計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)課件

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ChapterTwo計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ChapterTwo1本章教學(xué)提要教學(xué)目標(biāo)：理解網(wǎng)絡(luò)分層的作用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念；理解服務(wù)、接口和協(xié)議的概念掌握OSI/RM的層次結(jié)構(gòu)和各層的PDU；掌握TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)；了解

OSI/RM和

TCP/IP模型的區(qū)別。教學(xué)難點(diǎn)：服務(wù)、接口和協(xié)議的概念

教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)本章教學(xué)提要教學(xué)目標(biāo)：2為什么要研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)？為了能夠使網(wǎng)絡(luò)中位于不同地理位置且功能相對獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)資源共享，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要涉及和解決許多復(fù)雜的問題，包括信號傳輸、差錯(cuò)控制、尋址、數(shù)據(jù)交換和提供用戶接口等一系列問題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是我們?yōu)楹喕@些問題的研究、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)而抽象出來的一種結(jié)構(gòu)模型。為什么要研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)？為了能夠使網(wǎng)絡(luò)中位于不同地理3體系結(jié)構(gòu)研究的著眼點(diǎn):為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)所具備的功能及功能的劃分。資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)CCPHostDestinationHostHostSourceHostCCPCCPCCPCCPCCP體系結(jié)構(gòu)研究的著眼點(diǎn):為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)所具備的功能4網(wǎng)絡(luò)通信的一般模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所采用的一般模型為層次模型.實(shí)體entityLayerN+1LayerN-1LayerNLayerNLayerN+1LayerN-1LayerNprotocolLayerN+1protocolLayerN-1protocol接口接口接口接口網(wǎng)絡(luò)通信的一般模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所采用的一般模型為層次模5分層的優(yōu)越性分層的降低了復(fù)雜性，提高了靈活性----“分而治之，各個(gè)擊破”YouWenzhouAirportPostofficeAYourfriendPostofficeBBeijingAirportPostruleUserruleAirportrule信郵包貨運(yùn)箱郵包信分層的優(yōu)越性分層的降低了復(fù)雜性，提高了靈活性----YouW6分層的原則根據(jù)功能進(jìn)行抽象分層，每個(gè)層次所要實(shí)現(xiàn)的功能或服務(wù)均有明確的規(guī)定。每層功能的選擇應(yīng)有利于標(biāo)準(zhǔn)化。不同的系統(tǒng)分成相同的層次，對等層次具有相同功能。高層使用下層提供的服務(wù)時(shí)，下層服務(wù)的實(shí)現(xiàn)是不可見的層的數(shù)目要適當(dāng)。層次太少功能不明確，層次太多體系結(jié)構(gòu)過于龐大。分層的原則根據(jù)功能進(jìn)行抽象分層，每個(gè)層次所要實(shí)現(xiàn)的功能或服務(wù)7與層次模型相關(guān)的若干術(shù)語源和目標(biāo)實(shí)體與對等實(shí)體服務(wù)與接口協(xié)議與協(xié)議數(shù)據(jù)單元與層次模型相關(guān)的若干術(shù)語源和目標(biāo)8源和目標(biāo)源（source)

通信過程中，數(shù)據(jù)的發(fā)送方目標(biāo)(destination)

通信過程中，數(shù)據(jù)的接收方源和目標(biāo)源（source)9實(shí)體&對等實(shí)體實(shí)體(Entity)

每一層上的活動元素，包括實(shí)現(xiàn)該層功能的所有硬件與軟件。對等實(shí)體(Peertopeerentity)

相互通信的兩個(gè)不同機(jī)器上的同一層次。實(shí)體&對等實(shí)體實(shí)體(Entity)10服務(wù)&接口服務(wù)(Service)

每一層為上一層所提供的功能稱為服務(wù)。N層使用N-1層所提供的服務(wù)，向N+1層提供更高的服務(wù)。接口(Interface)

