第3章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念

1、第三章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念教學(xué)內(nèi)容：31網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的概念32OSI/RM參考模式33物理層34數(shù)據(jù)鏈路層35網(wǎng)絡(luò)層36傳輸層37運輸層38高層協(xié)議教學(xué)重點：OSI/RM參考模式各層的功能教學(xué)難點：各層的功能教學(xué)時間：4學(xué)時課程性質(zhì)：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科?；纠砟睿壕W(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是以硬件和協(xié)議分析，以及相關(guān)的通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)互連和數(shù)據(jù)安全等各個方面的學(xué)習(xí)。教學(xué)思路：是以通信基礎(chǔ)知識為主，為學(xué)生補充計算機網(wǎng)絡(luò)所需要的部分通信方面的基礎(chǔ)知識，主要是以概念、功能和方式的介紹為主。內(nèi)容目標(biāo)：本章是要通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解服務(wù)器設(shè)備選擇的要求和特點，以及設(shè)備的安裝。實踐分析：通過網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的學(xué)

2、習(xí)，了解網(wǎng)絡(luò)各層的功能和實現(xiàn)，以及他們的區(qū)別。問題思考：對一些重要的內(nèi)容，對學(xué)生啟發(fā)教學(xué)，并提出問題，使他們能夠自己思考了解、理解。具體問題：1、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的功能。2、什么是OSI/RM？3、計算機網(wǎng)絡(luò)被劃分成幾層，各層的功能是什么？26第三章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念第一節(jié)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議(Protocol)數(shù)據(jù)鏈路是由物理鏈路和邏輯鏈路組成的。其中，邏輯鏈路就是由協(xié)議和相應(yīng)的規(guī)程組成的。1協(xié)議的定義也稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)通信中要完成的包括：信息表示、對話控制、順序控制、路由選擇、鏈路管理、差錯控制、信號傳送與接收等問題,這些都是可以通過相關(guān)的協(xié)議來實現(xiàn)的。定義：為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信而制定

3、的規(guī)則稱之為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議3個要素：語法、語義和同步(時序)。(1) 語法：數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)和格式?！灸康牡刂罚吹刂?，以及相應(yīng)的位置】(2) 語義：控制信息的含義?！竞畏N控制信息需要發(fā)出，響應(yīng)如何】(3) 同步：即通信中事件的實現(xiàn)順序?！九e例：說話的過程，來說明問題?！?網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)的任務(wù)是復(fù)雜的，所以協(xié)議也必然會是很復(fù)雜。要單獨通過一個模塊實現(xiàn)是很復(fù)雜的，實現(xiàn)和更新都不方便，所以采用層次結(jié)構(gòu)模型來描述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。每一層定義了一個或多個協(xié)議，以完成相應(yīng)的部分的通訊功能?！九e實際中的例子來說明，公司的層次；郵局的例子】(1) 分層的概念。體現(xiàn)了“分工合作”的思想。

4、每一層只需要關(guān)心自己所需要做的工作。這種結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法，各層次相對獨立、界限分明，以便網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件分別去實現(xiàn)。(2) 服務(wù)的概念。下層向上層提供“服務(wù)”，上層使用下層的“服務(wù)”，同時又為更高一層提供自己的“服務(wù)”。【區(qū)別：協(xié)議是水平的關(guān)系，服務(wù)是垂直的關(guān)系】(3) 接口的概念。接口是相鄰層間交換信息的連接點。低層向高層通過接口提供服務(wù)。【就像是電視的遙控器，只要使用就可以了，不用了解內(nèi)部的功能構(gòu)造】(4) 對等實體的概念。每一層次中包括兩個實體，稱為對等實體。(5) 通信協(xié)議的概念。網(wǎng)絡(luò)中各層的對等實體之間都將進行通信，需要有一套雙方都遵守的規(guī)則一通信協(xié)議。(6) 層次結(jié)構(gòu)的概念。二、網(wǎng)

