第03章-网络体系结构与网络协议(第5版).ppt

第3章 网络体系结构与网络协议 本章要讨论以下问题： 处理复杂的网络问题的基本方法是什么？ 如何认识互联网的网络结构的特点？ 在网络中数据如何进行传递的？ 问题： 处理复杂的网络问题的基本方法是什么？ 3.1 网络体系结构的基本概念 现实生活中邮政系统结构与运行过程 邮政系统的体系结构 邮政系统和计算机网络系统相似之处 几个重要的概念： 协议（protocol） 层次（layer） 接口（interface） 网络体系结构（network architecture） 网络协议的概念 定义：为网络数据交换而制定的规则、约定与标准，通信规约。 网络协议的三要素：语义、语法与时序 语法：是用户数据与控制信息的结构与格式，规定通信双方彼此“如何讲” ； 语义：用于解释比特流的每个部分的意义，规定通信双方彼此“讲什么”，如规定通信双方要发出什么控制信号，执行的动作和返回的应答； 时序：事件实现顺序的详细说明。 层次（layer） 是人们对复杂问题处理的基本方法。 层次之间的关系 接口（interface） 是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点。 同一结点的相邻层之间存在明确规定的接口，低层通过接口向高层提供服务； 只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。 网络体系结构（network architecture） 网络层次结构模型与各层协议的集合。 网络层次结构的优点 计算机网络的体系结构的形成 讨论：如何构造复杂的计算机网络？采用“分层处理”的思想。它已成为现代计算机网络设计的重要原则。 “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。 体系结构实例：IBM的SNA(Systems Network Architecture)，DEC的DNA(Digital Network Architecture)，美国国防部的TCP/IP网络结构等 然而，………… 问题： 如何认识互联网的网络结构的特点？ 3.2 OSI参考模型 不同体系结构的计算机系统互不兼容，难以互连。 1977年国际标准化组织IS0成立了专门机构研究网络体系结构。不久，就提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连参考模型OSI/RM(0pen Systems Interconnection Reference Model)，简称为OSI/RM。 这里“开放”的意思强调：只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其它任何系统进行通信。 3.2.1 OSI参考模型的基本概念 3.2.2 OSI参考模型的结构 3.2.3 OSI参考模型各层的功能 问题： 在网络中数据如何进行传递的？ 3.2.4 OSI环境中的数据传输过程 3.3 TCP/IP参考模型 在TCP/IP协议研究时，并没有提出参考模型； 1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型； 80年代Leiner、Clark等人对TCP/IP参考模型进一步的研究； TCP/IP协议一共出现了6个版本，后3个版本是版本4、版本5与版本6； 目前我们使用的是版本4，一般被称为IPv4 ； IPv6被称为下一代的IP协议。 3.3.1 TCP/IP参考模型的特点 开放的协议标准; 独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中； 统一的网络地址分配方案，使得每个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址； 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 应用层（application layer） 传输层（transport layer） 互连层（internet layer） 主机-网络层（host-to-network layer） 3.2.2 TCP/IP参考模型各层功能 一种建议的层次参考模型 5层结构数据传输过程 小结 明确网络体系结构的概念 协议、层次、接口 OSI、TCP/IP参考模型 网络中数据传输的过程 * * 通信者活动 邮局服务业务 邮局转送业务 发信者 收信者 运输部门的邮件运输业务 书写信件 贴邮票 送邮箱 收集信件 盖邮戳 分拣信件 信件打包 送运输部门 路由选择 发送邮包 转送邮局 接收邮包 分发信件 邮包拆包 投递信件 分拣信件 阅读信件 通信者活动 邮局服务业务 邮局转送业务 上层使用下层的服务， 下层向上层提供服务， 层与层之间 相对 独立， 通过接口相互通信。 OSI标准中，采用的是三级抽象： 体系结构（architecture）：定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系，以及各层所包括的可能服