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计算机网络的层次化结构 * * 闫 道 峰 学习要求： 1、掌握OSI的概念，网络互连模型的两种主要划分方式 2、掌握协议概念及一些重要的计算机网络通信协议。 3、掌握协议实体、服务和接口的概念。 4、掌握横向控制流和纵向信息流的概念。 5、掌握面向连接和无连接的概念。 6、掌握网络地址的概念。 7、掌握路由选择、流控制，差错检测和纠正等内容。 计算机网络的层次化结构 2.1 引言 2.2 物理层 2.3 链路层 2.4 网络层 2.5 运输层 2.2 应用层 一、网络基本概念简介 1.开放式系统：凡是通过计算机网络可以互相访问的计算机系统 层次化网络结构的提出？ 由于计算机网络技术涉及的技术与内容非常的广泛，没有 可以一步就可解决问题的，所以，采用了层次化结构来描 述复杂的网络内容，将复杂问题具体化。 2.数字信道中速率的概念： 数字通信的内容是二进制数的方式发送的，因此，表征信息 快慢的单位是每秒比特数。其中1位二进制数所含的信息量 是1比特，所以每秒可以传输多少比特数就是信道传输的比 特率。 网络基本概念简介 3.网络协议的概念： 基本硬件通信设备之间在传输数据时，往往会由于许多原因 而导致传输数据的出错。为了解决克服出错的问题，在通信 硬件之上加入了计算机软件方法来帮助解决传输中的控制问 题，此类加在计算机硬件上的计算机软件方法称为…… 4.协议的作用： 被用来协调和管理计算机网络各个方面的运做，每个协议 都负责解决通信网络的一部分问题。实际上，计算机网络 的运行是多个协议相互配合作用的综合结果。 一套完整的协议合在一起被叫做“协议栈”（stack protocol) 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：用于解释比特流的每一部分的意义。 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义。 时序：事件实现顺序的详细说明。 网络基本概念简介 1、同等层协议（Peer-to-Peer) 同等层协议控制下的通信是计算机网络工作的基本方式。 在网络上的任意两台计算机之间要实行通信，都是在这 两个点的协议规定下进行“对话”。实体之间不能跨越层次 进行数据的交换。 2、主/从的概念（master/slave） 能主动发出请求的通信一方称为主，相反只能接受的通信一方称为从。 在网络技术中除了主/从之外，还有主/主。 例：硬盘主从之分。 网络基本概念简介 3、（网络层间）服务（service)的概念 网络的低层模块向高层模块提供的功能性的支持，高层利用低层的“服务”来开展工作运行。 4、单工通信和双工通信 单工通信：通信只在一个方向上发生。如广播电台 双工通信：在相对的方向上可以同时传输信息。如电话通信。 半双工通信：可以实现双向的通信，但是不能在两个方向上同 时进行，必须轮流交替进行。 二、计算机网络模型 由于协议栈的存在，就可以借助层次化的模型来说明网络 的整体结构。每一个网络层次都能够完成某一组确定的网 络功能。 进程A 进程B 同等层进程 横向 纵向 横向：用来控制网络运行的信息流。 纵向：表示实际中真正的信息传送的方向。 计算机网络模型 目前国际上并列存在着多个计算机网络的标准。而其中最有影响的 是国际标准化组织的ISO/OSI标准和因特网的TCP/IP标准。 ISO/OSI连 接的标准是国际标准，由七个层次组成。TCP/IP标准分四个层次。其中 TCP/IP协议是由一组协议所组成。 1、TCP/IP网络模型 （物理层）、链路层、网络层、运输层、应用层。信息在不同的层次上有不同 的名称。物理层上信息的传输格式是原始的比特流，即0和1的组合；链路层上 传输的信息是帧；网络层叫包，在运输层上的叫报文。 2、信息在多层模型中的递交过程 3、层间服务的模型 利用了SAP（接口）进行服务。 OSI环境中的数据传输过程 OSI环境中的数据传输过程 计算机网络模型 每个层次负责的功能： 物理层：确定物理设备接口，提供“点－点”的数据流传输的物理链路。 数据链路层：利用差错处理技术，提供高可靠的数据链路。 网络层：利用路由技术，实现用户数据的“端－端”的传输。 运输层：屏蔽子网差异以及用户要求网络服务之间的差异。 会话层：提供控制会话何数据传输的手段。 表示层：解决异构系统之间的信息表示问题，屏蔽不同系统在数据表示方面的差异。 应用层：利用下层的服务，满足具体的应用要求。 三、物理层 物理层是计算机网络中最为基础的一个部分。所有的信息 传递实际上都要通过物理层的连接才能进行。 1、计算机网络中物理层的任务 物理层位于最底层的位置。主要承担各台计算机之间的信 息的实际传递。在传送信息时，要解决怎样把从相邻较高一层交下来