5、絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義定義：計算機網(wǎng)絡(luò)的所有功能層次，各層次的通信協(xié)議以及相鄰層次間接口的所有集合。2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原則網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都采用層次結(jié)構(gòu)。不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層方法會有很大差異。分層考慮原則：(1) 各層功能明確。具有自己特定的，與其他層次不同的基本功能。(2) 接口清晰簡潔。要求通過接口的信息量最小。(3) 層次數(shù)量適中。避免層次太多而引起系統(tǒng)和協(xié)議復(fù)雜化。(4) 強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化。各層功能的劃分和設(shè)計應(yīng)強調(diào)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。3 網(wǎng)絡(luò)體系層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點采取層次結(jié)構(gòu)具有如下一些優(yōu)點：(1) 各層相互獨立：只要知道下一層服務(wù)，而不需了解其實現(xiàn)的細節(jié)。(2) 靈活性好：某一層發(fā)生變化時，只

6、要層間接口不變，則上、下層均不受影響。(3) 實現(xiàn)技術(shù)最優(yōu)化：分層結(jié)構(gòu)使得各層都可以選擇最優(yōu)的實現(xiàn)技術(shù)，并不斷更新。(4) 易于實現(xiàn)和維護：可以在較小范圍內(nèi)來實現(xiàn)、調(diào)試和維護，操作要簡便。(5) 促進標(biāo)準(zhǔn)化：各層的功能和所提供的服務(wù)都可以進行確定、說明，這有助于促進標(biāo)準(zhǔn)化。4網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實例(1) 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA。IBM公司于1974年提出的。(2) 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)DNA。DEC公司于1975年提出的一個以分層方法設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。(3) 開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1978年提出的最著名的網(wǎng)絡(luò)互連國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。(4) 局域網(wǎng)參考模型IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE

7、802標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE802委員會(美國電氣和電子工程師學(xué)會的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會)制定的。(5) 傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議TCP/IP。形成于19771979年間，其最早起源于ARPAnet參考模型。雖然TCP/IP協(xié)議與OSI/RM標(biāo)準(zhǔn)有一定的差異。但由于它是因特網(wǎng)上采用的實際協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并被公認(rèn)為當(dāng)前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或“事實上的標(biāo)準(zhǔn)”。(6) 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN。第二節(jié)OSI/RM參考模型之前，大的計算機公司都定義了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。這些層次的劃分，功能的分配與采用的技術(shù)術(shù)語差異極大。不同的協(xié)議之間卻無法直接相連。所以需要，制定一個國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)也就勢在必行了。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織I

8、SO于1983年正式發(fā)布了著名的ISO7498標(biāo)準(zhǔn)：“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”O(jiān)SI/RM。只是一個技術(shù)規(guī)范，而不是工程規(guī)范。OSI/RM是在市場已有的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，博采眾長，而形成的。一、OSI參考模型1. OSI/RM的7層模型從第l層到第7層的命名為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。2. OSI/RM中的對等實體和7層協(xié)議各層協(xié)議定義了相應(yīng)層的協(xié)議控制信息的規(guī)則。3. OSI/RM各層的主要功能(1) 物理層(Physicallayer)物理層實現(xiàn)透明地傳送比特流，為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接。(2) 數(shù)據(jù)鏈路層(Datalinklayer)數(shù)據(jù)鏈路層在

9、通信的實體之間負責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接。(3) 網(wǎng)絡(luò)層(Networklayer)通過路由算法，選擇最適當(dāng)?shù)穆窂剑崿F(xiàn)差錯檢測、流量控制與網(wǎng)絡(luò)互連等功能。(4) 運輸層(Transportlayer)運輸層完成端到端的差錯控制、流量控制等。它為高層提供端到端可靠、透明的數(shù)據(jù)傳輸。(5) 會話層(Sessionlayer)組織兩個會話進程之間的數(shù)據(jù)傳輸同步，并管理數(shù)據(jù)的交換。(6) 表示層(Presentationlayer)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)加密與解密，數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。(7) 應(yīng)用層(Applicationlayer)開放系統(tǒng)與用戶應(yīng)用進程的接口，為OSI用戶提供管理和分配網(wǎng)絡(luò)

