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1、第 3 章 计算机网络协议与体系结构计算机网络实用技术计算机网络实用技术学习目标学习目标了解网络协议与体系结构的概念了解网络协议与体系结构的概念认识认识OSI/RM参考模型参考模型认识认识TCP/IP参考模型参考模型2.1网络协议与体系结构的网络协议与体系结构的概念概念本节要点本节要点网络协议网络协议的层次结构网络体系结构网络协议网络协议什么是网络协议为网络数据交换而定制的规则、约定与标准称为。网络协议网络协议语法语法语法语法语义语义语义语义时序时序时序时序语法即用户数据与控制信息的结构与格式，它是规定将若干协语法即用户数据与控制信息的结构与格式，它是规定将若干协议元素和数据组合在一起，表示一
2、个更完整的内容所应遵循的议元素和数据组合在一起，表示一个更完整的内容所应遵循的格式，也可以说它是对数据结构形式的一种规定。格式，也可以说它是对数据结构形式的一种规定。时序是对事件实现顺序的详细说明。时序是对事件实现顺序的详细说明。语义是指对构成的协议元素含义的解释，即需要发出何种控语义是指对构成的协议元素含义的解释，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与作出的响应。制信息，以及完成的动作与作出的响应。网络协议的层次结构网络协议的层次结构将通信系统按逻辑功能分解到若干层次中，将通信系统按逻辑功能分解到若干层次中，每一层均规定了本层要实现的功能。每一层均规定了本层要实现的功能。接口是相邻层次之间
3、进行交换信息。接口是相邻层次之间进行交换信息。通信规则包括通信的同步、数据编通信规则包括通信的同步、数据编码和差错处理等方式。码和差错处理等方式。分层结构中，如果每一层次中包括两分层结构中，如果每一层次中包括两个实体，称为对等实体。个实体，称为对等实体。下层向上层提供服务，上层使用下下层向上层提供服务，上层使用下层的服务。层的服务。14253分层服务接口通信协议对等实体要求各层次相对独立且界限分明以便网络的硬件和软件分别去实现要求各层次相对独立且界限分明以便网络的硬件和软件分别去实现要求各层次相对独立且界限分明以便网络的硬件和软件分别去实现要求各层次相对独立且界限分明以便网络的硬件和软件分别去
4、实现网络体系结构网络体系结构网络体系结构的定义网络体系结构的定义网络体系结构的定义网络体系结构的定义网络体系结构的分层原则网络体系结构的分层原则网络体系结构的分层原则网络体系结构的分层原则网络体系层次结构的优点网络体系层次结构的优点网络体系层次结构的优点网络体系层次结构的优点网络体系结构网络体系结构=分层、协议、接口分层、协议、接口。计算机网络中采用层次结构有各层次之间相互独立、灵活性计算机网络中采用层次结构有各层次之间相互独立、灵活性高、易于实现和维护以及有利于促进标准化等优点。高、易于实现和维护以及有利于促进标准化等优点。网络体系结构分层网络体系结构分层的的原则原则有：有：各层功能明确各层
5、功能明确、接口清晰简洁、接口清晰简洁、层次数量适中。层次数量适中。2.2OSI/RM参考模型参考模型本节要点本节要点OSI/RM参考模型的层次OSI/RM参考模型中的数据传输OSI/RM参考模型的层次参考模型的层次OSI/RM的七层模型2OSI/RM参考模型的分层原则34OSI/RM参考模型中的对等实体和7层协议OSI/RM参考模型各层的主要功能1OSI/RM的七层模型的七层模型开放系统参考模型OSI/RM结构OSI/RM参考模型的分层原则参考模型的分层原则每一层的指定功能会根据已有的成功经验进行划分。每两层之间的接口必须清晰，且跨越接口的信息量应尽可能少。在需要不同的通信服务时，可在一层内再
6、设置两个或两个以上的子层，当不需该服务时，可以绕过这些子层。应该明确每一层的功能，并且互相之间应该独立。当某一层在进行更新时，只要保持与相邻层之间的接口不变，就不会对邻层产生影响。OSI/RM参考模型中的参考模型中的对等实体和对等实体和7层协议层协议 OSI/RM参考模型的7层协议由上往下依次为应用层协议、表示层协议、会话层协议、运输层协议、网络层协议、数据链路层协议和物理层协议。OSI/RM参考模型各层的主要功能参考模型各层的主要功能提供网络的物理连接提供网络的物理连接对子网间的数据包进行路由选择对子网间的数据包进行路由选择保证一个主机应用层信息可以被另保证一个主机应用层信息可以被另一个主机
