第八章通信规程和通信网理论基础精品PPT课件
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接口控制信息（ICI）
仅在相邻层间传送数据，用于层间互控。ICI是IDU 的一个组成部分。
业务数据单元（SDU）
高层的对等通信实体之间传送的数据定义为本层的 SDU。
规程控制信息（PCI）
本层实体和对等层实体间传送的为完成本层 通信规程而产生的信息。
规程数据单元（PDU）
本层的SDU和本层的PCI两者的组合叫本层的 PDU，可写成PDU=PCI+SDU。
8.1.1 通信规程和规程参考模型
通信规程
为进行通信中的数据交换而建立的规则、标 准或约定。
规程参考模型
通信规程有层次特性，大多数网络的组织都 按层或级的方式来组织。
用户
用户
等效通信线路
N+1层
N+1层通信 实体
N+1层通信 实体
N层SAP
N层
N层实体
N层实体
N-1层
实际通信线路
N-1层实体
与局域网的接口
8.1.6 标准化组织
ITU 国际电信联盟 ANSI 美国国家标准化协会 ETSI 欧洲电信标准化协会 IETF Internet工程特别工作组 IRTF Internet 研究工作组 ATM论坛等
8.2 排队论基础
8.2.1 排队论基本概念 8.2.2 M/M/1排队模型 8.2.3 排队论中Little定理
接口就是相邻层之间进行信息交换必须遵守的规则。 服务定义了两层之间的接口。
8.1.2 业务原语
请求原语（REQUEST）
用户请求一种功能的原语。
指示原语（INDICATION）
业务提供者请求一种功能或指示一种功能已经完 成的原语。
响应原语（RESPONSE）
用户表示已经完成由指示原语请求功能的原语。
N+1层 IDU
PCI
SDU
ICI
PDU
ICI
N层
N-1层
IDU
（a）上层向下层传送数据
图8.3 传送数据单元关系
N+1层 IDU
PCI
SDU
ICI
PDU
ICI
N层
N-1层
IDU
（b）下层向上层传送数据
图8.3 传送数据单元关系
8.1.4 开放系统互联参考模型
应用层 表示层 会晤层 传输层 网络层 链路层 物理层
m 1称为单窗口排队系统 m 1称为多窗口排队系统
顾客到达率
一般排队系统中顾客到达时随机的，系统内顾客数是 一个随机量。顾客到达的密度和以什么样的规律到达， 对系统的影响很大。
前后两个顾客到达的时间间隔 t i 是个随机量。 t i 的计算 平均值 t 为平均到达间隔时间，其倒数为平均到达率， 即：
N-1层实体
（a）N层通信实体级联
图8.1 N层规程参考模型
（N+1）层实体 （N）层实体
（N-1）层实体
（2）层实体 （1）层实体 （b）N层通信实体级联
实体(Entity)
在一个计算机系统中，任何能完成某一特定功能的进 程或程序，都可称为一个“实体”。
功能层(Layer)
“层”是指系统中能提供某一种或某一类服务功能集 合的“逻辑构造”，一个层中可包含一个或多个实体，该 层的功能依靠层中的实体执行该层的协议来体现。
运输层
实现端到端的连接控制，为端到端间提供透明的传送 通道。
会晤层
会晤层关心会话连接的特征。其主要功能是在建立会 晤时，核实对方身份，确定何方支付费用，选择一致的通 信方式等。
表示层
主要功能是以一种收发双方的规程和设置都明白的方 式提供一种数据传送机制。
应用层
其主要任务是为用户提供直接的服务。
协议(Protocol)
两系统中对等实体之间密切地协调工作所必须遵守的 一组预定规则和约定，称为“协议”。
服务（Service）及服务访问点（SAP）
服务是网络的低层向高层所提供的功能性的支持，高 层利用低层的“服务”来开展工作；某一层的SAP就是上 一层可以访问本层、可以得到服务的地方。
接口
证实原语（CONFIRM）
业务提供者表示已完成由请求原语要求的功能的 原语。
用户A
①
④
请
证
求
实
Sຫໍສະໝຸດ BaiduP
用户B
③
②
响
指
应
示
SAP
图8.2 通信原语的使用
8.1.3 数据单元
接口数据单元（IDU）