10、資源的“服務(wù)”，如：文件傳送和電子郵件等?！九e例子說明各層的功能。應(yīng)用層(應(yīng)用層、表示層、會話層)：這次通信要做什么?運輸層：對方的位置在哪里?網(wǎng)絡(luò)層：到達對方位置走哪條路?數(shù)據(jù)鏈路層：沿途中的每一步怎樣走?物理層：每一步怎樣實際使用物理介質(zhì)?】發(fā)送端接收端應(yīng)用進程Paffl應(yīng)用進程Pb各層的數(shù)據(jù)單位使用了各自的名稱：物理層：比特流。數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)單位為幀。網(wǎng)絡(luò)層：分組，數(shù)據(jù)報。運輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層：報文。二、TCP/IP參考模型TCPIP體系結(jié)構(gòu)是在計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中所產(chǎn)生的，雖然并不完美，但是也沒有什么大的缺陷，并被大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)所使用。對于廠商和用戶來說，沒有必要更換相應(yīng)的

11、體系結(jié)構(gòu)。所以，TCPIP體系結(jié)構(gòu)是計算機網(wǎng)絡(luò)的事實標(biāo)準(zhǔn)。層次主要協(xié)議應(yīng)用層HTTP、FTP、SMTP、DNS、DSP、Telnet、WAIS傳輸層TCP、UDP、DVP網(wǎng)絡(luò)層IP、ICMP、AKP、RARP、UUCP接口層Enternet、Arpanet、PDN第三節(jié)物理層完成物理鏈路連接的建立、維持與釋放；傳輸物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元；進行物理層管理。網(wǎng)絡(luò)中傳輸介質(zhì)是多種多樣的。一、物理層的特性1 機械特性機械特性規(guī)定接口所用接線器的形狀、幾何尺寸、引線數(shù)目和排列方式等?！静遄笮〕叽?、個插腳】2 電氣特性規(guī)定信號線的連接方式相關(guān)的電氣參數(shù)。【1或O的電平范圍、速率和距離限制】3 功能特性對接口連

12、線的功能的定義?！緮?shù)據(jù)信號線、控制信號線、定時信號線、接地線】4 規(guī)程特性規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸時的控制過程和步驟?！炬溌方?、維持和解釋】【可以舉例說明這幾種不同的特想的區(qū)別】第四節(jié)數(shù)據(jù)鏈路層一、數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念1數(shù)據(jù)鏈路物理鏈路的基礎(chǔ)上，使用控制規(guī)程，構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路。并形成了有一定格式的數(shù)據(jù)幀。一條鏈路上可以產(chǎn)生多條數(shù)據(jù)鏈路。2數(shù)據(jù)鏈路層的基本功能物理鏈路不可靠的。數(shù)據(jù)鏈路層要在物理層提供物理連接的基礎(chǔ)上，向網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。所以數(shù)據(jù)鏈路層的功能：(1) 鏈路管理。鏈路兩端建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路。(2) 幀的裝配。數(shù)據(jù)單元是幀，封裝和解封數(shù)據(jù)幀。(3) 幀同步。接收端能夠識別出一個幀的

13、開始和結(jié)束。(4) 尋址。在多點式鏈路中，要知道哪個結(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)，就必須知道發(fā)送端的地址。【MAC地址】(5) 差錯控制。保證相鄰結(jié)點之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。采用檢錯重傳方法。(6) 流量控制。相鄰結(jié)點之間的流量控制。使接收端來得及接收，以防止接收能力不足而造成的數(shù)據(jù)丟失。實現(xiàn)收發(fā)雙方速度匹配?！就Ｖ沟却齾f(xié)議、連續(xù)ARQ協(xié)議和選擇重傳ARQ協(xié)議】【網(wǎng)絡(luò)層、運輸層中也需要解決流量控制問題】(7) 透明傳輸二、停止等待協(xié)議1停止等待協(xié)議原理基本思想是：發(fā)送端對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀加上校驗碼并進行順序編號，每次按順序發(fā)送一個幀，然后等待接收端的響應(yīng)幀，并且根據(jù)響應(yīng)幀來決定發(fā)送下一個幀還是重發(fā)原來的幀。具體操

14、作：1發(fā)送結(jié)點：a. 從主機中取出一個數(shù)據(jù)幀b. V(S)=O,對發(fā)送狀態(tài)變量初始化c. N(S)=V(S),再將發(fā)送狀態(tài)變量的值寫入到發(fā)送序號中,并將數(shù)據(jù)幀送入發(fā)送緩沖區(qū)中。D. 再將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。(但是仍然保留副本在緩沖區(qū)中。)E. 設(shè)置超時計時器(設(shè)置適當(dāng)?shù)某瑫r重發(fā)時間，tout,一般為大于一次正常數(shù)據(jù)幀傳輸與應(yīng)答信息傳輸時間的總和。)F. 等待。(等待后面的情況中一種的出現(xiàn))G. 若是接收到確認(rèn)信息ACK。則從主機中取出一個新的數(shù)據(jù)幀,并為其確定新的狀態(tài)變量,和序號。(在這里我們只選用1個比特位來承載序號信息,所以只有兩種可能,所以更新狀態(tài)變量時,使用公式V(S)=1-V(

