第3章 网络体系结构与参考模型PPT课件
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第三章网络体系结构与 参考模型
本章主要介绍OSI/RM的 七层模型和相对应的 TCP/IP协议的对应架构。
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
3.1 网络体系结构与网络协议
用户的资源和信息存储在采用不同操作系统的主 机中，这些主机分布在网络的不同地方，需要在 不同的传输介质上实现采用不同操作系统的主机 之间的通信，解决异种机和异种网络互连问题的 方法。
计算机网络在70年代迅速发展， 特别在ARPANET建立以后
IBM公司的系统网络结构SNA
DEC公司的分布式网络结构DNA
王安公司的系统王安网络Wang Net
4
3.1.1 网络体ຫໍສະໝຸດ Baidu结构
观看动画
国际标准化组织ISO
1984
开放系统互连基本参考模型： ISO/OSI-RM
5
3.1.2 分层原理
N+1 N N-1
14
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
3、网络层：
网络中通信的两个计算机之间可能要经过许多个 节点和链路，还可能经过几个通信子网。网络层数据 的传送单位是分组(packet)，网络层的任务就是要选 择合适的路由，使发送站的运输层发下来的分组能够 正确无误的按照地址找到目的站并交付目的站的运输 层，这就是网络层的寻址功能。
对于广播信道构成的通信子网,路由问题很简单， 因此这种子网的网络层非常简单，甚至没有。对于通 信子网来说，最多只到网络层。
15
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
4、运输层：
任务是根据通信子网的特性最佳的利用网 络资源，并以可靠和经济的方式为两个端系统 的会话层之间建立一条运输连接，透明的传输 报文。
3.1.2 分层原理
分层原理： 由1980年 H.Zimmerman提出:
1、层次适中。当必须要有不同级的抽象时，设立一个层次； 2、界面清晰。通过界面的信息应最少；
3、当某些功能实现与所用技术明显与别的层不同时，单独设立一层；
4、功能相似的放在同一层； 5、根据过去成功的经验分层； 6、功能具有独立性并能局部化时，单独设立一层； 7、只与相邻层次有接口关系； 8、对数据作不同处理时可分层； 9、在现有的标准接口处可用分层，以有利于国际标准的建立。8
分层的好处在于：容易解决通信的异质性（heterogeneity）问 题；上层解决不同种语言的相互翻译（数据的不同表示）；下层 解决信息传递；使复杂问题简化，高层屏蔽低层细节问题；每层 只关心本层的内容，不用知道其他层如何实现；使设计容易实现， 每个层次向上一层提供服务，向下一层请求服务。
3
3.1.1 网络体系结构
这里，"会话"的意思是指两个应用进程之间为交 换面向进程的信息而按一定规则建立起来的一个暂时 联系。
17
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
6、表示层：
提供端到端的信息传输。处理的是OSI系统之间用户 信息的表示问题。在OSI中，端用户（应用进程）之间传 送的信息数据包含语义和语法两个方面。语义是信息数据 的内容及其含义，它由应用层负责处理。语法是与信息数 据表示形式有关方面，例如信息的格式、编码、数据压缩 等。表示层主要用于处理应用实体面向交换的信息的表示 方法。这样即使每个应用系统有各自的信息表示法，但被 交换的信息类型和数值仍能用一种共同的方法来表示。它 包含用户数据的结构和在传输时的比特流或字节流的表示。 在OSI 中，用一种抽象语法表示法ASN.1（Abstract Syntax Notation One）来定义应用协议数据单元和用户信 息，而用一种基本编码规BER （Basic Encoding Rules） 来描述在传输过程中的内容的比特流和字节流的表示，即 一种传送语法。
所谓透明传输指经实际电路后传送的比特流没有 变化，任意组合的比特流都可以在这个电路上传输， 物理层并不知道比特的含义。 物理层要考虑的是如 何发送"0"和"1"，以及接收端如何识别。
13
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
2、·数据链路层： 负责在两个相邻的节点间的线路上无差错
的传送以帧为单位的数据，每一帧包括一定的 数据和必要的控制信息，在接收点接收到数据 出错时要通知发送方重发，直到这一帧无误得 到达接收节点。数据链路层就是把一条有可能 出错的实际链路变成让网络层看来好像不出错 的链路。
10
3.2.1 OSI参考模型的基本概念
M 接口 N+1
N N-1
1
N+1层协议 N层协议 N-1层协议
介质
M
N+1 N N-1
1
11
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
12
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
