計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)第二章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、2.1 基本概念2.2 OSI參考模型2.3 物理層2.4 數(shù)據(jù)鏈路層 第二章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第二章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)絡(luò)下述功能是必須的:1. 連接源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的物理傳輸線路，可以經(jīng)過(guò)中間節(jié)點(diǎn)；2. 每條線路兩端的節(jié)點(diǎn)利用波形進(jìn)行二進(jìn)制通信；3. 無(wú)差錯(cuò)的信息傳送；4. 多個(gè)用戶共享一條物理線路；5. 按照地址信息，進(jìn)行路由選擇；6. 信息緩沖和流量控制；7. 會(huì)話控制；8. 滿足各種用戶的訪問(wèn)要求。2.1基本概念 實(shí)體：entity ,可以是軟件，也可以是硬件，完成某一層相應(yīng)功能，是該層的服務(wù)提供者。 協(xié)議：為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。組成：組成：語(yǔ)法、語(yǔ)義和定時(shí)。 協(xié)議

2、棧：某一系統(tǒng)所使用的系列協(xié)議，每層一個(gè)或幾個(gè)協(xié)議，被稱作協(xié)議棧。 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合 ISO OSI/RM(開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型）2.1.1分層的概念各層獨(dú)立通信;靈活性好;易于實(shí)現(xiàn)維護(hù):可以分別設(shè)計(jì)各層;能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作.2.1.2協(xié)議分層的原則及好處：根據(jù)不同層次的抽象分層每層應(yīng)該實(shí)現(xiàn)一個(gè)定義明確的功能每層功能的選擇應(yīng)該有助于指定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)量要滿足功能的需要，使每層為上層提供服務(wù)不同節(jié)點(diǎn)間的同層按協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層間通信2.2 OSI參考模型 多年來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、學(xué)術(shù)團(tuán)體、各個(gè)國(guó)家的許多研究機(jī)構(gòu)和大的公司都十分重視對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究和開(kāi)發(fā)。

3、 目前比較著名的體系結(jié)構(gòu)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出的開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型和美國(guó)國(guó)防部研制的TCP/IP協(xié)議體系。 另外IBM公司的SNA體系（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）、Novell公司和微軟公司提出的局域網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)也很有影響。在本章內(nèi)后面的討論中，我們將重點(diǎn)敘述OSI參考模型和TCP/IP協(xié)議體系，并在此基礎(chǔ)上介紹一個(gè)綜合的實(shí)用模型，即采用五個(gè)層次的經(jīng)修改的OSI模型。ISO-OSI參考模型：應(yīng)用應(yīng)用層層表示表示層層會(huì)話會(huì)話層層傳輸傳輸層層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層層鏈路層鏈路層物理層物理層應(yīng)用應(yīng)用層層表示表示層層會(huì)話會(huì)話層層傳輸傳輸層層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層層鏈路層鏈路層物理層物理層傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)系

4、統(tǒng)B用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)ISO-OSI參考模型數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程： 1、2、3層是網(wǎng)絡(luò)支持層，屬于通信子網(wǎng)的功能范疇，稱為低層，處理從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢矸矫娴膯?wèn)題，如信號(hào)電氣特性、物理連接、物理尋址、傳輸順序及可靠性等。 5、6、7層是用戶支持層，屬于資源子網(wǎng)的功能范疇，稱為高層，容許不相關(guān)的軟件系統(tǒng)間的互操作。 第4層將低層和高層連接起來(lái)，成為連接通信服務(wù)與數(shù)據(jù)處理服務(wù)的橋梁，承擔(dān)高層和低層所提供的服務(wù)之間的聯(lián)絡(luò)工作。 高層通常通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，低層是硬件和軟件的復(fù)合體，物理層幾乎都是由硬件組成。 從概念上講，這些層可以被看成執(zhí)行兩類功能，即依賴于網(wǎng)絡(luò)的功能和面向應(yīng)用的功能

5、。由此產(chǎn)生了下列三種不同的操作環(huán)境： 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 涉及跟不同類型的下層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。 OSI環(huán)境 包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和面向應(yīng)用的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，允許未端系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)）以開(kāi)放的方式互相通信。 現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)環(huán)境 建立在OSI環(huán)境之上，參與一個(gè)廠商自己的專有軟件和服務(wù)，通過(guò)這種軟件和服務(wù)完成特別的分布式信息處理任務(wù)。Nowell Netware 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：IBM SNA 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與TCP/IP協(xié)議體系的比較： 2.3 物理層 機(jī)械特性：引線數(shù)量，排列方式，幾何尺寸，形狀 電氣特性：傳輸距離，輸出（入）阻抗，電壓變化等 功能特性：每條連接線的功能 規(guī)程特性：DTE, DCE在每條線上的動(dòng)作時(shí)序