7、的应用程序理解一个主机的应用程序理解负责建立、管理、终止进程之间负责建立、管理、终止进程之间的会话的会话在不可靠的介质上提供可靠的传输在不可靠的介质上提供可靠的传输15263直接面对用户的具体应用直接面对用户的具体应用7物理层（Physical Layer）数据链路层（Data Link Layer）网络层（Network Layer）应用层（Application Layer）表示层（Presentation Layer）会话层（Session Layer）主机到主机的层次主机到主机的层次4运输层（Transport Layer）OSI/RM参考模型中的数据传输参考模型中的数据传输OSI/R
8、MOSI/RM参考模型的数据传输过程参考模型的数据传输过程参考模型的数据传输过程参考模型的数据传输过程2.3TCP/IP参考模型参考模型本节要点本节要点TCP/IP参考模型概述TCP/IP协议簇TCP/IP与OSI/RM参考模型的比较TCP/IP参考模型概述参考模型概述TCP/IPTCP/IP参考模型和参考模型和参考模型和参考模型和OSI/RMOSI/RM参考模型对比参考模型对比参考模型对比参考模型对比TCP/IP协议簇协议簇TCP/IPTCP/IP协议簇协议簇协议簇协议簇 TCP/IP与与OSI/RM参考模型的比较参考模型的比较共共同同点点不不同同点点都是基于独立的协议栈的概念。它们的功能大
9、体相似，在两个模型中，传输层及以上的各层都是为了通信的进程提供点到点、与网络无关的传输服务。OSI/RM参考模型与TCP/IP参考模型传输层以上的层都以应用为主导。TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将网际协议IP作为TCP/IP的重要组成部门。但ISO最初只考虑到使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起。TCP/IP一开始就对面向连接和无连接服务，而OSI在开始时只强调面向连接服务。TCP/IP有较好的网络管理功能，而OSI到后来才开始这个问题，在这方面两者有所不同。练习（一）练习（一）什么是网络协议？一个网络协议主要由哪什么是网络协议？一个网络协议主要由哪3个要素组
10、成？个要素组成？网络体系结构是如何定义的？它有哪些分层原则？网络体系结构是如何定义的？它有哪些分层原则？网络体系层次结构的好处有哪些？网络体系层次结构的好处有哪些？OSI/RM参考模型是什么？它分为哪参考模型是什么？它分为哪7层协议？层协议？练习（二）练习（二）物理层是物理层是OSI/RM参考模型中的第几层？其功能和特性是什么？参考模型中的第几层？其功能和特性是什么？TCP/IP参考模型是什么？它分为哪几层协议？参考模型是什么？它分为哪几层协议？TCP/IP协议簇中传输层主要有哪些协议？协议簇中传输层主要有哪些协议？OSI/RM和和TCP/IP的相同点和不同点有哪些？的相同点和不同点有哪些？总
11、结：需注意的内容总结：需注意的内容12OSIOSI参考模型是理论模型，模型的建立有利于将网络通信拆解成较小参考模型是理论模型，模型的建立有利于将网络通信拆解成较小参考模型是理论模型，模型的建立有利于将网络通信拆解成较小参考模型是理论模型，模型的建立有利于将网络通信拆解成较小的、较简单的部分，方便设计制造，在学习和了解时更加简单明了。的、较简单的部分，方便设计制造，在学习和了解时更加简单明了。的、较简单的部分，方便设计制造，在学习和了解时更加简单明了。的、较简单的部分，方便设计制造，在学习和了解时更加简单明了。在在在在TCP/IPTCP/IP协议中，协议中，协议中，协议中，TCPTCP协议和协议和协议和协议和IPIP协议各有分工，协议各有分工，协议各有分工，协议各有分工，TCPTCP协议是协议是协议是协议是IPIP协议协议协议协议的高层协议，的高层协议，的高层协议，的高层协议，TCPTCP在在在在IPIP之上提供了一个可靠的面向连接的协议。之上提供了一个可靠的面向连接的协议。之上提供了一个可靠的面向连接的协议。之上提供了一个可靠的面向连接的协议。