第3章计算机网络体系结构.ppt

3.1 网络体系结构及协议的概念 3.1.1计算机网络体系结构的形成 20世纪60年代初，美国国防部高级研究计划局DARPA(Defence Advanced Research Projects Agency)提出将多个大学、研究机构中的多台计算机互连的课题，希望在战争中，当网络中的部分通信节点或通信线路遭到攻击而被损坏时，网络依然可以正常工作，并希望网络能够满足实时数据传输的各种应用需求。1969年底，实验性的ARPANet开通 . 3.1 网络体系结构及协议的概念 1974年美国IBM公司最早提出系统网络体系结构SNA（System Network Architecture）。这个著名的网络标准就是按照分层方法制定出来的。 国际标准化组织ISO于1977年成立了专门的机构研究这一问题。一种被广泛公认的网络体系结构即开放系统互连基本参考模型OSI/RM(Open System Interconnection Reference Model)，它采用了层次化的网络体系结构，将一个网络系统分成七层定义：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，并定义了每层实体应提供的功能和服务。 3.1 网络体系结构及协议的概念 3.1.2计算机网络体系结构的概念 1.协议分层 网络协议:我们把在计算机网络中为进行信息（数据）交换而建立的一系列规则、标准或约定称为网络协议。网络协议包括语法、语义和同步三要素。 协议分层:就是按照信息的流动过程将网络通信的整体功能分解为一个个的子功能层，位于不同系统上的同等功能层之间按相同的协议进行通信，而同一系统中上下相邻的功能层之间通过接口进行信息传递。 3.1 网络体系结构及协议的概念 为了便于理解协议分层的概念，我们以两个计算机之间通过通信网络传递邮件的过程为例，具体地说明协议的分层过程和方法。从宏观上看，甲乙双方只要将信息通过计算机外设输入计算机，然后启动计算机应用程序的邮件发送或接收功能即可完成邮件的传送和交流。如果对整个通信过程细分的话，根据完成任务的不同，可以将该通信过程划分为以下三个层次（如图3.1所示）。 3.1 网络体系结构及协议的概念 3.1 网络体系结构及协议的概念 第一层次：提供邮件发送服务。为了保证该服务的实现，在这一层次上必须首先约定好通信双方邮件的格式、邮件内容所采用的语言文字（即字符）等，以便通信双方能够知道是谁写的信、信中的内容是什么等，我们称此规定的内容为邮件协议。如果两个计算机所采用的邮件格式或语言文字不同，则邮件发送服务程序必须提供完成邮件格式及文字转换的功能模块。这一层上只保证邮件的发送和接收，以及彼此双方邮件的识别，我们用邮件收发模块来实现。至于邮件能否可靠地传递到对方不是这一层所关心的问题而是由下一层来保证的。 3.1 网络体系结构及协议的概念 第二层次：提供通信服务，即在两个计算机之间为邮件的传递提供可靠的通信服务，我们用通信模块来完成。这表明，邮件发送服务的实现是完全建立在通信服务的基础上。为了保证双方间邮件的可靠传递，在这一层次上必须约定好收发邮件所需的控制、应答信号以及差错控制等信息，我们称此规定的内容为通信协议。 第三层次：网络接入服务。由于通信服务的实现是建立在通信网络的基础之上，因此，该层负责完成与通信网络的接口功能。为此，在这一层次上必须约定好与通信网络连接接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性等，我们称此规定的内容为连接接口协议。 3.1 网络体系结构及协议的概念 协议分层结构的突出特点: 其一，层的独立性和封装性。由于每一层都是相对独立的功能模块，只要彼此相邻间的接口所提供的服务不变，那么至于各层的模块如何实现以及如何发生变化或修改，都不会影响其它各层。它不仅将整个系统设计的复杂程度降低了，而且对系统的维护和管理提供了方便，同时也为在硬件和软件方面适应新技术的发展和更新提供了灵活性。 其二，利于促进标准化。因为每一层的功能都有精确的定义和说明。 3.1 网络体系结构及协议的概念 2.网络服务 实体:泛指能够发和接收信息的任何东西，它既可以是软件实体（如进程），也可以是硬件实体（如某一接口芯片）。不同系统上的同一层实体叫对等实体（或同等实体）。 网络服务:是指彼此相邻的下层向上层提供通能力或操作而屏蔽其细节的过程。 服务访问点:在同一系统中，相邻层间的实体进行信息交换的地方通常称为服务访问点SAP（Service Access Point）。 3.2? OSI基本参考模型 由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是OSI/RM(Open System Interconnection Reference Model) ,OSI作为计算机网