计算机网络交换技术及计算机网络体系结构.ppt

数据交换技术计算机网络体系结构 Index 数据交换技术 计算机网络体系结构 1 数据交换技术 在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是要经过通信网的接续过程来建立连接的时候，那么两端系统之间的传输通路就是通过通信网络中若干节点转接而成的所谓“交换线路”。 因特网中的通信子网 最根本的问题: 数据是如何传输并通过网络的? 数据交换技术 数据交换技术主要是： 电路交换技术 报文交换技术 分组交换技术 “交换” ??? 两部电话连通 更多的电话机互相连通 使用交换机 “交换”的含义 电路交换技术 应用 公众电话网（PSTN网） 移动网（包括GSM网和 CDMA网） 基本特点 采用面向连接的方式 交换的三个阶段 交换技术（续） 交换技术（续） 缺点：①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。 ②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即 使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。 问题的提出： 当端点间交换的数据具有随机性和突发性时，采用电路交换方法的缺点是信道容量和有效时间的浪费。 报文交换 报文交换（续） 报文交换（续） 分组交换 添加首部构成分组 分组交换的传输单元 分组首部的重要性 每一个分组的首部都含有地址等控制信息。 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。 收到分组后剥去首部 最后还原成原来的报文 分组交换（续） 分组交换与电路交换 分组交换与电路交换的区别 静态地/动态地保留所要带宽 收费方法不同 分组交换比电路交换优在 更有效地利用网络带宽资源 交换节点可同时对多个数据包进行路由 交换节点动态调整数据包的路由 未用频带可为其他分组利用 分组交换与报文交换 2 计算机网络体系结构 网络体系结构提出的背景——计算机网络的复杂性、异质性 不同的通信介质——有线、无线、… … 不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用设备、… … 不同的操作系统——Unix、Windows、… … 不同的软/硬件、接口和通信约定（协议） 不同的应用环境——固定、移动、… … 不同种类业务——分时、交互、实时、… … 宝贵的投资和积累——有形、无形、… … 用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏 空中旅行的组织 层次化方法在其它领域的应用 程序设计 把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来实现，如操作系统。 邮政系统 邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输 银行系统 物流系统 。。。 1. 计算机网络体系结构的定义 计算机网络中也采用了分层方法。——把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同层上予以解决。 网络的层次结构方法要解决的问题： 网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能） 各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口） 通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议） 计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。 换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。 最早的网络体系结构源于IBM的SNA； 其它的网络体系结构还有DEC的DNA等 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； 实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构 事实上的（de facto）标准 层次结构方法的优点 独立性强——耦合程度低 上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务—黑箱方法。 适应性强 只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。 易于实现和维护 把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子单元： 使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。 使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。 2. 网络体系结构的分层原理 基本概念： 实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。 对等层：两个不同系统的同级层次。 对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体 接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。 服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。 协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。 网络分层体系结构 对等层通信的实质 网络分层体系结构原理禁止不同主机的对等层之间进行直接通信。(想一想，为什么?) 对等通信例：两个人收发信件 问题： 收信人与发信人之间、邮局之间，他们是在直接通信吗？ 邮局、运输系统各向谁提供什么样的服务？ 邮局、收发信人各使用谁提供的什么服务？ 对等层