計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系課件

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件制作：楊曦 雷益敏 楊卓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件制作：楊曦 雷益敏 楊卓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成1.7.1協(xié)議與劃分層次1.7.2具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)1.7.3實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)1.7.4 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)1.7.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成1.7.1協(xié)議與劃1.7.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。 “分層”可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。 1.7.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)互連

2、基本參考模型OSI/RM“開(kāi)放”是指非獨(dú)家壟斷“系統(tǒng)”是指在現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)中與互連有關(guān)的各部分OSI試圖達(dá)到一種理想境界，即全世界的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都遵循這個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而全世界的計(jì)算機(jī)將能夠很方便地進(jìn)行互連和數(shù)據(jù)交換現(xiàn)今規(guī)模最大的、覆蓋全世界的因特網(wǎng)并未使用OSI標(biāo)準(zhǔn)。失敗的原因：OSI 的專(zhuān)家們?cè)谕瓿?OSI 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒(méi)有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力；OSI 的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)分復(fù)雜，且運(yùn)行效率很低；OSI 標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長(zhǎng)，因而使得按 OSI 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)；OSI 的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。 開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM“開(kāi)放”是指非獨(dú)家壟斷計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連的兩種

3、標(biāo)準(zhǔn)法律上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) OSI 并沒(méi)有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。是非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP 常被稱(chēng)為事實(shí)上的(de facto) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連的兩種標(biāo)準(zhǔn)Diagram第一類(lèi)工作與傳送文件直接有關(guān)。確信對(duì)方已做好接收和存儲(chǔ)文件的準(zhǔn)備。雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。劃分層次的概念舉例 可以將要做的工作進(jìn)行如下的劃分。主機(jī) 1 向主機(jī) 2 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。兩個(gè)主機(jī)將文件傳送模塊作為最高的一層 。剩下的工作由下面的模塊負(fù)責(zé)。Diagram第一類(lèi)工作與傳送文件直接有關(guān)。劃分層次的概念舉兩個(gè)主機(jī)交換文件 文件傳送模塊文件傳送模塊主機(jī) 1主機(jī) 2只看這兩個(gè)文件傳送模塊好像

4、文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線(xiàn)傳送的把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊文件傳送模塊兩個(gè)主機(jī)交換文件 文件傳送模塊文件傳送模塊主機(jī) 1主機(jī) 2只通信服務(wù)模塊文件傳送模塊主機(jī) 1主機(jī) 2文件傳送模塊只看這兩個(gè)通信服務(wù)模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對(duì)方把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊文件傳送模塊主機(jī) 1主機(jī) 2文件傳送模塊只看這兩文件傳送模塊主機(jī) 1通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長(zhǎng)度等。文件傳送模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊文件傳送

5、模塊主機(jī) 1通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 靈活性好。 各層之間是獨(dú)立的。結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)。易于維護(hù)分層的好處能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 靈活性好。 各層之間是獨(dú)立的。結(jié)構(gòu)上可1.7.2 協(xié)議與劃分層次劃分層次劃分層次的必要性劃分層次的概念舉例網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素1.7.2 協(xié)議與劃分層次劃分層次劃分層次的必要性劃分層次的劃分層次的必要性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，必須遵守事先約定好的規(guī)則。 這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問(wèn)題（同步含有時(shí)序的意思）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)，簡(jiǎn)稱(chēng)為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)

6、或約定。 劃分層次的必要性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，必須遵網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素語(yǔ)法 數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 語(yǔ)義 需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作 以及做出何種響應(yīng)。 同步 事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 靈活性好。 各層之間是獨(dú)立的。結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)。易于維護(hù)分層的好處能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 靈活性好。 各層之間是獨(dú)立的。結(jié)構(gòu)上可功能分層所需要完成的功能差錯(cuò)控制流量控制分段和重裝復(fù)用和分用連接建立連接釋放功能分層所需要完成的功能差錯(cuò)控制流量控制分段和重裝復(fù)用和分用1若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。2層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程

7、任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。 層數(shù)多少要適當(dāng)1若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。2層數(shù)太多又會(huì)在描述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)件所應(yīng)完成的功能的精確定義。實(shí)現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問(wèn)題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計(jì)算五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 運(yùn)輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層應(yīng)用層(applicatio

8、n layer) 運(yùn)輸層(transport layer) 網(wǎng)絡(luò)層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) 物理層(physical layer) 五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2物理傳輸媒體應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 PDU應(yīng)用層 PDU 再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）IP 數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理

9、層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321主機(jī) 1主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來(lái)的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！物理傳輸媒體電信號(hào)（或光信號(hào)）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321主機(jī)機(jī) 1A

10、P2AP1主機(jī) 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2應(yīng) 用 程 5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 210100110100101 比 特 流 110101110101計(jì)算機(jī) 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154

11、321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2101001H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機(jī) 1AP2AP1主

12、機(jī) 2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)54應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321AP2AP1應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層 PDU 首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432155432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來(lái)的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！5432154321主機(jī) 1AP2AP1主機(jī) 2我收到了 A1.7.4 實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) 協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。 實(shí)體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟

13、件進(jìn)程。 在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。實(shí)體協(xié)議服務(wù)要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 1.7.4 實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) 協(xié)議是控制兩個(gè)實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（一）本層的服務(wù)用戶(hù)只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面的協(xié)議。協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過(guò)層間接口提供的。下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶(hù)是透明的。 同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱(chēng)為服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) SAP (Service Access Point)。 實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（一）本層的服務(wù)用戶(hù)只能看見(jiàn)服務(wù)實(shí)體、協(xié)

14、議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（二）協(xié)議(n + 1)SAPSAP交換原語(yǔ)交換原語(yǔ)實(shí)體(n + 1)服務(wù)提供者第 n 層第 n + 1 層實(shí)體(n + 1)服務(wù)用戶(hù)實(shí)體(n)實(shí)體(n)協(xié)議(n)實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（二）協(xié)議(n + 1)SAPS1.7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層主機(jī)A主機(jī)B路由器網(wǎng)絡(luò) 2網(wǎng)絡(luò) 1應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層4321路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)最高只用到網(wǎng)絡(luò)層而沒(méi)有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。 1.7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層主機(jī)A主機(jī)B路由器IP over Everything IP 可應(yīng)用到各式各樣的網(wǎng)絡(luò)上HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層運(yùn)輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口 1網(wǎng)絡(luò)接口 2網(wǎng)絡(luò)接口 3IP over Everything IP 可應(yīng)用到各式各【例1-2】客戶(hù)進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程使用 TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行通信數(shù)據(jù)鏈路層物理層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層 客戶(hù)發(fā)起連接建立請(qǐng)求 服務(wù)器接受連接建立