定義下層向其相鄰的上層提供的服務(wù)及原語操作，但服務(wù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對上層是透明的（不可見的）。服務(wù)&接口服務(wù)(Service)11協(xié)議和N層協(xié)議從源到目標(biāo)會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的混亂,為了使兩個(gè)對等實(shí)體之間能夠有效地通信，對等實(shí)體需要就交換什么信息、如何交換信息等問題制定相應(yīng)的規(guī)則或進(jìn)行某種約定。對等實(shí)體之間交換數(shù)據(jù)或通信時(shí)所必須遵守的規(guī)則、約定或標(biāo)準(zhǔn)的集合稱為協(xié)議(protocol)。協(xié)議可以使通信更有效地進(jìn)行。協(xié)議和N層協(xié)議從源到目標(biāo)會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的混亂,為了使兩個(gè)對等12協(xié)議的三大要素語法：定義數(shù)據(jù)和控制信息的格式語義：規(guī)定協(xié)議語法成分的含義

時(shí)序：協(xié)議語法成分的順序和速度匹配關(guān)系協(xié)議的三大要素語法：定義數(shù)據(jù)和控制信息的格式13協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）網(wǎng)絡(luò)中所傳送的數(shù)據(jù)的邏輯組成單元其數(shù)據(jù)格式由每層協(xié)議所決定對等實(shí)體采用該層上的相同協(xié)議一個(gè)比喻：信件傳輸過程在源端，從高層到下層，存在數(shù)據(jù)的封裝過程在目的端，從下層到高層，存在數(shù)據(jù)的拆封過程協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）網(wǎng)絡(luò)中所傳送的數(shù)據(jù)的邏輯組成單元14計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)功能分層結(jié)構(gòu)與各層協(xié)議的統(tǒng)稱。不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中分層的數(shù)量、各層的名稱、內(nèi)容與功能會有所不同。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的例子：IBM的SNA（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）-1974DEC的DNA（分布型網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系）-1975計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)功能分層結(jié)構(gòu)與15網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化上個(gè)世紀(jì)80年代早中期，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨以下多方面的問題：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與數(shù)量的急劇增長；許多不同規(guī)格與實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間難以進(jìn)行互操作；專用系統(tǒng)嚴(yán)重阻礙了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化上個(gè)世紀(jì)80年代早中期，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面16專用技術(shù)與開放技術(shù)的對比專用（Proprietary）個(gè)別廠商開發(fā)、擁有并控制；一個(gè)公司或一個(gè)公司集團(tuán)掌握了整個(gè)技術(shù)。開放(Open)技術(shù)的免費(fèi)使用是對公眾開放的；不同廠商的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可以互相兼容，進(jìn)行互操作。專用技術(shù)與開放技術(shù)的對比專用（Proprietary）17ISO的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型從1979年開始，ISO通過對當(dāng)時(shí)已有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，借鑒其精華之處，于1984年公布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（文件ISO7048）。OSIRM

OpenSystemInterconnectingReferenceModel一個(gè)概念模型，并未確切描述用于各層的協(xié)議和服務(wù)，因此不是嚴(yán)格意義上的體系結(jié)構(gòu)。目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中的主流概念模型。ISO的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型從1979年開始，ISO通過18OSI模型及各層的名稱應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層OSI模型及各層的名稱應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈19物理層的功能位于OSI參考模型的最低層，它直接面向原始比特流的傳輸。解決：傳輸介質(zhì)、信道類型、數(shù)據(jù)與信號之間的轉(zhuǎn)換、信號傳輸中的衰減和噪聲等在內(nèi)的一系列問題。物理層標(biāo)準(zhǔn)要給出關(guān)于物理接口的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性，以便于不同的制造廠家既能夠根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)各自獨(dú)立地制造設(shè)備，又能使各個(gè)廠家的產(chǎn)品能夠相互兼容。物理層的功能位于OSI參考模型的最低層，它直接面向原始比特20數(shù)據(jù)鏈路層的功能在物理層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程中，會出現(xiàn)一些物理層自己不能解決的問題。例如：

