网络协议与体系结构

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1、第2章网络协议与体系结构本章学习要点：l了解：网络协议的作用l掌握：网络系统的分层体系结构l掌握：OSI七层参考模型l了解：网络的3个著名标准化组织及其主要贡献人民邮电出版社2.1网络协议2.2      计算机网络体系结构的概念2.3网络的三个著名标准化组织的组成与主要贡献人民邮电出版社2.1网络协议协议定义了网络上的各种计算机和设备之间相互通信、数据管理、数据交换的整套规则。通过这些规则（也称为约定），网络上的计算机才有了彼此通信的“共同语言”。人民邮电出版社1.协议的中心任务在计算机网络的一整套规则中

2、，任何一种协议都需要解决3方面的问题。①协议的语法（如何讲）问题。②协议的语义（讲什么）问题。③协议的定时（讲话次序）问题。人民邮电出版社2.协议的功能作为计算机数据交换语言的协议必须具备以下一些功能。（1）分割与重组协议的“分割”功能，可以将较大的数据单元分割成较小的数据单元，其反过程为“重组”，如图2-1所示。人民邮电出版社图2-1分割与重组人民邮电出版社图2-2路径选择（2）寻址协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以进行路径选择，如图2-2所示。人民邮电出版社（3）封装与拆封协议的“封装”功能是

3、指在数据单元（数据包）的始端或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆封”（拆装），如图2-3所示。图2-3数据封装与拆封人民邮电出版社（4）排序协议的排序功能是指报文发送与接收顺序的控制，如图2-4所示。图2-4排序人民邮电出版社图2-5信息流控制人民邮电出版社（5）信息流控制协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一系列措施，如图2-5所示。（6）差错控制差错控制功能使得数据按误码率要求的指标，在通信线路中正确地传输。（7）同步协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性。人民邮电出版社（8）

4、干路传输协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。（9）连接控制协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终止链路的过程。人民邮电出版社3.协议的种类（1）标准或非标准协议标准协议涉及各类的通信环境；而非标准协议只涉及专用环境。（2）直接或间接协议当设备直接进行通信时，需要一种直接通信协议；而设备之间，间接通信时，则需要一种间接通信协议。人民邮电出版社（3）整体的协议或分层的结构化协议整体协议，一个整体协议包括了一整套的规则，以及协议的各种功能。分层的结构化协议，即将协议的各种功能分为多个层次、单位（

5、结构）来实施。人民邮电出版社2.2      计算机网络体系结构的概念1.层次化体系结构的概述图2-6是当前实际运行的邮政系统的工作流程示意图，图中清楚地表明了信件发送和接收的过程。人民邮电出版社图2-6邮政系统中信件传递工作过程示意图人民邮电出版社计算机网络通信系统的工作过程存在以下几个基本概念。（1）协议（protocol）协议是一种通信约定。在计算机网络通信过程中，为了保证计算机之间能够准确地进行数据通信，也必须制定一套通信规则，这套规则就是通信协议。人民邮电出版社（2）层次（layer）层次是人们对

6、复杂问题的一种基本处理方法。当人们遇到一个复杂问题的时候，通常习惯将其分解为若干个小问题，再一一进行处理。在计算机网络中，每个节点都划分为相同的层次。不同节点的相同层次具有相同的功能，这些都与邮政系统的类似。人民邮电出版社（3）接口（interface）接口就是同一节点内，相邻层之间交换信息的连接之点。在网络中，同一节点内的各相邻层之间都应有明确的接口，高层通过接口向低层提出服务请求，底层通过接口向高层提供服务。（4）实体（Entity）在网络分层体系结构中，每一层都由一些实体组成。这些实体抽象地表示了通信

7、时的软件元素（如进程或子程序）；或硬件元素。多数情况下，实体是指一个特定的软件模块。人民邮电出版社（5）层次性模型结构（NetworkArchitecture）计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成功能的精确定义。体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。人民邮电出版社1.计算机网络体系结构的定义和研究意义采用层次化网络体系结构具有以下一些特点。①各层之间相互独立。这样，某一高层只需知道如何通过接口（界面）向下一层提出服务请求，并使用下层提供的服务，并不需要了解下层

8、执行时的细节。②结构上独立分割。由于各层独立划分，因此，每层都可以选择最合适的实现技术。③灵活性好。如果某一层发生变化，只要接口的条件不变、则以上各层和以下各层的工作均不受影响，这样，有利于技术进步和模型的修改。人民邮电出版社④易于实现和维护。整个系统被分割为多个部分，系统变得容易实现、管理和维护。⑤有益于标准化的实现。由于每一层都有明确的定义，十分利于标准化的实施。网络体系结构化分的基本原则是：把应用程序和网络