, 之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧在信道 上无差错地传输,并进行数据流量控制. 上无差错地传输,并进行数据流量控制.

第三章网络体系结构与网络协议

第三章网络体系结构与网络协议

第三章网络体系结构与网络协议第三章网络体系结构与网络协议本章目标?掌握协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。

掌握协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。

?了解网络体系结构的层次化研究方法。

?掌握OSI参考模型及各层的基本服务功能。

?了解网络协议标准组织,RFC文档、Inter草案与Inter协议标准的制定过程。

了解网络协议标准组织,RFC文档、Inter草案与Inter协议标准的制定过程。

网络协议的概念?网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准;网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准;?网络协议的三要素语义、语法与时序;?语义用于解释比特流的每一部分的意义;?语法语法是用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序的意义;语法语法是用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序的意义;?时序事件实现顺序的详细说明。

常见的网络通讯协议?NETBEUI协议?IPX/SPX兼容协议?TCP/IP协议NetBEUI?NetBEUI(NetBIOS ExtendedUser Interface,用户扩展接口)?IBM开发?优点小、快、效率高?缺点不支持路由,一般用于微软产品的网络上缺点不支持路由,一般用于微软产品的网络上IPX/SPX?用于Novell Network?优点灵活性强、支持路由?缺点所占空间大,过多的广播?IPX/SPX兼容性协议(MicrosoftVersion)用于Microsoft系统与NETWARE系统进行通讯,也用于游戏网的组建场合中。

IPX/SPX兼容性协议(MicrosoftVersion)用于Microsoft系统与NETWARE系统进行通讯,也用于游戏网的组建场合中。

TCP/IP?用于任何规格的网络,是因特网的母语?优点灵活性强、支持路由?缺点所占空间大,需要配置网络通讯协议的选择?可靠性?是否需要路由或多网段?占用空间?对方计算机所采用的协议计算机网络的四个重要的概念?层次(layer))?协议(protocol))?接口(interface))?体系结构(architecture))网络通信中的分层概念文件传送模块通信服务模块网络接入模块计算机1文件传送模块通信服务模块网络接入模块文件及文件传送命令与通信有关的报文命令网络接口网络接口通信网络计算机2多层通信的概念中中教教德中教教翻翻翻翻秘秘秘秘消息中中教教德中教教翻翻翻翻秘秘秘秘消息“你好”“HALLO”“HELLO”“HELLO”传传传传2/3接口1/2接口2/3接口1/2接口P3P1P2对交对对容的对对用用语对用使用对交对对容的对对用用语对用使用传传通信层次(layer))?层次是人们对复杂问题处理的基本方法;?将总体要实现的很多功能分配在不同层次中;?对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定;对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定;?不同的系统分成相同的层次;层次(layer))?不同系统的最低层之间存在着“物理”通信;?不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信;不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信;?对不同系统的对等层之间的通信有明确的通信规定;对不同系统的对等层之间的通信有明确的通信规定;?高层使用低层提供的服务时,并不需要知道低层服务的具体实现方法。

体系结构精选文档

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TCP
UDP
IP
ARP
RARP
Ethernet Token Ring others
• 在TCP/IP的主机—网络层中,它包括各种物理网协议, 如局域网的Ethernet、Token Ring、X.25的分组交换网 等;
• 一旦这种物理网被用作传送IP数据包的通道,就可以 认为是这一层的内容;
这正体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性,它也 为TCP/IP的成功奠定了基础。
务; 5.不同结点的同等层按照协议来实现对等层之间的通信;
OSI参考模型
HOST 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
数据链路层 物理层
CCP 网络层 数据链路层 物理层
CCP 网络层 数据链路层 物理层
HOST
应 用层
表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
传输介质
传输介质
OSI各层的主要功能是: 1.物理层(Physical layer) 物理层处于OSI参考模型的最低层。 物理层的主要功能 是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以 便透明地传送比特流;
建议的5层的参考模型:
• 5层的参考模型; • 它与OSI参考模型相比少了表示层与会话层; • 用数据链路层与物理层取代了主机与网络层; • 建议的参考模型的结构
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
息; NFS ---- 网络中不同主机间的文件
共享; 7.HTTP协议 ---- WWW服务;
按照层次结构思想,对计算机网络模块化的研究结
果是形成了一组从上到下单向依赖关系的协议栈 (Protocol Stack),也叫做协议族。
应用层 传输层 互联层 主机-网络层

