计算机网络体系课件.ppt

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1、计算机网络体系课件计算机网络体系课件COMPANY LOGO计算机网络体系结构计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成1.7.1协议与划分层次协议与划分层次1.7.2具有五层协议的体系结构1.7.3实体、协议、服务和服务访问点1.7.4 TCP/IP的体系结构1.7.5COMPANY LOGO1.7.1 计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成v相互通信的两个计算机系统必须相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作高度协调工作才行，而这种才行，而这种“协调协调”是相当复杂的。是相当复杂的。v“分层分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题

2、，而这些较小的局部问题就比较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。较易于研究和处理。COMPANY LOGO开放系统互连基本参考模型开放系统互连基本参考模型OSI/RM“开放开放”是指非独家垄断是指非独家垄断“系统系统”是指在现实的系统中与互连有关的各部分是指在现实的系统中与互连有关的各部分OSI试图达到一种理想境界，即全世界的计算机网络都遵试图达到一种理想境界，即全世界的计算机网络都遵循这个统一的标准，因而全世界的计算机将能够很方便地循这个统一的标准，因而全世界的计算机将能够很方便地进行互连和数据交换进行互连和数据交换现今规模最大的、覆盖全世界的因特网并未使用现今规模最大的

3、、覆盖全世界的因特网并未使用OSI标准。标准。失败的原因：失败的原因：OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力；OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；OSI 的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。COMPANY LOGO计算机网络互连的两种标准v法律上的国际标准法律上的国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。并没有得到市场的认可。v是非国际标准是非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应现在获得了最广泛的应用。用。TCP/IP 常被称为事实上的(de facto)国际标准。

4、COMPANY LOGODiagram第一类工作与传送文件直接有关。确信对方已做好接收和存储文件的准备。双方协调好一致的文件格式。划分层次的概念举例 可以将要做的工作进行如下的划分。主机 1 向主机 2 通过网络发送文件。两个主机将文件传送模块作为最高的一层。剩下的工作由下面的模块负责。COMPANY LOGO两个主机交换文件 文件传送模块文件传送模块主机 1主机 2只看这两个文件传送模块好像文件及文件传送命令是按照水平方向的虚线传送的把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块文件传送模块COMPANY LOGO通信服务模块文件传送模块主机 1主机 2文件传送模块只看这两个通信服务模块

5、好像可直接把文件可靠地传送到对方把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块通信服务模块通信服务模块COMPANY LOGO文件传送模块主机 1通信服务模块网络接入模块通信网络网络接口网络接口网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。文件传送模块通信服务模块网络接入模块COMPANY LOGO能促进标准化工作。灵活性好。J 各层之间是独立的。结构上可分割开。易于维护分层的好处COMPANY LOGO1.7.2 协议与划分层次划分层划分层次划分次划分层次的层次的必要性必要性划分层划分层次的概次的概念举例念举例网络协网络协网络协网络协议的组议的组议的组

6、议的组成要素成要素成要素成要素COMPANY LOGO划分层次的必要性v计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，必须必须遵守事先约定好的规则遵守事先约定好的规则。v这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。关的同步问题（同步含有时序的意思）。v网络协议网络协议(network protocol)，简称为，简称为协议，协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。或约定。COMPANY LOGO网络协议的组成要素v语法语法 数据与控

7、制信息的结构或格式数据与控制信息的结构或格式。v语义语义 需要发出何种控制信息，完成何种动作需要发出何种控制信息，完成何种动作 以及做出何种响应。以及做出何种响应。v同步同步 事件实现顺序的详细说明。事件实现顺序的详细说明。COMPANY LOGO能促进标准化工作。灵活性好。J 各层之间是独立的。结构上可分割开。易于维护分层的好处COMPANY LOGO功能功能分层所需要完成的功能差错控制流量控制分段和重装复用和分用连接建立连接释放COMPANY LOGO1若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。2层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。层数多少要适当COMPANY LO

8、GO网络体系结构v网络的网络的体系结构体系结构(architecture)是计算机网络是计算机网络的各层及其协议的集合。的各层及其协议的集合。v计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的构件所应完成的功能的精确定义精确定义。v实现实现(implementation)是遵循这种体系结构是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。v体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。在运行的计算机硬件和软件。COMPA

9、NY LOGO五层协议的体系结构 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v应用层应用层(application layer)v运输层运输层(transport layer)v网络层网络层(network layer)v数据链路层数据链路层(data link layer)v物理层物理层(physical layer)COMPANY LOGO主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2物理传输媒体应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层 PDU应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文运输层报文再传送到网

10、络层加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体COMPANY LOGO主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！物理传输媒体电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层物理层接收到比特流，上交给数据链路层数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层应用层剥去首部，取出应用程序数据

11、上交给应用进程COMPANY LOGO5432154321主机 1AP2AP1主机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部COMPANY LOGO5432154321主机 1AP2AP1主机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应

12、用 程 序 数 据COMPANY LOGOH3H4H5应 用 程 序 数 据5432154321主机 1AP2AP1主机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据COMPANY LOGOH4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据5432154321主机 1AP2AP1主机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层COMPANY LOGOH5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据5432154321主机 1AP2AP1主机 2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层COMPANY LOGO

13、应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据5432154321AP2AP1应用层剥去应用层 PDU 首部后把应用程序数据交给应用进程COMPANY LOGO5432154321主机 1AP2AP1主机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！COMPANY LOGO1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。实体协议服务要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。COMPANY LOGO实体、协议、服务和服务访问点（一）

14、COMPANY LOGO实体、协议、服务和服务访问点（二）协议(n+1)SAPSAP交换原语交换原语实体(n+1)服务提供者第 n 层第 n+1 层实体(n+1)服务用户实体(n)实体(n)协议(n)COMPANY LOGO1.7.5 TCP/IP的体系结构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4321路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层。COMPANY LOGOIP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3COMPANY LOGO【例1-2】客户进程和服务器进程使用 TCP/IP 协议进行通信数据链路层物理层运输层网络层数据链路层物理层运输层网络层 客户发起连接建立请求 服务器接受连接建立请求应用层应用层因特网客户客户服务器服务器以后就逐级使用下层提供的服务(使用 TCP 和 IP）COMPANY LOGO功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程 数据链路层物理层运输层网络层应用层服务器服务器11服务器服务器22数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机 1客户 1计算机 3数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机 2客户 2因特网COMPANY LOGOLOGO