网络互连技术教程 李健 第2章

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1、第2章　网络互连体系2.1系统模型2.2名词与概念2.3标准与实现2.4RFCs2.1系统模型2.1.1层次化的网络体系结构网络的互连是一个复杂的问题，互连的网络是一个复杂的系统。在进行网络的互相连接时，必须解决几个基本问题。首先，要解决网络的相互识别问题。例如（图2-1），连接了A、B、C、D、E五个网络，当从网络A向网络D发送数据时，需要经过网络B。B需要知道A发过来的数据是要传向D的，而不是交给B自己的。这就要求定义识别网络的标识，用于区分不同的网络。图2-1网络互连中的识别问题其次，每个网络中会有许多主机。数据

2、可以在同一个网络中的主机间相互传输，也可以被传送到别的网络中的主机中去。在各个主机相互传送数据的时候，必须指出数据需要传向何处和来自何处，所以需要使用能够标识不同主机的机制来解决网络中主机的相互识别问题。最后，在互相连接在一起的网络中传输数据时，如何选择数据的传输途径也是一个重要的问题。在图2-1中，从A网中的某台主机A1向E网中的主机E2传输数据时，是途经A、B、C、E，还是途经A、B、D、E？当大量的网络相互连接在一起的时候，数据传输路径的选择就是一个复杂的问题了。2.1.2ISO的开放系统互连模型经过多年的研究工

3、作，在世界各国专家的共同努力下，在1983年终于形成了开放系统互连参考模型的正式文件，即著名的ISO7498国际标准。这个标准通常被称为OSI参考模型——OSI/RM（ReferenceModel）。该模型采用了三级抽象，图2-2所示为这三级抽象的示意图。图2-2OSI的三级抽象示意图OSI/RM采用了7层结构，表2-1描述了其中各层的功能。层功能描述应用层ApplicationLayer提供到应用进程的接口电子邮件：电子邮件协议文件传送：FTP协议表示层PresentationLayer完成机器数据格式到适于网络传输

4、的数据格式的转换将字符、声音和图像数据转换成适于在网上传输的形式，包括加密会话层SessionLayer在进程之间建立连接关系进程之间连接关系的建立和结束传输层TransportLayer端对端的数据传输服务在端系统的会话层间提供数据传送网络层NetworkLayer解决网络编址和寻址、投递和选路在网络中选择投送的路径，尽最大努力把数据送达目的主机表2-1OSI/RM中各层的基本功能续表层功能描述数据链路层DataLinkLayer两台设备间直接的数据帧的传送在两台直接相连的计算机之间提供数据帧的传送物理层Physic

5、alLayer完成数据的编码，规定连接标准在OSI/RM中，各层的基本功能如下。（1）物理层的任务是为其上层提供物理连接，以便透明地传输比特流。比特是在物理层上的数据传送单位。（2）数据链路层负责在两个直接连接的相邻结点间传送数据。（3）网络层的主要功能是寻址和选路。（4）传输层为两个端系统（可以把在网络上发送数据的源主机和接收数据的目的主机成为源端和目的端）的会话层提供一条端到端的数据传输通路，或者说是在两个端系统之间建立一条传输连接。（5）对话层不参与具体的数据传输，它的责任是对应用进程之间的通信进行协调，建立、组

6、织和协调其交互过程。（6）表示层的作用是为适应网络传输进行数据形式转换。（7）应用层是OSI/RM中的最高层，是为应用（程序的）进程提供服务的。针对不同的应用进程，在应用层中需要有相应的应用层协议。图2-3为开放系统互连环境的示意图。图2-3开放系统互连环境在图2-3中，两台计算机通过通信子网进行通信，通信子网包括计算机中标出的下四层和网络中结点设备的下三层，参与通信的两台计算机被称为端系统。网络结点设备的下三层被称为中继开放系统。在这个环境中，计算机A向计算机B传送数据时，数据的传递路线是：应用进程APA（它不属于开

7、放系统）通过计算机A的应用层将数据逐层传递到物理层，然后通过与物理层相连的网络媒体介质将数据发送到与之相连的第一个结点（注意，它连接了两个网络），结点的物理层收到数据后将其转交给数据链路层，再转交给网络层。从网络层，数据下行连接另一个网络的物理层之后被传送到第二个结点，最后被传送到计算机B的应用进程APB。按照OSI/RM，数据在源端各层之间传送时按照逐层封装的方式下行，在被另一系统接收后逐层上行，并被一层层打开。图2-4表示了这一过程。图2-4开放系统互连环境中的数据流2.1.3TCP/IP体系TCP/IP体系是在互

8、联网技术中应用的最为广泛的网络体系。20世纪60年代后期，在美国开始了以美国国防部（theDepartmentofDefense，DoD）为中心开展的通信技术研究。DoD认为通信对于军事来说是一个极其重要的问题，并极力主张研究包交换技术，希望将其发展成一种在遭到一定程度的破坏后仍旧能够继续工作的通信技术。为了进行研究，在美国国防部