第3章计算机网络PPT讲稿.ppt

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1、第3章 计算机网络第1页，共118页，编辑于2022年，星期一12009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系2本章要点本章要点n层次化的层次化的网络体系结构网络体系结构n开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RM）nTCP/IP体系结构体系结构nOSI和和TCP/IP的主要层次功能的主要层次功能第2页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系3网络体系结构发展的背景网络体系结构发展的背景对于复杂的网络系统，用什么方法能合理地组织网络的结对于复杂的网络系统，用什么方法能合理地组织网络的结构，以达到：构，以达到：n结构清晰n

2、简化设计与实现n便于更新与维护n较强的独立性和适应性解决：分而治之！解决：分而治之！一个生活中的例子：两个哲学家之间的通信两个哲学家之间的通信n多种通信媒介多种通信媒介有线、无线。有线、无线。不同种类的设备不同种类的设备通用、专用。通用、专用。不同的操作系统不同的操作系统Unix、Windows。不同的应用环境不同的应用环境固定、移动。固定、移动。不同种类业务不同种类业务分时、交互、实时。分时、交互、实时。宝贵的投资和积累宝贵的投资和积累有形、无形。有形、无形。用户业务的延续性用户业务的延续性不允许出现大的跌宕起伏不允许出现大的跌宕起伏它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。它们互相交织，

3、形成了非常复杂的系统应用环境。第3页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系4两个哲学家间通信英语哲学家英语哲学家A法语哲学家法语哲学家B消息消息哲学家哲学家给远程翻译给远程翻译的信息的信息翻译翻译秘书秘书给远程秘书给远程秘书的信息的信息汉语汉语我喜我喜欢兔欢兔子子汉语汉语我喜欢我喜欢兔子兔子汉语汉语我喜我喜欢兔欢兔子子汉语汉语我喜欢我喜欢兔子兔子哲哲学学家家-翻翻译译-秘秘书书结结构构第4页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系5n层次的观点：层次的观点：每层实现一种特定的每层实现一种特

4、定的服务服务q通过自己内部的功能通过自己内部的功能q依赖自己的下层提供的服务依赖自己的下层提供的服务第5页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系6n网络的层次结构方法要解决的问题：网络的层次结构方法要解决的问题：q网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能分层与功能）q各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口服务与接口）q通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议协议）第6页，共118页，编辑于20

5、22年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系73.1 网络体系结构概述n3.1.1网络体系结构的定义和发展q1.网络体系结构的定义体系结构体系结构:研究系统中各组成成分及其关系的一门学科。计算机网络体系结构计算机网络体系结构：计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。即层层、协议协议和层间层间接口接口的集合。三个内容：分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。注意:仅仅定义了网络及其部件通过协议应完成的功能；不定义协议的实现细节和各层协议之间的接口关系。网络功能的分层协议的分层体系结构的分层第7页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3

6、月17日10时12分第3章 计算机网络体系82.网络体系结构的发展nARPA网,分层方式,通信/资源子网nIBM的SNA最早的网络体系结构q其它的网络体系结构还有DEC的DNA等n1977年,国际标准化组织(ISO)成立了SC16委员会,制定的开放系统互联参考模型OSI/RMn实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构体系结构q事实上的（defacto）标准第8页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系93.1.2 网络体系结构的分层原理n分分层层设设计计方方法法是按照信息的传输过程将网络的整体功能划分为一个个子功能层，每层完成特定功能，同等功

7、能层之间采用相同的协议，相邻功能层之间通过接口进行信息传递；各层协调起来实现整个网络系统。n层次结构使每一层实现一种相对独立的功能。分层结构还有利于交流、理解和标准化。n一般地思想：从最基本的硬件提供的服务开始，然后增加一系列的层，每一层都提供更高（更抽象）一级的服务；q高层提供的服务用底层提供的服务来实现。第9页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系10nn层是n-1层的用户，又是n+1层的服务提供者。nn+1层虽然只直接使用了n层提供的服务，实际上它通过n层还间接地使用了n-1层以及以下所有各层的服务。P3P2P1 2 1 3 2 1物

8、理通信线路物理通信线路 3 N+1 N N-1 N+1 N N-1Pn-1PnPn+1系统系统A系统系统B第10页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系11分层的基本规则：分层的基本规则：n将总体要实现的很多功能分配在不同层次中；n对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定；定义每一层向上一层提供的服务，以保证每层的功能相互独立。n不同的系统分成相同的层次；n不同系统的最低层之间存在着“物理”通信；n不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信；n对不同系统的对等层之间的通信有明确的通信规定；n高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的

