计算机网络 第三篇.ppt

计算机网络由多个互连的结点组成，结点之间需要不断地交换数据与控制信息。要想做到有条不紊地交换数据，网络中的每一个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。通常情况下，人们将为网络数据交换而定制的规则、约定与标准称为网络协议（Protocol）。网络协议主要由语法、语义和时序3个要素组成，下面分别进行介绍。 语法 语义 时序 语法 语法即用户数据与控制信息的结构与格式，它是规定将若干协议元素和数据组合在一起表示一个更完整的内容所应遵循的格式，也可以说它是对数据结构形式的一种规定。 语义 语义是指对构成的协议元素含义的解释，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与作出的响应。 时序 时序是对事件实现顺序的详细说明。 由此可见，网络协议实际上是计算机网络之间通信时使用的一种语言。这种语言在发送方和接收方要有统一的标准，否则无法进行沟通。 具有4个层次的邮政特快专递系统模型 网络协议的层次结构 在网络结构模型中，经常出现许多专业的名词和概念，在下面将进行简单的介绍。 分层 服务 接口 对等实体 通信协议 分层 分层是将整个网络通信系统按逻辑功能分解到若干层次中，每一层均规定了本层要实现的功能。这种“结构化分层”的设计方法，要求各层次相对独立、界限分明，以便网络的硬件和软件分别去实现。 实体 每一层中，用于实现该层功能的活动元素被称为实体(Entity)，如果一层中包括两个实体，称为对等实体（Peer Entity）。 接口 网络分层结构中，相邻层之间都会有一接口，它定义了低层向高层提供的原始操作和服务。接口是相邻层次之间用来交换信息的，为了使两层之间保持其功能的独立性，通常情况下通过接口的信息量很少。 服务 在计算机网络协议的层次结构中，层与层之间具有服务于被服务的单向依赖关系，下层向上层提供服务，而上层调用下层的服务。因此可称任意相邻两层的下层为服务提供者，上层为服务调用者。下层为上层提供的服务可分为两类：面向连接服务（Connection Oriented Service）和无连接服务（Connection Service）。 （1）面向连接的服务。该服务以电话系统为模形，在数据交换之前，必须要求通信双方先建立连接，当数据交换结束后，则必须终止这个连接。 （2）无连接服务。无连接服务以邮政系统为模式。 通常用可靠性这一指标来衡量不同服务类型的质量和特性。面向连接的服务能够提供可靠的交付，但无连接服务则不保证提供可靠的交付，它只是“尽最大努力交付（Best-effort Delivery）”。这两种服务方式都很有用，各有优缺点。 服务原语 相邻层之间通过一组服务原语（Service Primitive）建立相互作用，完成服务与被服务的过程。服务原语可通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。服务原语可分为四类，分别是请求（Request）、指示（Indication）、响应（Response）、确认（Confirm）。详情请参见表3.1。 网络体系结构 引入分层模型后，人们将计算机网络系统中的层、各层中的协议及层次间接口的集合称为计算机网络体系结构。 网络体系结构是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各层功能定义，即描述实现不同计算机系统之间互连和通信的方法和结构，是层和协议的集合。通常采用结构化设计方法，将计算机网络系统划分成若干功能模块，形成层次分明的网络体系结构。 OSI/RM参考模型采用分层体系结构，它定义了网络体系结构的7层框架。最下层为第1层，依次向上，最高层为第7层。从第1层到第7层分别为：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。 开放系统参考模型OSI/RM结构 OSI/RM参考模型中的对等实体和七层协议 OSI/RM参考模型中，每层对等实体之间都存在着通信，因此按照层次的不同分别定义了七层协议，并分别以各自层的名称命名。OSI/RM参考模型的七层协议由上往下依次为应用层协议、表示层协议、会话层协议、运输层协议、网络层协议、数据链路层协议和物理层协议。在各层协议中，分别定义了相应层的协议控制信息的规则和格式。 1）物理层（Physical Layer） 作为最低层的物理层，它在通信网络中实现透明地传送比特流，为数据链路层提供物理连接服务。 2）数据链路层（Data Link Layer） 数据链路层在通信的实体之间负责建立、维持和释放数据链路连接。在相邻两个结点间采用差错控制、流量控制的方法，为网络层提供无差错的数据传输服务。 3）网络层（Network Layer） 网络层的主要功能是为分组选择最适当的路径，并同时实现差错检测、流量控制与网