网络体系结构与参考模型40页PPT

1类协议：基于错误恢复类，面向B类子网。 2类协议：多路复用类，面向A类子网。 3类协议：错误恢复类和多路复用类，面向B类子网。 4类协议：错误检测和恢复类，面向C类子网。
五、高层协议
网络各层的功能
（1） 会话层 会话是在应用进程之间交换信息而按一定规则建立起来的一个 暂时联系 。 会话层通过对两个会话用户间的数据流进行方向的控制。 并且通过增强传输数据流的结构性的手段提供服务 。
网络各层的功能
（3）服务质量
服务是网络中各层向紧邻的上层提供的一组操作。 任何服务都有服务质量问题 。 网络层服务质量最主要的指标就是可靠性，包括是否有分组 丢失、重复、失序、连接及释放的时延等 。 根据不同类型的子网服务质量，OSI将传输协议分为5类：
0类协议：简单类，是面向A型网络服务的。其功能只是 建立一个简单的端到端的传输连接和在数据传输阶段具有将 长数据报文分段传输的功能。该类协议没有差错恢复和将多 条传输连接复用到一条网络连接上的功能。
（2）表示层
网络上不同的计算机对数据信息有不同的描述方法 。 表示层试图用一种抽象语法描述信息，以实现不同系统之间 信息表示的统一 。
网络各层的功能（3）Fra bibliotek用层应用层直接为各种应用服务。应用层是应用进程中与通信有关的 那部分环境空间。在这个空间内，对等的应用实体使用OSI各层提供 的服务交换有意义的信息。应用层的功能是向应用进程提供访问OSI 的手段。OSI在应用层中定义了几个重要的应用层标准，包括虚拟终 端标准VTP，用于不同类型的终端访问网络上不同的主机应用进程； 文件传输、访问和管理标准FTAM，用于不同等系统间能够在网络上 传输文件； 报文处理系统MHS用于对网络上使用非常普遍的电子邮件系统进行标 准化。

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参考模型对比
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01-网络体系结构
END
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树型拓扑结构
优点： 结构灵活，实现容易，可扩充性强。 层次分明，管理方便。 故障检测和隔离相对容易。
缺陷： 过于依赖根节点。
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网状拓扑结构
优点： 多通道传输，可靠性强。 能够实现负载均衡。
缺陷： 实现技术难度高，控制和管理比较 复杂。 当存在多条不同传输路径时，容易 造成传输延迟不确定。
网络层 Network
寻径〔路由选择）、拥塞控制、数据包的分片与重组 数据传输的基本单位是分组
点到点〔帧同步、差错控制和流量控制） 数据传输的基本单位是帧
数据链路层 Data Link 电气接口匹配，传输比特流
物理层 Physical
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OSI模型的数据封装
第7层到第2层都要进行数据封装 ，在上层传来的数据前加封装头〔 Head ）。 第2层为了实现帧同步，不仅要 加封装头〔Head ），而且要加封 装尾〔Tail）。 第１层不再进行封装，直接传输 比特流。
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主要网络拓扑结构
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星型拓扑结构
优点： 方便管理； 故障易于检测和隔离。
缺陷： 由于每个站点直接和中央节点相连，需要 大量的电缆和接口； 中央节点容易成为网络瓶颈； 当中央节点发生故障时，整个网络不能工 作。
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总线型拓扑结构
优点： 结构简单，成本较低，实现方便。
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星型总线 星型环 蜂窝 ……
其它拓扑结构
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按地理范围划分网络

网络安全的未来发展
人工智能在网络安 全中的应用
人工智能可用于预测网络攻击
行为，加强网络安全防御。
区块链技术的网络 安全应用
区块链技术可以确保数据的安
全性和不可篡改性，用于加强
网络安全。
云安全的挑战与解决 方案
云安全面临着数据隐私和访问 控制等挑战，而安全监控和加 密技术则是解决这些挑战的关 键。
网络安全Байду номын сангаас决方案
谢谢观看！下次再见
网络体系结构的 演变
网络体系结构的演变从早期的单一主机到分布式计算，从 局域网演变到互联网，从传统的中心化体系结构到边缘计 算。
网络体系结构的演变
单一主机
网络仅由单一主机 组成
互联网
连接全球各地网络
边缘计算
在数据源附近进行 计算
分布式计算
多台计算机共同完 成任务
● 02
第2章 OSI参考模型
OSI参考模型概 述
防火墙
用于控制网络流量， 保护内部网络免受
外部攻击
加密技术
用于保护数据的机 密性和完整性
入侵检测系统
监控网络流量，及 时发现异常行为
01 网络攻击
包括DDoS攻击、恶意软件、黑客攻击等
02 数据泄露
包括敏感数据泄露、隐私泄露等
03 合规要求
如GDPR、HIPAA等要求的合规性
网络安全的未来发展
未来，人工智能将被广泛应用于网络安全领域，帮助提高网 络安全的智能化水平。区块链技术的发展也将为网络安全带 来更多创新。同时，云安全将面临挑战，但也必将迎来更多 解决方案。
网络体系结构的分类
分布式体系结 构
多个网络间互相连 接
对等体系结构