9、具体实现方法。第11页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系12分层结构的优点n独立性强独立性强耦合程度低耦合程度低q上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务黑箱方法黑箱方法。n适应性强适应性强q只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。n易于实现和维护易于实现和维护q把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子单元：把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子单元：n使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。使系统的结构清晰，实现、调

10、试和维护变得简单和容易。n使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。第12页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系133.1.3通信协议n协议（协议（Protocol），计算机网络的通信双方都应遵循一定的规则和规程，即通信双方在通信过程中必须遵守的规则的集合。n网络系统的通信协议：在网络系统中，为了保证数据通信双方能正确而自动地进行通信，针对通信过程的各种问题，制定了一整套约定。n从本质上讲，协议是一种特殊的软件，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程的操作。第13页，共118页，

11、编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系14协议有三个要素n语法（Syntax）数据与控制信息的格式、数据编码等。如：数据格式、编码、信号电平等。（如何讲）（如何讲）n语义（Semantic）控制信息的内容，需要做出的动作及响应。如：需要发生何种控制信息，完成何种动作，做出何种应答等。（讲什么）（讲什么）n时序（Timing）事件先后顺序和速度匹配。是对事件实现顺序的详细说明，如：速度匹配、排序等。（讲话次序）（讲话次序）第14页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系15n以两个人打电话为例来说明协议的

12、概念：以两个人打电话为例来说明协议的概念：n甲要打电话给乙，首先甲拨通乙的电话号码，甲要打电话给乙，首先甲拨通乙的电话号码，对方电话振铃，乙拿起电话，然后甲乙开始通对方电话振铃，乙拿起电话，然后甲乙开始通话，通话完毕后，双方挂断电话。话，通话完毕后，双方挂断电话。n n n在这个过程中，甲乙双方都遵守了打电话的协在这个过程中，甲乙双方都遵守了打电话的协议。议。n语法？语义？时序？第15页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系16n语义：语义：在在HDLC协议中，标志协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始表示报文的开始和结束和结束n语法

13、语法n时序时序Flag Address CtrlDataFCSS FlagHDLC确认释放连接释放确认释放确认连接确认数据连接请求连接确认tt释放连接释放连接数据传输数据传输建立连接建立连接第16页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系173.2 开放互联参考模型(OSI/RM)n3.2.1开放系统q在制定计算机网络标准方面，起着很大作用的两大国际组织是：n国际电报与电话咨询委员会（CCITT）n国际标准化组织（ISO）q在 20世 纪 80年 代 早 期，ISO（InternationalStandardOrganization，国际标准

14、化组织）即开始致力于制定一套普遍适用的规范集合，创建OSI/RM（OpenSystemsInerconnectionReferenceModel，开放系统互连基本参考模型），简称OSI。第17页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系18n“开放开放”是表示任何两个遵守是表示任何两个遵守OSI/RM的系统都可以进行的系统都可以进行互连，当一个系统能按互连，当一个系统能按OSI/RM与另一个系统进行通信与另一个系统进行通信时，就称为该系统为开放系统。时，就称为该系统为开放系统。nOSI/RM只给出了一些原则性的说明，它并不是一个具只给出了一些原

15、则性的说明，它并不是一个具体的网络。它将整个网络的功能划分成体的网络。它将整个网络的功能划分成7个层次，而且在个层次，而且在两个通信实体之间的通信必须遵循这两个通信实体之间的通信必须遵循这7层结构。层结构。第18页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系193.2.2 OSI划分层次的原则n网中各结点都具有相同的层次；n不同结点的同等层具有相同的功能；n同一结点内相邻层之间通过接口通信；n每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；n不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。第19页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3

16、月17日10时12分第3章 计算机网络体系203.2.3 OSI七层模型通信子网资源子网第20页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系21n低三层是属于通信子网层面上的，而高四层是属于资源子网上的。特点：n1)除了在物理媒体上进行的是实通信之外，其余各对等实体间进行的都是虚通信。n2)对等层的虚通信必须遵循该层的协议。n3)n层的虚通信是通过n/n-1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信（通常也是虚通信）来实现的。n它最大的特点是开放性，定义了网络互联的基本参考模型。不同厂家的网络产品，只要遵照这个参考模型，就可以实现互联、互操作

