计算机网络与通信 第2版 教学课件 申普兵 第2章 网络体系结构与参考模型

网络接口层
2.4 五层体系结构
• 五个层次的功能简述如下：
– 物理层
• 为数据链路层提供透明的比特流(Bit Stream)传输服务，向下 与物理媒体相连，规定连接物理媒体的网络接口规范。
• 物理层涉及网络接口机械的、电气的、功能的和规程的规范。
– 数据链路层
• 负责在单个链路上的节点间传送称为帧(Frame)的PDU，在不 太可靠的物理链路上可以实现可靠的传输。
应用层剥去首部，取出应用程序数据 5 上交给应用进程
4
3
2
1
计算机 1 向计算机2 发送数据
计算机 1 AP1 5 4 3 2 1
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
计算机 2 AP2 5
4 3 2 1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次
AP1
应用层首部 应 用 程 序 数 据
• 网际层、传输层和应用层是TCP/IP的主要内容。
对应的OSI
高层（5～7）
TCP/IP
应用层（application layer）
TCP/IP主要协议
TELNET FTP SMTP HTTP DNS TFTP NFS SNMP
传输层（4）
传输层 (transport layer)
TCP
UDP
网络层（３）
划分层次的概念举例
• 计算机 1 向计算机 2 通过网络发送文件。 • 可以将要做的工作进行如下的划分。 • 第一类工作与传送文件直接有关。
– 确信对方已做好接收和存储文件的准备。 – 双方协调好一致的文件格式。
• 两个计算机将文件传送模块作为最高的 一层 。剩下的工作由下面的模块负责。

各层的协议规范精确定义了发送的控制信息及解释该控 制信息的过程。 7层的体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层和应用层
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开放系统互连（ppOt课件SI）参考模型
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物理层
物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机 械、电气、功能和规程特性，其作用是在物理媒体之上为数 据链路层提供的原始比特流的物理连接，尽可能屏蔽传输媒 体的差异，透明传送和接收比特流。
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服务质量与类型
面向连接（Connection-oriented Service）建立连接， 数据单元按序传输和接收 释放连接， 无连接（Connectionless Service）每个报文带有完整的 目的地址，各自独立，经由系统选定的路线传递，可能出 现乱序。
“有证实”：包括请求、指示、响应和证实四个原语 “无证实”：只有请求和指示两个原语
计算机网络
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第2章 计算机网络体系结构
网络协议 OSI参考模型 IEEE/LAN参考模型 TCP/IP参考模型 网络操作系统与网络协议
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网络协议
网络协议 同等实体间通信制定的有关通信 规则约定的集合
网络协议应该解决的问题？
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协议分层
分而治之
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协议栈
计算机网络体系结构同样采用层次结构，它以功能作 为划分层次的基础。
每一层中任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程 称为实体，它是活跃元素；位于不同系统内同一层次的 两个实体称为对等实体；
Pn是指第n层协议，是一台机器的第n层与另一台机器 的第n层对话使用的协议，它作用在对等实体之间；某一 系统内的各层协议集称为协议栈。

短距离10BASE-T网络与语音传输 加了绕线密度，用于语音传输和10BASE-T网络，某些100BASET
衰减小，串扰少，具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪 比（Structural Return Loss）、更小的时延误差，用于100BASE-T， 某些1000BASE-T 改善了串扰以及回波损耗性能，用于1000BASE-T。永久链路的 长度不能超过90m，信道长度不能超过100m 只使用STP，可用于10Gbps以太网
1.4.1 网络适配器
网卡是网络接口卡（network interface card， NIC）的简称，也称为网络适配器，它是连 接计算机与网络的接口设备。无论双绞线、 同轴电缆还是光纤连接，都必须借助网卡才 能实现。
• 1. 网络适配器及其功能
– （1）它工作在数据链路层和物理层。 – （2）它有一个全球唯一的编码，用于作为计 算机的物理地址——MAC地址，为二层寻址提 供依据。
• 2. 时分多路复用技术
• 3. 光波分多路复用技术
• 4. 码分多路复用技术
– 码分多路复用（code division multiplexing，CDM）是 与码分多址（code division multiple access，CDMA） 相联系的一项技术。 – 在CDMA传输时，要给每位用户分配一个m（通常m取 64或128）比特序列，称为码片序列（chip sequence） 或码片向量。不同的用户的拥有不同的码片序列，好 像他们具有不同的地址。 – CDMA按照下面的规则进行用户数据的发送： –● 发1，发送该站的码片序列的原码； –● 发0，发送该站的码片序列的反码。
• ① 将待编码的n位信息码组Cn−1Cn−2…Ci…C2C1C0表达为一个n−1阶 的多项式M（x） • M（x）=Cn−1xn−1+Cn−2xn-2+…+Cixi+…+C1x1+C0x0 • ② 将信息码组左移k位，形成M（x）· xk，即n+k位的信息码组 • Cn−1+kCn−2+k…Ci+k…C2+kC1+kCk00…00 • ③ 用k+1位的信息码组生成多项式G（x）对M（x）· xk作模2除运算， 得到一个商Q（x）和一个余数R（x）。显然有： • M（x）· xk=Q（x）· G（x）+R（x） • 生成多项式G（x）是预先选定的。

第2章 计算机通信协议与网络体系结构
OSI参考模型的高层(或称为上三层)为 会话层(SessionLayer,缩写为S)、 表示层(PresentationLayer,缩写为P)和 应用层(ApplicationLayer，缩写为A)， 主要面向用户的应用进程，进行分布的信息处理。 中间的第四层为传输层(TransportLayer，缩写为T)， 它是计算机通信的关键层次，为高低层间提供接口与 服务，起与通信两端桥接的作用。
(N－ 1)_SA P IDU
(N－ 1)层
SDU
ICI
图2.3.3 OSI参考模型数据单元
第2章 计算机通信协议与网络体系结构
2.3.3 数据传输流程 OSI环境中对等实体间通信数据封装与解封的传送
流程如图2.3.4所示。 在源端，系统的应用进程APA将用户数据送入应用
层，在此层加封AH(应用层协议的头标，或称标题)作 控制作用，组成APDU。通过P -SAP传到表示层，同 样加封PH，组成PPDU。依此类推，直到第二层，控 制 信 息 分别 加 在 数据 单 元 的头 (LH) 、尾 (LT) ，形 成 LPDU，亦称帧。第一层只是比特流的传送，所以不必 再加任何控制信息。
第2章 计算机通信协议与网络体系结构
OSI参考模型的特征为： (1)采用了有利于异构计算机系统互连、互通的层次化结
构。 (2)是一种抽象的标准框架，也是OSI中最高一级的抽象，
而不是具体实现的描述。 (3)在不同开放实系统的对等(Peer)层之间的通信由此层的
协议管理。 (4)在同一开放实系统的相邻层间的接口定义了服务关系
ITU―T应用OSI―RM、各 层提供的服务以及开放系统中对等实体间通信所必须 遵循的规程——X.200系列建议。