计算机网络考研辅导讲座计算机网络体系结构.ppt
第一讲 计算机网络体系结构2011年计算机专业考研大纲(摘录)大纲考查范围一计算机网络体系结构大纲考查范围二 物理层大纲考查范围三 数据链路层大纲考查范围三 数据链路层大纲考查范围四 网络层大纲考查范围四 网络层大纲考查范围五 传输层大纲考查范围六 应用层2011年考研大纲中的单项选择题示例题型：单项选择题、综合应用题2011年考研大纲中的综合应用题示例第一讲：计算机网络体系结构2011年考研大纲考查范围大纲考查范围：知识点归纳：（一）计算机网络概述q计算机网络定义：能够相互资源共享的互连起来的自治计算机系统的集合。q计算机网络组成：资源子网通信子网资源子网（边缘部分）：主机、终端，-端系统(C/S,P2P)通信子网（核心部分）：通信结点、通信链路知识点归纳其中，通信结点：路由器、结点交换机、分组交换设备(PSE)、分组装卸设备(PAD)、集中器(Concentrator)、通信控制处理器CCP（ARPANET中叫 接口报文处理机IMP）等。q计算机网络的功能：通信、资源共享q计算机网络的分类：1.按网络的分布范围分类:广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN2.按使用者分类：公用网、专用网3.按网络的交换方式分类:电路交换、报文交换、分组交换4.按网络的拓扑结构分类:星形、总线、环形、树形、网形q计算机网络与互联网的发展历史：网络发展的三个阶段：1.面向终端的计算机网络。用一台中央主机连接大量的地理上处于分 散位置的终端。2.计算机计算机网络。多台计算机互连的系统，如IBM的SNA网，DEC 的DNA网，相对独立，未有统一标准。3.开放式标准化网络。国际标准化组织ISO颁布了“开放系统互连基 本参考模型”OSI/RM七层模型。全世界网络产品有了统一标准。国际互联网发展的三个阶段：1.从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。ARPA70年代中期开始研究多种网络的互连，1983年TCP/IP，因特网诞生。2.建成三级结构的因特网。NSFNET三级计算机网，分为主干网、地区网、校园网(企业网)3.形成多层次ISP结构的因特网。三层ISP结构，NAP。知识点归纳q计算机网络的标准化工作及相关组织计算机网络的标准化工作及相关组织知识点归纳知识点归纳各种各种 RFC 之间的关系：之间的关系：(RFCRequestForComments)（二）计算机网络体系结构与参考模型知识点归纳q 协议的定义、协议三要素：协议的定义、协议三要素：为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。协议总是指某一层协议，准确地说，它是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则约定的集合。网络协议的三个要素：1)语法(Syntax)：涉及数据及控制信息的结构或格式。2)语义(Semantics)：需发出何种控制信息、完成何种动作、做出何种响应。3)定时(Timing)：或叫同步，事件实现顺序的详细说明。q 计算机网络分层结构：计算机网络分层结构：所谓网络的体系结构体系结构(Architecture)就是计算机网络各层次及其协议的集合。层次结构一般以垂直分层模型来表示。q 层次结构的要点：层次结构的要点：1)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。2)对等层的虚通信必须遵循该层的协议。3)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。q 层次结构划分的原则：层次结构划分的原则：1)每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。当某一层的具体实现方法更新时，只要保持上、下层的接口不变，便不会对邻居产生影响。2)层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。3)层数应适中。若层数太少，则造成每一层的协议太复杂；若层数太多，则体系结构过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。知识点归纳q 网络体系结构的特点：网络体系结构的特点：1)以功能作为划分层次的基础。2)第n层实体在实现自身定义的功能时，只能使用第n-1层提供的服务服务。3)第n层在向第n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。4)仅在相邻层间有接口接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。q ISO/OSI 参考模型参考模型:开放系统互连(OpenSystemInterconnection)基本参考模型是由国际标准化组织(ISO)制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型，又称ISOsOSI参考模型。“开放开放”这个词表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。知识点归纳OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。