17、和可移植。第21页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系22n物理层：实现在物理媒体上透明地传送原始比特流。n数据链路层：在物理线路上提供可靠的数据传输，使之对网络层呈现为一条无错的线路。n网络层：在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接。n传输层：为源端主机到目的端主机提供可靠的数据传输服务；屏蔽各类通信子网的差异，使上层不受通信子网技术变化的影响。n会话层：建立、管理和中止不同机器上的应用程序之间的会话。n表示层：处理被传送数据的表示问题，即信息的语法和语义。n应用层：为用户的应用程序提供网络通信服务第22页，共118页，编辑于20

18、22年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系23第23页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系24第24页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系25OSI参考模型应用层表示层会话层传输层数据链路层物理层网络层网络应用软件一种通用的数据格式对话和交谈流量控制和可靠性路径选择及逻辑寻址帧和介质访问控制信号和介质关键词处理网络应用处理网络应用数据表示数据表示主机间通信主机间通信端到端的连接端到端的连接寻址和最短路径寻址和最短路径介质访问（接入）介质访问（接入）二进制传输

19、二进制传输第25页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系263.2.4 分层结构的一般概念n1.接口（接口（interface）是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点。低层向高层通过接口提供服务；高层通过接口调用服务获得服务。n2.实体（实体（entity）每个层次当中任何可以发送或接收信息的部分。既可以是软件实体（如一个进程），也可以是硬件实体（如网卡）。对等层：两个不同系统的同名层次。对等层实体（peerentity）：不同机器上同一层内的实体，协议作用在对等实体之间。第26页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日1

20、0时12分第3章 计算机网络体系27n3.服务（服务（service）某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。下层是服务的提供者，上层是服务使用者。其表现形式是原语。下层是服务的提供者，上层是服务使用者。其表现形式是原语。层间交换信息时必须遵守的规则。n服务访问点（serviceaccesspoint，SAP）接口上相邻两层实体交换信息之处。N+1层实体通过N层的服务访问点来使用N层所提供的服务。n服务的分类面向连接服务（connection-orientedservice）无连接服务（connectionlessserv

21、ice）注意：连接并不意味可靠，可靠要通过确认、重传等机制来保证。：连接并不意味可靠，可靠要通过确认、重传等机制来保证。第27页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系28n4.服务原语（服务原语（Service primitive）在计算机网络层次结构中，层与层之间是单向依赖的。相邻层之间通过一组服务原语（Serviceprimitive）建立相互作用，下层提供服务原语操作，上层调用服务原语操作。n四种服务原语：四种服务原语：qRequest请求源（N+1）实体to源（N）实体qIndication指示目的（N）实体to目的（N+1）实体q

22、Response响应目的（N+1）实体to目的（N）实体qConfirm证实源（N）实体to源（N+1）实体第28页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系29第29页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系30需要证实的服务和不需要证实的服务第30页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系315.数据单元（Data Unit）n1）协议数据单元（protocoldataunit，PDU）对等实体之间交换的信息单元。协议控制信息（PCI）：

23、对等实体之间交换信息时在传送的数据首部或尾部加的控制信息PCI用户数据PDU第31页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系32n2）服务数据单元（SDU）来自上一层，需要在本层与对等实体交换的信息。为了传送SDU，N层实体可将SDU分成若干小段，每一段加上一个报头后就形成了独立的协议数据单元，如“IP分组”即为IP协议的PDU。第N层实体通过网络传送给它的对等实体的信息单元；PDU由上层的服务数据单元SDU或其分段和协议控制信息PCI（ProtocolControlInformation)组成第32页，共118页，编辑于2022年，星期一2

24、009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系333）接口数据单元（IDU）相邻两层实体之间交换的信息单元。接口控制信息（ICI）相邻两层实体之间交换信息时的控制信息。nIDU是通过SAP进行传送的层间信息单元；nIDU由上层的服务数据单元SDU（ServiceDataUnit）和接口控制信息ICI（InterfaceControlInformation）组成；ICI接口数据IDU第33页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系34系统系统A系统系统B实体实体对等层对等层对等实体对等实体接口接口服务服务物理网络物理网络第34页，共118

25、页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系35第35页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系36协议数据单元协议数据单元PDU、接口数据单元、接口数据单元IDU和服务数据单元和服务数据单元SDU第36页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系373.2.5 数据的实际传送过程数据的实际传送过程对等层通对等层通信信n1.数据封装q一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首先一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首先必须打包，打包的过程成为必须打包，打