節(jié)點(diǎn)如何知道它所接收的數(shù)據(jù)是否正確？如果噪聲改變了一個(gè)分組的目標(biāo)地址，節(jié)點(diǎn)如何察覺它丟失了本應(yīng)收到的分組呢？當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)試圖在一條線路上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的沖突？數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相鄰的機(jī)器間的無差錯(cuò)的傳輸。通過對物理層提供的原始比特流傳輸服務(wù)的加強(qiáng)，向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間的無差錯(cuò)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層最小提供了成幀、物理尋址、確認(rèn)、差錯(cuò)控制和流量控制等機(jī)制。數(shù)據(jù)鏈路層的功能在物理層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程中，會出現(xiàn)一些物21網(wǎng)絡(luò)層的功能主要涉及在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠通過所選擇的路徑到達(dá)目的端。必須使用尋址方案來確定存在哪些網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備在這些網(wǎng)絡(luò)中所處的位置；在確定了目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的位置后，負(fù)責(zé)找到通過網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑，引導(dǎo)數(shù)據(jù)包正確地通過網(wǎng)絡(luò)即路由選擇。還需要提供擁塞控制機(jī)制以避免因子網(wǎng)中同時(shí)出現(xiàn)過多的分組而出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)瓶頸。還要解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連問題。網(wǎng)絡(luò)層的功能主要涉及在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端22傳輸層的功能唯一負(fù)責(zé)端到端節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能的層。OSI七層模型中承上啟下的層，它下面的三層主要面向網(wǎng)絡(luò)通信，以確保信息被準(zhǔn)確有效地傳輸；它上面的三個(gè)層次則面向用戶主機(jī)，為用戶提供各種服務(wù)。通過彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量的不足，為會話層提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并屏蔽了傳輸層以下層的數(shù)據(jù)通信細(xì)節(jié)，使會話層不會受到下三層技術(shù)變化的影響。傳輸層為了向會話層提供可靠的端到端傳輸服務(wù)，也使用了差錯(cuò)控制和流量控制等機(jī)制。傳輸層的功能唯一負(fù)責(zé)端到端節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能的層。23會話層的功能建立、管理和終結(jié)不同機(jī)器上的應(yīng)用程序或進(jìn)程間的會話為表示層提供服務(wù)會話(Dialogue)的管理：令牌（Token)會話的同步檢查點(diǎn)（Checkpoint)會話層的功能建立、管理和終結(jié)不同機(jī)器上的應(yīng)用程序或進(jìn)程間的會24表示層的功能表示層以下各層只關(guān)心可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而表示層關(guān)心的是所傳送數(shù)據(jù)的語法和語義。完成語法格式的轉(zhuǎn)換不同的計(jì)算機(jī)可能有不同的內(nèi)部數(shù)據(jù)表示（抽象語法），表示層收到應(yīng)用層傳過來的某種語法形式的數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)換成適合在網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間傳送的公共語法（傳送語法）表示的數(shù)據(jù)。包括數(shù)據(jù)表示格式和轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮、加密與解密、協(xié)議轉(zhuǎn)換等與接收方協(xié)商所采用的公共語法類型表示層對等實(shí)體間連接的建立、數(shù)據(jù)傳送與連接釋放。表示層的功能表示層以下各層只關(guān)心可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而表示層關(guān)心25應(yīng)用層的功能OSI的最高層，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的界面，負(fù)責(zé)為用戶的應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。與OSI其他層不同的是，它不為任何其他OSI層提供服務(wù)，而只是為OSI模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù)。由若干的應(yīng)用協(xié)議組成。常見應(yīng)用層服務(wù)：

目錄服務(wù)

電子郵件

文件傳輸

虛擬終端

應(yīng)用層的功能OSI的最高層，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的界面，負(fù)26

ApplicationprotocolRepresentationprotocol

Sessionprotocol

TransportprotocolAPDUPPDUFrameBitsPacketSPDUSegmentOSI網(wǎng)絡(luò)通信模型通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)ApplicationprotocolRepre27OSI中的數(shù)據(jù)傳輸源端：數(shù)據(jù)封裝目的端：數(shù)據(jù)拆封OSI中的數(shù)據(jù)傳輸源端：目的端：28OSI中的數(shù)據(jù)傳輸(續(xù))數(shù)據(jù)流從源的上層逐層流向下層，在目的端則由下層逐層流向上層源–數(shù)據(jù)封裝:APDU->PPDU->SPDU->Segments->Packet->Frame->Bits目的–數(shù)據(jù)的拆封:Bits->frame->Packet->Segment->SPDU->PPDU->APDUOSI中的數(shù)據(jù)傳輸(續(xù))數(shù)據(jù)流從源的上層逐層流向下層，在目的29