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网络协议
通信协议具有以下特性。 (1)层次性。 (2)可靠性和有效性。 计算机网络协议主要由以下三个要素组成。 (1)语义 (2)语法 (3)定时
3.1.5

网路体系结构中的基本概念



1.层 层是指人们划分出来的计算机网络中功能独立的一个子模块。 从程序设计角度来说，层是指为了实现一个大功能而涉及的 许多函数的集合。 2.实体 所谓实体，是指某一层中具有数据收发能力(可以接受参数 并且返回结果)的活动单元。 3.服务 服务是指第N层的所有实体为N+1层的所有实体提供的一组功 能集合 4.服务原语服务原语 供用户实体访问该服务或者向用户实体报告某事件的发生。
3.
物理层的特性 1)机械特性 2)电气特性 3)功能特性 4)规程特性
3.2.3

数据链路层
1.数据链路层的概念 数据链路层(Data Link Layer)的主要用途是在相邻 网络实体(即相邻结点)之间建立、维持和释放数据 链路连接，并且传输数据链路服务数据单元。 2.数据链路层提供的功能和服务 (1)数据链路管理功能 (2)差错控制功能 (3)相邻结点之间的流量控制
3.数据链路层的主要协议
(1)面向字符的通信规程 (2)面向位的通信规程
3.1.3

网络分层结构


基本的网络体系结构模型就是层次结构模型。 网络分层结构中，每一层都由一些实体组成，这些实体抽象 地表示了通信时的软件元素(如进程或子程序)或硬件元素 (如智能I/O芯片等)。实体是通信时能发送和接收信息的任 何软硬件设施。系统的顶层执行用户要求做的工作，直接与 用户接触，可以是用户编写的程序或发出的命令。除顶层外， 各层都支持其上一层的实体进行工作，这就是服务。 分层结构中各相邻层之间要有一个接口，它定义了较低层向 较高层提供的原始操作和服务。相邻层通过它们之间的接口 交换信息，高层并不需要知道低层是如何实现的，仅需要知 道该层通过层间的接口所提供的服务，这样使得两层之间保 持了功能的独立性。

在物理信道实体之间，合理地通过中间系统，为 比特传输所需的物理连接的建立、维持和拆除提供机 械性的、电气性的、功能性的和规程性的手段。
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• 物理层的3个基本功能 – 物理连接的建立、维持和拆除 – 数据传输Байду номын сангаас– 物理层管理
• 物理层模型 —— DTE/DCE 模型 DTE（Data Terminal Equipment）：数据终端设备 DCE（Data Communication Equipment）：数据通信设备 详见课本P72 图3-8
4
学习内容： 3.1.1 网络协议与网络体系结构的基本概念 3.1.2 网络体系结构的分层及其分析 3.1.3 OSI 参考模型概述 3.1.4 对OSI参考模型的评价
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3.1.1 网络协议与网络体系结构的基本概念
1. 网络协议
• 计算机网络中相互通信的对等实体之间交换数 据或通信时所必须遵守的规则或标准，称为网 络协议。
• 一个网络协议主要由以下三个要素组成： （1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何
种动作以及做出何种响应； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
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2. 网络体系结构
网络体系结构 ＝ { 层 ＋ 协议 ＋ 接口 }
特点：
▪ 每层向上层提供服务。 ▪ 网络体系结构与具体的物理实现无关。 ▪ 每层协议是透明的，高层屏蔽低层的细节问题。 ▪ 任意两个实端系统之间的通信，可分解为网络各层 对等实体之间的分层通信。 ▪ 虚通信：对等层之间 ▪ 实通信：物理层之间
计算机网络与通信
挫折其实就是迈向成功所应缴的学费。
1
整体概况
概况一
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OSI参考模型
1.协议的主要目的是将异构系统互联与 互通
2.每一层都具有独立性，具有独立功能
3.每一层使用下层提供的服务，并向上 层提供服务。
OSI参考模型各层功能
OSI参考模型各层功能
7.应用层 6.表示层
物理层 定义了通信网络之间物理链路的电气或机械特性
5.会话层 4.传输层
负责将0、1的比特流与电压（高电平、低电平）或光等传 输方式之间的互换，实现的是按位(bit)传输。
2.数据链路层 1.物理层
主机A
主机B
OSI参考模型
负责建立、管理和终止应用程序之间的会话
OSI参考模型各层功能
7.应用层 6.表示层
表示层
关心的是所传输的数据的表现方式，它的语法 和语义。
5.会话层 4.传输层 3.网络层
表示层提供一个可供应用层选择的服务的集合，使得应用
层可以根据这些服务功能解释数据的含义，它如同应用程序和
路由器C
OSI参考模型分层原则
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
OSI参考模型
协议的主要目的是将异构系统互联与互通
A公司
使用统一的通信模型 方可进行互相通信
B公司
C公司
OSI参考模型分层原则
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
2.数据链路层
主机A
主机B
1.物理层
OSI参考模型
网路层负责选择一条路径将数据传送到目的端
OSI参考模型各层功能
7.应用层 6.表示层
传输层
在两个节点之间通信链路已建立的基础上，实现 节点间端到端的传输。