6、編碼方式1).不歸零制碼（NRZ：Non-Return to Zero）2).曼徹斯特碼（Manchester），也稱相位編碼3）差分曼徹斯特碼（Differential Manchester）4）逢“1”變化的NRZ碼5）逢“0”變化的NRZ碼傳輸媒質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)功能定義物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例 1 EIA-232 接口標(biāo)準(zhǔn)2.4數(shù)據(jù)鏈路層 區(qū)分兩個(gè)概念：鏈路和數(shù)據(jù)鏈路鏈路鏈路：一條中間沒(méi)有任何交換節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，也稱為物理鏈路。鏈路是構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本單元。在一條鏈路上傳輸數(shù)據(jù)，只有物理線路是不夠的，必須有一些數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳輸。鏈路再加上實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈

7、路，有時(shí)也稱為邏輯鏈路。 數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)： 數(shù)據(jù)鏈路層可以提供多種不同類型的服務(wù)，實(shí)際提供的服務(wù)因系統(tǒng)不同而不同，但基本上有三種： 無(wú)確認(rèn)、無(wú)連接服務(wù)； 有確認(rèn)、無(wú)連接服務(wù)； 面向連接服務(wù)。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能建立在一條或多條物理連接之上。它不提供分割和重組功能，來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體的每個(gè)服務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）以一對(duì)一的方式映射進(jìn)數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元（DL-PDU）。通常，人們把DL-PDU稱作幀。 異步傳輸和同步傳輸：解決上述同步問(wèn)題的方法有兩種。第一種稱為異步法，發(fā)送方和接收方獨(dú)立地產(chǎn)生時(shí)鐘，但定期地進(jìn)行同步。第二種方法稱為同步法，接收端時(shí)鐘完全由發(fā)送方時(shí)鐘控制，也就是說(shuō)，接收方時(shí)鐘與發(fā)送

8、方時(shí)鐘是嚴(yán)格同步的。 數(shù)據(jù)鏈路層提供功能：幀定界和同步差錯(cuò)控制：前向糾錯(cuò)和重發(fā)流量控制（停-等和滑動(dòng)窗口）鏈路管理（1）幀定界與同步）幀定界與同步 數(shù)據(jù)鏈路層幀由若干字段構(gòu)成，各字段之間如何標(biāo)識(shí)和分界，這就是定界問(wèn)題。同步是如何使收發(fā)雙方取得一致，即如何確定一幀的開(kāi)始和結(jié)束，以保證接收不產(chǎn)生幀定界錯(cuò)誤。 數(shù)據(jù)鏈路層必須把物理層傳送來(lái)的比特流組合成幀，其目的是為了利于差錯(cuò)控制。當(dāng)傳輸出錯(cuò)時(shí)，只須將有錯(cuò)的幀重傳，不必重發(fā)送全部數(shù)據(jù)。1）字節(jié)計(jì)數(shù)法）字節(jié)計(jì)數(shù)法 用一個(gè)特殊字符表示一幀的開(kāi)始，再用一個(gè)字段標(biāo)明本幀的字節(jié)數(shù)。目的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層讀該幀的字節(jié)計(jì)數(shù)值，就可以確定幀的結(jié)束位置。面向字節(jié)計(jì)數(shù)的同步

9、規(guī)程采用的這種方法。2）字符填充法）字符填充法 用特定字符定界一幀的開(kāi)始和結(jié)束。當(dāng)幀的數(shù)據(jù)字段出現(xiàn)同類字符時(shí)，就在其前面填加一個(gè)轉(zhuǎn)義字符DLE加以區(qū)分。面向字符的同步規(guī)程采用的這種方法。 3）比特填充法）比特填充法 用一個(gè)標(biāo)志字段（例如01111110）放在一幀的首和尾，標(biāo)志一幀的開(kāi)頭和結(jié)束。采用比特填充的方法避免信息字段中出現(xiàn)相同模式的字段。面向比特的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程就是采用的這種方法。4）違例編碼法）違例編碼法 用非法編碼序列作為幀的開(kāi)頭和結(jié)束標(biāo)志。例如，數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼，而在幀的開(kāi)頭和結(jié)束處采用位中間沒(méi)有跳變的編碼方式，使開(kāi)頭和結(jié)束字段與數(shù)據(jù)字段編碼方式不同，從而可以確定幀的邊界。 作業(yè)：人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能