15、S),就可以了。)然后再轉(zhuǎn)入第三步。H. 若是收到否認(rèn)幀，則轉(zhuǎn)入第四步，重傳數(shù)據(jù)。I. 若是超時，則還是轉(zhuǎn)入第四步，重傳數(shù)據(jù)。2接收方（協(xié)議）a.V（R）=O。接收的狀態(tài)變量初始化，值等于發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的序號。以便于識別接收。B. 等待。等待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的到來。C. 當(dāng)接受到一個數(shù)據(jù)幀時，就開始檢錯，無錯則執(zhí)行后面的算法。有錯則執(zhí)行第8步。D. 如果N（S）=V（R），則說明接收到正確的數(shù)據(jù)幀，可以接著執(zhí)行后續(xù)的算法。如果不相等，則說明是重復(fù)幀，丟棄，并轉(zhuǎn)入第七步。E. 將接收到的數(shù)據(jù)幀送入接收方的緩沖區(qū)中，并交由主機。F. 發(fā)送確認(rèn)幀ACK,并轉(zhuǎn)到第2步。G. 發(fā)送否認(rèn)幀NAK，并轉(zhuǎn)到第

16、2步（等待重發(fā)）在這個停止等待協(xié)議中，我們可以看到一個十分重要的地方，就是在收發(fā)兩端，設(shè)置一個本地的狀態(tài)變量。對于這個狀態(tài)變量的使用，我們要注意的是：（1）在發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀，都必須將發(fā)送狀態(tài)V（0）的值，寫入到數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號N（S）中，（以區(qū)分不同的數(shù)據(jù)幀，）并在接收到一個確認(rèn)信息ACK時，才將狀態(tài)變量V(s)改變以后，重新寫入發(fā)送序號，并發(fā)送數(shù)據(jù)幀。(2)在接收方，接收到數(shù)據(jù)幀后，將發(fā)送的數(shù)據(jù)幀上的發(fā)送序號N(S)與本機的接收的狀態(tài)變量V(R),不相同則是說明，數(shù)據(jù)幀是新的數(shù)據(jù)，相同則是重復(fù)幀。(3)如果接收到的數(shù)據(jù)幀為重復(fù)幀，則丟棄。并且接收狀態(tài)變量V(R)不變，但是需要發(fā)送一個確認(rèn)信息

17、(ACK)。需要注意的是，發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)之后，要將數(shù)據(jù)幀的副本，保存在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，以便于數(shù)據(jù)幀發(fā)送失敗之后進行重發(fā)。而我們將這種對出錯數(shù)據(jù)進行重發(fā)的差錯控制體系稱為ARQ(自動重發(fā)請求)。2停止等待協(xié)議的作用用于鏈路差錯控制，解決諸如數(shù)據(jù)幀出錯、丟失和重復(fù)的問題。停止等待協(xié)議是一種最簡單的差錯控制和流量控制協(xié)議，其信道的利用率不高，于是產(chǎn)生了連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ協(xié)議。三、連續(xù)ARQ協(xié)議和選擇重傳ARQ協(xié)議1.連續(xù)ARQ協(xié)議的基本原理發(fā)送端在發(fā)完一個數(shù)據(jù)幀后，不用等待響應(yīng)幀，即可再連續(xù)發(fā)送若干個數(shù)據(jù)幀，即使在連續(xù)發(fā)送過程中收到了接收端返回的響應(yīng)幀，還可以繼續(xù)發(fā)送，而不是像停止等待協(xié)議中

