通信网络基础第一章new.ppt

第1章 通信网络概论及数学基础 通信工程学院信息科学研究所 1.2 协议体系及分层的概念 1.2.0 通信协议的重要性 1.2.1 分层的概念 1.2.2 OSI协议的体系结构 1.2.3 TCP/IP协议的体系结构 1.2.4 混合的分层协议体系 通信协议（1） 通信协议（2） 通信协议（3） 通信协议（4） 通信协议（5） 1.2.1 分层的概念（1） 1.2.1 分层的概念（2） 1.2.1 分层的概念（3） 1.2.1 分层的概念（4） 1.2.1 分层的概念（5） 1.2.1 分层的概念（5） 1.2.2 OSI协议的体系结构（1） 1.2.2 OSI协议的体系结构（2） 1.2.2 OSI协议的体系结构（3） 1.2.2 OSI协议的体系结构（4） 1.2.2 OSI协议的体系结构（5） 1.2.2 OSI协议的体系结构（6） 1.2.2 OSI协议的体系结构（7） 1.2.2 OSI协议的体系结构（8） 1.2.2 OSI协议的体系结构（9） 1.2.3 TCP/IP协议的体系结构（1） 1.2.3 TCP/IP协议的体系结构（2） 1.2.3 TCP/IP协议的体系结构（3） 1.2.3 TCP/IP协议的体系结构（4） 1.2.4 混合的分层协议体系 习题和实验 Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University * BWC Xidian Univ. ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ? ~ ?~ ? ~ ? 给定传输链路，可否进行有效的通信？ 步骤一：线路要接通（拨号、专线/热线） 步骤二：双方有交换信息的设备，并且愿意通信 步骤三：互相要确认对方的身份 步骤四：双方要有互懂的语言 步骤五：双方要有交流的规则 步骤六：双方要有合适的结束通信的方式 通信协议 通信协议的重要性： 蓝军 红军1队 红军2队 信使 如果两个红军部队同时攻击蓝军，则红军胜；否则蓝军胜。两个红军之间通信的惟一手段就是信使（通信员），但信使必须要通过蓝军阵地。任一信使都有可能被蓝军抓获，导致信息丢失，这相当于通信链路不可靠。 蓝军 红军1队 红军2队 信使 红军为了取胜，他们想要两个部队同时进攻。但每一部队必须得到对方也想进攻的确认后，才会进行，否则任一方都不愿意进攻。 下面我们来看能否设计一种协议确保双方同时进入进攻状态？ “让我们在星期六晚上8：00同时进攻，如果同意，请回复” “我们同意。如果你们收到此信息，请回复。” 不难看出，如此往复下去将引起无穷多次信息的交换，也不可能使双方同时进入进攻的状态。这个问题出现的关键是：每一方很难相信自己是正确的，它要求双方的信息都必须严格正确。 如果我们把前面严格确认的条件放松，即要求同时进攻的概率很高，这样上面的问题就可以解决。 解决的方法是：如果红军一方要在某个时间发起进攻，它就同时派出多个信使，并确信对方会以很大的概率获得该信息，而对方确信请求进攻方会发起进攻。这样双方取胜的可能性很大。 上述例子说明了通信协议（规则）的重要性，完善的通信协议应当保证通信的终端能高效地向用户提供所需的服务。 通信协议通常可通过完善的协议体系来描述。 为了描述协议体系，这里首先给出分层的概念。 不同的通信功能需要不同的通信协议，如IEEE 802.3， IP，TCP， HTTP, … 。 一个完整的通信(信息)系统需要一组通信协议。 通信网络的协议可按照分层的概念来设计。 分层概念的基础是“模块”的概念。 例如：在计算机系统中，一个模块就是一个过程或一台设备，它完成一个给定的功能；若干个模块组成一个完整的系统功能。 模块提供的功能通常称之为“服务”。 采用模块概念的好处是：设计简单、可懂性好、标准化、互换性好，有大量现存的模块可以利用。 对于模块设计人员，要关心该模块内部的细节和模块的操作。 而对于模块使用人员，把模块当作一个黑盒子，只关心该模块的输入、输出以及输入输出的功能关系，而不关心模块内部的工作细节。 模块可以嵌套组成更大的模块。 高层模块 黑盒子 黑盒子 黑盒子 低 层黑盒子 简单模块 低 层黑盒子 简单模块 黑盒子 高层模块 黑盒子 黑盒子 黑盒子 低 层黑盒子 简单模块 低 层黑盒子 简单模块 例如：一个高层的模块由低层模块加上一些简单模块组成。 高层模块 低层黑盒子通信系统 对等过程 低层对等过程 模块H 模块H’ 模块L 模块L’ 低层黑盒子通信系统 高层黑盒子通信系统 低层黑盒子通信系统 对等过程 低层对等过程 模块H 模块H’ 模块L 模块L’ 通信网络的分层可以看成由一套模块组成的体系结构，除了最低层