26、包的过程成为封装封装。q 封装就是在数据前面加上特定的协议头部。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。数数 据据协议头协议头数数 据据发送邮件的例子：信装入写有源地址和目的地址的信封中发送，还要写明用航空或挂号发送邮件的例子：信装入写有源地址和目的地址的信封中发送，还要写明用航空或挂号。第37页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系38nOSI参考模型中，而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：q传输层传输层数据段（数据段（Segment）（报文）（报文）q网络层网络层分组（数据包）（分组（数据包）（Packet）q数据链路层数据

27、链路层数据帧（数据帧（Frame）q物理层物理层比特（比特（Bit）为了提供服务，下层把上层的PDU作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。这样，数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。第38页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系39数据数据 段头段头数据数据 段头段头数据数据网络头网络头帧头帧头 段头段头数据数据网络头网络头帧尾帧尾数据数据段段数据包数据包帧帧比特比特电脉冲电脉冲011101000011000010100101111

28、010110封装封装拆封拆封数据多层封装第39页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系40第40页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系412.对等层通信的实质n通信只在对等层间进行（间接的、逻辑的、虚拟的），非对等层之间不能互相“通信”n实际上，每一层必须依靠下层提供的服务来与实际上，每一层必须依靠下层提供的服务来与另一台主机的对等层通信。另一台主机的对等层通信。n实际的物理通信只在最底层完成n网络分层体系结构原理网络分层体系结构原理禁止禁止不同主机的对等层不同主机的对等层之间进行之间

29、进行直接通信直接通信。n对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信第41页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系423.3 OSI各层概述n3.3.1物理层q物理层并不是指物理传输介质，它是介于数据链路层和物理传输介质之间的一层，是OSI参考模型的最底层，起着数据链路层到物理传输介质之间的逻辑接口的作用。q通过规定物理设备和物理媒体之间的接口技术，实现物理设备之间的比特流透明传输（包括DTEDTE和DCEDCE之间的比特流传输）。q即构成网络的电子电路第42页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月

30、17日10时12分第3章 计算机网络体系43n1.DTE和DCEDTEDTEData TerminalEquipment Data TerminalEquipment 数据终端设备数据终端设备DTE是具有一定的数据处理能力以及发送和接收数据能力的设备。比如：一台是具有一定的数据处理能力以及发送和接收数据能力的设备。比如：一台计算机、一个终端、各种计算机、一个终端、各种I/O设备。设备。DCEDCEData Circuit-Terminating Equipment Data Circuit-Terminating Equipment 数据电路端接设备数据电路端接设备DCE的作用就是在的作用就是

31、在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并负责建立、保持和和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并负责建立、保持和释放数据链路的连接。比如：连接计算机和模拟电话线路之间的调制解调器。释放数据链路的连接。比如：连接计算机和模拟电话线路之间的调制解调器。第43页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系44 DTE通过通过DCE与通信传输线路相连与通信传输线路相连 DTEDTEDCEDCE用户环境用户环境用户设施用户设施用户设施用户设施通信设施通信设施通信环境通信环境信号线与控制线信号线与控制线信号线与控制线信号线与控制线第44页，共11

32、8页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系452.物理层的目的物理层协议是为了把信号由一方经过物理媒体传到另一方。物理层协议规定了为此目的进行建立、维持与拆除物理信道有关的特性。n机械特性：接口部件的尺寸、规格、插脚数和分布等；n电气特性：接口部件的信号电平、阻抗、传输速率等；n功能特性：接口部件的信号线（数据线、控制线、定时线等）或引脚的用途；n规程特性：接口部件的信号线在建立、维持、释放物理连接和传输比特流的时序。第45页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系463.物理层提供的服务n1 1）物

33、理连接服务）物理连接服务 n 指向数据链路层提供物理连接，数据链路层通过接口将数据传送给物理层，物理层就通过传输介质一位一位地送到对等的数据链路层实体；至于数据是如何传送的，数据链路层并不关心。第46页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系47点点-点连接方式点连接方式DTEDCEDCEDCEDCEDTE DTEDTE.多点分支连接方式多点分支连接方式DTEDCEDCEDTE第47页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系48n2 2）物理服务数据单元服务）物理服务数据单元服务n 是在物理