18、，發(fā)完一個數(shù)據(jù)幀以后即停止下來等待響應(yīng)幀。由于減少了等待的時間，必然提高信道的利用率。2.選擇重傳ARQ協(xié)議連續(xù)ARQ協(xié)議在出差錯時，需要重傳包括差錯幀在內(nèi)的多個幀，其中有原來己正確傳送的數(shù)據(jù)幀。這種重傳方式會使效率降低。選擇重傳ARQ協(xié)議則只重傳出現(xiàn)差錯的數(shù)據(jù)幀或定時器超時的數(shù)據(jù)幀，可以進一步提高信道的利用率。但是接收端必須增加一定容量的緩沖區(qū)，增大了設(shè)備成本。所以用的不是很廣泛。四、滑動窗口概念通過發(fā)送端設(shè)置“發(fā)送窗口”，在接收端設(shè)置“接收窗口”，限制已發(fā)送而未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀數(shù)目，實現(xiàn)流量控制。發(fā)送窗口用來控制發(fā)送端在沒有收到接收端確認(rèn)幀的情況下，可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀的個數(shù)。接收窗口用來控制接收

19、端允許接收的數(shù)據(jù)幀的序號。只有接收窗口WR內(nèi)序號的數(shù)據(jù)幀才允許接收。每收到一個正確的數(shù)據(jù)幀，則向發(fā)送端返回一個確認(rèn)，然后將接收窗口向前滑動一位。接收窗口必須小于發(fā)送窗口】五、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例是高級鏈路控制規(guī)程(HDLC)。1HDLC的鏈路結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)傳送方式定義了兩種鏈路結(jié)構(gòu)配置和三種數(shù)據(jù)傳輸方式。(一)兩種鏈路結(jié)構(gòu)為：(1) 點點式鏈路結(jié)構(gòu)。點點式鏈路：非平衡點點式鏈路和平衡點點式鏈路。1) 非平衡點點式鏈路：由一個主站和一個從站組成。主站對整個鏈路進行控制，發(fā)出命令幀；從站受主站的控制，只能完成主站指定的工作，發(fā)出響應(yīng)幀。2) 平衡鏈路：由兩個復(fù)合站組成，同時具有主站和從

20、站的功能，既可發(fā)送命令，也可做出響應(yīng)。(2) 多點式鏈路。由一個主站和若干個從站組成，是一種非平衡式多點鏈路。(二)三種數(shù)據(jù)傳輸方式。(1) 正常響應(yīng)式(NRM):只有主站才能啟動數(shù)據(jù)傳輸，從站僅當(dāng)收到主站的詢問命令后，才能發(fā)送數(shù)據(jù)。(2) 異步響應(yīng)式(ARM)：從站不必等待主站詢問就可以發(fā)送信息，啟動數(shù)據(jù)傳輸。(3) 異步平衡式(ABM)：任何一個復(fù)合站都可以主動地啟動數(shù)據(jù)傳輸。2HDLC幀的結(jié)構(gòu)以幀為單位進行數(shù)據(jù)傳輸，協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。HDLC幀具有固定的結(jié)構(gòu)標(biāo)志地址控制信息幀校驗序列標(biāo)記01111110ACIFSC011111108位8位8位任意長度的比特串16位下面分別介紹幀結(jié)構(gòu)

21、中各字段的含義：(1) 標(biāo)志字段(F，F(xiàn)lag)。HDLC幀的開頭和結(jié)尾是一個由二進制位串組成的特殊字節(jié)(8bit),稱之為標(biāo)志字段(F,Flag)。它標(biāo)志著一個幀的開始和結(jié)束，解決幀的同步問題。在接收端，只要讀到這兩個標(biāo)志字段,表示其間的比特流就是一個幀。數(shù)據(jù)比特流中也出現(xiàn),則會被誤認(rèn)為是幀邊界。采用比特填充技術(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)的1,則在其后填入一個0,比特流中不會出現(xiàn)。接受方,發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)1時,刪除后的一個0,以此將比特流還原。(2) 地址字段A。地址字段表示從站或應(yīng)答站的地址。全1地址表示廣播地址,全O地址無效。(3) 控制字段C。復(fù)雜的字段,識別數(shù)據(jù)與控制信息的類型和功能。根據(jù)該字

