网络协议的体系结构.ppt

2.1 IP 网络的重要特点 每一个分组独立选择路由。 发往同一个目的地的分组，后发送的有可能先收到（即可能不按顺序接收）。 当网络中的通信量过大时，路由器就来不及处理分组，于是要丢弃一些分组。 因此， IP 网络不保证分组的可靠地交付。 IP 网络提供的服务被称为： 尽最大努力服务(best effort service) IP网与传统电信网的比较 传统电信网向用户（即电话机）提供的服务质量有保证。 连接在传统电信网上的电话机几乎没有智能，因此全部的服务质量由电信网完成。 一般而言，通信必须是可靠的。但应当由谁负责可靠交付？因特网和传统电话网的思路不同。 严格地讲，计算机通信是在计算机上运行的应用程序之间的通信。所以实现可靠通信最终应当是让计算机应用程序(应用进程)之间的通信可靠。 因特网认为，IP 协议没有必要提供可靠服务（这样做可以使网络简单、灵活性好、价格便宜），但如何解决可靠通信的问题呢？ 办法：在计算机网络中增加 TCP 协议，这样就可以实现计算机应用程序之间的可靠通信。 IP、TCP等协议是以何种方式工作的？ 一个网络协议包含哪些要素？ 不同协议的作用范围如何界定？ 各种协议之间是孤立的还是保持一定的依赖关系？ 网络协议生存的基础是什么？ 2.2 计算机网络协议与体系结构概述 2.2 计算机网络协议与体系结构概述 网络协议是通信双方共同遵守的规则和约定的集合。网络协议包括三个要素： ?语法，规定了信息的结构和格式； ?语义，表明信息要表达的内容； ?同步规则，涉及双方的交互关系和事件顺序。 整个计算机网络的功能实现体现为协议的实现。 为了保证网络的各个功能的相对独立性，以及便 于实现和维护，通常将协议划分为多个子协议， 并且让这些协议保持一种层次结构，子协议的集 合通常称为协议簇。 网络协议的分层：以因特网为例，TCP/IP协议族中包含多个协议，它们之间并不孤立，那么设计们又是按照什么样的思路来构建整个协议族的体系结构呢？这就涉及网络协议的分层问题。 计算机通信网的协议包含的内容相当复杂，如何将复杂的问题分解为若干较简明且有利于处理的问题,实践表明，采用网络的分层结构最为有效。 采用分层次的体系结构是人们对复杂问题进行处理的基本方法。网络分层主要是将复杂的通信问题分成不同的功能块，由不同的层次通过本层的协议来执行某个功能块。网络分层是基于透明性原则。 网络体系结构(Network Architecture)是指网络的各层功能及其协议的集合。 建立网络体系结构的目的是为了能够抽象地讨论和研究网络技术，使网络的实现技术与网络的功能发展能够相互独立地各自发展。 Network Architecture的主要任务是指导网络技术设计，为研究人员提供在多种可选方案中进行审慎选择的决策指导，从而试图保证这些技术决策能在网络演进过程中保持一致性和连贯性。 Network Architecture的研究内容： ?关于网络系统构成要素的研究 ?关于命名、编址和路由的研究 ?关于网络协议模块化方法的研究 ?关于网络系统中的状态和功能部署位置的研究 任何网络体系结构都是一个从需求目标开始的、过程前后连贯的、各个认知阶段之间存在紧密逻辑关系的系统概念，因此对任何网络体系结构的合理认知或研究途径，都应该遵循“ 需求目标-设计原则-具体实现”的路线。 网络协议分层的思想不是TCP/IP特有的，而是一种被广泛认可的通用思想。著名的OSI模型也采用了分层结构。 协议的实现要落实到一个个具体的硬件模块和软件模块上，在网络中将这些实现特定功能的模块称为实体（Entity）。 网络中的通信是指在不同系统中的两个实体之间的通信。因此，更具体地说所谓实体，是指能发送和接收信息的任何对象，包括终端、应用软件和通信进程等。 网络中的两个系统中实体间的通信是一个十分复杂的过程，为了减少协议设计和调试过程的复杂性，大多数网络的实现都按层次的方式来组织。 通用的协议分层思想表述： 每一层只完成一定的功能，每一层又都建立在它的下层之上。不同的网络，其分层的数量、各层的名字、内容和功能不尽相同。然而，在所有的网络中，每一层都是通过层间接口向上一层提供服务的，同时把这种服务实现的细节对上层加以屏蔽。 通用的协议分层思想示意（下图需替换） 网络协议分层的好处： 1.开放系统互连参考模型OSI/RM 1.开放系统互连参考模型OSI/RM（2） ①面向应用的功能 ?包括应用层、表示层和会话层 ?面向网络的应用，负责数据的处理和用户接口，主要进行 数据的处理 ?更接近网络应用和软件，只与终端用户有关 ②面向网络的功能 ?包括传输层，网络层、数据链路层和物理层 ?面向网络的传