PDU(Protocol Data Unit) 跨过网络传给对等 实体的信息。
ICI(Interface Control

PCI(Protocol Control
Information)
协议头(header)
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一.网络体系结构
5.接口与服务——接口(interface)
N+1层
N+1层实体
服务用户
N层 N层实体
服务提供者
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一.网络体系结构
5.接口与服务——接口(interface)
相邻层之 间的界面
IDU(Interface Data Unit)
第n+1层实体通过 SAP传递给第n层 实体的信息。
SDU(Service Data Unit)
跨过网络传给对 等实体然后交给 上层的信息。
由服务用户发出。要 求服务做某种工作。
Indication
由服务提供者发出。通 知实体发生了某事件。
Response
由服务用户发出。要求 对某个事件的响应 。
Confirm
由服务提供发出。
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一.网络体系结构
5.接口与服务——服务
原语时序图 request
➢Request ➢Indication ➢Response ➢confirm
2
一.网络体系结构
1.什么是协议
“你好” “你好”
“几点？” “3:00”
TCP 连接请求 TCP 连接响应
Get
time
3
一.网络体系结构
1.什么是协议
实体
系统
系统中能够收发信息和 处理信息的任何东西。
协议
规则和约定。

物理 层
数据 链路 层
网络 层
传输 层
低三层，面向_数据通 最重 信__，属于_通信子网。要一
层 精选课件ppt
会话 表示 应用 层层层
高三层，面向_数据处 理__，属于_用户资源 子网。
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特点： (1)上层通过接口向下层提出__请求__，而 下层通过接口向上层提供_服务___。 （2）两个用户计算机通过网络进行通信时， 除物理层之外，其余各对等层之间均不存 在直接的通信关系，而是通过各对等层的 协议来进行通信，只有两实体的对等物理 层之间才通过媒体进行真正的数据通信。
链路管理、控差制错、控_制差、错流__量控控制精制。选课控件pp制t 方法：自动重发请求法7
层次
主要功能
传输单位 举例
路核由心选任择务、：流控量制控通制信、子传网输的运行
网络层 确提认供、两中种断服、务差：错数及据故包障服的务、分虚组电路服路务由器
恢复。
传输层 实任 主现要务端：功到传能端输：的差可错靠控通制信、。流量控报制文、故障恢复
（2）作用： ①各层之间相互_独立___。 ②灵活性_好__。 ③容易__标准化___。 ④各层可以选择最合适的_实现技术___。 3）网络体系结构： __层和协议的集合___。
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4
1）ISO／OSI网络参考模型 国际标准化组织(ISO)于1981年正式发布了一 个网络体系结构模型作为国际标准，称为开 放系统互联参考模型(OSI／RM)。
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6
OSI七层参考模式
层次
主要功能
传输单位 举例
物理层 为数据链路层提供_服务__，实 负责传输线现_物理上互联系统间的信息传 上的位流信输__，该层定义了通信设备与 号同步 传输线接口硬件的_机械__、_

信道传输
信号通过物理媒介（如电缆、光纤等 ）进行传输。
信号解码
在接收端，信号被解码还原成原始信 息。
差错控制
为了确保数据的完整性和准确性，通 信协议中包含差错控制机制，如校验 和、重传、确认等。
04
OSI模型与TCP/IP模型比较
OSI模型与TCP/IP模型的差异
层次数量
实现方式
OSI模型有7个层次，而TCP/IP模型只 有4个层次。
应用层
总结词
应用程序接口和通信服务
详细描述
应用层为应用程序提供接口，以实现各种网络通信服务。它处理用户请求和响应，并负 责应用程序之间的通信。常见的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等。
03
OSI模型各层之间的关系与通信原理
各层之间的关系
数据链路层与物理层的关系
数据链路层通过物理层提供的比特流传输数据，对数据进行控制 ，保证数据的正确传输。
层次对应关系
OSI模型中的某些层次与TCP/IP模 型中的层次存在对应关系，例如 OSI模型的应用层与TCP/IP模型的 应用层相对应。
协议独立性
两者都强调协议的独立性，即各层 只关心本层的协议，不受其他层的 影响。
OSI模型与TCP/IP模型的融合与发展
融合
随着网络技术的发展，OSI模型与TCP/IP 模型的界限逐渐模糊，两者在某些方面 开始融合。例如，在实际应用中，某些 设备或系统可能同时实现了OSI模型和 TCP/IP模型的某些层次。
网络层
总结词
数据包的路由和转发
详细描述
网络层负责将数据包从源地址发送到目的地址。它通过路由协议确定最佳路径，并在每个节点上转发数据包。这 一层还处理地址解析和数据包的分段。