22、段最前面兩個比特的取值,分為三大類：信息幀(I幀)、監(jiān)督幀(s幀)和無編號幀(U幀)?！景l(fā)送的信息；控制、準(zhǔn)備、拒絕信息；連接建立釋放】(4) 信息字段I。上層的數(shù)據(jù)。長度是由設(shè)備的緩沖區(qū)大小來決定。(5) 幀校驗序列FSC(FrameCheckSequence)。用于差錯控制中的檢錯。糾錯，采用ARQ協(xié)議，重發(fā)；如果數(shù)據(jù)幀丟失，超時重發(fā)機制。3HDLC幀類型根據(jù)控制字段第1、2比特的取值，分為信息幀(I幀)、監(jiān)督幀(S幀)和無編號幀(U幀)。(1) 信息幀(I幀)。信息幀包含要傳送的數(shù)據(jù)，并且捎帶傳送流量控制、順序控制和差錯控制的信息。信息幀中控制字段：N(S)為發(fā)送序號，表示當(dāng)前發(fā)送的信息

23、幀的序號。N(R)為接收序號，表示所希望收到的幀的序號，這里同時表示序號N(R)以前的各幀都已正確收到(但不包括N(R)幀)。【確認(rèn)方法稱為捎帶確認(rèn)(2) 監(jiān)督幀(S幀)。4種監(jiān)督幀，如表3-2所示。SiSs禎名功能備注00RR(ReceiveReady)接收準(zhǔn)備就緒確認(rèn).序號N及以前各幀均已正確接收，準(zhǔn)備接收N(R)及以后各禎相當(dāng)于確認(rèn)禎ACK10RNR(ReceiveNotReady)接收未準(zhǔn)備就緒確認(rèn).序號N(R)-1及以前各禎均已正確接收.暫停接收N(R)領(lǐng)相當(dāng)于確認(rèn)WACK01REJ(REJect)拒絕詛絕接收.重發(fā)從N(R)開始的所有幀，但確認(rèn)N(R)-l及其以前各楨均已正確接收相

24、當(dāng)于否認(rèn)幀NAK。用于連續(xù)ARQ協(xié)議11SREJ(SelectiveREJect)選擇拒絕只拒絕N(R)幀。更求重發(fā)N(R)禎，但確認(rèn)NR)1及其以前各檢均已正確接收相當(dāng)于否認(rèn)幀NAK用于選擇董傳ARQ協(xié)議(3) 無編號幀。無編號幀提供鏈路管理功能，包括數(shù)據(jù)鏈路的建立釋放、恢復(fù)。4HDLC的通信操作舉例經(jīng)過建立鏈路、傳輸數(shù)據(jù)和釋放鏈路三個階段。(1) 鏈路建立。(2) 傳輸數(shù)據(jù)。(3) 釋放過程。第五節(jié)網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)層的基本概念1 端到端通信數(shù)據(jù)鏈路層只能解決兩個結(jié)點之間的通信。2 網(wǎng)絡(luò)層的基本功能網(wǎng)絡(luò)層處于數(shù)據(jù)鏈路層和運輸層之間，是通信子網(wǎng)的最高層。在數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)基礎(chǔ)上，向運輸層提供透明的

25、數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)?！緦ι蠈悠帘瓮ㄐ抛泳W(wǎng)的技術(shù)、數(shù)量、類型的差異】主要功能如下：(1)網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)層為兩個端點在一個通信子網(wǎng)內(nèi)建立網(wǎng)絡(luò)連接、維持和拆除。(2) 路由選擇。按照一定的算法，確定一條最佳的通路。就是路由選擇。(3) 網(wǎng)絡(luò)流量控制。通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的控制和管理，達到提高通信子網(wǎng)傳輸效率，避免擁塞和死鎖的目的。(4) 數(shù)據(jù)傳輸控制。數(shù)據(jù)的傳輸控制包括報文分組、分組順序控制、差錯控制和流量控制等。3 網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層可以向運輸層提供面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和面向無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以保證不同的服務(wù)質(zhì)量。(1)面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。就是虛電路服務(wù)。通過在兩個端結(jié)點之間建立一條邏輯通路虛電路。報文的所有

