计算机网络第二章(计算机网络体系结构)

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1、第2章计算机网络体系结构计算机网络是一个极为复杂的大系统,唯有将此复杂的系统分隔成相对简单的子系统才能便于理解和进行研究，从一般意义上说，计算机通信网络可以划分成通信子网和资源两个子系统，与开放系统互连参考模型(OSI/RM)相对应，物理层、数据链路层、网络层属于通信子网，而传输层、会话层、表示层、应用层属于资源子网；在通信子网所属的若干层次中涉及的问题，在前面数据通信技术篇中多有论及，比较易于理解；而属于资源子系统的四个层次则比较抽象，在现实应用屮的网络屮，某些层次甚至完全不存在，但这种情况并不影响开放系统互连参考模型对网络技术发展的指导意义。2・1知识点网络体系结构OSI参考模型TCPI

2、P参考模型实体服务协议协议数据单元PDU(报文、段、分组、帧)面向连接的服务无连接的服务数据报虚电路2.2重点与难点分析2.2.1网络体系结构*网络体系结构的定义和发展网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功能划分成冇明确定义的层次，规定了对等层次之间进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些对等层之间进程通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。1977年ISO的SC16委员会在研究、吸取了各计算机厂商网络体系标准化经验的基础上，制定了开放系统互联参考模型(OSI/RM),从而形成网络体系结构的国际标准。目前常见的网络体系结构有:OSI/RM.TCP/IP、X.2

3、5、SNA等。*网络体系结构的分层原理网络分层体系结构如图5.1所示。35.1计豆机网络分县津系运构示意勾在网络分层结构中，N层是N・1层的用户，同时是N+1层的服务提供者。实际的通信过程是在最低层(图5.1屮的第一层)实现的，而高层只是借助底层的提供的服务与其它系统的对等层进行交互。通过将网络进行分层，可以具备以下优点：(1)独立性强(2)功能简单(3)适应性强(4)易于实现和维护*通信协议协议是所有计算机网络通信的基础，协议代表着标准化，是一组规则的集合，是进行交互的双方必须遵守的约定。网络协议主要由三个要素组成：(1)语义：是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。(2)语法

4、：是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起來表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定，也即“怎么讲”。(3)规则：规定了与事件发生的条件和执行顺序。2.2.2开放系统互联参考模型（OSI/RM）*开放系统开放系统就是遵守互联标准协议的实系统，实系统是由一台或多台计算机、有关软件、终端、操作员、物理过程和信息处理手段等的集合，是传送和处理信息的自治整体。模型化的方法是用功能上等价的开放系统模型代替实开放系统。凡是符合抽象开放系统互联的特性的实系统都可视为一个开放系统。*osi七层模型OSI模型根据层次划分的原则，将系统划分为包含七个层次的模型，即物理层、

5、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。不同系统对等层之间按规定的协议进行通信，同一系统不同层之间通过接口进行通信。只有最低层一一物理层完成实际的数据传送，其它对等层之I'可的通信可视为逻辑通信。其通信过程为将通信数据通过层与层间的服务访问点SAP交给下一层处理，下一层对数据前面加上若干控制信息（又称为协议头）形成协议数据单元（PDU）后再交给它的下一层处理，依次类推，最终由物理层传递到对方系统物理层，再逐层向上传递（这时每层都将本层的控制信息剥离），从而实现对等层之间的逻辑通信。用户则由最上层的应用层提供服务。这种将数据前面加上协议头的处理方法与日常生活屮把信装入信封内再投递的

6、处理方法是相通的。由于用户数据每通过一层就会加上一个协议头，所以一个系统中有多少层次，用户数据外就会包封有多少协议头，这就是所谓的“洋葱皮”结构。*OSI/RM分层结构的一般概念在层次式结构的网络中，不同系统的应用进程在进行数据通信时，其信息流动过程如图3.2所示。英屮源进程S首先将用户数据送至最高层（应用层），由该层在用户数据前面加上控制信息，形成最高层的协议数据单元后送至次高层；次高层又在数据单元前面加上控制信息形成次高层的协议数据单元后，乂将它传送至其下一层。信息按这种方式逐层地向下传送直至最低层（物理层），由于该层实现比特流传送，故不需再加控制信息。当比特流经过传输介质到达目标系统时

7、，再从最低层逐层向上传送，且在每一层都依照相应的控制信息完成指定操作后，再将本层控制信息去掉，将后面的数据单元向上一层传送，依此类推，当数据最后到达应用层时，再由应用层把其中的应用层控制信息去掉，将用户数据提交给目标进程D,便结束了通信过程。在同一系统屮一个（N）实体和一个（N+1）实体相互作用时，信息必须穿越两层Z间的边界,在边界上存在着所谓的(N)服务访问点(N)-SAP,它代表(N)实体和(N+1)实体