3章网络体系结构与网络协议.pptVIP

第3章 网络体系结构与网络协议 主讲：方继才 本章主要内容 开放系统互连（OSI）参考模型 物理层 数据链路层 网络层 传输层和高层 TCP/IP参考模型 3.1 网络体系结构的基本概念 网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准； 网络协议的三要素：语义、语法与时序； 语义：用于解释信息中每一部分的意义； 语法：用户数据与控制信息的结构与格式， 时序：事件实现顺序的详细说明。 社会上存在的邮政系统为例 3.1.2 协议分层 层次（layer） 分层的基本原则 分层的优势 层次（layer） 层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及要求应有明确规定 高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。 分层的基本原则 网络中的每一节点都有相同的分层结构，相邻层之间有清晰的接口。 同一节点中的每一层能够同相邻层通信，但是不能跨层通信。 根据任务的需要来分层，每一层应当实现一个明确的功能。 分层的优势 （1）各层相对独立。 （2）设计灵活。 （3）易于实现和维护。 （4）易于标准化。 3.1.3 网络体系结构 网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构。 3.2 OSI参考模型 OSI的分层模型说明 OSI：计算机网络7层开放系统互联（open systems interconnection , OSI）标准。 其核心内容包含高、中、低三大部分： 高层是面向网络应用的； 低层是面向网络通信的； 中间层是路由选择核心。 基于OSI的通信模型结构 OSI环境中的数据传输过程 1. ISO划分七层结构的基本原则 网中各结点都具有相同的层次； 不同结点的同等层具有相同的功能； 同一结点内相邻层之间通过接口通信； 每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。 2 . OSI参考模型各层的功能 物理层的主要功能：实现点到点的比特流传输 数据传输单元是比特 数据链路层的主要功能： 提供点到点的可靠传输； 传输以“帧”为单位的数据包； 网络层的功能：实现用户数据的端-端传输 数据传输单元是报文分组 2 . OSI参考模型各层的功能 传输层的功能： 向用户提供可靠端到端服务 数据传输单元是报文 会话层功能：提供控制会话和数据传输的手段 表示层功能：在两个系统交换信息的表示方式 应用层主要功能:提供各种网络服务 OSI环境中的数据变化演示 OSI环境中的数据流 3、OSI服务－ISO术语 “层服务”：本层向上邻层提供的通信能力。 “层协议”：该协议仅在对等层实体之间使用。 “层实体”：层功能实现的真正承担者（相应的硬软件）。 “层用户”：层服务的使用者（上邻层实体）。 协议传输数据单元（PDU） 3、OSI服务－服务类型和原语 服务类型两种：面向连接和非面向连接 面向连接：虚电路方式 非面向连接：数据报方式、证实交付、请求回答 服务原语： 提供层服务的方法，原语语句执行具有原子特征（完整性）。 服务原语分类：请求，指示、响应、确认 3.3 物理层 3.3.1 物理层 直接与物理信道相连，提供建立、维护和释放物理连接的方法，实现在物理信道上的比特流传输。 3.3.2 物理层涉及的内容一 通信接口与传输媒体的物理特性 对通信设备和传输媒体之间使用的接口做的详细规定，主要体现在四个方面： 机械特性 电气特性 功能特性 规程特性 3.3.2 物理层涉及的内容二 数据交换单元为二进制比特 比特的同步 线路的连接：建立、维护和释放 物理拓扑结构 传输方式 3.3.3 物理层协议举例 RS-232-C远程连接 物理层协议举例 实例：物理层接口 3.3.4 物理层设备与组件 3.4 数据链路层 OSI/RM的第二层，在相邻节点之间建立链路，传送以帧为单位的数据信息，向网络层提供无差错、无重复、无丢失的透明传输。 3.4.2 数据链路层的主要问题 数据链路层是OSI参考模型的第二层，该层解决两个相邻结点之间的通信问题。 链路就是数据传输中任何两个相邻结点间的点到点的物理线路。 数据链路层传输的协议数据单元称为数据帧。数据帧通常是由网卡（NIC）产生 1、数据链路层功能 管理数据链路。 差错处理技术。 流量控制技术（等－停协议、窗口机制等），解决速度不匹配的问题。 帧同步 将数据和控制信息区分开 2、涉及的具体内容 帧的形成 差错控制 流量控制 数据链路层协议 3.4.3 帧的形成 数据帧是数据链路层的传输单位。 帧同步（边界）的方法 字符计数法 字符填充法 比特填充法 违法编码法 1、字符计数法 在帧的头部使用一个字段来标明本帧的