第3章计算机网络体系结构.docxVIP

第3章 计算机网络的体系结构学习要点1.理解网络体系的概念2.理解网络协议的概念3.掌握ISO/OSI参考模型的层次结构和各层功能4.掌握TCP/IP体系结构的各层功能5.了解OSI与TCP/IP参考模型的区别6.了解TCP/IP主要的功能及特点3.1 网络体系结构的基本概念1.网络体系结构的形成 计算机网络的体系结构采用了层次结构的方法来描述复杂的计算机网络，把复杂的网络互连问题划分为若干个较小的、单一的问题，并在不同层次上予以解决。 2.网络体系的分层结构图3-1 网络体系的层次结构模型3.层次结构中的相关概念（1）实体（2）协议：一个网络协议主要由以下3个要素组成：1语法（Syntax）：指数据与控制信息的结构或格式，如数据格式、编码及信号电平等；2语义（Semantics）：指用于协调与差错处理的控制信息，如需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答3定时（Timing）：指事件的实现顺序，如速度匹配、排序等。（3）接口（4）服务（5）层间通信图3-2 对等实体通信实例 实际上，每一层必须依靠相邻层提供的服务来与另一台主机的对应层通信，这包含了下面两方面的通信： 1相邻层之间通信 2对等层之间通信3.2 开放系统互连参考模型1.OSI参考模型 OSI参考模型采用了层次结构，将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成不同的功能。这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，如图所示。2.OSI/RM各层的主要功能（1）物理层物理层（Physical Layer）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。物理层传输的单位是比特（Bit），不去考虑比特流的意义和结构。 （2）数据链路层在物理层提供比特流传输服务的基础上，数据链路层（Data Link Layer）通过在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以“帧”为单位的数据，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路，保证点到点（point-to-point）可靠的数据传输。网络层（3）网络层网络层（Network Layer）是OSI参考模型中的第三层，它建立在数据链路层所提供的两个相邻节点间数据帧的传送功能之上，将数据从源端经过若干中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。1网络层的信息传输单位是分组（Packet）。 2逻辑地址寻址3路由功能 4拥塞控制 5流量控制（4）传输层传输层（Transport Layer）的主要目的是向用户提供无差错可靠的端到端（end-to-end）服务，透明地传送报文，提供端到端的差错恢复和流量控制。由于它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层。传输层关心的主要问题是建立、维护和中断虚电路、传输差错校验和恢复以及信息流量控制等。传输层提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两种服务。（5）会话层会话层（Session Layer）实现建立、管理和终止应用程序进程之间的会话和数据交换，这种会话关系是由两个或多个表示层实体之间的对话构成的。（6）表示层表示层（Presentation Layer）保证一个系统应用层发出的信息能被另一个系统的应用层读出。（7）应用层应用层（Application Layer）是OSI参考模型中最靠近用户的一层，它为用户的应用程序提供网络服务。这些应用程序包括电子数据表格程序、字处理程序和银行终端程序等。3.OSI/RM数据流向层次结构模型中数据的实际传输过程如图3-3所示。图中发送进程传输给接收进程数据，实际上是经过发送方各层从上到下传输到物理传输介质；通过物理传输介质传输到接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。图3-3 OSI参考模型的数据流向 4.对等层之间的通信数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程，到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程，如图3-4所示。 图3-4 数据的封装与拆封3.3 TCP/IP参考模型1.TCP/IP参考模型的层次划分（1）TCP/IP的特点1开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。2独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，以及互联网中。3统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。4标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。（2）TCP/IP参考模型的层次 图3-5 OSI/RM与TCP/IP对应关系2.TCP/IP参考模型各层的功能（1）网络接口层TCP/IP中没有详细定义网络接口层的功能 （2）网际层网际层又称互联层，是TCP/IP参考模型的第二层，它实现的功能相当于OSI参考模型网络