第2章 网络基本原理 (2).pptVIP

计算机及网络应用基础 第2课 第2章 网络基本原理 2.1 OSI模型概要 网络体系结构提出的背景——计算机网络的复杂性 不同的通信介质——有线、无线、… … 不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用设备、… … 不同的操作系统——Unix、Windows、… … 不同的软/硬件、接口和通信约定（协议） 不同的应用环境——固定、移动、… … 计算机网络体系结构的定义 网络的层次结构方法要解决的问题： 网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能） 各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口） 通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议） 计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。 换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。 最早的网络体系结构源于IBM的SNA； 由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是OSI/RM； 实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构 事实上的（de facto）标准 层次结构方法的优点 独立性强——耦合程度低 上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务 适应性强 只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。 易于实现和维护 把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子单元： 使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。 使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。 分层原理 基本概念： 实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。 对等层：两个不同系统的同级层次。 对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体 接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。 服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。 协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。 网络分层体系结构 对等层通信的实质 对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信； 下层向上层提供服务； 上层依赖下层提供的服务来与其它主机上的对等层通信； 实际通信在最底层完成。 源进程传送消息到目标进程的过程： 消息送到源系统的最高层； 从最高层开始，自上而下逐层封装； 经物理线路传输到目标系统； 目标系统将收到的信息自下而上逐层处理并拆封； 由最高层将消息提交给目标进程。 OSI参考模型 OSI/RM的体系结构分为7层 每一层的功能以协议形式正规描述，对等层通信所使用的相同的规则和约定。 最低3层（1-3）是依赖网络的，牵涉到将两台通信计算机链接在一起所使用的数据通信网的相关协议。 高三层（5-7）是面向应用的，牵涉到允许两个末端用户应用进程交互作用的协议，通常是由本地操作系统提供的一套服务。 中间的传输层为高层遮蔽低层的详细操作。本质上讲，它建立在由下3层提供的服务上，为面向应用的高层提供网络无关的信息交换服务。 TCP/IP协议 TCP/IP是传输控制协议/互连网络协议的缩写，当初是为ARPAnet设计的，其目的在于能够让各种各样的计算机都可以在一个共同的网络环境中运行。 TCP/IP协议都不是OSI标准，但他们是目前最流行的商业化的协议，并被公认为当前的工业标准或“事实上的标准”。在TCP/IP协议出现后，出现了TCP/IP参考模型，1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型。 TCP/IP体系结构分为4层： 应用层 传输层 网际层 网络接口层 ＝数据链路层＋物理层 TCP/IP与OSI/RM的对应关系 OSI/RM和TCP/IP相结合的5层结构——原理体系结构： 应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层 2.2 OSI物理层网络解决方案 物理层（physical layer） 任务：在物理媒体(介质)上正确地、透明地传送比特流。 协议(标准)：规定了物理接口的各种特性： 机械：物理连接器的尺寸、形状、规格 电气：信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等 功能：接口引（线）脚的功能和作用 规程：信号时序，应答关系，操作过程 功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理 例：RS-232、RS-449、V.24、 V.35、G.703/G.704 RS-232-C 外形为25针或9针的D型连接器 通信速率（b/s）： 100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56K 信号电平： 逻辑“1”：-3V～-15V 逻辑“0”：+3V～+15V 2.2.1物理层网络连接类型 网络连接类型定义了网络所连接设备的多少，从而决定了网络的通信方式。 网络连接类型有两种：点到点连接和多点连接。 点到点连接：由两台设备直接相连所组成的系统。 多点连接：三台或更多设备之间的连接类型。 2.2.2 物理拓扑结构 1. 总线拓