计算机网络技术基础教程(第2章).ppt

* 第 2 章 计算机网络体系结构与协议 计算机网络中不同的计算机之间进行通信时，必须遵守一定的约定，这些约定即为网络协议。 网络协议依赖于网络体系结构，协议和协议分层是网络体系结构的基础。 2.1 概 述 计算机网络是一个复杂的计算机及通信系统的集合，在其发展过程中逐步形成了一些公认的通用建立网络体系的模式，这些模式称之为网络体系结构。 2.1.1 计算机网络体系结构 计算机网络从概念上可分为提供信息服务的通信子网和提供资源共享服务的资源子网两层次。 从两个子网的关系看，资源共享功能的实现依赖与通信子网的数据通信功能。通信子网为资源子网提供信息传输服务，而资源子网利用这种服务实现计算机间的资源共享。 怎样构建计算机网络的通信功能，来实现不同系统之间，尤其是异种计算机系统之间的相互通信呢，这就是网络体系结构要解决的问题。 网络体系结构通常采用层次化结构定义计算机网络的协议、功能和提供的服务。 例： 图2-1 邮政系统分层模型 在计算机网络环境中，两个端点的两个进程之间的通信过程类似于上面的信件的投递过程。网络体系结构是计算机网络的分层、各层协议、功能和层间接口的集合。 不同的计算机网络具有不同的体系结构，其层的数量、各层的名称、内容和功能以及各相邻之间的接口都不一样。 网络体系结构实际上是一组 设计原则，它包括功能组织，数据结构和过程说明，以及用户应用网络的设计和实现的基础。因此，网络体系结构是 一个抽象的概念，对于这些功能由何种硬件和软件实现未加说明。 2.1.2 计算机网络协议 计算机协议就是定义计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。协议有三个要素： 1、语法：数据与控制信息的格式、数据编码等。 2、语义：控制信息的内容，需要做出的动作及响应。 3、时序：事件先后顺序和速度匹配。 2.1.3 协议分层 计算机网络的整套协议是一个庞大复杂的体系，为了便于对协议的描述、设计和实现，目前都采用分层的体系结构。如图2-2所示： 所谓层次结构就是 指把一个复杂的系统设 计问题分解成多个层次 分明的局部问题，并规 定每层次必须完成的功 能。 图2-2 网络的层次结构 同一体系结构中各相邻层之间的关系是：下层为上层提供服务，上层利用下层提供的服务完成自己的功能，同时再向更上一层提供服务。 同一系统相邻层之间都 有一个接口，接口定义了下 层向上层提供的原语操作和 服务。 例：如图2-3所示 图2-3 协议层次实例 2.1.4 网络服务 网络协议是作用在不同系统的同等层实体上的，两个同等层实体间的通信使得本层能够向它相邻的上一层提供支持，以便上一层完成自己的功能，这种支持就是服务。 1、服务原语 层间的服务在形式上是一种原语（或操作）来描述的，如库函数或系统调用等。服务原语可分为四类： 1）请求（Request)。请求一定的服务，如建立连接、发送数据、释放连接、报告状态等。 2）指示（Indication)。向用户提示某种状态，如连接指示、输入数据、释放连接指示等。 3）响应（Response)。服务用户能响应先前的指示原语，如接受连接或释放连接等。 4）证实（Confirmation）。使服务提供者能报告先前请求是否成功。 网络中低层通过服务访问点向相邻高层提供服务，而高层则通过原语或过程调用相邻低层的服务。 2、服务形式 下层向上层提供如下两种不同类型的服务： 1）面向连接的服务 利用建立的连接进行数据传输的方式就是面向连接的服务。 2) 无连接服务 它类似于邮政系统的信件通信，无论何时都可发送数据。 2.2 OSI参考模型 为了规范和设计网络体系结构，需要为网络设计抽象模型， 即网络参考模型。 2.2.1 OSI参考模型描述 OSI参考模型具有七层，如图2-4所示： 图2-4 OSI参考模型示意图