第4章计算机网络协议与网络体系结构

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1、第4章计算机网络协议与网络体系结构4.1网络协议4.2计算机网络体系结构4.3TCP/IP参考模型4.4TCP/IP协议主要内容4.1网络协议所谓网络协议是指通信双方共同遵守的事先约定好的规则、标准或约定的集合。网络协议一般由语法、语义和时序三要素组成。1．语法协议的语法是解决如何做的问题，它定义了如何进行通信的问题，即对通信双方采用的数据与控制信息的结构和格式进行定义。2．语义协议的语义是解决做什么的问题。3．时序协议的时序（又称定时）规定事件实现的顺序，它定义了何时进行通信，先做什么，后做什么等。协议的功能:①分割和重组。②寻址。③封装和拆封。④排序。⑤流量控制。⑥差错控制。⑦干路

2、传输。用户（写信人）用户（写信人）邮政局邮政局运输部门运输部门甲地乙地运输部门间约定邮政局间约定用户间约定用户/邮政局约定邮政局/运输部门约定运输子系统邮政子系统用户子系统图4-1邮政通信系统协议的分层:所谓分层设计方法，就是按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为一个个的功能层，不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议，同一机器上的相邻功能层之间通过接口进行信息传递。网络中同等层之间的通信规则就是该层使用的协议，如有关第N层的通信规则的集合，就是第N层的协议。而同一计算机的不同功能层之间的通信规则称为接口（interface），在第N层和第（N+1）层之间的接口称为N/（N+1）层接口

3、。总的来说，协议是不同机器同等层之间的通信约定，而接口是同一机器相邻层之间的通信约定。4.2计算机网络体系结构4.2.1网络体系结构的基本概念4.2.2OSI参考模型4.2.3OSI模型的优点4.2.4OSI模型的分层的原则4.2.5OSI模型的各层功能4.2.6OSI模型的信息流动过程4.2.1网络体系结构的基本概念1.网络的层次结构计算机网络层次结构包含两方面的含义，即结构的层次性和层次的结构性。其层次的划分是按照层内功能内聚，层间耦合松散的原则。计算机网络层次结构划分的原则：①每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。②层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。③层数应适中。计算

4、机网络中采用层次结构的好处：①各层之间相互独立。②灵活性好。③易于实现和维护。④有利于网络标准化。n+1层nn层n-1......n+1层nn层n-1......物理媒体虚通信n+1层协议n层协议n-1层协议层协议虚通信虚通信n+1/n层接口处n层提供服务处n/n-1层接口处n-1层提供服务处图4-3计算机网络的层次模型2．通信实体“实体”一般是指能够产生行为的对象。在计算机网络中，将能发送和接收信息的终端、应用软件、通信进程等称为“通信实体”。3．服务“服务”是指某一层（N层）向上一层（N+1）提供的支持，即本层实现的功能。4．接口“接口”是同处某地的同一节点系统内相邻层之间信息交换的

5、连接点。5．网络体系结构计算机网络是一个十分复杂的系统。将计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层实体通讯的协议和邻层间的接口服务。这种层和协议的集合称之为网络体系结构。4.2.2OSI参考模型开放系统互连（OpenSystemInterconnection）参考模型是由国际标准化组织（ISO）制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型，又称ISO/OS参考模型。数据链路层网络层物理层CPP应用层数据链路层表示层会话层传输层网络层物理层主机数据链路层网络层物理层CPP应用层数据链路层表示层会话层传输层网络层物理层主机图4-4OSI参考模型的结构4.2.3OSI参考模型的优点采用O

6、SI参考模型的优点如下：①它是一种将异构系统互连的分层结构，提供了控制互连系统交互规则的标准框架。②它定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述。③同系统上的相同层的实体为对等实体，同等层实体之间通信由该层的协议管理。④每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。⑤一个系统内相邻层之间的接口协议定义了基本操作和低层向上提供的服务。⑥所有提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据通信服务。4.2.4OSI模型的分层的优点①层次不能太多，也不能太少。②应在接口服务描述工作量最小、穿过相邻边界相互作用次数最少或通信量最小的地方建立边界。③每一层应该有明确定义的功能，这种功能应在完成的操作过

7、程方面，或者在涉及的技术方面与其他功能层次有明显不同，因而类似的功能应归入同一层次。④每一层的功能要尽量局部化。⑤以往经验证明是成功的层次应予以保留。⑥考虑数据处理的需要。⑦每一层只与它的上、下邻层产生接口，规定相应的业务。⑧当进行数据处理和相互通信时，当对应接口对标准化有好处时应建立边界。4.2.5OSI模型的各层功能1、物理层(如何利用物理媒体走每一步)(1)物理层的特性物理层建立在通信介质的基础上,作为系统和通信介质的接口,向