第2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本章内容网络的分层体系结构OSI/RM开放系统互连参考模型TCP/IP参考模型两种参考模型的比较1.通信协议人际交流的协议:人类之间语言和文字系统语法、意义、对话交替顺序…说明发送的消息…说明接收到某消息后所应采取的行动…说明动作的次序通信协议:计算机之间网络中所有的通信活动都是由协议所控制协议：定义网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及当传送和接收消息时应采取的行动。（语义、语法和时序）通信协议的三要素语义对协议中各协议元素的含义的解释，例如：在HDLC协议中，标志Flag(7EH)

2、表示报文的开始和结束在BSC协议中，SOH(01H)表示报文的开始，STX(02H)表示报文正文的开始，ETX(03H)表示报文正文的结束语法协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：时序通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则FlagAddressCtrlDataFCSSFlagSOHHEADSTXTEXTETXBCCBSCHDLC确认释放连接释放确认释放确认连接确认数据连接请求连接确认tt时序例释放连接数据传输建立连接发展历程网络体系结构提出的背景——计算机网络的复杂性、异质性不同的通信介质——有线、无线

3、等不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用设备等不同的操作系统——UNIX、Windows等不同的软/硬件、接口和通信约定（协议）不同的应用环境——固定、移动等…不同种类业务——分时、交互、实时等宝贵的投资和积累——有形、无形等用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏结构清晰简化设计与实现便于更新与维护较强的独立性和适应性对于复杂的网络系统，用什么方法能合理地组织网络的结构，以达到：解决：分而治之！一个生活中的例子：空中旅行的组织空中旅行的组织一系列的步骤机票(购买)行李(托运)旅客(出发)飞机(起飞)飞

4、行航线机票(投诉)行李(认领)旅客(到达)飞机(着陆)飞行航线飞行航线空中旅行的组织:从另一种不同的角度观察层次的观点：每层实现一种特定的服务通过自己内部的功能依赖自己的下层提供的服务机票(购买)行李(托运)旅客(出发)飞机(起飞)飞行航线机票(投诉)行李(认领)旅客(到达)飞机(着陆)飞行航线飞行航线分层的空中旅行组织:服务从出发地到目的地的航线：导航服务柜台-to-柜台：“旅客+行李”票务服务行李托运-to-行李认领：行李服务登机入口-to-到达出口：旅客乘务服务跑道-to-跑道：飞机“航运”服务层次功能的

5、分布式实现飞机(起飞)飞机(着陆)飞行航线起飞机场到达机场中间空中交通枢纽飞行航线飞行航线机票(购买)机票(投诉)行李(托运)行李(认领)旅客(出发)旅客(到达)层次化方法在其他领域的应用程序设计把一个大的程序分解为若干个层次的小模块来实现，如操作系统。邮政系统邮递员、邮政分局、邮政总局、邮政运输银行系统物流系统……2.分层原理计算机网络中也采用了分层方法。——把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同层上予以解决。网络的层次结构方法要解决的问题：网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功

6、能）各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口）通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与每层的功能、服务与层间接口、协议。最早的网络体系结构源于IBM的SNA其他的网络体系结构还有DEC的DNA等由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是OSI/RM实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构事实上的标准层次结构方法的优点独立性强——耦合程度低上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务——黑

7、箱方法。适应性强只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。易于实现和维护把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子单元：使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。3.基本概念实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。对等层：两个不同系统的同级层次。对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供

8、给其相邻上层。系统A系统B实体对等层对等实体接口服务物理网络网络分层体系结构P3P2P121321物理通信线路3N+1NN-1N+1NN-1Pn-1PnPn+1系统A系统B网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的同一网络中，任意两个端系统必须具有相同的层次每层使用其下层提供的服务，并向其上层提供服务通信只在对等层间进行（间接的、逻辑的、虚拟的），非对等层之间不能互相“通信”实际的物