第2章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第3版）第2章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)本章導(dǎo)讀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，因此，采用分層的方法。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，要使其能協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享，它們之間必須具有共同約定，這就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)要解決的問(wèn)題是如何構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以及如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)制定網(wǎng)絡(luò)通信的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。主要內(nèi)容2-1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議2-2開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型2-3TCP/IP參考模型2-1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議

2-1-1網(wǎng)絡(luò)通信要解決的主要問(wèn)題1．電話通信的過(guò)程電話通信的過(guò)程就是大家熟悉的一種網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程2．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的主要功能傳輸?shù)氖菙?shù)字信息，通信中用戶無(wú)法直接感覺(jué)和控制數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程，要靠系統(tǒng)完成通信有多種通信方式：點(diǎn)-點(diǎn)、多點(diǎn)、廣播等。2-1-1網(wǎng)絡(luò)通信要解決的主要問(wèn)題3．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中的焦點(diǎn)問(wèn)題尋址編碼轉(zhuǎn)換差錯(cuò)控制信息的表達(dá)流量控制同步問(wèn)題分段及裝配數(shù)據(jù)安全路由選擇2-1-2體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念采用分層式結(jié)構(gòu)。每一層關(guān)注和解決通信中的某一方面的規(guī)則。1．為什么采用分層結(jié)構(gòu)層之間是獨(dú)立的易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)靈活性好能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)2．分層的原則結(jié)構(gòu)清晰，易于設(shè)計(jì)，層數(shù)應(yīng)適中每層的功能應(yīng)是明確的，并且是相互獨(dú)立的同一節(jié)點(diǎn)相鄰層之間通過(guò)接口通信，層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。2-1-2體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念2．分層的原則每一層都使用下層的服務(wù)并為上層提供服務(wù)互相通信的網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)都有相同的層次，不同節(jié)點(diǎn)的同等層按照相同規(guī)則實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信3．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)或約定即稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由語(yǔ)法、語(yǔ)義和同步三要素組成2-1-2體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念4．網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合（1）層次體系結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)（2）網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中層次的劃分是人為的，有多種劃分的方法。每一層功能也可以有多種協(xié)議實(shí)現(xiàn)。2-1-3接口和服務(wù)通過(guò)接口和服務(wù)將各個(gè)層次的協(xié)議連接為整體，完成網(wǎng)絡(luò)通信的全部功能1．接口接口就是上層實(shí)體和下層實(shí)體交換數(shù)據(jù)的地方，被稱為服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)。服務(wù)是通過(guò)接口完成的。2．協(xié)議和服務(wù)的關(guān)系協(xié)議是“水平”的，即協(xié)議是不同系統(tǒng)對(duì)等層實(shí)體之間的通信規(guī)則。服務(wù)則是“垂直”的，即服務(wù)是同一系統(tǒng)中下層實(shí)體向上層實(shí)體通過(guò)層間的接口提供的。2-1-4網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的制定1．制定網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的主要組織IEEE-電氣和電子工程師協(xié)會(huì)ISO-國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ITU-國(guó)際電信聯(lián)盟IEC-國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)EIA-電子工業(yè)協(xié)會(huì)ANSI-美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化局2．模型的發(fā)展和類型2-2

開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型由ISO于1983年正式批準(zhǔn)2-2-1OSI/RM結(jié)構(gòu)1．OSI/RM七層結(jié)構(gòu)從下到上依次為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層見(jiàn)圖2-42．層次間數(shù)據(jù)的傳遞見(jiàn)圖2-5圖2-4圖2-52-2-2OSI/RM各層基本功能物理層-為其上一層提供物理連接，透明地傳送比特流。數(shù)據(jù)鏈路層-數(shù)據(jù)鏈路上無(wú)差錯(cuò)地傳送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層-選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)源站點(diǎn)到目標(biāo)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層-在兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間，建立一條傳輸連接，以透明地傳送報(bào)文。會(huì)話層-在兩個(gè)互相通信的應(yīng)用進(jìn)程之間，建立、組織和協(xié)調(diào)其交互。表示層-用戶信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題。應(yīng)用層-使用戶可以通過(guò)計(jì)算機(jī)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源，使用通過(guò)各種接口支持的各類服務(wù)。2-3TCP/IP參考模型2-3-1TCP/IP歷史2-3-2因特網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)2-3-3TCP/IP模型采用4層的分層體系結(jié)構(gòu)由下向上依次是：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層2-3-4TCP/IP各層功能網(wǎng)絡(luò)接口層-沒(méi)有定義具體的協(xié)議，可適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)類型。網(wǎng)絡(luò)層-消息尋址以及把邏輯地址和名稱轉(zhuǎn)換成物理地址。傳輸層-提供從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序的通信，常稱為端對(duì)端的通信。應(yīng)用層-相當(dāng)于OSI參考模型的會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層3層的功能。2-3-5TCP/IP和OSI/RM模型的比較本章小結(jié)本章涉及的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的基礎(chǔ)和綱領(lǐng)。開(kāi)始學(xué)習(xí)的時(shí)候把這一章作為網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的摘要，當(dāng)學(xué)完本書后再讀這一章可作為網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的總結(jié)。本章首先介紹