第1章网络协议概述51787(免费阅读).ppt

安全协议与标准 辽宁工程技术大学 软件学院 主讲 陈虹 课程简介 1.本课程是软件工程专业的专业选修课 2.考核方式：考查 3.学时：32学时 4.教材：《网络协议实践教程》 5.参考书： 《TCP/IP协议族》（第3版）谢希仁等译,清华大学出版社 《计算机网络与Internet协议与技术》林琪等译,中国电力出版社 课程简介（续） 6.成绩评定 期末成绩=平时成绩(20分)+期末成绩(80分) 平时出勤/听课状态/提问(10分) 作业完成情况(10分) 课程要求 保持课堂安静（不打手机） 保持头脑清醒（不睡觉），思维活跃 缺课5次（病事假除外），不允许参加考试 认真、独立、按时完成并提交作业 课后及时做好复习和预习 第1章　网络协议概述 1.1 网络协议的分层体系结构 1.2 OSI的分层模型 1.3 TCP/IP的分层模型 1.1 网络协议的分层体系结构 1.1.1 网络协议概念 1．网络协议的定义 网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。 在计算机网络中，要使通信双方有条不紊地交换数据，就必须遵守双方事先约定好的规划或标准，即网络协议。 网络协议的地位如何？ 2．网络协议的基本要素 （1）语法 规定用户信息与控制信息的结构、格式和编码等，即怎么做。 （2）语义 说明通信双方需要发出的是何种信息、完成的是何种动作及做出的应答等，即做什么。 （3）同步 详细说明事件实现的先后顺序、速度匹配和排序等。 1.1.2 网络协议分层概念 1．通用的分层思想 为了简化问题，减少协议设计的复杂性，降低网络设计的复杂性，使网络便于维护，提高运行效率，网络设计一般采用层次结构。 网络体系结构具有可分层的特性，网络协议同样具有可分层的特性。 各层协议互相协调，构成一个整体，通常称为协议集或协议族。 2．协议分层的基本原则 协议分层应考虑的问题： 分层应考虑层次的清晰程度与运行效率间的折中、层次数量的折中。 层次越多，每层的定义就可能越清晰，其实现就可能越容易，但其总体运行效率可能就越低。 网络协议分层的基本原则 （1）各层之间接口要清晰自然、易于理解，相互交流尽可能少。 （2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。 （3）保持下层对上层的独立性，单向使用下层提供的服务。 （4）合理选择层数，使层次数足够多，每一层都易于管理；同时，层数又不能过多，避免综合开销太大。 3．网络协议分层的优点 （1）易于理解、交流、系统化和标准化。 （2）层次接口清晰，减少层次间传递的信息量，便于层次模块的实现和开发、易于调试。 （3）易于更新（替换单个模块），每个层次相对独立，实现细节独立，只要接口保持不变，允许用等效的功能模块灵活地替代某层次模块，而不影响相邻层次的模块。 （4）易于抽象，每一个层次的内部结构对上下层均是不可见的。 4．实体、协议、接口与服务 （1）实体 指在计算机网络的分层结构中，每一层中的活动元素，可以是硬件、软件或进程。 （2）协议 指通信双方实现相同功能的相应层之间的交往规则，通常称为对等层协议，协议是水平的。 （3）接口 指同一系统内部两个相邻层次之间的交往规则。 它是相邻两层之间的边界，是一个系统内部的规定。 接口与协议关系示意图 4．实体、协议、接口与服务 （4）服务 服务是指某层实体实现的功能，在形式上由一组原语描述，供用户和其他实体访问该服务时调用。 N层实体通过接口为N+1层提供服务，通过接口获取N-1层的服务。 服务访问点（SAP）指下层对相邻上层提供服务的接口。 实体与服务访问点（SAP）关系示意图 服务及服务访问点关系示意图 4．实体、协议、接口与服务 （5）网络体系结构的数据传递 计算机网络中，两个通信实体在通信过程中，数据在上下各层传递会发生变化，各对等层之间须遵循该对等层网络协议。 数据传递的单位称为数据单元，主要有协议数据单元（PDU）、用户数据单元（SDU）和接口数据单元（IDU）三种。 PDU、SDU、IDU关系图 1.2 OSI的分层模型 1．制定OSI的目的 制定OSI的目的是为了解决不同体系结构的网络互联问题，使两个不同的系统能够较容易地通信，而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑。 OSI模型并不是协议，它是一个灵活的、稳健的和可互操作的模型，是体系结构、框架。 在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服务定义、协议规格说明。 2．OSI七层的主要功能 （1）物理层（Physical Layer） 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，用以建立、维护和拆除物理链路连接。 物理层的数据单位为比特（bit）。 物理层定义的典型规范有：EIA/TIA RS-232