TCP/IP與Internet20世紀(jì)70年代中期：ARPA實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)互連，TCP/IP出現(xiàn)。1980年前后：ARPA將ARPA上的所有機(jī)器轉(zhuǎn)向該協(xié)議，并資助開發(fā)用于UNIX的TCP/IP協(xié)議。1985年：NFS涉及TCP/IP協(xié)議的研究與開發(fā)，其所資助的所有網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)均采用該協(xié)議。NOW：若干協(xié)議組成的完整的協(xié)議簇/一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系。TCP/IP與Internet20世紀(jì)70年代中期：ARP30TCP/IP模型是異種網(wǎng)絡(luò)互連的唯一協(xié)議體系，適用于不同機(jī)型（從PC到巨型機(jī)）、不同類型的網(wǎng)絡(luò)（從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)）。NetworkAccessTCP/IP模型是異種網(wǎng)絡(luò)互連的唯一協(xié)議體系，適用于不同機(jī)型31TCP/IP模型各層的主要協(xié)議TCP/IP模型各層的主要協(xié)議32

關(guān)于TCP/IP的說明FTP:

filetransportprotocol(文件傳輸協(xié)議)DNS:

domainnameservice(域名服務(wù))HTTP:hypertexttransferprotocol(超文本傳輸協(xié)議)SMTP:simplemailtransportprotocol(簡單郵件傳輸協(xié)議)TFTP:

trivialfiletransportprotocol(小型文件傳輸協(xié)議TCP：transportcontrolprotocol(傳輸控制協(xié)議)UDP:userdatagramprotocol(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)IP：internet

protocol(網(wǎng)際協(xié)議關(guān)于TCP/IP的說明FTP:filetranspor33關(guān)于TCP/IP的說明TCP/IP是OSI模型之前的產(chǎn)物，所以兩者間不存在嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。不存在與OSI中的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層相對應(yīng)的部分。因?yàn)門CP/IP用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連，支持各種網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，所以在該兩層無限定。最主要的協(xié)議是TCP協(xié)議與IP協(xié)議。兩者可聯(lián)合使用，也可單獨(dú)與其他協(xié)議配合使用。關(guān)于TCP/IP的說明TCP/IP是OSI模型之前的產(chǎn)物，所34OSI與TCP/IP的比較OSI與TCP/IP的比較35類似之處均為層次結(jié)構(gòu)；具有功能相當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)層、傳輸層均有應(yīng)用層，雖然其所提供的服務(wù)有所不同；均是一種基于協(xié)議數(shù)據(jù)單元的包交換網(wǎng)絡(luò)；作為概念上的模型和事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，具有同等的重要性類似之處均為層次結(jié)構(gòu)；36不同之處OSI模型包括了七層，TCP/IP模型只有四層。TCP/IP將OSI中的上三層合并成了一個(gè)應(yīng)用層，將OSI中的下二層合并成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)存取層TCP/IP由于層次更少顯得比OSI更簡潔TCP/IP作為從INTERNET上發(fā)展起來的協(xié)議，已成了網(wǎng)絡(luò)互連的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。目前還沒有按OSI實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，OSI模型僅作為理論的參考模型被廣泛使用。不同之處OSI模型包括了七層，TCP/IP模型只有四層。37計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ChapterTwo計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ChapterTwo38本章教學(xué)提要教學(xué)目標(biāo)：理解網(wǎng)絡(luò)分層的作用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念；理解服務(wù)、接口和協(xié)議的概念掌握OSI/RM的層次結(jié)構(gòu)和各層的PDU；掌握TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)；了解