34、介质上传输非结构化的比特流，所谓非结构化的比特流，指顺序地传输“0”、“1”信号，而不必考虑这些“0”、“1”信号表示什么意义。（1）并行传输方式物理服务数据单元（2）串行传输方式物理服务数据单元第48页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系49n3）顺序化服务顺序化服务 是指“0”、“1”信号一定要按照原顺序传送给对方，而不必考虑这些“0”、“1”信号表示什么意义。n4 4）数据电路标识）数据电路标识n5 5）故障情况报告）故障情况报告n6 6）服务质量指标）服务质量指标第49页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日1

35、0时12分第3章 计算机网络体系504.物理层功能n利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接；n实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；物理层的数据传输单元是比特。n建立和拆除物理连接、位流传输的管理第50页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系51第51页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系52n5.物理层连接的网络连接设备q网卡、中继器及调制解调器n6.物理层标准举例q OSIOSI参考模型中并未定义实际的物理层协议，具体参考模型中并未定义实际的物理层协

36、议，具体的物理层协议如的物理层协议如EIAEIA组织制定的组织制定的RS-232RS-232、RS-449RS-449协协议、议、CCITTCCITT的的V.21V.21、V.24V.24、V.35V.35协议、协议、G.703/G.704G.703/G.704等。等。第52页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系53EIA RS-232C机械特性：使用机械特性：使用ISO 2110关于插头座的标准，关于插头座的标准，D型连接器，有型连接器，有25根引脚，分根引脚，分2排：排：13根和根和12根。插头在根。插头在DTE上，插座在上，插座在D

37、CE上。上。电气特性：与电气特性：与CCITT的的V.28建议书一致。采用负建议书一致。采用负逻辑，即逻辑，即0表示表示+3V或更高的电压；或更高的电压；1表示表示-3V或更负的电压。电缆长度在或更负的电压。电缆长度在15m以内，传输速以内，传输速率不超过率不超过20kb/s，长度越短，速度越快。，长度越短，速度越快。规程特性：与规程特性：与CCITT的的V.24建议书一致。规定各建议书一致。规定各事件发生的次序。事件发生的次序。第53页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系54 功能特性：功能特性：与与CCITT的的V.24建议书一致，它

38、规定了建议书一致，它规定了25根引脚的功能及电路连接。如图画根引脚的功能及电路连接。如图画出了出了25根引脚中的根引脚中的10根的信号定义。根的信号定义。（1）保护地）保护地（2）发送数据）发送数据（3）接收数据）接收数据（4）请求发送）请求发送（5）允许发送）允许发送（6）DCE就绪就绪（7）信号地）信号地（8）载波检测）载波检测（20）DTE就绪就绪（22）振铃指示）振铃指示DTEDCE计算机计算机或或终端终端调制解调制解调器调器EIA-232/V.24的信号定义的信号定义第54页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系553.3.2 数

39、据链路层（data link layer）n通过制定一些数据链路层协议（链路控制规程）来建立、维护和释放网络实体间的数据链路，从而在不可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。1.数据链路层的目的n为在相邻网络实体之间建立、维持和释放数据链路连接，以及传输数据链路服务数据单元。n1）结点（node）：网络中的主机（host）和路由器（router）称为结点第55页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系56n2）链路：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的节点。通信路径上连接相邻结点的通信信道。n3）数据链路(datalink)：从数据发

40、送点到数据接收点所经过的传输途径。链路与数据链路的区分n4）数据链路控制规程：指为使数据能迅速、正确、有效地从发送点到接收点所采用的控制方式。n5）帧：链路层协议交换的数据单元。封装网络层数据报第56页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系57链路与数据链路n链路：链路：在进行数据通信时，两个计算机之间的通路往往是由许多的链路串接而成的。n数据链路：数据链路：实现两个相邻结点通信时，所执行协议(规程规程，procedure)的硬件和软件及链路，就构成了数据链路(datalink)。链路是物理链路，而数据链路是逻辑链路。采用复用技术时，一条链

41、路上可以有多条数据链路。链路不可靠（可能出现差错），而数据链路是可靠的（出现差错后可纠正）。链路连接的生存期是结点开机到结点关机时止；而数据链路连接的生存期是从通信开始到通信结束时止。第57页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系58第58页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系592.数据链路层的功能和服务1）建立与拆除数据链路连接面向连接确认服务（acknowledgedconnection-orientedservice）；无连接确认服务（acknowladgedconnectio