层间传送的数据块整体，包括用户和业务提供者在业 务接入点相互传送的数据。数据一部分来自对等实体，一 部分来自相邻层。
网络层 链路层 物理层
网络层 链路层 物理层
应用层 表示层 会晤层 传输层 网络层 链路层 物理层
图8.4 OSI参考模型
物理层
提供用于建立、保持和断开物理连接的过程条件。包 括规定机械的、电气的规程和功能属性。
链路层
负责建立、维持和释放链路连接，实现无差错传输的 功能。
网络层
也称通信子层,提供SDU路由选择和交换功能，控制 通信子网的工作，并关心拥塞控制、计费及异种网络的互 联问题。
第八章 通信规程和通信网理论基础
1
本章主要内容
8.1 网络协议体系结构 8.2 排队论基础 8.3 通信网拓扑结构 8.4 最短径
8.1 网络协议体系结构
8.1.1 通信规程和规程参考模型 8.1.2 业务原语 8.1.3 数据单元 8.1.4 开放系统互联参考模型 8.1.5 互联TCP/IP参考模型 8.1.6 标准化组织
排队论是通信的业务分析和性能计算的理 论基础。
资源的有限性和需求的随机性是排队现象 的基础。
要求服务的顾客和提供服务的服务员双方 构成的系统通常称为排队系统。
通信网中信息流和信道，传送的数据和中 央处理单元，都是“顾客”和“服务员”关 系。
8.2.1 排队论基本概念
排队系统的三要数
m为窗口数或服务员数
8.1.5 互联TCP/IP参考模型
OSI
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 链路层 1 物理层
TCP/IP 4 应用层 3 运输层 2 互联网络层 1 通信子网层
图8.5 TCP/IP 参考模型
互联网络体系结构分为四层 互联网层采用了IP协议 传输层定义了TCP、UDP、ICMP等协议 物理层+链路层组成通信子网层，是主机
1/t
平均到达率是排队系统重要参数，表示平均每秒内到达 的顾客数。 越小，系统负载越轻。
系统服务率
为表示服务率的参考量。服务时间 j 也是随机变量，
其统计平均值称为平均服务时间 ， 的倒数是
系统服务率 ，有
1/
表示一个顾客平均占用服务设施的时间， 为平均
每秒内顾客被服务完毕后离去的数目。
仅在相邻层间传送数据，用于层间互控。ICI是IDU 的一个组成部分。
业务数据单元（SDU）
高层的对等通信实体之间传送的数据定义为本层的 SDU。
规程控制信息（PCI）
本层实体和对等层实体间传送的为完成本层 通信规程而产生的信息。
规程数据单元（PDU）
本层的SDU和本层的PCI两者的组合叫本层的 PDU，可写成PDU=PCI+SDU。
8.1.1 通信规程和规程参考模型
通信规程
为进行通信中的数据交换而建立的规则、标 准或约定。
规程参考模型
通信规程有层次特性，大多数网络的组织都 按层或级的方式来组织。
用户
用户
等效通信线路
N+1层
N+1层通信 实体
N+1层通信 实体
N层SAP
N层
N层实体
N层实体
N-1层
实际通信线路
N-1层实体
与局域网的接口
8.1.6 标准化组织
ITU 国际电信联盟 ANSI 美国国家标准化协会 ETSI 欧洲电信标准化协会 IETF Internet工程特别工作组 IRTF Internet 研究工作组 ATM论坛等
8.2 排队论基础
8.2.1 排队论基本概念 8.2.2 M/M/1排队模型 8.2.3 排队论中Little定理
接口就是相邻层之间进行信息交换必须遵守的规则。 服务定义了两层之间的接口。
8.1.2 业务原语
请求原语（REQUEST）
用户请求一种功能的原语。
指示原语（INDICATION）
业务提供者请求一种功能或指示一种功能已经完 成的原语。
响应原语（RESPONSE）
用户表示已经完成由指示原语请求功能的原语。
N+1层 IDU
PCI
SDU
ICI
PDU
ICI
N层
N-1层
IDU
（a）上层向下层传送数据
图8.3 传送数据单元关系
N+1层 IDU
PCI
SDU
ICI
PDU
ICI
N层
N-1层
IDU
（b）下层向上层传送数据
图8.3 传送数据单元关系
8.1.4 开放系统互联参考模型
应用层 表示层 会晤层 传输层 网络层 链路层 物理层