网络的体系结构和协议(ppt 47页)

网络的体系结构和协议(ppt 47页)
TCP/IP有如下特点: 开放的协议标准,可以免费使用,独立于特定的硬件与操作系统。 独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网,互联网中。 统一的地址分配方案,整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。 标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务。
1. TCP/IP的层次结构 TCP/IP分为四个层次,分别是网络接口层、网际层、
PPP协议
为了解决SLIP存在的问题,在串行通信应用中又开发了PPP协议。 PPP协议是一种有效的点一点通信协议,它由串行通信线路上的组帧方 式,用于建立、配制、测试和拆除数据链路的链路控制协议LCP及一组 用以支持不同网络层协议的网络控制协议NCPs三部分组成。
由于PPP帧中设置了校验字段,因而PPP在链路层上具有差错检 验的功能。PPP中的LCP协议提供了通信双方进行参数协商的手段,并 且提供了一组NCPs协议,使得PPP可以支持多种网络层协议,如IP、 IPX、OSI等。另外,支持IP的NCP提供了在建立连接时动态分配IP地 址的功能,解决了个人用户上Internet的问题。
(2)网际层协议
网际层上包含五个协议:IP、ARP、RARP、ICMP和IGMP。IP 是用于传输IP数据报的协议,ARP实现IP地址到物理地址的映射, RARP实现物理地址到IP地址的映射,ICMP用于网际层上控制信息的 产生和接收分析,IGMP是实现组选功能的协议。
(3) 传输层协议
传输层有两个主要的协议:TCP协议和UDP协议。UDP协议是 一种简单的面向数据报的传输协议,它提供的是无连接的、不可靠的 数据报服务,通常用于不要求可靠传输的场合;TCP协议被用来在一 个不可靠的网络中为应用程序提供可靠的端点间的字节流服务。
TCP/IP协议的基本传输单位是数据包,TCP/IP协议负责把数据 分成若干数据包,并给每个数据包加上包头,每个数据包的包头再加 上接收端的地址。如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况, TCP/IP协议会自动要求数据重新传输,并重新组包。

网络体系结构与协议

网络体系结构与协议

1、网络体系结构与协议
◆可以这样理解:
网络体系通常采用层次化结构,每一层都建立 在其下层之上,每一层的目的是向其上一层提供一 定的服务,并把服务的具体实现细节对上层屏蔽, 如下图所示。
1、网络体系结构与协议
网络采用层次化结构的优点:
(1) 各层之间相互独立,高层不必关心低层的 实现细节,只要知道低层所提供的服务,以及本 层向上层所提供的服务即可,能真正做到各司其 职。 (2) 易于维护,某个层次实现细节的变化不会 对其他层次产生影响。 (3) 易于实现标准化。
(2)各层的主要功能如下:
① 物理层:提供物理链接。 ② 数据链路层:保证相邻节点上无差错地 传输数据。 ③ 网络层:路由选择。 ④ 传输层:提供可靠的端到端的连接。 ⑤ 会话层:会话管理 。 ⑥ 表示层:数据的表示。 ⑦ 应用层:提供网络服务。
2、OSI参考模型
物理层
物理层是 OSI 参考模型的最低层,也是 最基础的一层,它建立在传输媒介基础之上, 实现设备间的物理接口。它向下是物理设备之 间的接口,直接与传输介质相连接,使二进制 数据流通过该接口从一台设备传给相邻的另一 台设备,向上为数据链路层提供数据流传输服 务。 物理层传输数据有基本单位是比特,也称 为位。
数据链路层
数据链路层是 OSI 模型的第二层,它把物理层的原始 数据打包成帧,并负责帧在计算机之间无差错的传递。
数据链路层的作用:在不太可靠的物理链路上,通过 数据链路层协议实现可靠的数据传输,为网络层提供可靠 的无错误的数据信息。 数据链路层的协议主要分为两类:面向字符型和面向 比特型。
2、OSI参考模型
2、OSI参考模型
(2)表示层
表示层处理的是 OSI 系统之间用户信息的 表示问题,它主要涉及被传输的信息的内容和表 示形式等。 主要功能有:语法转换、传送语法的选择等。 提供的服务有:数据转换和格式转换、语法 的选择、数据加密与解密和文本压缩。

