《计算机网络基础》课件_第3章.pptx

第3章计算机网络体系结构;

3.1计算机网络体系结构概述;

二、计算机网络体系结构设计基本思想

1.分层思想

1)分层思想在日常生活中的应用

日常生活中，当人们遇到复杂的问题时，往往通过一定的方法将这个庞大而复杂的问题转化为若干较小的、容易处理的、单一的局部问题，然后在不同层次上予以解决，这也就是我们所熟悉的分层思想，我们以邮政系统的组织结构(图3.1)来进行说明。;;

2)分层思想的优点

(1)独立性强。

(2)适应性强。

(3)易于实现和维护。

对于设计/开发者而言，这样的方法使他们可以专心设计和开发他们所关心的功能模块；对于调试/维护人员而言，这样的方法也方便他们去处理他们所负责的功能模块。;

2.分层需要考虑的问题

(1)网络体系结构应该分为几个层次，每个层次都负责哪些功能？

(2)各个层次之间的关系是怎样的，它们又是怎样进行交互的？

(3)要想确保通信的两方可以达成高度默契，它们需要遵循哪些规则？;

三、计算机网络体系结构定义

1.基本概念

1)网络协议

在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合称为网络协议，简称为协议。

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网络协议主要由三个要素组成。

(1)语法：确定用户数据与控制信息的结构与格式(怎么做)；

(2)语义：规定通信的双方发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应(做什么)；

(3)同步：规定通信双方何时进行通信，即事件实现顺序的详细说明(何时做)。;

2)接口

接口是相邻两层间交换信息的连接点，是一个系统内部的规定。每一层只能为紧邻的层次之间定义接口，不能跨层定义接口。

3)服务

服务是由下层向上层通过层间接口提供的功能，接口是服务的传递者，通过接口可以实现下层对上层提供服务。

4)实体、对等实体和对等层

实体表示任何可发送或接收信息的硬件??软件进程，两个不同系统的同一层次称为对等层，在发送端与接收端同一层次中的实体称为对等实体。;;

2.计算机网络体系结构定义

计算机网络中的层次、各层的协议以及层间的接口的集合统称为网络体系结构，如图3.3所示。

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网络中任何一个系统都是依照图3.3中的层次结构来组织的，该结构具有以下特点：

●同一网络中，任意两个端的系统必须具有相同的层次；

●每层使用其下层提供的服务，并向其上层提供服务；

●通信仅仅在对等层间进行，当然这里所指的通信是间接的、逻辑的、虚拟的，非对等层之间不能互相“通信”；

●实际的物理通信仅仅在最底层完成；

●Pn代表第n层的协议，即第n层对等实体间通信时必须遵循的规则或约定。;

可以通过图3.4的邮政系统层次结构图帮助理解。;

3.2OSI参考模型;;

二、OSI参考模型各层的主要功能

1.物理层(PhysicalLayer)

物理层的主要功能是完成相邻节点之间原始比特流的传输，主要关心如何传输信号，规定了各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性。

1)机械特性

也叫物理特性，指明通信实体间硬件连接接口的机械特点，如接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等，这很像平时常见的各种规格的电源插头，其尺寸都有严格的规定。;

2)电气特性

规定了在物理连接上，导线的电气连接及有关电路的特性，一般包括接收器和发送器电路特性的说明、信号的识别、最大传输速率的说明、与互连电缆相关的规则、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电气参数等。

3)功能特性

指明物理接口各条信号线的用途(用法)，包括接口线功能的实现方法，接口信号线的功能分类—分为数据信号线、控制信号线、定时信号线和接地线4类。;

4)规程特性

指明利用接口传输比特流的全过程及各项用于传输的事件发生的合法顺序，包括事件的执行顺序。

最后要强调的是，物理层是解决怎么才能在连接各种计算机相关传输媒体上传输数据比特流的问题，而不是指连接计算机的具体物理设备或传输媒体，它是有关物理设备通过物理媒体进行互联的描述和规定，主要解决如何利用物理媒体走每一步的问题。;

2.数据链路层(DataLinkLayer)

数据链路层位于物理层和网络层之间，主要负责在两个相邻节点间的线路上，无差错地传送以帧为单位的数据，每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。

3.网络层(NetworkLayer)

网络层(NetworkLayer)是OSI模型的第三层，它是OSI参考模型中最复杂的一层。网络层的主要功能是