m 1称为单窗口排队系统 m 1称为多窗口排队系统
顾客到达率
一般排队系统中顾客到达时随机的，系统内顾客数是 一个随机量。顾客到达的密度和以什么样的规律到达， 对系统的影响很大。
前后两个顾客到达的时间间隔 t i 是个随机量。 t i 的计算 平均值 t 为平均到达间隔时间，其倒数为平均到达率， 即：
N-1层实体
（a）N层通信实体级联
图8.1 N层规程参考模型
（N+1）层实体 （N）层实体
（N-1）层实体
（2）层实体 （1）层实体 （b）N层通信实体级联
实体(Entity)
在一个计算机系统中，任何能完成某一特定功能的进 程或程序，都可称为一个“实体”。
功能层(Layer)
“层”是指系统中能提供某一种或某一类服务功能集 合的“逻辑构造”，一个层中可包含一个或多个实体，该 层的功能依靠层中的实体执行该层的协议来体现。
运输层
实现端到端的连接控制，为端到端间提供透明的传送 通道。
会晤层
会晤层关心会话连接的特征。其主要功能是在建立会 晤时，核实对方身份，确定何方支付费用，选择一致的通 信方式等。
表示层
主要功能是以一种收发双方的规程和设置都明白的方 式提供一种数据传送机制。
应用层
其主要任务是为用户提供直接的服务。
协议(Protocol)
两系统中对等实体之间密切地协调工作所必须遵守的 一组预定规则和约定，称为“协议”。
服务（Service）及服务访问点（SAP）
服务是网络的低层向高层所提供的功能性的支持，高 层利用低层的“服务”来开展工作；某一层的SAP就是上 一层可以访问本层、可以得到服务的地方。
接口
证实原语（CONFIRM）
业务提供者表示已完成由请求原语要求的功能的 原语。
用户A
①
④
请
证
求
实
Sຫໍສະໝຸດ BaiduP
用户B
③
②
响
指
应
示
SAP
图8.2 通信原语的使用
8.1.3 数据单元
接口数据单元（IDU）
层间传送的数据块整体，包括用户和业务提供者在业 务接入点相互传送的数据。数据一部分来自对等实体，一 部分来自相邻层。
网络层 链路层 物理层
网络层 链路层 物理层
应用层 表示层 会晤层 传输层 网络层 链路层 物理层
图8.4 OSI参考模型
物理层
提供用于建立、保持和断开物理连接的过程条件。包 括规定机械的、电气的规程和功能属性。
链路层
负责建立、维持和释放链路连接，实现无差错传输的 功能。
网络层
也称通信子层,提供SDU路由选择和交换功能，控制 通信子网的工作，并关心拥塞控制、计费及异种网络的互 联问题。
第八章 通信规程和通信网理论基础
1
本章主要内容
8.1 网络协议体系结构 8.2 排队论基础 8.3 通信网拓扑结构 8.4 最短径
8.1 网络协议体系结构
8.1.1 通信规程和规程参考模型 8.1.2 业务原语 8.1.3 数据单元 8.1.4 开放系统互联参考模型 8.1.5 互联TCP/IP参考模型 8.1.6 标准化组织
排队论是通信的业务分析和性能计算的理 论基础。
资源的有限性和需求的随机性是排队现象 的基础。
要求服务的顾客和提供服务的服务员双方 构成的系统通常称为排队系统。
通信网中信息流和信道，传送的数据和中 央处理单元，都是“顾客”和“服务员”关 系。
8.2.1 排队论基本概念
排队系统的三要数
m为窗口数或服务员数
8.1.5 互联TCP/IP参考模型
OSI
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 链路层 1 物理层
TCP/IP 4 应用层 3 运输层 2 互联网络层 1 通信子网层
图8.5 TCP/IP 参考模型
互联网络体系结构分为四层 互联网层采用了IP协议 传输层定义了TCP、UDP、ICMP等协议 物理层+链路层组成通信子网层，是主机
1/t
平均到达率是排队系统重要参数，表示平均每秒内到达 的顾客数。 越小，系统负载越轻。
系统服务率
为表示服务率的参考量。服务时间 j 也是随机变量，
其统计平均值称为平均服务时间 ， 的倒数是
系统服务率 ，有
1/
表示一个顾客平均占用服务设施的时间， 为平均
每秒内顾客被服务完毕后离去的数目。