计算机网络与数据通信+-+第3章+计算机网络体系结构(lds)

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1、第3章计算机网络体系结构本章内容层次化的网络体系结构开放系统互联参考模型（OSI/RM）TCP/IP体系结构OSI和TCP/IP的主要层次功能应用层传输层网络层数据链路层物理层13.1计算机网络体系结构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、……不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用设备、……不同的操作系统——Unix、Windows、……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、……不同种类业务——分时、交互、实时、……宝贵的投资和积累——有形、无形、……用户业务的延续性——

2、不允许出现大的跌宕起伏2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3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4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

3、)飞行航线飞行航线5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6层次功能的分布式实现飞机(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)7层次化方法在其它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。。。

4、81.计算机网络体系结构的定义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）9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；其它的网络体系结构还有DEC的DNA等由国际化标准组织IS

5、O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（defacto）标准10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。112.网络体系结构的分层原理基本概念：实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。对等层：两个不同系统的同级层次。对等实体：分

6、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，通过接口提供给其相邻上层。协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。12系统A系统B实体对等层对等实体接口服务物理网络13服务和协议是两个不同的概念。协议是有关对等实体间交换数据的格式和意义的一组规则。协议是“水平”的。通信的两实体利用协议来实现它们的服务定义。服务是“垂直”的，由下层向上层通过层间接口提供，并非在一个层内完成的功能。服务用户服务用户协议服务提供者SAPSAP交换原语交换原语提供服务14服务与接口（服

7、务访问点）服务：两个N层实体在N层协议的控制下进行对等实体的通信，使得N层能够向上提供服务。这种服务称为（N）服务。接口（服务访问点SAP）：在同一个系统中相邻两层的实体间进行信息交换之处。协议数据单元（PDU）/数据服务单元（SDU）PDU：在OSI参考模型中，在对等层上传送的数据单位SDU：OSI中，层与层之间交换的数据单位。15服务原语服务是通过一组服务原语来执行的。OSI模型中，将服务原语划分为四类请求(request)：由服务用户发往服务提供者，请求它完成某项工作，如发送数据。指示(indication)：由服务提供者发往服务用户，指示发生

8、了某些事件。响应(response)：由服务用户发往服务提供者，作为对前面发生的指示的响应。证实(confi