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第2章 网络体系结构 cathy@ 第2章 网络体系结构 2.1 OSI 参考模型和网络体系结构 2.2 OSI 参考模型各层的功能 2.3 TCP/IP参考模型 2.4 OSI 参考模型与TCP/IP参考模型的比较 2.5 原理参考模型 2.1 OSI 参考模型 1. 问题引入 要分析研究计算机网络，进而分析各种网络的性能，采用什么样的方法？ 一个例子： 有一个只会讲上海话的科学家要和一个只会讲印度语的科学家隔空交流，利用一些手段的帮助他们很快的达到了目的。 上海科学家和印度哲学家的交流： 分析结论： (1). 通过划分层次,使得每层的功能简单化 (2). 同一点的上下相邻层有联系，不同点的不同层没有任何关系 (3).不同点的同一对等层有虚拟的通道，约定 借助于分层的思想分析网络问题，可以简化网络问题 2. OSI参考模型的结构 OSI参考模型 在制定计算机网络标准方面的两大国际组织是： 国际电报与电话咨询委员会 （Consultative Committee on InternationalTelegraph and Telephone，CCITT ）； 国际标准化组织 （International Standards Organization ，ISO） CCITT与ISO的工作领域是不同的： CCITT 主要是考虑通信标准的制定； ISO主要是考虑信息处理与网络体系结构。 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； 每一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。 3. 体系结构与协议、层次、接口 体系结构（architecture） 层次（layer） 协议（protocol） 接口（interface） (1) 网络体系结构（network architecture） 网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构； 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义； 体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬件和软件。 (2) 层次（layer） 将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中，每个层次要完成的服务及服务实现的过程都有明确的规定； 不同地区的系统分成相同的层次 不同系统的同等层具有相同的功能 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。 (3) 网络协议 1、网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准； 2、网络协议的三要素：语法、语义与时序； 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； 语义：用于解释比特流的每一部分的意义； 时序：事件实现顺序的详细说明。 (4) 接口（interface） 接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点; 同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，低层向高层通过接口提供服务; 层次结构研究方法的优点 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; 易于实现和维护; 有利于促进标准化。 2.2 OSI参考模型各层的功能 1. OSI参考模型各层的功能 (1) 物理层的主要功能： 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务； 物理层的数据传输单元是比特。 (2) 数据链路层的主要功能： 在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接； 传输以“帧”为单位的数据包； 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 (3) 网络层的主要功能 分组传送数据报，数据传输单元是分组（Pocket） 通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径； 实现拥塞控制、网络互连等功能。 (4) 传输层的主要功能： 向用户提供可靠端到端（end-to-end）的 服务； 处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题； 以字节为单位 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。 (5) 会话层的主要功能 负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断； 管理数据交换。 (6) 表示层的主要功能 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式； 数据格式变换； 数据加密与解密； 数据压缩与恢复。 (7) 应用层的主要功能: 为应用程序提供了网络服务; 应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步; 建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。 2. OSI环境中的数据传输过程 (1) OSI环境