第03章计算机网络体系结构

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1、计算机网络第3章计算机网络体系结构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；3.1网络协议与体系结构(一)邮政服务体系结构示意图特点：1、不同的业务部门完成不同的业务功能2、相邻的部门间协调合作3、相同的层次具有相同的功能4、下层向上层提供“透明”的服务，上层使用下层提供的服务。（二）网络协议的概念1、定义：计算机网络的各节点间要不断地进行数据和控制信息的交换，要做到有条不紊地进行，每个节点必须遵

2、守一些事先约定好的规则，这些为网络数据交换而制定的规则、约定、标准称为网络协议。它是对同等实体之间的通信制定的有关通信规则约定的集合。2、网络协议的三要素：语法：用户数据与控制信息的结构与格式（“如何讲”）语义：需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应（“讲什么”）时序：对事件实现顺序的详细说明（“应答关系”）3、层次与接口的概念层次：n层是n-1层的用户，又是n+1层的服务提供者。接口：同一节点内相邻层间交换信息的连接点。（三）网络体系结构：网络层次结构模型与各层协议的集合。3.2OSI/RM开放式系统互连参考模型定义：OSI/RM开放式系统互

3、连参考模型是1974年由国际标准化组织制定的有关网络体系结构的标准，它定义了网络协议的七层框架：物理层、数据连路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。(一)OSI/RM基本构成“开放”表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。“系统”指多台计算机、外设、终端、信息传输设备、操作及软件的集合。“互连”指将不同的系统连接起来(二)OSI/RM参考模型各层的功能（1）物理层：规定物理信号、接口、信号速率、速率，实现比特流的正确传输OSI参考模型的最低层，向上服务于数据链路层物理层的特性：机械特性电气特性功能特性规程特性能进行比特流的发送和接收

4、，定义了多种标准的机械接口规范。(二)OSI/RM参考模型各层的功能（2）数据链路层：将数据组成帧，流量控制、差错控制、媒体访问控制在两个相邻的节点间进行无差错的传输以帧为单位能提供数据链路的流控能检验和校正物理链路产生的差错。(二)OSI/RM参考模型各层的功能（3）网络层：将包传输给正确的主机，数据分组、路由选择在网络中的源节点和目的节点间建立逻辑连接能选择合适的路由，使运输层传下来的分组能够按照地址找到目的主机其数据传送单位为分组或包。(二)OSI/RM参考模型各层的功能（4）运输层：将数据传输给正确的应用程序，提供可靠的数据传输提供“透明的端对端

5、”的控制和可靠的信息交换运输层的数据传输单位为报文有面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP(二)OSI/RM参考模型各层的功能（5）会话层：进程管理、双工、半双工、单工、断点连接指两个用户进程之间为完成一次完整的通信而建立的会话连接主要功能是在两个相互通信的进程间建立、组织和协调其交互为表示层提供更好的服务目的。(二)OSI/RM参考模型各层的功能（6）表示层：数据结构表示、数据转换、加密解密、压缩接压缩用于处理有关信息的表示问题完成信息格式的转换、语法转换负责信息的加密、解密负责信息的压缩、届压缩(二)OSI/RM参考模型各层的功能

6、（7）应用层：网络与用户的接口层OSI参考模型的最高层为用户提供与网络的交互界面为用户提供许多网络服务所需的应用协议如：FTP、SMTP、SNMP、HTTP等。（三）OSI/RM的信息流动3.3TCP/IP协议体系结构3.3.1TCP/IP概述TCP/IP（传输控制协议/网际互连协议）TCP/IP开发于20世纪六十年代末，先于OSI/RM虽然OSI/RM是网络协议标准，但由于较为复杂、开销太大，所以真正采用的不多，TCP/Ip协议因其简单实用，受到普遍采用，TCP/IP成为实际上的标准。TCP/IP的特点：开放的协议标准独立与特定的网络硬件统一的地址分配

7、方案标准化的高层协议3.3.2TCP/IP的分层结构分层结构：网络接口层、网际层、传输层、应用层。3.3.3TCP/IP协议簇网络接口层：又称为网络访问层。网际层：也称互联网层，对应于OSI模型的网络层。其中：IP协议是路由协议负责IP寻址、路由选择、分段及包重组，是TCP/IP协议的核心。ARP协议/RARP是地址解析协议，ARP协议能够将IP地址翻译成MAC地址，而RARP协议能够将MAC地址翻译成IP地址。ICMP协议是消息控制协议，负责提供诊断功能，报告由于IP包投递失败而导致的错误。IGMP协议是组管理协议，负责管理IP组播，将UDP数据包发送

8、给同组主机。3.3.3TCP/IP协议簇传输层：对应于OSI模型的传输层和部分会