计算机网络第三章课件详解考研必看

三．计算机网络通信协议知识

⒈计算机网络发展中所遇到的问题

·连线对端的信号标准不一致；

·接入网络的操作系统所使用的网络数据传输控制方法不一致；

·网络汇接、交换控制方法随不同厂商的产品而不同；

上述问题使得众多网络产品制造商迫切希望不同的计算机和网络产品都能按照相同的信号、交换控制标准进行设计和生产。1978年，国际标准化组织（ISO）设立了T（9）（即ISO的9）技术委员会专门研究网络通信的体系结构并提出了开放系统互连OSI（Open System Interconnection）的标准参考模型。

⒉OSI标准参考模型与计算机网络通信协议①OSI的标准参考模型的层次结构

OSI的标准参考模型将网络通信系统结构分为七个相互独立的层面，故又被称为七层模型（如下图所示）。

结点A结点B

②OSI的标准参考模型的工作原理

设想：将信号、数据按一定的长度分为若干个数据单位—数据包（Packet）。对数据包再按不同的应用功能分层组装，经过物理信道传送到目的站后再逐层分解、还原（如下图）。进行同层或相邻层间n+1层n层的用户对等的n层的用户

数据划分、组装、分解和还原的操作规则及其标准的总和就是网络通信协议（简称网络协议）。为了使不同计算机的同层间能相互识别对方，每台计算机的网络各层都要定义一个唯一的表示本层的网络地址。

结点A发送结点B接收

自从上述OSI模型推出之后，许多与计算机网络服务相关的国际组织和许多国家的专门技术管理部门针对不同层的网络通信陆续推出了多种相关层面的网络协议。

网络协议由语义、语法和变换规则三个部分组成。语义是关于该层功能所涉及的内容的定义。语法是为实现该层功能所涉及的数据格式的定义。变换规则是关于实现该层功能所必须进行的操作步骤的定义。

③OSI的标准参考模型分层功能的划分

（一）物理层

实现数据的数模、模数转换（既前述的数据通信内容）和传送。目前使用较多的物理层协议有电子工业联盟（Electronic Industries Alliance—EIA）的RS-232C协议（RS意为Recommended Standard、232为标准序号、C为版本号）、国际电报电话咨询委员会（Consultative Committee on International Telephone and Telegraphy—CCITT）的协议（V意为Volume、24为标准序号）等（参见下表）。

物理层的网络地址由置于计算机内的网卡来确定。每一块网卡

（包括各种型号的内、外置调制解调器）都有一个6字节长的全世界唯一的物理地址，又称为MAC（Media Access Control）地址。生产网卡的厂商经过合法的渠道可获得其一定范围的MAC域值。

（二）（数据）链路层

为网络层提供数据链路的控制服务（包括链路的搜寻、建立、维护和拆除等）、数据传输的差错检测服务（包括错误识别、顺序控制和流量控制等）。目前使用较多的链路层协议列于下表。

(a) 数据链路层数据包的组装

来自网络层的数据包再装配特定的链路层首尾标志就构成了本层的数据传输单元—帧。例如HDLC协议帧的结构可呈现如下的样式：

HDLC协议规定该协议链路层地址字使用8个二进制数表示。其中全0为无效地址，全1为该层广播地址。因此在一个网络内使用本协议的链路层地址最多为254个。

(b) 数据链路层的差错校验

网络传输中对数据校验的方法很多，但不同层中所使用的却不相同。通常为了能够识别所收到的数据是否有错，必须在有效数据位以外插入专门用于校验的专用数据位。故统称为冗余码校验法。

在链路层传送以字符型数据时多采用奇偶校验。既由发送方在所传送的数据中插入一位作奇校验或偶校验。接收方对全部收到的数据进行奇（偶）数1的判决。

而当传送比特型数据的差错校验则多采用循环冗余码（Cycle Redundancy Code）校验法。其原理是一个m位整数被扩大n位权值后再被n（n

例：传送十进数179，冗余因数为19，则17900÷19的余数为2，实际应传送17902。

(c)IEEE802协议标准与计算机局域网

在计算机网络中，局域网是构成整个计算机网络的基础。而OSI 模型中的链路层和物理层又是构成计算机局域网络的最基本成份。目前在计算机局域网络中使用最为广泛的是IEEE802协议标准。尽管该协议产生于OSI模型之后，但由于网络制造商的广泛采用而在1984年被ISO采纳为ISO8802标准。IEEE802协议是由国际电子电气工程师协会于1980年2月成立的计算机网络专门委员会陆续推出的一个

计算机网络互连协议家族（见下表）。

IEEE802.1A ：概述及网络体系结构 ：寻址、网间互连和网络管理 ：逻辑链路控制LLC

：CSMA/CD 访问控制和物理层技术规范

：令牌总线介质访问控制方法和物理层技术规范 ：令牌环介质访问控制方法和物理层技术规范

：分布式队列双总线协议和物理层技术规范（MAN 城域网网标准） ：FDDI 访问介质控制方法和物理层技术规范 ：FDDI 时间片环访问控制方法和物理层技术规范 IEEE802协议与OSI 模型的区别如下图所示：

利用OSI 模型的物理层和链路层协议便可组成最简单的计算机局域网络。这种局域网络被称为以太（Enthernet —1970年由Xerox 公司推出）网。而IEEE 和IEEE 是支持以太网络的典型协议。更由于众多的厂商所推出的商业品牌的协议都以其为基础改进或扩充，故其知名度更高。如Novell 公司推出的IPX/SPX 协议、Microsoft 公司推出的Netbeui 协议、Ndis 协议等。IEEE 802的地址由标识本层网段的地址字和标识本站的地址字所组成。该二地址分别为4字节的

物理

介质访问控制逻辑链路网络