第3章 计算机网络体系结构

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1、计算机网络保山学院计算机科学系计算机网络实验室第3章计算机网络体系结构本章基本要求：掌握计算机网络体系结构基本概念，熟悉ISO/OSI开放系统互连参考模型各层的功能，熟悉TCP/IP体系结构。掌握OSI的层次体系结构，了解7层协议的各个功能，掌握OSI中的常用术语，并对局域网和TCP/IP结构与OSI的关系有比较清楚的了解。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3.2OSI/ISO开放系统互连参考模型3.3TCP/IP模型3.4OSI模型和TCP/IP模型的异同习题3.1计算机网络体系结构概述3.1.1建

2、立计算机网络体系结构的必要性用户的资源和信息存储在采用不同操作系统的主机中，这些主机分布在网络的不同地方，需要在不同的传输介质上实现采用不同操作系统的主机之间的通信，解决异种机和异种网络互连问题的方法。分层的好处在于：容易解决通信的异质性（heterogeneity）问题；上层解决不同种语言的相互翻译（数据的不同表示）；下层解决信息传递；使复杂问题简化，高层屏蔽低层细节问题；每层只关心本层的内容，不用知道其他层如何实现；使设计容易实现，每个层次向上一层提供服务，向下一层请求服务。计算机网络系统，一般采用层次模型。在层次

3、模型中，往往将系统所要实现的复杂功能分化为若干个相对简单的细小功能，每一项分功能以相对独立的方式去实现。这样就有助于将复杂的问题简化为若干个相对简单的问题，从而达到分而治之、各个击破的目的。3.1计算机网络体系结构概述3.1计算机网络体系结构概述3.1.2计算机网络的分层模型将上述分层的思想或方法运用于计算机网络中，就产生了计算机网络的分层模型。在实施网络分层时要依据以下原则：●根据功能进行抽象分层，每个层次所要实现的功能或服务均有明确的规定。●每层功能的选择应有利于标准化。●不同的系统分成相同的层次，对等层次具有相同

4、功能。●高层使用下层提供的服务时，下层服务的实现是不可见的。●层的数目要适当。层次太少功能不明确，层次太多体系结构过于庞大。3.1计算机网络体系结构概述计算机网络在70年代迅速发展，特别在ARPANET建立以后，世界上许多计算机大公司都先后推出了自己的计算机网络体系结构。例如IBM公司的系统网络结构SNA，DEC公司的分布式网络结构DNA等，但这些网络体系结构具有封闭的特点，它们只适合于本公司的产品连网，其他公司的计算机产品很难入网，这就妨害了实现异种计算机互连以达到信息交换、资源共享、分布处理和分布应用的需求。客观需

5、求迫使计算机网络体系结构由封闭走向开放式。国际标准化组织ISO经过多年努力于1984年提出了“开放系统互连基本参考模型”（ISO/OSI-RM），从此开始了有组织有计划地制定一系列网络国际标准。3.2ISO/OSI开放系统互连参考模型3.2.1ISO/OSI七层模型开放系统互连参考模型（OSI）采用分层的结构化技术，共分7层，从低到高为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。无论什么样的分层模型，都基于一个基本思想，遵守同样的分层原则：即目标站第n层收到的对象应当与源站第n层发出的对象完全一致。3

6、.2ISO/OSI开放系统互连参考模型3.2.1ISO/OSI七层模型最低3层（1～3）是依赖网络的，实现通信子网的功能。高3层（5～7）是面向应用的，实现资源子网的功能。3.2ISO/OSI开放系统互连参考模型3.2.2OSI参考模型各层的功能1．物理层(PhysicalLayer)物理层位于OSI参考模型的最低层，它直接面向原始比特流的传输。物理层必须解决好包括传输介质、信道类型、数据与信号之间的转换、信号传输中的衰减和噪声等在内的一系列问题。另外，物理层标准要给出关于物理接口的机械、电气、功能和规程特性，以便于不

7、同的制造厂家既能够根据公认的标准各自独立地制造设备，又能使各个厂家的产品能够相互兼容。2．数据链路层(DataLinkLayer)数据链路层涉及相邻节点之间的可靠数据传输，为了能够实现相邻节点之间无差错的数据传送，数据链路层在数据传输过程中提供了确认、差错控制和流量控制等机制。3.2ISO/OSI开放系统互连参考模型3．网络层(NetworkLayer)网络中的两台计算机进行通信时，中间可能要经过许多中间结点甚至不同的通信子网。网络层的任务就是在通信子网中选择一条合适的路径，使发送端传输层所传下来的数据能够通过所选择的

8、路径到达目的端。4．传输层(TransportLayer)传输层是OSI七层模型中唯一负责端到端节点间数据传输和控制功能的层。传输层是OSI七层模型中承上启下的层，它下面的三层主要面向网络通信，以确保信息被准确有效地传输；它上面的三个层次则面向用户主机，为用户提供各种服务。3.2ISO/OSI开放系统互连参考模型5．会话层(Ses