信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系

2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型2.3 其他典型網(wǎng)絡(luò)參考模型2.4 高速信息網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)0信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次2）協(xié)議的分層概念3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是互連的計(jì)算機(jī)上對(duì)等實(shí)體間交換信息的規(guī)則和約定，也就是通信各方就如何通信達(dá)成的協(xié)定。概念分層實(shí)體（有限狀態(tài)機(jī)），對(duì)等實(shí)體接口，服務(wù)，服務(wù)提供者，服務(wù)用戶2信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系2）協(xié)議的分層概念一個(gè)生活中的分層模型分層模型帶來(lái)的好處一種簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)的科學(xué)方法3信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系會(huì)話分層模型概念概念語(yǔ)言語(yǔ)言媒介媒介4信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系會(huì)話分層模型：媒介層概念概念語(yǔ)言語(yǔ)言聲波媒介媒介說(shuō)/聽(tīng)聽(tīng)/說(shuō)5信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系會(huì)話分層模型：語(yǔ)言層概念概念聲波語(yǔ)言媒介媒介語(yǔ)言普通話普通話說(shuō)/聽(tīng)聽(tīng)/說(shuō)6信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系會(huì)話分層模型：概念層聲波語(yǔ)言媒介聽(tīng)/說(shuō)媒介說(shuō)/聽(tīng)語(yǔ)言概念概念“網(wǎng)絡(luò)”“網(wǎng)絡(luò)”普通話普通話7信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系分層模型帶來(lái)的好處容易解決通信的異質(zhì)性（heterogeneity）問(wèn)題語(yǔ)言層解決不同種語(yǔ)言的相互翻譯：（漢-英）媒介層解決信息傳遞：語(yǔ)音（電話）/文字（傳真）使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化，高層屏蔽低層細(xì)節(jié)問(wèn)題概念層只關(guān)心會(huì)話內(nèi)容，不關(guān)心語(yǔ)種和會(huì)話方式語(yǔ)言層只關(guān)心語(yǔ)種，不關(guān)心會(huì)話內(nèi)容和方式媒介層只關(guān)心信息的傳遞，不關(guān)心信息的內(nèi)容使設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)每一層向上一層提供服務(wù)每一層向下一層請(qǐng)求服務(wù)8信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系1234復(fù)雜系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)第N層的功能向N+1層提供服務(wù)實(shí)現(xiàn)N層協(xié)議通過(guò)向N-1層請(qǐng)求服務(wù)實(shí)現(xiàn)層次劃分的特點(diǎn)各層的功能相對(duì)獨(dú)立每層的改變不影響其他層接口的作用定義請(qǐng)求/提供服務(wù)的方式接口9信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層模型的例子176543212312344556677ACB物理連接Peer-to-PeerPeer-to-Peer對(duì)等實(shí)體Peer不同機(jī)器里包含的對(duì)應(yīng)層的實(shí)體（軟件或硬件）對(duì)等實(shí)體通信一種抽象概念實(shí)現(xiàn)邏輯通信10信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)定義一組協(xié)議層和它們的協(xié)議共同構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。（接口不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）作用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的抽象概念描述，形成網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)；對(duì)每一層進(jìn)行功能界定，成為該層次的實(shí)現(xiàn)者進(jìn)行軟件編程和硬件設(shè)計(jì)的依據(jù)。11信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主要概念接口與服務(wù)的關(guān)系面向連接服務(wù)與無(wú)連接服務(wù)服務(wù)原語(yǔ)協(xié)議與服務(wù)的關(guān)系12信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系接口與服務(wù)的關(guān)系第n+1層實(shí)體（服務(wù)用戶）第n層實(shí)體（服務(wù)提供者）n/n+1接口服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP（唯一標(biāo)識(shí)）13信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系跨網(wǎng)絡(luò)傳遞到對(duì)等實(shí)體的信息相鄰層信息的交換接口控制信息ICI接口數(shù)據(jù)單元IDU服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU接口控制信息ICI服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDUHnSDU-1HnSDU-2協(xié)議數(shù)據(jù)單元n-PDU第n+1層第n