第2章 计算机网络体系结构07384

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1、第二章计算机网络体系结构本章知识点网络协议与协议分层计算机网络体系结构OSI/RM模型和TCP/IP模型数据在网络中的传递过程网络通信的复杂性发送方如何确定接收方愿意接收数据或已经准备好了接收数据？发送方和接收方之间可能间隔了多个网络，如何在网络之间找到一条正确的路，使得数据能够到达接收方？数据在传输过程中可能受了干扰而产生了差错，如何检测差错？出了差错如何处理？数据在传输过程中可能会丢失，如何检测丢失，丢失以后如何处理？网络协议的必要性和复杂性在网络通信中双方必须对通信中可能出现的各种情况进行明确的商定，必须遵守相同的规则，这些规则称为协议。网络

2、中的主机、设备必须要遵循相同的协议才能通信。网络通信是一个非常复杂的问题，这就决定了网络协议也是非常复杂的。如何构建网络协议？采用分层的方法。现实生活中的例子：寄信。网络协议网络协议是通信双方为了实现通信而商定的一些规则。网络协议可以理解为由三部分组成：语法：通信时双方交换数据和控制信息的格式。语义：每部分控制信息和数据所代表的含义。时序：通信如何发起；在收到一个数据后，下一步要做什么。协议分层协议分层不同主机上的同一个层次称为对等层每一层中实现了协议的元素称为实体，实体既可以是软件，也可以是硬件。对等层内的实体称为对等实体。每一层都有特定的功能，

3、使用下一层为它提供的服务，同时也为自己的高层提供服务。数据传递过程数据传递过程数据从发送端的最高层开始，层层向下，层层封装，直到发送方的最底层，转换为电磁信号后经过物理链路到达接收端的最底层，再层层向上，层层解封装，最后到达接收方的最高层，整个通信过程是垂直的。某一层添加的首部，在到达对等层后，就会被剥掉，剩余的部分会继续向上传递，直至最高层。高层使用了低层的服务，低层向高层提供服务，高层通过低层提供的服务接口访问低层的服务。数据传递过程在概念上可以认为通信是水平的，数据好像由对等层的一端直接到达了另一端。通信的目的就是要实现对等层之间的水平通信，

4、虽然事实上水平通信要依赖垂直通信来实现。在理解问题时忽略中间的过程直接去考虑水平通信会更简单。协议分层的优点将复杂的网络通信任务分解为若干个比较容易处理的子问题，降低了复杂度，易于实现和维护。每个层次都可以单独实现，只要提供的服务和实现的功能不变，与相邻层次的接口也不变，那么采用何种技术实现是每个层次内部的事情，更有利于采用新的技术去解决问题。层次明确也更有利于标准化。计算机网络体系结构计算机网络的各个层次以及每个层次协议的集合称为计算机网络体系结构。各个层次的所有协议也被称为协议栈。世界上第一个计算机网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的

5、SNA（系统网络体系结构）其他的网络体系结构：Digital公司的网络体系结构DNA、Honeywell公司的分布式体系结构DSA等。计算机网络体系结构采用不同体系结构的两个网络之间很难通信。为使所有的网络都能互连互通，国际标准化组织ISO于1983年提出了开放系统互连参考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel，OSI/RM），简称OSI参考模型。TCP/IP协议体系也在实际的连网实践中发展起来，并成为了事实上的网络互连协议标准。OSI参考模型OSI参考模型应用层：实现具体的应用。表示层：对应用层的数

6、据进行格式转换。会话层：管理会话过程，包括会话的建立、维持和结束。运输层：为两个通信进程之间提供端到端的通信服务。网络层：为分组选路。数据链路层：在相邻的节点间传输帧。物理层：在物理链路上传输0，1比特流。TCP/IP模型TCP/IP协议体系应用层：相当于OSI参考模型的应用层，具体的协议有超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）等。运输层：TCP协议：为应用程序提供面向连接的可靠的通信，具有流量控制和拥塞控制的功能。UDP协议：提供无连接的不可靠通信，但是效率较高。TCP/IP协议体系互联网层：相当于OSI参考模型的网络层，要为数据找到

7、一条正确的路到达目的地，主要的协议是IP。网络接口层：相当于OSI参考模型的数据链路层和物理层。TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈OSI参考模型和TCP/IP模型比较OSI参考模型和TCP/IP模型都采用了分层结构，OSI参考模型分为7层，TCP/IP模型分为4层。在TCP/IP模型中没有表示层和会话层，TCP/IP模型的应用层相当于综合了OSI参考模型中应用层、表示层和会话层的功能。TCP/IP模型没有数据链路层和物理层，网络接口层包含了这两层的功能。OSI参考模型和TCP/IP模型比较OSI参考模型的网络层可以提供无连接和面向连接的两种服务，

8、TCP/IP模型的互联网层只提供无连接的数据报服务。OSI的运输层提供面向连接的可靠的数据传输服务，TCP/IP模型中的运