《计算机网络第03章-网络体系结构与网络协议(第4版).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络第03章-网络体系结构与网络协议(第4版).ppt（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第3 3章章 网网络体系体系结构与网构与网络协议1本章要本章要讨论以下以下问题：n处理复理复杂的网的网络问题的基本方法是什么？的基本方法是什么？n如何如何认识互互联网的网网的网络结构的特点？构的特点？n在网在网络中数据如何中数据如何进行行传递的？的？2问题：n处理复理复杂的网的网络问题的的基本方法是什么？基本方法是什么？n3.13.1 网网络体系体系结构的基本概念构的基本概念3现实生活中生活中邮政系政系统结构与运行构与运行过程程通信者活动通信者活动邮局服务业务邮局服务业务邮局转送业务邮局转送业务发信者发信者收信者收信者运输部门的邮件运输业务运输部门的邮件运输业务书写信件书写信件贴邮票贴邮票送
2、邮箱送邮箱收集信件收集信件盖邮戳盖邮戳分拣信件分拣信件信件打包信件打包送运输部门送运输部门路由选择路由选择发送邮包发送邮包转送邮局转送邮局接收邮包接收邮包分发信件分发信件邮包拆包邮包拆包投递信件投递信件分拣信件分拣信件阅读信件阅读信件通信者活动通信者活动邮局服务业务邮局服务业务邮局转送业务邮局转送业务n邮政系政系统的体系的体系结构构4几个重要的概念：几个重要的概念：n协议（protocolprotocol）n层次次（layerlayer）n接口接口（interfaceinterface）n网网络体系体系结构构（network architecturenetwork architecture）邮
3、政系政系统和和计算机网算机网络系系统相似之相似之处5n定定义：为网网络数数据据交交换而而制制定定的的规则、约定定与与标准准，通通信信规约。n网网络协议的三要素：的三要素：语义、语法与法与时序序n语法法：是用：是用户数据数据与与控制信息控制信息的的结构与格式构与格式，规定通定通信双方彼此信双方彼此“如何如何讲”；n语义：用于解：用于解释比特流的每个部分的意比特流的每个部分的意义，规定通信定通信双方彼此双方彼此“讲什么什么”，如，如规定通信双方要定通信双方要发出什么控出什么控制信号，制信号，执行的行的动作和返回的作和返回的应答；答；n时序序：事件：事件实现顺序的序的详细说明。明。网网络协议的概念的
4、概念6层次次（layer）n是人是人们对复复杂问题处理理的基本方法。的基本方法。n层次之次之间的关系的关系上上层使用下使用下层的的服服务，下下层向上向上层提供提供服服务，层与与层之之间相相对独立，独立，通通过接口接口相互通信。相互通信。7接口接口（interface）n是同一是同一结点内相点内相邻层之之间交交换信息的信息的连接接点。点。n同一同一结点的相点的相邻层之之间存在明确存在明确规定的接定的接口，低口，低层通通过接口向高接口向高层提供服提供服务；n只要只要接口条件不接口条件不变、低低层功能不功能不变，低，低层功能的具体功能的具体实现方法与技方法与技术的的变化化不会影不会影响整个系响整个系
5、统的工作的工作。8网网络络体系体系结结构（构（network architecture）n网网络层次次结构模型与各构模型与各层协议的集合。的集合。n各各层之之间相相对独立，高独立，高层只需知道下只需知道下层能能够提供的服提供的服务，而无需知道低，而无需知道低层的服的服务如何如何实现。n各各层都可以采用最合适的技都可以采用最合适的技术来来实现；n整个系整个系统被分解被分解为若干个易于若干个易于处理的部分；理的部分；n每每层的功能与提供的服的功能与提供的服务都已有精确都已有精确说明，明，因此因此这有利于促有利于促进协议的的标准化。准化。9n计算机网算机网络是个是个非常复非常复杂的系的系统 考考查将
6、将两两台台计算算机机连接接起起来来，使使其其之之间能能互互传文件文件的情况。的情况。至少需要做的工作：至少需要做的工作：n彼此彼此间至少存在至少存在一条物理一条物理通路；通路；n物物理理通通路路能能为一一方方激激活活，使使数数据据能能在在通通路路上上发送送和和接收；接收；n发送方送方应告告诉网网络如何如何识别接收方；接收方；n发送方送方应能能得知得知接收方接收方是否做好接收是否做好接收准准备；n发送方送方应能能得知得知接收方接收方是否正确是否正确收到所收到所发数据；数据；n差差错检测和和处理理，应有有可可靠靠的的措措施施保保证对方方计算算机机最最终能能够收到正确的文件收到正确的文件计算机网算机
7、网络的体系的体系结构的形成构的形成10n讨论：如如何何构构造造复复杂的的计算算机机网网络？采采用用“分分层处理理”的的思思想想。它它已已成成为现代代计算算机机网网络设计的重要原的重要原则。n“分分层”可可将将庞大大而而复复杂的的问题，转化化为若若干干较小小的的局局部部问题，而而这些些较小小的的局局部部问题就比就比较易于研究和易于研究和处理。理。n体系体系结构构实例例：IBMIBM的的SNA(Systems Network SNA(Systems Network Architecture)Architecture)，DECDEC的的DNA(Digital DNA(Digital Network
8、Architecture)Network Architecture)，美国国防部的，美国国防部的TCP/IPTCP/IP网网络结构等构等n然而，然而，计算机网算机网络的体系的体系结构的形成构的形成11问题：n如何如何认识互互联网的网网的网络结构的特点？构的特点？12n不不同同体体系系结构构的的计算算机机系系统互互不不兼兼容容，难以互以互连。19771977年年国国际标准准化化组织IS0IS0成成立立了了专门机机构构研研究究网网络体体系系结构构。不不久久，就就提提出出了了一一个个试图使使各各种种计算算机机在在世世界界范范围内内互互连成成网网的的标准准框框架架，即即著著名名的的开开放放系系统互互连