26、分組將沿這條虛電路按順序傳輸?shù)浇邮斩?。虛電路服?wù)是網(wǎng)絡(luò)層向運輸層提供的一種可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。(2)面向無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。就是數(shù)據(jù)報服務(wù)。數(shù)據(jù)傳輸時不需建立連接，每個分組作為一個數(shù)據(jù)報，都攜帶完整的發(fā)送端和接收端地址，在通信子網(wǎng)中獨立地傳送。路由選擇是自由的，各自所走的路徑可能會不同。不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。二、路由選擇是網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)。路由選擇根據(jù)一定的路由算法，為傳送的分組選擇一條合適的路徑。1路由表為了進行路由選擇，通信子網(wǎng)中的每個結(jié)點都保存一張路由表?！揪拖袷枪返闹嘎放啤?虛電路入口出口表通信子網(wǎng)中的各個結(jié)點上除保存一張路由表外，還要保存一張經(jīng)過虛電路入口出口表。建立虛電路時，根據(jù)路

27、由表填寫各個結(jié)點的入口出口表；數(shù)據(jù)傳輸時，各結(jié)點根據(jù)該表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；傳輸結(jié)束后，通過從入口出口表中刪除相關(guān)項目，即釋放虛電路。三、路由選擇算法路由選擇時需要采用一定的路由算法，選擇最佳路徑。好的路由算法：選擇的通路費用最小，計算方法簡單正確，對網(wǎng)絡(luò)變化有自適應(yīng)能力等優(yōu)點。【非自適應(yīng)路由選擇算法、自適應(yīng)路由選擇算法】1 非自適應(yīng)路由選擇算法(1) 洪泛法(flooding)。是任何結(jié)點都把收到的分組復(fù)制備份，分別發(fā)往相鄰的結(jié)點。但不包括該分組入口的那個結(jié)點。(2) 固定路由法。在網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點上，都存放一張預(yù)先確定好的路由表。該表在系統(tǒng)配置時生成，并保持相當(dāng)長的時間不變。這種方法簡單，但不能適應(yīng)網(wǎng)

28、絡(luò)環(huán)境的變化。2 自適應(yīng)路由選擇算法(1) 孤立式路由選擇算法。各結(jié)點“孤立”地只根據(jù)本結(jié)點的當(dāng)前狀態(tài)來決定路由選擇，而不考慮其他結(jié)點狀態(tài)。【熱土豆算法、稱最短隊列算法】：(2) 集中式路由選擇算法。在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個網(wǎng)絡(luò)控制中心(NCC)。負責(zé)全網(wǎng)狀態(tài)信息的收集、路由計算以及路由選擇。網(wǎng)中所有結(jié)點周期性地將狀態(tài)參數(shù)報告給NCC，據(jù)此生成各結(jié)點的路曲表并周期性發(fā)給所有的結(jié)點。(3) 分布式路由選擇算法。在各結(jié)點間周期性地交換網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。各結(jié)點可以不斷地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化而更新本結(jié)點的路由表，整個網(wǎng)絡(luò)的路由選擇常處于動態(tài)變化中。四、網(wǎng)絡(luò)流量控制1擁塞與死鎖擁塞：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的分組流量過大時，就會導(dǎo)致

29、網(wǎng)絡(luò)結(jié)點不能及時地轉(zhuǎn)發(fā)所收到的分組，從而增加信息的傳輸時延，若流量增大到一定程度時，網(wǎng)絡(luò)的性能會明顯下降。死鎖：最嚴(yán)重的擁塞結(jié)果是使網(wǎng)絡(luò)的吞吐量下降到零，整個網(wǎng)絡(luò)陷于癱瘓狀態(tài)?！径萝嚨睦印繐砣脑颍簩?dǎo)致對網(wǎng)絡(luò)資源的需求大于供給?！炬溌啡萘?、交換結(jié)點中的緩沖區(qū)、處理能力】2按級進行流量控制解決網(wǎng)絡(luò)擁塞和死鎖的方法是實施流量控制，使得網(wǎng)絡(luò)能動態(tài)地分配資源。第六節(jié)運輸層一、運輸層的作用在OSI/RM中，常常把13層稱為低層，完成通信子網(wǎng)的功能，是面向數(shù)據(jù)通信的；57層稱為高層，由主機中的進程完成應(yīng)用程序的功能，是面向數(shù)據(jù)處理的。第4層運輸層正位于低高層之間。運輸層的主要功能。1運輸層連接管理向高層協(xié)議提供面向連接和無連接兩種服務(wù)。面向連接的運輸服務(wù)，提供一條可靠的端一端連接，運輸層連接分為連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接三個階段。2屏蔽通信子網(wǎng)的差異提供虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報服務(wù)，屏蔽了