计算机网络第3章网络体系结构与协议

计算机网络第3章网络体系结构与协议
指软件元素或硬件元素的抽象。能 完成特定功能的进程的抽象称为逻辑实体, 能完成发送和接收信息的物理实体称为通 信实体。不管是逻辑实体还是通信实体, 描述的都是功能特性。
10
3.1 计算机网络体系结构
2.系统 包含一个或多个实体,具有信息处理和通信
功能的整体。通常一个系统总是硬件、软件两部 分的有机结合。 3.层
7
计算机网络体系结构是一种分层结构,分层结构具有很 多好处: (1)各层是相互独立的:某一层并不需要知道它的下层 是如何实现的,只需通过接口使用下层的服务;由于每 一层只实现一种相对独立的功能,可将复杂的问题分解 为若干容易处理的小问题,整个问题变得容易解决。 (2)更好的灵活性:当某一层发生变化时,只要层间接 口关系保持不变,则在该层以上或以下的层均不受影响。
15
3.2 OSI参考模型
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 控制层和物理层。
16
OSI参考模型的层次划分原则: (1)层数应足够多,以避免不同的功能混合在同一层中; (2)层次的划分应该有助于制定网络协议的国际标准; (3)各层的功能要尽可能相对独立; (4)各层的划分要便于层与层之间的衔接; (5)网络中各结点都有相同的层次,相同的层次具有相同
24
物理层 物理层是OSI模型的第一层,在数据链路层实
体之间提供激活、维持的、功能的 和过程的特征。
25
传输层协议 1. TCP 协议: 是一种可靠的面向连接的传送服务 2 . UDP 协议:提供无连接的、不可靠的服务
26
数据包在计算机网络中的封装与传递
19
表示层 表示层如同应用程序和网络之间的“翻译官”,

第3章 网络体系结构与协议

第3章 网络体系结构与协议
定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电 气的、功能的和规程的特性,其作用是使原始的数据比特流 能在物理媒体上传输。具体涉及接插件的规格、“0”、“1” 信号的电平表示、收发双方的协调等内容。
16
3.2.3 OSI/RM各层的功能
2、数据链路层 比特流被组织成数据链路协议数据单元(帧)进行传输, 实现二进制正确的传输。将不可靠的物理链路改造成对网络 层来说无差错的数据链路。数据链路层还要协调收发双方的 数据传输速率,即进行流量控制,以防止接收方因来不及处 理发送方来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。 3、网络层 数据以网络协议数据单元(分组)为单位进行传输。主要 解决如何使数据分组跨越各个子网从源地址传送到目的地址 的问题,这就需要在通信子网中进行路由选择。另外,为避 免通信子网中出现过多的分组而造成网络阻塞,需要对流入 的分组数量进行控制。当分组要跨越多个通信子网才能到达 目的地时,还要解决网际互连的问题。
6
3.1.2 网络系统的层次结构
2、 网络分层结构 计算机之间相互通信涉及到许多复杂的技术问题,而解决 这一复杂问题十分有效的方法是分层解决。为此,人们把网络 通信的复杂过程抽象成一种层次结构模型,如图3-2所示。
A:应用管理层 B:对话管理层 用户1 C:传输管理层 A:应用管理层 B:对话管理层 C:传输管理层 用户2
服务器 LAN 防火墙 LAN用户 主交换机 路由器
公用电话网
Internet
部门交换机 远程移动用户
4
3.1.1 通信系统的层次结构
为了便于理解,我们以邮政通信系统为例,以此引出计算 机网络通信和网络体系结构的概念,这一概念对计算机网络中 电子邮件的发送和接收有着重要的参考意义。
书写信件 贴邮票 送入邮箱 发信者 收信者 阅读信件 信件投递 信件分拣 分发邮件 邮件拆包 转送邮局 接收邮包