OSI/RM和

TCP/IP模型的區(qū)別。教學(xué)難點(diǎn)：服務(wù)、接口和協(xié)議的概念

教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)本章教學(xué)提要教學(xué)目標(biāo)：39為什么要研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)？為了能夠使網(wǎng)絡(luò)中位于不同地理位置且功能相對獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)資源共享，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要涉及和解決許多復(fù)雜的問題，包括信號傳輸、差錯(cuò)控制、尋址、數(shù)據(jù)交換和提供用戶接口等一系列問題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是我們?yōu)楹喕@些問題的研究、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)而抽象出來的一種結(jié)構(gòu)模型。為什么要研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)？為了能夠使網(wǎng)絡(luò)中位于不同地理40體系結(jié)構(gòu)研究的著眼點(diǎn):為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)所具備的功能及功能的劃分。資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)CCPHostDestinationHostHostSourceHostCCPCCPCCPCCPCCP體系結(jié)構(gòu)研究的著眼點(diǎn):為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)所具備的功能41網(wǎng)絡(luò)通信的一般模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所采用的一般模型為層次模型.實(shí)體entityLayerN+1LayerN-1LayerNLayerNLayerN+1LayerN-1LayerNprotocolLayerN+1protocolLayerN-1protocol接口接口接口接口網(wǎng)絡(luò)通信的一般模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所采用的一般模型為層次模42分層的優(yōu)越性分層的降低了復(fù)雜性，提高了靈活性----“分而治之，各個(gè)擊破”YouWenzhouAirportPostofficeAYourfriendPostofficeBBeijingAirportPostruleUserruleAirportrule信郵包貨運(yùn)箱郵包信分層的優(yōu)越性分層的降低了復(fù)雜性，提高了靈活性----YouW43分層的原則根據(jù)功能進(jìn)行抽象分層，每個(gè)層次所要實(shí)現(xiàn)的功能或服務(wù)均有明確的規(guī)定。每層功能的選擇應(yīng)有利于標(biāo)準(zhǔn)化。不同的系統(tǒng)分成相同的層次，對等層次具有相同功能。高層使用下層提供的服務(wù)時(shí)，下層服務(wù)的實(shí)現(xiàn)是不可見的層的數(shù)目要適當(dāng)。層次太少功能不明確，層次太多體系結(jié)構(gòu)過于龐大。分層的原則根據(jù)功能進(jìn)行抽象分層，每個(gè)層次所要實(shí)現(xiàn)的功能或服務(wù)44與層次模型相關(guān)的若干術(shù)語源和目標(biāo)實(shí)體與對等實(shí)體服務(wù)與接口協(xié)議與協(xié)議數(shù)據(jù)單元與層次模型相關(guān)的若干術(shù)語源和目標(biāo)45源和目標(biāo)源（source)

通信過程中，數(shù)據(jù)的發(fā)送方目標(biāo)(destination)

通信過程中，數(shù)據(jù)的接收方源和目標(biāo)源（source)46實(shí)體&對等實(shí)體實(shí)體(Entity)

每一層上的活動元素，包括實(shí)現(xiàn)該層功能的所有硬件與軟件。對等實(shí)體(Peertopeerentity)

相互通信的兩個(gè)不同機(jī)器上的同一層次。實(shí)體&對等實(shí)體實(shí)體(Entity)47服務(wù)&接口服務(wù)(Service)

每一層為上一層所提供的功能稱為服務(wù)。N層使用N-1層所提供的服務(wù)，向N+1層提供更高的服務(wù)。接口(Interface)

定義下層向其相鄰的上層提供的服務(wù)及原語操作，但服務(wù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對上層是透明的（不可見的）。服務(wù)&接口服務(wù)(Service)48協(xié)議和N層協(xié)議從源到目標(biāo)會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的混亂,為了使兩個(gè)對等實(shí)體之間能夠有效地通信，對等實(shí)體需要就交換什么信息、如何交換信息等問題制定相應(yīng)的規(guī)則或進(jìn)行某種約定。對等實(shí)體之間交換數(shù)據(jù)或通信時(shí)所必須遵守的規(guī)則、約定或標(biāo)準(zhǔn)的集合稱為協(xié)議(protocol)。協(xié)議可以使通信更有效地進(jìn)行。協(xié)議和N層協(xié)議從源到目標(biāo)會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的混亂,為了使兩個(gè)對等49協(xié)議的三大要素語法：定義數(shù)據(jù)和控制信息的格式語義：規(guī)定協(xié)議語法成分的含義

