第2章 计算机网络协议与体系结构

IP协议特点：一是提供无连接的数据报传输机制； 二是能完成点对点的通信。
IP协议的作用：用于主机与网关、网关与网关、主 机与主机之间的通信。
地址解析协议ARP和反向地址解析协议RARP 地址解析包括：（正向）地址解析协议ARP （从IP地址到物理地址的映射）和逆向地址解析 协议RARP（从物理地址到IP地址的映射）。
4) 传输层 为上层提供端到端(最终用户到最终用户) 、可 靠的数据传输服务
5）网络层 提供计算机的逻辑地址（例如IP地址） 路径选择和拥塞控制
6）数据链路层 在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻节 点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧在信道 上无差错地传输，并进行数据流量控制。 7） 物理层 在物理信道上传输原始的数据比特（bit）流，提 供为建立、维护和拆除物理链路连接所需的各种传输 介质、通信接口特性等。
服务用户
协议
服务用户
第n+1层
交换原语 提供服务 SAP
交换原语
SAP
第n层
服 务 提 供 者
服务是通过一组所谓“服务原语”来执行。服 务原语可划分为以下四类，每种代表一种通信 操作： request（请求） indication（指示） response（响应） confirm（证实）
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进行通信……
但从实质上讲，TCP/IP只有三层，即应用层、运
输层和网际层，因为最下面的网络接口层并没有什么
具体内容。因此在学习计算机网络的原理时往往采取
折衷的办法，也就是综合OSI和TCP/IP的优点，采
用一种原理体系结构，它只有五层，这样既简洁又能 将概念阐述清楚。
习题二
1、计算机网络的各__及其__的集合称为网络的 体系结构。 2、 ISO的中文解释是____。 3、OSI-RM的中文解释是____。 4、实体和协议的定义？ 5、网络协议三要素： __ __ __。 6、OSI的七层分别是： （ ）。 8、TCP/IP的四层（ ）。
今天就到讲到这 里吧，再见！ DISCONNECT.request （断连请求） 老人A A大爷，B 奶奶跟你 拜拜了 DISCONNECT.indication （断连指示） 电话员B 老人B
电话员A
A幢
B幢
2.2 ISO/OSI参考模型
2.2.1 ISO/OSI参考模型体系的形成 OSI 开放式系统互联模型是1984年国际标 准化组织（ISO）提出的一个参考模型。OSI 将其定义为七层，即将网络计算机中有关活动 信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任 务组。一个任务或任务组被分配到一个 OSI 层。每一层都是独自存在的，因此分配到各层 的任务能够独立地执行。这样使得由其中某层 提供的解决方案能够在不影响其他层的情况下 被更新。
2.3 Internet的体系结构
2.3.1 TCP/IP的概述
TCP/IP四层模型 1、各层的具体描述如下： 应用层 对应于OSI的上三层，包含面向网络用户的大量协 议实现。 例如：Telnet, FTP, SMTP, HTTP, DNS等。
传输层 对应OSI的传输层，在源和目的主机之间提供端到端 的连接，典型协议。体系结构是抽象
的，而实现则是具体的，是靠真正在运行的计算机硬件 和软件。
2.1.1计算机网络的分层思想
各厂商的标准化体系



IBM公司：SNA（系统网络体系结构） DEC公司：DNA（数字网络系统结构） UNIVAC公司：DCA（数据通信体系结构） Burroughs公司：BNA（宝来网络体系结构）
计算机网络技术基础
第2章 计算机网络协议 与体系结构
本章内容
网络的层次体系结构 ISO/OSI参考模型 Internet的体系结构
计算机网络的原理体系结构
OSI与TCP/IP参考模型的比较
2.1 网络的层次体系结构
计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构， 也就是说，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络
计算机网络面临的问题和分层的好处：
容易解决通信的异构性（heterogeneity） 问题；上层解决不同种语言的相互翻译（数据的 不同表示）；下层解决信息传递；使复杂问题简 化，高层屏蔽低层细节问题；每层只关心本层的 内容，不用知道其他层如何实现；使设计容易实 现，每个层次向上一层提供服务，向下一层请求 服务。
只在一个公司范围内有效，也就是说，遵从某种标 准的、能够互联的网络通信产品，也只限于同一 公司生产的同构型设备。
国际网络体系结构标准化
国际标准化组织（ISO）为适应网络向标准化 发展的需要经过多年努力于1984年提出了"开放 系统互连基本参考模型" ISO/OSI-RM，从此 开始了有组织有计划地制定一系列网络国际标准。
4 传输层
3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
