计算机网络体系结构与协议.ppt

计算机网络体系结构与协议 西南林学院计科系 董跃宇 dyy@cs2.swfc.edu.cn 概述 计算机网络中的不同计算机之间要实现通信，必须遵守一定的约定，这些约定即是计算机网络协议 网络协议依赖于网络体系结构，由硬件和软件协同工作以实现计算机之间的通信 本章主要内容 网络体系结构概述与相关概念 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 OSI参考模型与TCP/IP参考模型 局域网协议举例 基本概念 网络协议 协议分层 其他相关概念 网络协议 网络中的节点要想通过网络实现资源共享、交换信息，必须遵循一些事先制订好的规则标准，这就是协议（Protocol） 计算机网络中，协议的定义是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。协议有三个要素： 语法：数据与控制信息的格式、数据编码等 语义：控制信息的内容，需要做出的动作及响应 时序：事件先后顺序和速度匹配 协议分层 计算机网络的整套协议是一个庞大复杂的系统，为了便于对协议的描述、设计和实现，通常采用分层的体系结构 所谓体系结构，是指计算机通信网的分层、各层协议和层间接口的集合，也就是通信网及其部件多应完成的功能的精确定义 体系结构是计算机通信网的一种抽象的、层次化的功能模型 协议分层 分层的协议体系结构将复杂的协议分成不同的层次，每一层的功能是不同的，低层功能主要用来对用户提供通信连接，而高层功能保证数据以正确的形式进行交换并有序的处理数据 分层的基本思想是把整套协议体系分成一些小块。下层对其上层提供服务，每一层本身的功能与下层提供的服务叠加在一起，从而使最高层能为用户提供一组完整的服务，以便实现通信和分布应用 协议分层 分层的基本原则是定义每一层向上层提供的服务，以保证每层的功能相互独立，但不规定如何完成这些服务。允许每层在不改变所提供的服务的前提下，改变其实现所规定的服务的方法，而不会影响其他层次 协议分层 计算机网络中的协议采用层次结构有如下好处： 各层之间相互独立 灵活性好 各层都可以采用最合适的技术来实现，各层技术的改变不影响其它层 易于实现和维护 有利于促进标准化 相关概念 系统与实体 系统是网络中有自治能力的计算机或通信设备，从拓扑学的角度，往往也把它叫做网络节点或节点 实体是指每个层次中能够发送和接收信息的任何东西 实体包括软件实体和硬件实体 位于不同系统的同一层次的实体叫做对等实体 相关概念 协议栈 协议其实就是网络中对等实体之间有关通信规则约定的集合 协议栈则是指特定系统中所有层次的协议的列表 相关概念 网络体系结构 网络体系结构是指层次结构与协议的集合，是协议和层次的一个有机整体 有了网络体系结构的规范，开发人员根据协议设计每一层的软件程序和硬件设备 相关概念 接口和服务 接口是相邻两层之间的边界，低层通过接口为上层提供服务，上层通过接口使用底层提供的服务 面向连接的服务和无连接的服务 面向连接的服务的提供者需要建立、维护和拆除连接，但此类服务的可靠性高，保证数据顺序传输 无连接的服务的提供者不需要建立、维护和拆除连接，但此类服务的可靠性不高，不保证数据顺序传输 相关概念 服务原语 服务并不是抽象的概念，它通常由一系列的服务原语来描述 在服务访问点上，服务使用者看到的只是几个简单的原语，至于原语是如何实现的，完全由服务提供者负责 原语的名称来源于所谓原子性 常用原语的例子有： 请求 指示 响应 确认 相关概念 服务访问点 相邻两层实体之间通过接口调用服务或提供服务的联系点 接口数据单元 相邻层次之间通过接口传递的数据单元，也叫做服务数据单元 协议数据单元 对等实体之间通过协议传送的数据单元 相关概念 服务于协议的关系 服务由一系列服务原语组成，它位于层次接口的位置，表示底层为上层提供哪些操作功能 协议是同一层次对等实体之间的，有关协议数据单元的格式、意义以及控制规则的集合。实体使用协议的最终目的是为了实现它所要提供的服务 OSI参考模型 网络参考模型是为了规范和设计网络体系结构提出的抽象模型 具有代表性的参考模型有：OSI参考模型和TCP/IP参考模型 网络体系结构的发展 迄今为止，计算机网络协议经历了20世纪70年代的各公司为主的计算机网络体系结构并存，80年代国际标准化组织提出OSI模型，以及90年代的以Internet体系结构为主要潮流的几个发展阶段 IBM公司最先提出了网络体系结构的概念，它于1974年提出了世界上第一个按照分层方法制定的网络设计标准SNA OSI模型概述 以各大公司为主提出的网络设计标准大都采用了分层模型，但各有其各自的特点以适应各公司的生产和商业目的，因此造成了系统不兼容的问题。 这样的背景催生了ISO/OSI，为在更大范围内共享资源和通信提供了可以共同参照的标准 OSI模型概述 OSI模型最大的特点是其开放性。不同厂家的产品