OSI的体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定；OSI的服务定义描述了各层所提供的服务，以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语；OSI各层的协议规范，精确地定义了应当发送何种控制信息及何种过程来解释该控制信息。需要强调的是，OSI参考模型并非具体实现的描述，它只是一个为制定标准而提供的概念性框架。在OSI中，只有各种协议是可以实现的，网络中的设备只有与OSI和有关协议相一致时才能互连。知识点归纳实体：每一层中的活动元素，可以是任何可发送或接收信息的硬件或软件进程，许多情况下，实体就是一个特定的软件模块。对等实体：位于不同机器上同一层中的的实体。接口：相邻两层之间的边界，在接口处规定了低层向上层提供的服务以 及调用服务所使用的形式规范语句(服务原语)。服务：某一层提供的功能，并能通过接口提供给其相邻上层。N层(下层)是N+1层(上层)的服务提供者,N+1层是N层的服务用户。服务访问点(SAP)：服务提供的地点,接口上相邻两层实体交换信息之处。协议栈：网络各层协议按层次顺序排列而成，画在一起像一个栈结构。知识点归纳上一层的上一层的PDU 通过通过SAP传到下一层，作为下一层传到下一层，作为下一层PDU的数据字段的数据字段(SDU)知识点归纳ISOOSI/RM:知识点归纳信息流动过程：报文段信包/分组帧比特电/光脉冲封装拆封应用层：传输层：网络层：数据链路层：物理层：数据 段头数据段头头数据信包头帧头段头数据信包头头帧尾0011001110100000110000010110010111101001101010000011000001011001011110100110OSI/RMOSI/RM各层功能简述各层功能简述：qq应用层应用层：是直接面向用户的一层。它为应用进程提供访问OSI环境的手段，同时为应用进程提供服务。对一些普遍需要的网络应用（如文件传输、电子邮件、域名服务等）制定了一系列标准。qq表示层：表示层：提供数据或信息语法的表示变换，以确保不同表示方法的计算机能互相通信。涉及：各机器内部的数据表示与网络传输的抽象数据表示之间的变换数据的压缩/解压缩数据的加密/解密qq会话层：会话层：在两个互相通信的进程之间建立、组织和同步会话、会话活动管理、对话控制。qq传输层：传输层：提供端到端的数据传输服务。涉及：连接管理：建立连接、发收数据、拆除连接报文分割和装配：将上层的长数据报文分割成小的段进行传输端到端的差错控制与流量控制分流和多路复用知识点归纳qq网络层：网络层：将分组穿过通信子网从信源传输到信宿路由选择：如何经过中间节点选择路由，穿过子网拥塞控制：控制分组流入子网的流量，以免子网过载，性能下降数据分片和组装：将长的分组分片，以使能在短分组网络上传输网络互联：多个子网之间进行互连qq数据链路层：数据链路层：在相邻节点间无差错地传输一帧数据寻址和组帧同步差错控制（以太网、PPP只检错，HDLC、WLAN有差错控制）流量控制（以太网、PPP无流量控制，HDLC、WLAN有流量控制）qq物理层：物理层：在物理媒体上传输原始的数据比特流。机械特性：如接插件规格电气特性：如信号电平功能特性：如引脚功能规程特性：如何通信知识点归纳知识点归纳TCP/IP四层网络模型与OSI/RM七层网络模型：应用层传输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI的体系结构应用层网络接口层网际层 IP(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP等)传输层(TCP或UDP)TCP/IP的体系结构无连接分组交付服务传输服务(可靠或不可靠)各种应用服务TCP/IP的三个服务层次4321TCP/IPTCP/IP协议各层功能简述协议各层功能简述：qq应用层应用层：为用户提供访问Internet的一组高层协议(如如FTPFTP、TELNETTELNET、SMTPSMTP等等)qq传输层：传输层：为源和目的主机的应用程序间提供端-端的数据传输服务(如如TCPTCP、UDP)UDP)qq网络互联层（网际层）：网络互联层（网际层）：把分组独立地从信源传送到信宿。解决路由选择、拥塞控制和网络互联等问题(如如IP)IP)qq网络接口层：网络接口层：负责将IP分组封装成适合在物理网络上传输的幀格式并传输，或将从物理网络接收到的幀解封，取出IP分组交给网络互联层(如Ethernet、PPP)学习计算机网络原理时常采用五层协议的体系结构，综合了OSI和TCP/IP的优点，既简洁又能将概念讲述清楚。知识点归纳典型习题讲解 例根据下图左列OSI的各层与右列列出的各种功能，在两列间画出对应连线：1.流量控制网网络层络层2.提供对最终用户的访问3.ASCII码到EBCDIC码转换4.分组交换应应用用层层5.可靠的端到端数据传输6.定义幀7.决定路由物理物理层层8.数据流中插入同步点，故障时从最近同步点恢复9.建立、管理和终止会话10.在用户间同步会话传输层传输层11.提供机械的、电子的和功能的接口12.负责相邻节点的信息交换13.通过物理介质传输比特流表示表示层层14.与用户应用程序直接通信15.分流与多路复用16.保证可靠的数据传输数据数据链链路路层层17.提供登录和退出功能18.提供格式和代码转换服务19.拥塞控制会会话层话层20.报文的分割和装配21.为用户提供E-mail和文件传输之类的服务典型习题讲解 典型习题讲解 典型习题讲解 典型习题讲解 4典型习题讲解 典型习题讲解 典型习题讲解 典型习题讲解 典型习题讲解 典型习题讲解 习题练习习题练习习题参考答案
