搜索
1.5网络体系结构的基本概念1网络体系结构问题：构建一个计算机网络要考虑的问题在通信的源结点和目标结点之间提供传输线路使用的传输介质的类型：卫星线路、双绞线、光纤等传输方式：模拟传输或数字传输电气接口类型数据在网络中如何传输交换方式寻址、流量控制和拥塞控制通信双方有关文件格式的统一用户使用的字符集和数据格式不同加密措施网络体系结构的形成分层规则网络接入模块通信服务模块文件传送模块1.5网络体系结构的基本概念1网络体系结构计算机网络体系结构的定义计算机网络体系结构是计算机网络的层次结构模型与各层协议的集合，是计算机网络应完成功能的精确定义网络协议网络协议的概念为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议（Protocol）。网络协议三要素语法用户数据与控制信息的结构和格式语义需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应时序对事件实现顺序的详细说明1.5网络体系结构的基本概念1网络体系结构层次是人们对复杂问题的处理方法。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口低层向高层通过接口提供服务层次和接口的概念1.5网络体系结构的基本概念1网络体系结构层次和接口的概念划分层次的好处各层之间是独立的。高层不需知道低层是如何实现的，而仅需要知道该层通过层间接口所提供的服务，这样就降低了问题的复杂程度灵活性好。当任何一层发生变化时，只要接口保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响结构上可以分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现易于实现和维护。复杂系统被分解成若干相对独立的易于处理的子系统促进标准化工作。各层的功能都有精确定义。1.5网络体系结构的基本概念1网络体系结构网络体系结构标准化的研究各公司提出的网络体系结构SNAIBM公司于1974年提出第一个网络体系结构DNADEC公司于1975年提出这些理论研究成果为以后网络理论体系的形成奠定了基础问题各种体系结构在层次的划分、功能的分配与采用的术语均不同网络体系结构与协议标准的不统一，将会限制计算机网络自身的发展和应用网络体系结构与网络协议必须走国际标准化的道路1.5网络体系结构的基本概念1网络体系结构网络体系结构标准化的研究国际组织简介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：ISO和CCITTISO（国际标准化组织）ISOTC97主要关心信息的处理与网络体系结构CCITT（国际电报电话咨询委员会）主要从通信的角度考虑一些标准的制定1993年，国际电信联盟改组，CCITT不存在，取而代之的是TSS（电信标准部门）成果1983年，ISO发布了著名的ISO/IEC7498标准：开放系统互连参考模型OSI（OpenSystemInterconnection）CCITT的X.200建议书也定义了一些相似的内容1.5网络体系结构的基本概念2ISO/OSI参考模型OSI参考模型的结构物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network传输层Transport会话层Session表示层Presentation应用层ApplicationAllPeopleSeemToNeedDataProcessingOSI开放系统互连只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信1.5网络体系结构的基本概念2ISO/OSI参考模型OSI参考模型各层的功能物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层表示层用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能应用层应用层是体系结构的最高层。应用层的具体内容就是为应用软件提供很多服务，例如文件服务、数据库服务、电子邮件与其他网络软件的服务1.5网络体系结构的基本概念2ISO/OSI参考模型OSI参考模型各层的功能网络层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层将传输层产生的报文段封装成分组进行传送。在传送过程中，为分组选择最适当的路径，使源主机传输层所传下来的分组能够交付到目的主机。传输层向用户提供可靠的端到端（End－to－End）服务，处理数据包错误、数据包次序，以及一些关键传输问题。是资源子网和通信子网的分界线会话层负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能1.5网络体系结构的基本概念2ISO/OSI参考模型OSI参考模型各层的功能物理层规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性，比如，什么信号代表“1”，什么信号代表“0”；一个比特持续多少时间；设备之间连接件的尺寸和接头数，以及每根连线的用途等。物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层数据链路层在发送数据时，将网络层交给的分组组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。连网的主机必须有实现OSI七层功能的软件和硬件中继系统负责网络中的数据传输只需实现下面三层功能一般下面三层功能：硬件实现高层：软件实现1.5网络体系结构的基本概念TCP/IP参考模型的结构3TCP/IP参考模型主机－网络层互联层传输层应用层TCP/IP是事实上的国际标准1.5网络体系结构的基本概念TCP/IP与ISO/OSI模型的对应关系3TCP/IP参考模型主机－网络层互联层1.5网络体系结构的基本概念TCP/IP模型各层功能简介3TCP/IP参考模型主机－网络层主机用某种协议与网络连接，以便通过网络发送和接收IP分组。可以是各种协议，如：局域网的CSMA/CD、TokenBusX.25分组交换网互联层发送数据时，将传输层产生的报文段封装成分组，并选择发送路径，将其从相应的输出端口发送出去接收到其他主机发送的分组后，检查目的地址，如需要转发，则选择发送路径，转发出去；如目的地址为本结点IP地址，则除去报头，将分组交送传输层处理并解决拥塞问题1.5网络体系结构的基本概念TCP/IP模型各层功能简介3TCP/IP参考模型传输层提供端到端的连接流量控制应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。因特网的应用层协议很多，如HTTP协议，FTP协议等。1.5网络体系结构的基本概念3TCP/IP参考模型TCP/IP模型各层的典型协议主机－网络层互联层传输层应用层物理层1.5网络体系结构的基本概念结构４建议参考模型数据链路层网络层传输层应用层OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用，但其概念清楚，体系结构理论较完整。TCP/IP的协议得到广泛的应用，但它原先并没有一个明确的体系结构。因此往往采取折中的办法，即综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种有五层协议的体系结构。1.5网络体系结构的基本概念４建议参考模型数据的传输过程发送方应用进程的数据传送到应用层，应用层为数据加上本层首部形成应用层的协议数据单元（PDU），然后将其交给传输层。传输层接收到这个数据后把它作为本层的数据部份，加上传输层首部，组成传输层的协议数据单元，再传送到网络层。依此类推接收方物理层将接收到的数据上传给数据链路层数据链路层剥去数据帧的首部和尾部（发送方数据链路层所加），依据它进行某些操作，然后将帧的数据部份传送给网络层依次类推1.5网络体系结构的基本概念４建议参考模型各层协议数据单元的名称数据链路层网络层分组（packet）数据报IP数据报帧（frame）传输层报文（TCP协议）用户数据报（UDP协议）