计算机网络技术第3章课件.ppt

* 网络协议与IP寻址之网络结构的分层设计 一、网络协议 协议是用来描述进程之间信息交换过程的一组术语。在计算机网络中包含有多种计算机系统，它们的硬件和软件系统有着很大的差异，要使得它们之间能够相互通信，进行数据交换，就必须有一套通信管理机制使通信双方能正确地接收信息，并能理解对方的信息含义，它们必须事先约定一个规则，这种规则就称为协议。 网络协议主要由3个要素组成：语法、语义和交换规则。语法是以二进制形式表示的命令和相应的结构，确定协议元素的格式（规定数据与控制信息的结构和格式）；语义是由发出请求、完成的动作和返回的响应组成的集合，确定协议元素的类型，即规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答；交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系。 网络协议与IP寻址之网络结构的分层设计 二、分层设计 在网络体系结构中，N层是N-1层的用户，同时又是N＋1层的服务提供者。对N层而言，N＋1层用户直接获得了N层提供的服务，而N层的服务是建立在N-1层所提供的服务基础之上的。 网络协议与IP寻址之网络结构的分层设计 ⑴ 各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务，经及本层向上层所提供的服务即可，能真正做到各司其职。 ⑵有利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。 ⑶ 易于实现标准化。 网络体系结构中采用层次化结构的优点： 网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型 一、 OSI参考模型的特征 通信者活动 邮局服务业务 邮局转送业务 发信者 收信者 运输部门的邮件运输业务 书写信件 贴邮票 送邮箱 收集信件 盖邮戳 信件分拣 信件打包 送运输部门 路由选择 运输 转送邮局 接收邮包 分发邮件 邮件拆包 信件投递 信件分拣 阅读信件 通信者活动 邮局服务业务 邮局转送业务 双方都能识别的文字 规则 邮政编码规则 地址规则 网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型 1.分层 OSI参考模型采用分层的方法来组织。将一个复杂的网络通信任务分层若干个层，通过每个层实现自己的功能，从而实现网络通信的功能。每一层的功能和其他各层不重复，每一层的变化也不会影响到其他层，从而可以利于研发，也易于厂商提供相应的设备。 处理应用程序之间的通信 确定数据的表示形式 负责在两个端点的应用程序之间建立连接 负责逻辑寻址和路径选择 负责物理寻址和对网卡的控制 为两个应用程序间提供通信 以二进制位流（bit）形式传输数据 网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型 2.协议与协议栈 OSI参考模型采用七层组织的层次结构，每一层不仅仅定义了其功能，也定义了在通信过程中必须要遵守的规则，我们称之为层的协议。比如主机A的会话层和主机B的会话层都要遵守统一的会话层的协议，这样才能够互相通信。各层的层次协议按照层次顺序的排列称为协议栈。 网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型 二、OSI参考模型各层的功能 OSI参考模型将网络分为七个层次，其中第一层到第三层属于通信子网的功能范畴，第五层到第七层属于资源子网的范畴，第四层起着衔接上下三层的作用。各层在网络中发挥着各自的作用。 1.物理层 物理层处于OSI参考模型的最底层，直接面向网络传输介质；物理层负责将二进制数据位流（bit）通过传输介质，从一台计算机发送给另一台计算机。在常用的网络设备中，集线器工作在OSI参考模型的物理层 。 物理层具体解决了以下问题： ⑴ 使用什么类型的传输介质，使用什么样的连接器件和连接设备。 ⑵ 使用什么拓扑结构。 ⑶ 什么样的物理信号表示二进制的0和1，以及该物理信号与传输相关的特性如何。 网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型 数据链路层位于OSI参考模型的第二层，数据链路层就在物理层的基础上，通过将bit组织封装成帧，从而建立一条可靠的数据传输通道。在常用的网络设备中，网卡和交换机是工作在数据链路层重要的网络设备 。 2.数据链路层 数据链路层具体解决了以下问题： ⑴ 将bit信息加以组织封装成帧。 ⑵ 确定了数据帧的结构。 ⑶ 通过使用硬件地址及物理地址来寻址。 ⑷ 实现差错校验信息的组织。 ⑸ 对共享的介质实现访问控制。 网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型 网络层位于OSI参考模型的第三层，提供了数据的网络地址，也就是IP地址，同时提供了统一的寻址方案，因此它屏蔽了底层的技术细节，把各种网络统一到了一个逻辑平台上。网络层传输的数据单位称为分组。路由器是工作在OSI参考模型的