42、nlessservice）；无连接不确认服务（unacknowledgedconnectionlessservice）。第59页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系602）构成数据链路数据单元成帧（Framing）n在SDU外加数据链路层协议控制信息，形成数据链路层PDUn成帧方法：q字符计数法q带字符填充的首尾字符定界法q带位填充的首尾标记定界法q物理层编码违例法第60页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系61n字符计数法：以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的

43、字节数。缺点：帧头出错不光影响本数据帧，还影响后续的帧。第61页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系62n带字符填充的首尾字符定界法：在帧的起始和结尾用特殊的字符标志，例如：用ASCII字符DLESTX表示帧的起始，DLEETX表示结尾。第62页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系63带位填充的首尾标记定界法：n用特殊的位序列表示帧的起始和结尾，例如，用01111110表示帧的起始和结尾第63页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体

44、系64n物理层编码违例法：q在物理层用1.5或2个物理位表示一个数据位来表示帧的起始与结尾。例如在物理层编码中，用表示1，用表示0则可用，作为起始、结尾标志。第64页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系653）数据链路连接的分裂4）定界与同步n使接收方在收到的比特流中区分出一帧的开始与结束位置。5）顺序和流量控制n顺序控制功能用于控制PDU按顺序在相邻节点之间传输n流量控制功能用以保持数据单元的发送与接收速率匹配。流量控制方法有发送等待方法、预约缓冲区法、滑动窗口控制方法、许可证法和限制管道容量方法等。第65页，共118页，编辑于2022

45、年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系666）差错的检测与恢复差错控制n帧内个别比特出错的纠错：前向纠错法、检错重发、反馈检测；n帧丢失的纠错：计数器，进行超时重发。为了避免相同的帧收到多次，需要对帧进行编号。第66页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系673.数据链路层协议n1）面向字符的通信规程数据以字符为单位传输，用控制字符控制通信，IBM的BSC规程n2）面向位的通信规程数据以位为单位传输，用帧中的控制字段控制通信，ISO的HDLC规程n3）互联网的数据链路层协议（第八章）nSLIP（SerialLine

46、IP），串行线路的Internet数据链路层协议PPP（Point-to-PointProtocol），点-点协议第67页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系68面向字符型协议实例：BSC ASIIC码：码：格式字符：格式字符：SOH（start of heading）STX（start of text）ETB（end of transmission block）ETX（end of text）控制字符：控制字符：ACK（acknowledge）NAK（negative acknowledge）ENQ（enquire）EOT（end of

47、 transmission）SYN（synchrous）DLE（data link escape）第68页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系69面向字符型面向字符型BSC协议的数据报文格式协议的数据报文格式第69页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系70建立、维护建立、维护与释放数据与释放数据链路流程图链路流程图第70页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系71面向比特协议实例：HDLC高级数据链路控制（High-LevelDa

48、taLinkControl）是由国际标准化组织制定的面向位的有序链路层协议。n1）基本概念数据站q负责发送和接收数据帧的终端和计算机q主站（primarystation）：发送命令（数据），接收响应，负责整个链路的控制。q从站（secondarystation）：接收命令，发送响应，配合主站完成链路的控制。q组合站（combinedstation）：同时具有主站和从站的功能，既发送又接收命令和响应，并负责整个链路的控制。第71页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系72n2）配置q非平衡型配置q平衡配置点-点式点-多点式主站次站式组合式第7

49、2页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系73n3）HDLC帧的结构q定界符：01111110，作为起始和结束标志q地址域(Address)：在命令帧中表示目的地址，在响应帧中表示源地址q控制域(Control)：用来表示帧的种类，执行信息传送，监控功能q数据域(Data)：任意信息,任意长度(受上层协议SDU的限制)q校验和(Checksum)：采用CRC校验，生成多项式为CRC-CCITT第73页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系74nHDLC帧类型控制域最前两位区别q信息帧(I

50、nformation)：用来实现信息的传送，含有信息字段q监控帧(Supervisory)：帧中不包含信息字段，具有监控链路的作用，并能对收到的帧进行确认。q无序号帧(Unnumbered)：对数据链路进行附加控制。I帧S帧U帧第74页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系75n4.数据链路层连接的网络连接设备：q网桥、网关及交换机第75页，共118页，编辑于2022年，星期一2009年3月17日10时12分第3章 计算机网络体系763.3.3网络层网络层（networklayer）的主要功能是通过数据链路层的服务将每个分组或包从源端传输到