9、参参考考模模型型OSI/RMOSI/RM(0pen(0pen Systems Systems Interconnection Interconnection Reference Model)Reference Model)，简称称为OSI/RMOSI/RM。这里里“开开放放”的的意意思思强调：只只要要遵遵循循OSIOSI标准准，一一个个系系统就就可可以以和和位位于于世世界界上上任任何何地地方方的的、也也遵遵循循这同同一一标准准的的其其它它任任何何系系统进行通信。行通信。3.2 OSI参考模型参考模型13 OSI参考模型的基本概念参考模型的基本概念nOSI标准中，采用的是三准中，采用的是三级抽象
10、：抽象：n体体系系结构构（architecturearchitecture）：定定义了了开开放放系系统的的层次次结构构、层次次之之间的的相相互互关关系系，以以及及各各层所包括的可能服所包括的可能服务。n服服务定定义（service service definitiondefinition）：详细定定义地地说明了各明了各层所提供的服所提供的服务。n协议说明明（protocol protocol specificationspecification）：没没有有提提供供一一个个可可以以实现的的方方法法，只只是是说明明某某层做做什么。也就是什么。也就是说，没有解决如何做的，没有解决如何做的问题。14
11、OSI参考模型的参考模型的结构构15 OSI参考模型各参考模型各层的功能的功能应用用层表示表示层会会话层运运输层网网络层链路路层物理物理层应用程序：用程序：FTPFTP、E-mailE-mail、TelnetTelnet数据数据结构表示、数据构表示、数据转换、加密、加密、压缩进程管理、双工、半双工、程管理、双工、半双工、单工、断点工、断点续发将数据将数据传给正确的正确的应用程序，提供可靠的用程序，提供可靠的端到端端到端的数据的数据传输将包将包传给正确的主机，数据分正确的主机，数据分组、路由、路由选择 将数据将数据组成成帧，差，差错控制、流量控制、媒体控制、流量控制、媒体访问控制控制规定物理信号
12、、接口、信号形式、速率，定物理信号、接口、信号形式、速率，实现数据流的透明数据流的透明传输16问题：n在网在网络中数据如何中数据如何进行行传递的？的？17 OSI环境中的数据境中的数据传输过程程18n在在TCP/IPTCP/IP协议研究研究时，并没有提出参考模型；，并没有提出参考模型；n19741974年年KahnKahn定定义了最早的了最早的TCP/IPTCP/IP参考模型；参考模型；n8080年代年代LeinerLeiner、ClarkClark等人等人对TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型进一步的研究；一步的研究；nTCP/IPTCP/IP协议一共出一共出现了了6 6个版本，后个版本
13、，后3 3个版本是个版本是版本版本4 4、版本、版本5 5与版本与版本6 6；n目前我目前我们使用的是版本使用的是版本4 4，一般被称，一般被称为IPv4IPv4；nIPv6IPv6被称被称为下一代的下一代的IPIP协议。3.3 TCP/IP参考模型参考模型 193.3.1 TCP/IP参考模型的特点参考模型的特点 n开放的开放的协议标准准;n独立于特定的独立于特定的计算机硬件与操作系算机硬件与操作系统；n独独立立于于特特定定的的网网络硬硬件件，可可以以运运行行在在局局域域网网、广广域网，更适用于互域网，更适用于互连网中；网中；n 统一一的的网网络地地址址分分配配方方案案，使使得得每每个个TC
14、P/IP设备在网中都具有唯一的地址；在网中都具有唯一的地址；n标准准化化的的高高层协议，可可以以提提供供多多种种可可靠靠的的用用户服服务。20n应用用层（application layerapplication layer）n传输层（transport layertransport layer）n互互连层（internet layerinternet layer）n主主 机机-网网 络 层（host-to-host-to-network layernetwork layer）TCP/IP参考模型各参考模型各层功能功能应用层主机-网络层互连层 IP(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP
15、 等)运输层(TCP 或 UDP)21 TCP/IP参考模型各参考模型各层功能功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层OSIOSI参考模型参考模型TCPTCP/IPIP 参考模型参考模型传输层互联层主机-网络层22TCP/IP协议栈应用层应用层传输层传输层互联层互联层主机主机-网络层网络层 EthernetToken Ring其他协议ARPRARPIPTCPUDPTelnet FTP SMTPDNS其他协议23TCP/IP参考模型的通信参考模型的通信应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层432124一种建一种建议的的层次参考模型次参考模型 数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层255层结构数据传输过程5 54 43 32 21 15 54 43 32 21 13 32 21 13 32 21 1A AB BX XY Y 中间交换结点中间交换结点X X 中间交换结点中间交换结点Y Y主机主机B B主机主机A A26互互联联网网协议标协议标准、准、RFC文档与管理机构文档与管理机构27小小结n明确网明确网络体系体系结构的概念构的概念n协议、层次、接口次、接口nOSIOSI、TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型n网网络中数据中数据传输的的过程程28