1、物理层： 提供相邻设备间的比特流传输。它是利用物理通
信介质，为上一层（数据链路层）提供一个物理连接, 通过物理连接透明地传输比特流。
6
3.1.2 分层原理
分层原理： 由1980年 H.Zimmerman提出:
1、层次适中。当必须要有不同级的抽象时，设立一个层次； 2、界面清晰。通过界面的信息应最少；
3、当某些功能实现与所用技术明显与别的层不同时，单独设立一层；
4、功能相似的放在同一层； 5、根据过去成功的经验分层； 6、功能具有独立性并能局部化时，单独设立一层； 7、只与相邻层次有接口关系； 8、对数据作不同处理时可分层； 9、在现有的标准接口处可用分层，以有利于国际标准的建立。7
运输层向上一层提供一个可靠的端到端的 服务，使会话层不知道运输层以下的数据通信 的细节。运输层只存在在端系统（主机）中， 运输层以上层就不再管信息传输问题了。
16
3.2.2 OSI参考模型的分层结构
5、会话层：
会话层虽然不参与具体的数据传输，但它对数据 进行管理，它向互相合作的进程之间提供一套会话设 施，组织和同步它们的会话活动，并管理它们的数据 交换过程（如全双工或半双工）。
3.1.3 网络协议
什么是网络协议： 为计算机网络中的数据交换而建立的规则标准或约定
的集合称为网络协议
网络协议包括： 1、语义（Semantics）：通信内容，协调与差错控制 2、语法（Syntax）：内容与控制的格式、编码及信号表达 3、定时（Timing）：速度匹配与时序。
9
3.2 OSI参考模型
ISO 7498信息处理系统--开放系统互连--基本参考 模型（ISO 7498，Information Processing Systems--Open Systems Interconnection--Basic references model）是OSI 标准中最基本的一个，它 从OSI 体系结构方面规定了开放系统在分层、相应层 对等实体的通信、标识符、服务访问点、数据单元、 层操作、OSI管理等方面的基本元素、组成和功能等， 并从逻辑上把每个开放系统划分为功能上相对独立的 七个有序的子系统。所有互连的开放系统中，对应的 各子系统结合起来构成开放系统互连基本参考模型中 的一层。
本章主要介绍OSI/RM的 七层模型和相对应的 TCP/IP协议的对应架构。
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整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
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3.1 网络体系结构与网络协议
用户的资源和信息存储在采用不同操作系统的主 机中，这些主机分布在网络的不同地方，需要在 不同的传输介质上实现采用不同操作系统的主机 之间的通信，解决异种机和异种网络互连问题的 方法。
计算机网络在70年代迅速发展， 特别在ARPANET建立以后
IBM公司的系统网络结构SNA
DEC公司的分布式网络结构DNA
王安公司的系统王安网络Wang Net
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3.1.1 网络体ຫໍສະໝຸດ Baidu结构
观看动画
国际标准化组织ISO
1984
开放系统互连基本参考模型： ISO/OSI-RM
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3.1.2 分层原理
N+1 N N-1
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
3、网络层：
网络中通信的两个计算机之间可能要经过许多个 节点和链路，还可能经过几个通信子网。网络层数据 的传送单位是分组(packet)，网络层的任务就是要选 择合适的路由，使发送站的运输层发下来的分组能够 正确无误的按照地址找到目的站并交付目的站的运输 层，这就是网络层的寻址功能。
对于广播信道构成的通信子网,路由问题很简单， 因此这种子网的网络层非常简单，甚至没有。对于通 信子网来说，最多只到网络层。
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
4、运输层：
任务是根据通信子网的特性最佳的利用网 络资源，并以可靠和经济的方式为两个端系统 的会话层之间建立一条运输连接，透明的传输 报文。
3.1.2 分层原理
分层原理： 由1980年 H.Zimmerman提出:
1、层次适中。当必须要有不同级的抽象时，设立一个层次； 2、界面清晰。通过界面的信息应最少；
3、当某些功能实现与所用技术明显与别的层不同时，单独设立一层；
4、功能相似的放在同一层； 5、根据过去成功的经验分层； 6、功能具有独立性并能局部化时，单独设立一层； 7、只与相邻层次有接口关系； 8、对数据作不同处理时可分层； 9、在现有的标准接口处可用分层，以有利于国际标准的建立。8
