网络体系结构和基本概念

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1、第4章网络体系结构和基本概念4.1简介建立网络体系结构的目的为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干个层次，较高层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。网络中的每一层都起到隔离作用，使得低层功能具体实现方法的变更不会影响到高一层所执行的功能。网络体系结构的定义完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务；4.2计算机网络协议协议（Protocol）协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准或约定。协议的中心任务在计算机

2、网络的一整套规则中，任何一种协议都需要解决3方面的问题。①协议的语法（如何讲）问题。②协议的语义（讲什么）问题。③协议的定时（讲话次序）问题。协议的功能作为计算机数据交换语言的协议必须具备以下一些功能。（1）分割与重组协议的“分割”功能，可以将较大的数据单元分割成较小的数据单元，其反过程为“重组”，如下图所示。（2）   寻址协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以进行路径选择，如下图所示。（3）封装与拆封协议的“封装”功能是指在数据单元（数据包）的始端或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆封”（拆装），如下图所示。（4）   排序协议的排序功能

3、是指报文发送与接收顺序的控制，如下图所示。（5）   信息流控制协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一系列措施。（6）   差错控制差错控制功能使得数据按误码率要求的指标，在通信线路中正确地传输。（7）   同步协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性（8）干路传输协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。（9）连接控制协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终止链路的过程。协议的种类（1）标准或非标准协议标准协议涉及各类的通信环境；而非标准协议只涉及专用环境。（2）直接或间接协议当设备直接进行通信时，需要一种直接通信协议；

4、而设备之间，间接通信时，则需要一种间接通信协议。4.3计算机网络体系结构邮政系统的工作流程通信者活动界面通信者活动界面邮局服务业务邮局服务业务邮局转运业务邮局转运业务运输部门的（邮件）运输业务书写信件粘贴邮票投递进信箱收集信件加盖邮戳邮件分检邮件打包转送运输部门选择运输路径（路由）转送邮局接收邮件接收邮件邮件拆包邮件投递邮件分检信箱取信阅读邮件发信者收信者计算机网络体系结构的特点①各层之间相互独立。这样，某一高层只需知道如何通过接口（界面）向下一层提出服务请求，并使用下层提供的服务，并不需要了解下层执行时的细节。②结构上独立分割。由于各层独立划分，因此

5、，每层都可以选择最合适的实现技术。③灵活性好。如果某一层发生变化，只要接口的条件不变、则以上各层和以下各层的工作均不受影响，这样，有利于技术进步和模型的修改。④易于实现和维护。整个系统被分割为多个部分，系统变得容易实现、管理和维护。⑤有益于标准化的实现。由于每一层都有明确的定义，十分利于标准化的实施。网络体系结构化分的基本原则是：把应用程序和网络通信管理程序分开；同时又按照信息在网络中传输的过程，将通信管理程序分为若干个模块；把原来专用的通信接口转变为公用的、标准化的通信接口。4.4ISO/OSI网络体系结构国际标准化组织（InternationalS

6、tandardsOrganization，ISO）于1981年颁布了开放系统互连OSI参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）的格式，通常简称为“七层模型”，参见下图OSI网络体系结构的示意图OSI参考模型各层的功能OSI参考模型每一层的功能、传输的数据单元，以及特点如下：1.物理层（PhysicalLayer）物理层是OSI模型的第1层，该层传输以“位”为单位的数据流，其主要功能用一句话表示就是“确定如何使用物理传输介质，实现两个节点间的物理连接，透明地传送比特位流。”。※说明：第一，物

7、理层直接与物理信道相连接，因此物理层是7层中惟一的“实连接层”；而其他各层由于都间接地使用到物理层的功能，因此为“虚连接层”。第二，“透明”是一个很重要的术语。它表示的是某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。OSI参考模型各层的功能（续）2.数据链路层（DataLinkLayer）数据链路层是OSI模型的第2层，该层传输以“帧”为单位的数据单元，其主要功能用一句话表示就是“在物理层服务的基础上，通过各种控制协议，将有差错的实际物理信道变为无差错的、能可靠传输数据的数据链路”。3.网络层（NetworkLayer）网络层是OSI模型的第3层，该层传

8、输以“分组”为单位的数据单元，其主要任务用一句话表示就是“为数据通过网络建立逻辑链接，即该层通