03章+网络体系结构及协议

03章+网络体系结构及协议
传输层
4-3接口
网络层
3-2接口
数据链路层
2-1接口
物理层
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物理传输信道
物理传输信道
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主机 H1 向 H2 发送数据
主机 H1
路由器 R1
电话网
局域网
路由器 R2
广域网
路由器 R3
主机 H2
局域网
H1
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
从层次上来看数据的流动
R1 网络层 链路层 物理层
协议实质上是网络通信时所使用的一种语言。
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2.网络的体系结构
计算机网络是一个十分复杂的系统, 其设计需要采用结构化的设计方法。结构化 的设计方法的思想是将一个复杂系统分解为 若干个容易处理的子系统,然后“分而治 之”。分层是系统分解的最好方法之一。所 谓网络的体系结构就是计算机网络各层次及 其协议的集合。
网络工程概论
第3章 网络体系结构与协议
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第3章 网络体系结构与协议
• 3.1 网络协议及OSI参考模型 • 3.2 物理层 • 3.3 数据链路层 • 3.4 网络层 • 3.5 运输层 • 3.6 高层协议介绍 • 3.7 TCP/IP参考模型及协议
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3.1网络协议及OSI参考模型
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虚通信
n+1 层 n层 n-1 层
(n+1 层协议) (n 层协议) (n-1 层协议)
n+1 层 n层 n-1 层
物理媒体
虚通信 实通信
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图3-1 计算机网络的层次模型
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任务1:理解网络体系结构
本任务将学习网络体系结构、网络协议以及协 议分层模型这3个计算机网络中最基本的概念, 在此基础上,理解ISO/OSI开放系统互连参考 模型和TCP/IP参考模型,为后续学习打下基础
3.1.1 网络协议
为进行网络中数据交换而制定的规则、约定和标准,称为网络协议 (Network Protocol)或通信协议(Communication Protocol)。简单 地说,协议是通信双方必须遵循的控制信息交换的规则集合。
3.服务类型
(1)面向连接服务 面向连接服务的工作方式像电话系统。数据交换之前必须先 建立连接,数据交换结束后终止连接,传送数据时按序传送。 通信过程分为3部分:建立连接、传输数据、撤销连接。 面向连接服务比较适合在一定时期内向同一目的地发送许多 报文的情况。
(2)无连接服务 无连接服务的工作方式像邮政系统。每个报文(信件)带有 完整的目的地址,并且每一个报文都独立于其他报文,由系 统选定传递路线发送报文。计算机随时可以向网络发送数据, 在两台通信的计算机间无须事先建立连接。
第3章 网络体系结构与 协议
学习目标
掌握计算机网络体系结构的基本概念 熟悉ISO/OSI开放系统互连参考模型各层的功能,熟悉OSI中相邻
层之间通信的过程,不同计算机上同等层之间的通信过程, ISO/OSI数据封装与解封装的过程 熟悉OSI模型中每一层数据的名称 熟悉TCP/IP体系结构及各层协议,熟悉数据封装过程 熟悉常见物理层传输介质(双绞线、同轴电缆、光纤以及无线传输 介质等),熟悉线缆规范和连接方式,学会制作和测试双绞线 掌握数据链路层的功能,掌握HDLC协议和PPP协议的主要内容
1.实体与同等层实体
在网络分层体系结构中,每一层都由一些实体组成。实体是各层 中用于实现该层功能的活动元素,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。实体除了是一些实 际存在的物体和设备外,还可以是客观存的与某一应用有关的事 物,如含有一个或多个程序、进程或作业之类的成分。
3.1.3 网络体系结构