由硬件实现 （完成传送服务） 通信网 通信子网任务
L2
Data Link Control
Physical Layer
L1
OSI参考模型
通信过程（比喻）
OSI参考模型
通信过程
OSI参考模型
实际通信过程
实际通信过程要复杂得多„„
OSI参考模型 通信过程
应用层
SMTP
FTP
DNS
SNMP
NFS
HTTP
TELNET
传输层
TCP
UDP
网际层
ICMP
IGMP IP ARP RARP
网络接口层
LAN
MAN
WAN
1.网际层协议(IP) IP协议是一个无连接的协议，在对数据传输 处理上，只提供“尽最大努力传送机制”，也就 是尽最大努力完成投递服务，而不管传输正确与 否。
2.2.2ISO/OSI参考模型体系结构 OSI参考模型 示意图
L7
Application
7 应用层
软件 用户 由软件实现 系统层 （面向通信用户） 资源子网的任务
L6 L5
Presentation
Session
6 表示层
5 会话层
衔接
网络 数据
L4
L3
Transport
Network Layer
A幢
B幢
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进行通信……
晚上睡不着„„ 你好！
我也是„„ 我很好，有事吗？
DATA.request和DATA.indication （数据请求和指示——通话） 老人A 老人B
电话员A
电话员B
A幢
B幢
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进行通信……
实际网络
实际网络通信过程同样要复杂得多„„
2.2.3 ISO /OSI参考模型的各层功能 1、各层的具体描述如下： 1) 应用层 为用户访问网络提供用户接口 例如： Email，WWW，网络文件存取等 2）表示层 主要实现的是数据格式的转换 数据的压缩与解压缩 数据的加密与解密 3）会话层 管理计算机间的会话实现计算机会话的控制 为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并 提供会话管理服务。
2.传输控制协议TCP： TCP是一个面向连接、端对端的全双工通信协 议，为数据报提供可靠的数据传送服务。
TCP的主要功能：完成对数据报的确认、流量 控制和网络拥塞的处理；自动检测数据报，并提 供错误重发的功能；控制超时重发，自动调整超 时值；提供自动恢复丢失数据的功能。
2.4计算机网络的原理体系结构
A小姐，请 拨B幢电话
请讲吧
老人A
CONNECT.response CONNECT.request （连接响应） （连接请求） A大爷，B奶 奶请你讲话 B奶奶，有 您的电话！ CONNECT.confirm （连接证实） CONNECT.indication （连接指示） 电话员A 电话员B
老人B
在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信 息)的地方，通常称为服务访问点SAP (Service Access Point)。 将层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元 SDU (Service Data Unit) 在任何相邻两层之间的关系可概括为： 在服务提供者的上一层的实体（也就是“服务用 户”），它使用服务提供者所提供的服务。
网络协议三要素：语法、语义、同步
（1）语法，确定通信双方"如何讲",定义了数据格式, 编码和信号电平等。 。 （2）语义，确定通信双方"讲什么",定义了用于协调 同步和差错处理等控制信息 。 （3）时序（同步），确定通信双方"讲话的次序",定 义了速度匹配和排序等 。
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一定要弄清楚，协议和服务在概念上是很不一样的。 首先，协议用来规定同一层上对等实体间交换信息 的格式，这些实体利用协议来实现他们的服务定义。他 们可以自由的改变协议，但是不能改变服务。因为服务 对于用户是可见的。 其次，协议是“水平的”，即协议是控制对等实体 之间通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下 层向上层通过层间接口提供的。上层使用下层所提供的 服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令称为服务 原语。
9、计算机网络的原理体系结构的五层（
）。
10、画出OSI参考模型的层次结构，并简述各层的功能？
11、简述计算机网络的分层思想。
12、简述OSI/RM七层结构的各层功能。 13、简述TCP/IP四层结构与OSI/RM七层结构 的相同点与不同点。
谢谢!
2.1.2网络体系层次的相关概念
计算机网络结构可以从三个方面描述 1、网络体系结构 2、网络组织
3、网络配置
1、实体、协议、服务和服务访问点 实体表示每个层次中能够发送或接收信息的 设备。 包括硬件实体和软件实体。
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