计算机网络基础 杜煜 姚鸿 第3章计算机网络体系结构

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1、第3章计算机网络体系结构杜煜7/14/20211计算机网络基础杜煜本章主要内容计算机网络体系结构及协议的概念；开放系统互连（OSI）参考模型OSI模型中各层的功能介绍；TCP/IP协议的体系结构；TCP/IP协议的层次功能介绍；OSI模型与TCP/IP协议模型的比较；7/14/20212计算机网络基础杜煜计算机网络体系结构为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干个层次，较高层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。网络中的每一层都起到隔离作用，使得低层功能具体实现方法的变更不会影响到高一层所执行的功能。网络

2、体系结构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有明确定义的层次，并规定同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务；7/14/20213计算机网络基础杜煜网络体系结构的相关概念协议（Protocol）协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准或约定。7/14/20214计算机网络基础杜煜协议的组成协议由语法、语义和交换规则三部分组成，即协议的三要素：语义语法交换规则7/14/20215计算机网络基础杜煜实体（Entity）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时的软件元素（如进程或子程序）或硬件元素

3、（如智能I/O芯片等）。实体是通信时能发送和接收信息的任何软硬件设施。7/14/20216计算机网络基础杜煜接口(Interface)分层结构中各相邻层之间要有一个接口，它定义了较低层向较高层提供的原始操作和服务。相邻层通过它们之间的接口交换信息，高层并不需要知道低层是如何实现的，仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务，这样使得两层之间保持了功能的独立性。对于网络结构化层次模型，其特点是每一层都建立在前一层的基础上，较低层只是为较高一层提供服务。这样每一层在实现自身功能时，直接使用较低一层提供的服务，而间接地使用了更低层提供的服务，并向较高一层提供更完善的服务，

4、同时屏蔽了具体实现这些功能的细节。7/14/20217计算机网络基础杜煜开放系统互连参考模型(OSI/RM)为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，国际标准化组织ISO对各类计算机网络体系结构进行了研究，并于1981年正式公布了一个网络体系结构模型作为国际标准，称为开放系统互连参考模型(OSI/RM)，也称为ISO/OSI。“开放”表示任何两个遵守OSI/RM的系统都可以进行互连，当一个系统能按OSI/RM与另一个系统进行通信时，就称该系统为开放系统。7/14/20218计算机网络基础杜煜OSI的分层模型7/14/20219计算机网络基础杜

5、煜基于OSI的通信模型结构7/14/202110计算机网络基础杜煜OSI各层的功能概述第1层：物理层(PhysicalLayer)在物理信道上传输原始的数据比特（bit）流，提供为建立、维护和拆除物理链路连接所需的各种传输介质、通信接口特性等。第2层：数据链路层(DataLinkLayer)在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻节点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧在信道上无差错地传输，并进行数据流量控制。7/14/202111计算机网络基础杜煜OSI各层的功能概述（二）第3层：网络层(NetworkLayer)为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连接

6、的手段，把上层来的数据组织成数据包(Packet)在节点之间进行交换传送，并且负责路由控制和拥塞控制。第4层：传输层(TransportLayer)为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。7/14/202112计算机网络基础杜煜OSI各层的功能概述（三）第5层：会话层(SessionLayer)为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理服务。第6层：表示层(PresentationLayer)为应用层提供信息表示方式的服务，如数据格式的变换、文本压缩

7、、加密技术等。第7层：应用层(ApplicationLayer)为网络用户或应用程序提供各种服务，如文件传输、电子邮件(E-mail)、分布式数据库、网络管理等。7/14/202113计算机网络基础杜煜OSI/RM的信息流动7/14/202114计算机网络基础杜煜物理层物理层是OSI/RM的最低层。它直接与物理信道相连，起到数据链路层和传输媒体之间的逻辑接口作用，提供建立、维护和释放物理连接的方法，实现在物理信道上进行比特流传输的功能。7/14/202115计算机网络基础杜煜物理层涉及的内容一通信接口与传输媒体的物理特性除了不同的传输介质自身的物理特性外，物理层还

8、对通信设备