网络体系结构从体系结构的角度来研究和设计计算机网络体系, 其核心是网络系统的逻辑结构和功能分配的定义,即描述实现不 同计算机系统之间互连和通信的方法以及结构。
网络体系结构将计算机网络功能划分为若干个层次,较高层次建 立在较低层次的基础上,并为其更高层次提供必要的服务功能。
一般来说,网络协议主要由语法、语义和同步3要素组成。 (1)语法:规定通信双方“如何讲”,即确定协议元素的格式, 如数据和控制信息的结构或格式。 (2)语义:规定通信双方“讲什么”,即确定协议元素的类型, 如规定通信双方发出何种控制信息、执行何种动作以及做出何种应 答等。 (3)同步(又称语序、变化规则或定时):规定通信双方之间“讲的 顺序”,即通信过程中的应答关系和状态变化关系。同步定义了通 信双方何时进行通信,先讲什么,后讲什么,讲话的速度等。
3.1.2 网络的分层模型
网络层次结构模型包含两个方面的内容: 一是将网络功能分解到若干层次,在每一个功能层次中,通信双方共同遵 守该层次的约定和规程,这些约定和规程称为同层协议; 二是层次之间逐层过渡,上一层向下一层提出服务要求,下一层完成上一 层提出的要求,上一层必须做好进入下一层的准备工作,这两个相邻层次 之间要完成的过渡条件称为接口协议。接口协议可以通过硬件实现,也可 以采用软件实现。
网络体系结构是计算机网络的分层、各层协议、功能和层间接口 的集合。
网络体系结构与具体的物理实现无关,即使连接到网络中的主机 和终端型号、性能各不相同,只要共同遵守相同的协议,就可以 实现互通信和互操作。
3.1.4 典型案例:理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
1.背景分析
国际标准化组织于20世纪70年代成立了信息技术委员会, 专门进行网络体系结构标准化的工作。在综合了已有的 计算机网络体系结构的基础上,经过多次讨论研究,最 后公布了网络体系结构的7层参考模型RM,即开放系统 互连参考模型(OSI/RM,Open System Interconnection/ Reference Model)。此后,又分别为 OSI的各层制定了协议标准,从而使OSI网络体系结构更 为完善。
服务访问点(SAP,Service Access Point)是同一个节点相邻两 层实体的接口(Interface),也可说第N层SAP是第N+1层可访问第 N层的地方。低层通过接口向高层提供服务,相邻层通过它们之 间的接口交换信息。高层不需要知道低层是如何实现的,仅需要 知道该层通过层间接口提供的服务即可,这使得两层之间保持了 功能的独立性。
3.1.4 典型案例:理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
图3-3 考虑通信子网的OSI参考模型结构
3.OSI参考模型各层的功能
(1)物理层。物理层是OSI参考模型的最底层,建立 在传输介质的基础上,利用物理传输介质为数据链路 层提供物理连接,主要任务是在通信线路上传输二进 制数据比特流,数据传输单元是比特。物理层提供为 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,具体涉及接插件的规格、“0”、“1”信 号的电平表示、收发双方的协调等内容。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.1.4 典型案例:理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
2.OSI参考模型的结构
开放系统互连参考模型是分层体系结构的一个 实例,采用分层的结构化技术,共分7层,从低 到高为物理层、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层、应用层。
3.1.4 典型案例:理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
不同终端上位于同一层次且完成相同功能的实体,称为同等层 (对等层)实体。例如,系统A的第N层和系统B的第N层是同等 层。不同系统同等层之间存在的通信称为同等层通信,不同系统 同等层上的两个正在通信的实体称为同等层实体。
2.服务与接口
在网络分层结构模型中,每一层为相邻的上一层提供的功能称为 服务。在同一系统中,相邻两层实体进行交互的地方称为服务访 问点。
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