第3章 计算机网络体系结构48274

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1、计算机网络技术基础任课老师:第3章计算机网络体系结构本章要点3.1网络体系结构概述3.2OSI七层协议模型3.3TCP/IP的体系结构本章要点：网络体系结构的概念物理层、数据链路层、网络层、传输层、高层的功能TCP/IP体系结构3.1.1网络体系结构的概念高层不需要知道低层是如何实现的，只需要知道低层所提供的服务，以及本层向上层提供的服务，各层独立性强。当任何一层发生变化时，只要层间接口不发生变化，那么这种变化就不会影响到其他层，适应性强。整个系统已被分解为若干易于处理的部分，这种结构使得一个庞大而又复杂的系统实现和维护起来更容易。每层的功能与所提供的服务都有精确的定义

2、和说明，有利于促进标准化。邮政服务的层次模型3.1.2网络协议网络协议的定义为实现网络通信而建立的关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等方面的一组规则、标准或约定，统称为网络协议(Protocol)网络协议的三要素语法：用于确定协议元素的格式，即数据与控制信息的结构和格式。语义：用于确定协议元素的类型，即规定了通信双方需要发出何种控制信息，完成何种动作，以及做出何种应答。定时：用于确定通信速度的匹配和时序，即对事件实现顺序的详细说明。3.1.2网络协议TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议3.1.3OSI参考模型1OSI参考模型概述OSI参考模型是标准

3、化的、开放式的计算机网络层次结构模型。“开放”的含义是：任何两个遵守OSI参考模型和有关标准的系统都可以进行互连。这里的“系统”指的是计算机、终端或其他外部设备等。OSI参考模型将计算机网络分成了互相独立的7层，从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层2OSI参考模型中的数据传输过程在OSI参考模型中，不同主机对等层之间按相应协议进行通信，同一主机不同层之间通过接口进行通信。除了最底层的物理层是通过传输介质进行物理数据传输外，其他对等层之间的通信均为逻辑通信。在这个模型中，每一层将上层传递过来的通信数据加上若干控制位后再传递给下一层，最终

4、由物理层传递到对方物理层，再逐级上传，从而实现对等层之间的逻辑通信，如图3-3所示图3-3OSI参考模型中的数据传输过程3.2OSI七层协议模型3.2.1物理层物理层主要涉及在通信信道上传送的原始比特流。它主要是要保证发送方发送的是比特1，接收方收到的也必须是比特1而不能是比特0。物理层数据传送的单位是比特。其中一个重要的内容是如何定义比特0和1，还有一个比特持续时间的长度、数据传输的方向等问题。这一层的另一个主要任务是：定义各种物理接口的大小和形状、每一个引脚的作用、数据比特的电信号(或光信号)变换和比特级的同步。物理层的机械特性规定物理连接器的规格尺寸，插针或插孔的

5、数量和排列情况，相应通信介质的参数和特性等。例如，PC机上的COM1和COM2接口称为RS-232接口，使用的是典型的物理层协议RS-232C。RS-232C的全称是EIA-RS-232标准，EIA表示美国电子工业协会，RS表示推荐标准（RecommendedStandard),232为编号，C指修改的版次（在此之前有RS-232B，RS-232A）。RS-232C之后又经过两次修订，其版次分别为D和E，由于修改不多，所以普遍使用RS-232C这一名称。物理层的电气特性电气特性规定了在链路上传输二进制比特流有关的电路特性，如信号电压的高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等

6、，通常包括发送器和接收器的电气特性以及与互连电缆相关的有关规则等。例如，RS-232C的电气特性规定：逻辑“1”的电平为-15~-5V，逻辑“0”的电平为+5～+15V；在码元畸变小于4％的情况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m，即电缆长度不超过15m；通信速率≤20Kb／s。物理层的功能特性功能特性规定各信号线的功能或作用。信号线按功能可分为数据线、控制线、定时线和接地线等。例如，RS-232C的功能特性定义了25针标准连接器中的20根信号线，其中2根地线、4根数据线、11根控制线、3根定时信号线、剩下的5根信号线没有定义(备用)。物理层的规程特性规程特性定义

7、DTE和DCE通过接口连接时，各信号线进行二进制位流传输的一组操作规程(动作序列)，如怎样建立、维持和拆除物理连接，全双工还是半双工操作等。2DTE和DCEDTE是具有一定数据处理能力及发送和接收数据能力的设备。DTE可以是一台计算机或终端，也可以是各种I/O设备。大多数数据处理终端设备的数据传输能力有限，如果将相距很远的两个DTE设备直接连接起来，往往不能进行通信，必须在DTE和传输线路之间加上一个称为数据电路端接设备DCE的中间设备。DCE的作用就是在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接