第2章计算机网络体系结构20120909祥解.ppt

第2章 计算机网络体系结构 本章内容提要 人与人通信实例（A-B交流） 远距离交流 服务—层次 发送方的每一层都要使用下一层所提供的服务。位于最高一层的寄信人使用了中间一层提供的服务，而中级一层使用了最低一层提供的服务，最低一层则用到了邮车服务。 计算机—计算机 通信？ 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。 这种协调需要解决哪些方面的问题？ “分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。 划分层次的必要性 计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。 网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 网络协议应该解决哪些方面的问题？ 网络协议的组成要素 语法 数据与控制信息的结构或格式 。 语义 需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 同步 事件实现顺序的详细说明。 划分层次的概念举例 主机 1 向主机 2 通过网络发送文件。 可以将要做的工作进行如下的划分。 第一类工作与传送文件直接有关。 确信对方已做好接收和存储文件的准备。 双方协调好一致的文件格式。 两个主机将文件传送模块作为最高的一层 。剩下的工作由下面的模块负责。 两个主机交换文件 再设计一个通信服务模块 再设计一个网络接入模块 分层的好处 各层之间是独立的。 灵活性好。 结构上可分割开。 易于实现和维护。 能促进标准化工作。 层数多少要适当 若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。 层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。 网络体系结构的分层原理 两种国际标准 法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。 是非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。 TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。 开放系统互连参考模型OSI/RM OSI/RM各层的功能 物理层：规定数据传输时的物理特性。——每一步怎样利用物理媒体 数据链路层：查看及向数据上加入MAC地址；流量控制；差错检测。——每一步如何走？ 网络层：向数据上加入网络地址；根据目的网络地址为数据选择网络路径。——走哪条路可以到达 传输层：将数据分段重组保证数据传输无误性。——信息以什么方式传输 会话层：建立、保持、结束会话。——轮到谁和什么时候开始 表示层：翻译。——如何表达的内容 应用层：将用户请求交给相应应用程序。——做什么 PDU PDU（protocol data unit):每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元。 上层 : message transport layer : segment Network layer: packet Data-link layer: Frame Physical layer: bit OSI模型的意义 提供了网络间互连的参考模型 成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据 OSI/RM的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方法 （实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便于同时开发、升级换代，维护管理） OSI模型的缺陷 许多功能在多个层次重复，有冗余感（如流控，差错控制等） 各层功能分配不均匀（链路、网络层任务重，会话层任务轻） 功能和服务定义复杂，很难产品化 （实际应用中几乎没有完全按OSI七层模型设计的产品） TCP/IP介绍 TCP/IP协议体系概述 TCP/IP协议出现于20世纪70年代，是针对因特网开发的一种体系结构和协议标准，其目的在于解决异种计算机网络的通信问题。它使得网络在互联时能为用户提供一种通用、一致的通信服务。TCP/IP协议是国际互联网采用的协议标准。 TCP/IP协议体系概述 ARPA为了实现异种机之间的互联与互通，提出了TCP/IP协议，并推出了目前形式的TCP/IP体系结构和协议规范。TCP/IP最早在其ARPANET上实现，已有二十几年的运行经验。 由于TCP/IP一开始用来连接异种机环境，再加上工业界很多公司都支持它，有200多个计算机和通信厂家在各自的产品中提供对TCP/IP协议的支持。局域网操作系统UNIX、Microsoft、NetWare都已将TCP/IP协议纳入自己的体系结构。随着因特网的迅速发展，使TCP/IP已成了事实上的网络互联标准。 TCP/I