時(shí)序：協(xié)議語法成分的順序和速度匹配關(guān)系協(xié)議的三大要素語法：定義數(shù)據(jù)和控制信息的格式50協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）網(wǎng)絡(luò)中所傳送的數(shù)據(jù)的邏輯組成單元其數(shù)據(jù)格式由每層協(xié)議所決定對等實(shí)體采用該層上的相同協(xié)議一個(gè)比喻：信件傳輸過程在源端，從高層到下層，存在數(shù)據(jù)的封裝過程在目的端，從下層到高層，存在數(shù)據(jù)的拆封過程協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）網(wǎng)絡(luò)中所傳送的數(shù)據(jù)的邏輯組成單元51計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)功能分層結(jié)構(gòu)與各層協(xié)議的統(tǒng)稱。不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中分層的數(shù)量、各層的名稱、內(nèi)容與功能會有所不同。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的例子：IBM的SNA（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）-1974DEC的DNA（分布型網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系）-1975計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)功能分層結(jié)構(gòu)與52網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化上個(gè)世紀(jì)80年代早中期，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨以下多方面的問題：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與數(shù)量的急劇增長；許多不同規(guī)格與實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間難以進(jìn)行互操作；專用系統(tǒng)嚴(yán)重阻礙了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化上個(gè)世紀(jì)80年代早中期，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面53專用技術(shù)與開放技術(shù)的對比專用（Proprietary）個(gè)別廠商開發(fā)、擁有并控制；一個(gè)公司或一個(gè)公司集團(tuán)掌握了整個(gè)技術(shù)。開放(Open)技術(shù)的免費(fèi)使用是對公眾開放的；不同廠商的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可以互相兼容，進(jìn)行互操作。專用技術(shù)與開放技術(shù)的對比專用（Proprietary）54ISO的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型從1979年開始，ISO通過對當(dāng)時(shí)已有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，借鑒其精華之處，于1984年公布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（文件ISO7048）。OSIRM

OpenSystemInterconnectingReferenceModel一個(gè)概念模型，并未確切描述用于各層的協(xié)議和服務(wù)，因此不是嚴(yán)格意義上的體系結(jié)構(gòu)。目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中的主流概念模型。ISO的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型從1979年開始，ISO通過55OSI模型及各層的名稱應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層OSI模型及各層的名稱應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈56物理層的功能位于OSI參考模型的最低層，它直接面向原始比特流的傳輸。解決：傳輸介質(zhì)、信道類型、數(shù)據(jù)與信號之間的轉(zhuǎn)換、信號傳輸中的衰減和噪聲等在內(nèi)的一系列問題。物理層標(biāo)準(zhǔn)要給出關(guān)于物理接口的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性，以便于不同的制造廠家既能夠根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)各自獨(dú)立地制造設(shè)備，又能使各個(gè)廠家的產(chǎn)品能夠相互兼容。物理層的功能位于OSI參考模型的最低層，它直接面向原始比特57數(shù)據(jù)鏈路層的功能在物理層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程中，會出現(xiàn)一些物理層自己不能解決的問題。例如：