分层的好处在于：容易解决通信的异质性（heterogeneity）问 题；上层解决不同种语言的相互翻译（数据的不同表示）；下层 解决信息传递；使复杂问题简化，高层屏蔽低层细节问题；每层 只关心本层的内容，不用知道其他层如何实现；使设计容易实现， 每个层次向上一层提供服务，向下一层请求服务。
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3.1.1 网络体系结构
这里，"会话"的意思是指两个应用进程之间为交 换面向进程的信息而按一定规则建立起来的一个暂时 联系。
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
6、表示层：
提供端到端的信息传输。处理的是OSI系统之间用户 信息的表示问题。在OSI中，端用户（应用进程）之间传 送的信息数据包含语义和语法两个方面。语义是信息数据 的内容及其含义，它由应用层负责处理。语法是与信息数 据表示形式有关方面，例如信息的格式、编码、数据压缩 等。表示层主要用于处理应用实体面向交换的信息的表示 方法。这样即使每个应用系统有各自的信息表示法，但被 交换的信息类型和数值仍能用一种共同的方法来表示。它 包含用户数据的结构和在传输时的比特流或字节流的表示。 在OSI 中，用一种抽象语法表示法ASN.1（Abstract Syntax Notation One）来定义应用协议数据单元和用户信 息，而用一种基本编码规BER （Basic Encoding Rules） 来描述在传输过程中的内容的比特流和字节流的表示，即 一种传送语法。
所谓透明传输指经实际电路后传送的比特流没有 变化，任意组合的比特流都可以在这个电路上传输， 物理层并不知道比特的含义。 物理层要考虑的是如 何发送"0"和"1"，以及接收端如何识别。
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
2、·数据链路层： 负责在两个相邻的节点间的线路上无差错
的传送以帧为单位的数据，每一帧包括一定的 数据和必要的控制信息，在接收点接收到数据 出错时要通知发送方重发，直到这一帧无误得 到达接收节点。数据链路层就是把一条有可能 出错的实际链路变成让网络层看来好像不出错 的链路。
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3.2.1 OSI参考模型的基本概念
M 接口 N+1
N N-1
1
N+1层协议 N层协议 N-1层协议
介质
M
N+1 N N-1
1
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
1、物理层： 提供相邻设备间的比特流传输。它是利用物理通
信介质，为上一层（数据链路层）提供一个物理连接, 通过物理连接透明地传输比特流。
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3.1.2 分层原理
分层原理： 由1980年 H.Zimmerman提出:
1、层次适中。当必须要有不同级的抽象时，设立一个层次； 2、界面清晰。通过界面的信息应最少；
3、当某些功能实现与所用技术明显与别的层不同时，单独设立一层；
4、功能相似的放在同一层； 5、根据过去成功的经验分层； 6、功能具有独立性并能局部化时，单独设立一层； 7、只与相邻层次有接口关系； 8、对数据作不同处理时可分层； 9、在现有的标准接口处可用分层，以有利于国际标准的建立。7
运输层向上一层提供一个可靠的端到端的 服务，使会话层不知道运输层以下的数据通信 的细节。运输层只存在在端系统（主机）中， 运输层以上层就不再管信息传输问题了。
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3.2.2 OSI参考模型的分层结构
5、会话层：
会话层虽然不参与具体的数据传输，但它对数据 进行管理，它向互相合作的进程之间提供一套会话设 施，组织和同步它们的会话活动，并管理它们的数据 交换过程（如全双工或半双工）。
3.1.3 网络协议
什么是网络协议： 为计算机网络中的数据交换而建立的规则标准或约定
的集合称为网络协议
网络协议包括： 1、语义（Semantics）：通信内容，协调与差错控制 2、语法（Syntax）：内容与控制的格式、编码及信号表达 3、定时（Timing）：速度匹配与时序。
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3.2 OSI参考模型
ISO 7498信息处理系统--开放系统互连--基本参考 模型（ISO 7498，Information Processing Systems--Open Systems Interconnection--Basic references model）是OSI 标准中最基本的一个，它 从OSI 体系结构方面规定了开放系统在分层、相应层 对等实体的通信、标识符、服务访问点、数据单元、 层操作、OSI管理等方面的基本元素、组成和功能等， 并从逻辑上把每个开放系统划分为功能上相对独立的 七个有序的子系统。所有互连的开放系统中，对应的 各子系统结合起来构成开放系统互连基本参考模型中 的一层。