计算机网络基础与应用 教材--x课件 第3章 网络体系结构

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1、第3章网络体系结构本章主要内容计算机网络层次结构的基本概念计算机网络体系结构及协议的概念OSI参考模型OSI模型中各层的功能介绍TCP/IP体系结构TCP/IP协议的层次功能介绍核心知识点OSI参考模型数据包的传送过程OSI模型中各层的功能重点难点数据包的传送过程OSI模型各层的功能TCP/IP协议的体系结构学习目标了解网络层次结构的基本概念、协议、体系结构的组成理解OSI参考模型中七个层次的关系和工作原理了解低三层中的基本概念、主要功能、典型协议及其应用了解TCP/IP的层次结构3.1网络体系结构及其概念3.1.1层次结构及其相关概念为了简化对复杂

2、的计算机网络的研究、设计和分析工作，一般把计算机网络的功能分成若干层，如图3.1所示。――――第N＋１层协议―――――――――第N层协议―――――――――第N－１层协议――――N+1层N+1层N层N层N-1层N-1层系统A系统B图3.1网络层次结构层次结构：就是指把一个复杂的系统设计问题分解成多个层次分明的局部问题，并规定每一层次所必须完成的功能。它提供了一种按层次来观察网络的方法，描述了网络中任意两个节点间的信息传输。3.1.1层次结构及相关概念实体：指客观存在的、与某一应用有关的事物，如程序、进程或作业之类的成分。实体既可以是软件实体，也可以是硬

3、件实体。服务：层次结构中各层都支持其上一层进行工作，这种支持就是服务。各层次间的关系：在同一网络体系的层次结构中，下层为上层提供服务，上层利用下层提供的服务完成自己的功能，同时再向更上一层提供服务。因此，上层可看成是下层的用户，下层是上层的服务提供者。同等层：不同系统的相同层次。―――――第N＋１层协议――――――――第N层协议――――――――――第N－１层协议――――N+1层N+1层N层N层N-1层N-1层系统A系统B网络层次结构同等层实体：不同系统同等层上的两个正通信的实体。同等层通信：不同系统同等层实体之间存在的通信。同等层协议：同等层实体之间

4、通信所遵守的规则。各层的协议只对所属层的操作有约束力，而不涉及到其他层。接口：同一系统相邻层之间都存在一种接口接口协议：相邻层实体之间交换信息所遵守的规则。任何两相邻层间都存在接口问题。服务访问点(SAP)：接口上相邻两层实体交换信息的地方。是相邻两层实体的逻辑接口。如N层SAP就是N+1层可以访问N层的地方。如图3.2所示。N+1NN-1..系统A……(N+1)/N层接口实体SAPN+1NN-1..系统B……图3.2层次结构模型物理介质功能简单，明确。整个复杂的系统被分解为若干个小范围的部分，使得每一部分的功能比较单一。独立性强。各层具有相对独立的

5、功能，各层彼此不需知道各自的实现细节，而只要了解下层能提供什么服务、上层要求提供什么服务就可以了。采用层次结构的优点设计灵活。当某层发生变更时，只要接口关系保持不变，就不会对上下层产生影响，而仅仅是本层内部的变化。易于实现和维护。分层结构使得实现一个大的复杂的网络系统变得简单和容易。易于标准化。每一层的功能和所提供的服务均已有明确的说明。3.1.2网络体系结构网络体系结构（NetworkArchitecture，NA）是针对计算机网络所执行的各种功能而设计出的一种层次结构模型；同时也为不同的计算机系统之间的互连、互通和互操作提供相应的规范和标准（即协

6、议）。不同的计算机网络具有不同的体系结构，其层的数量、层次的名称、内容和功能以及各相邻层之间的接口都不一样。但在不同的网络体系结构中，每一层都是为了向邻接上层提供一定的服务而设置的，且每一层都对上层屏蔽如何实现协议的具体细节。网络体系结构是计算机网络的分层结构、各层协议和功能的集合：网络体系结构={层，协议，功能}网络体系结构是一个抽象的概念，因为它不涉及具体的实现细节。网络体系结构仅告诉网络工作者应“做什么”，而网络实现则说明应该“怎样做”。3.1.3网络协议网络协议：网络中各方相互通信所遵守的规则；从层次角度说，网络协议是网络中所有同等层协议和接

7、口协议的集合。网络协议组成的三要素：语义、语法和同步。语义规定了通信双方要发出的控制信息、执行的动作和返回的应答等；语法规定通信双方彼此应该如何操作，即确定协议元素的格式；时序（也称定时、同步）是对事件实现顺序的详细说明，指出事件的顺序和速率匹配等。3.1.4网络服务从通信角度看，各层所提供的的服务有两种形式：面向连接的服务和无连接的服务面向连接的服务：所谓“连接”，是指在同等层的两个同等实体间所设定的逻辑通路。利用建立的连接进行数据传输的方式就是面向连接的服务。面向连接的服务过程可分为三部分：建立连接、传输数据和撤消连接。无连接服务：该类服务的过程

8、类似于邮政系统的信件通信。无论何时，计算机都可以向网络发送想要发送的数据。通信前，无须在两个同等层实体之间事