節(jié)點(diǎn)如何知道它所接收的數(shù)據(jù)是否正確？如果噪聲改變了一個(gè)分組的目標(biāo)地址，節(jié)點(diǎn)如何察覺它丟失了本應(yīng)收到的分組呢？當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)試圖在一條線路上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的沖突？數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相鄰的機(jī)器間的無差錯(cuò)的傳輸。通過對物理層提供的原始比特流傳輸服務(wù)的加強(qiáng)，向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間的無差錯(cuò)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層最小提供了成幀、物理尋址、確認(rèn)、差錯(cuò)控制和流量控制等機(jī)制。數(shù)據(jù)鏈路層的功能在物理層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程中，會出現(xiàn)一些物58網(wǎng)絡(luò)層的功能主要涉及在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠通過所選擇的路徑到達(dá)目的端。必須使用尋址方案來確定存在哪些網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備在這些網(wǎng)絡(luò)中所處的位置；在確定了目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的位置后，負(fù)責(zé)找到通過網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑，引導(dǎo)數(shù)據(jù)包正確地通過網(wǎng)絡(luò)即路由選擇。還需要提供擁塞控制機(jī)制以避免因子網(wǎng)中同時(shí)出現(xiàn)過多的分組而出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)瓶頸。還要解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連問題。網(wǎng)絡(luò)層的功能主要涉及在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端59傳輸層的功能唯一負(fù)責(zé)端到端節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能的層。OSI七層模型中承上啟下的層，它下面的三層主要面向網(wǎng)絡(luò)通信，以確保信息被準(zhǔn)確有效地傳輸；它上面的三個(gè)層次則面向用戶主機(jī)，為用戶提供各種服務(wù)。通過彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量的不足，為會話層提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并屏蔽了傳輸層以下層的數(shù)據(jù)通信細(xì)節(jié)，使會話層不會受到下三層技術(shù)變化的影響。傳輸層為了向會話層提供可靠的端到端傳輸服務(wù)，也使用了差錯(cuò)控制和流量控制等機(jī)制。傳輸層的功能唯一負(fù)責(zé)端到端節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能的層。60會話層的功能建立、管理和終結(jié)不同機(jī)器上的應(yīng)用程序或進(jìn)程間的會話為表示層提供服務(wù)會話(Dialogue)的管理：令牌（Token)會話的同步檢查點(diǎn)（Checkpoint)會話層的功能建立、管理和終結(jié)不同機(jī)器上的應(yīng)用程序或進(jìn)程間的會61表示層的功能表示層以下各層只關(guān)心可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而表示層關(guān)心的是所傳送數(shù)據(jù)的語法和語義。完成語法格式的轉(zhuǎn)換不同的計(jì)算機(jī)可能有不同的內(nèi)部數(shù)據(jù)表示（抽象語法），表示層收到應(yīng)用層傳過來的某種語法形式的數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)換成適合在網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間傳送的公共語法（傳送語法）表示的數(shù)據(jù)。包括數(shù)據(jù)表示格式和轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮、加密與解密、協(xié)議轉(zhuǎn)換等與接收方協(xié)商所采用的公共語法類型表示層對等實(shí)體間連接的建立、數(shù)據(jù)傳送與連接釋放。表示層的功能表示層以下各層只關(guān)心可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而表示層關(guān)心62應(yīng)用層的功能OSI的最高層，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的界面，負(fù)責(zé)為用戶的應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。與OSI其他層不同的是，它不為任何其他OSI層提供服務(wù)，而只是為OSI模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù)。由若干的應(yīng)用協(xié)議組成。常見應(yīng)用層服務(wù)：

目錄服務(wù)

電子郵件

文件傳輸

虛擬終端

應(yīng)用層的功能OSI的最高層，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的界面，負(fù)63

ApplicationprotocolRepresentationprotocol

Sessionprotocol

TransportprotocolAPDUPPDUFrameBitsPacketSPDUSegmentOSI網(wǎng)絡(luò)通信模型通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)ApplicationprotocolRepre64OSI中的數(shù)據(jù)傳輸源端：數(shù)據(jù)封裝目的端：數(shù)據(jù)拆封OSI中的數(shù)據(jù)傳輸源端：目的端：65OSI中的數(shù)據(jù)傳輸(續(xù))數(shù)據(jù)流從源的上層逐層流向下層，在目的端則由下層逐層流向上層源–數(shù)據(jù)封裝:APDU->PPDU->SPDU->Segments->Packet->Frame->Bits目的–數(shù)據(jù)的拆封:Bits->frame->Packet->Segment->SPDU->PPDU->APDUOSI中的數(shù)據(jù)傳輸(續(xù))數(shù)據(jù)流從源的上層逐層流向下層，在目的66

TCP/IP與Internet20世紀(jì)70年代中期：ARPA實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)互連，TCP/IP出現(xiàn)。1980年前后：ARPA將ARPA上的所有機(jī)器轉(zhuǎn)向該協(xié)議