層n/n+1接口頭部片段SAP14信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系面向連接服務(wù)與無(wú)連接服務(wù)面向連接服務(wù)（虛電路）數(shù)據(jù)流有序無(wú)連接服務(wù)（數(shù)據(jù)報(bào)）每個(gè)報(bào)文相對(duì)獨(dú)立到達(dá)目的地的先后順序可能是亂序15信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系面向連接服務(wù)AE虛電路16信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系無(wú)連接服務(wù)AE17信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系服務(wù)的類型18信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系服務(wù)原語(yǔ)19信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系協(xié)議與服務(wù)的關(guān)系服務(wù)本層向上一層提供的一組原語(yǔ)（操作）。定義本層準(zhǔn)備好代表其用戶執(zhí)行什么操作，但不管它們的具體實(shí)現(xiàn)。協(xié)議對(duì)等實(shí)體間交換的分組的格式和含義的一組規(guī)則。實(shí)體根據(jù)協(xié)議實(shí)現(xiàn)自己的服務(wù)定義。20信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型1）ISOOSI參考模型2）TCP/IP參考模型3）TCP/IP與OSI的對(duì)比21信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系

ISO－國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織InternationalOrganizationforStandardizationOSI－開(kāi)放系統(tǒng)互連OpenSystemsInterconnection功能上相對(duì)獨(dú)立的七層結(jié)構(gòu)指定每層應(yīng)干什么，但沒(méi)有具體定義協(xié)議1）ISOOSI參考模型22信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI分層的原則當(dāng)確實(shí)需要區(qū)分不同的抽象層次時(shí)才建立一層。每層應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)具有明確定義的功能。從制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議角度出發(fā)選擇每層的功能。各層邊界的確定應(yīng)使層次間的信息交流最少。層次的數(shù)量要恰到好處，既可用層次區(qū)分不同的功能，又不致使體系結(jié)構(gòu)過(guò)于龐大。23信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI參考模型示意圖物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層分組幀位流TPDUSPDUPPDUAPDU應(yīng)用協(xié)議表示協(xié)議會(huì)話協(xié)議傳輸協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議物理協(xié)議端到端點(diǎn)到點(diǎn)24信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI物理層物理層的功能在信道上傳輸原始位流，保證比特位的正確收發(fā)。物理層的特性機(jī)械特性：定義連接器形式以及插針位置等電氣特性：定義接口電路的電氣參數(shù)規(guī)程特性：定義信號(hào)線的操作規(guī)程傳輸媒體：傳輸媒體位于物理層以下25信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的功能在物理連接基礎(chǔ)上建立、維護(hù)和釋放數(shù)據(jù)鏈路（邏輯通道），檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤（校驗(yàn)和加確認(rèn)機(jī)制），廣播網(wǎng)絡(luò)需控制對(duì)共享信道的訪問(wèn)數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元——幀（frame）發(fā)送方封裝數(shù)據(jù)幀（dataframe）定義和識(shí)別幀的邊界處理接收方回送的確認(rèn)幀（acknowledgementframe）26信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的功能確定分組如何從源主機(jī)路由到目的主機(jī)，解決尋徑問(wèn)題和擁塞控制問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元——分組（packet）27信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI傳輸層傳輸層的功能隔離上三層和下三層，屏蔽連網(wǎng)細(xì)節(jié)，提供端到端的無(wú)錯(cuò)信道。解決多路復(fù)用與多路合用問(wèn)題以及流控問(wèn)題28信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系服務(wù)請(qǐng)求服務(wù)響應(yīng)主機(jī)A主機(jī)BOSI會(huì)話層會(huì)話層的功能管理對(duì)話控制，提供往數(shù)據(jù)流中插入檢查點(diǎn)功能29信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系表示層的功能關(guān)心所傳輸信息的語(yǔ)法和語(yǔ)義，屏蔽不同體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)表示上的差異OSI表示層30信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI應(yīng)用層電腦應(yīng)用字符處理繪圖制表數(shù)據(jù)庫(kù)操作程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)劃…...單機(jī) 企業(yè)內(nèi)部 全球EDIWWWEmail轉(zhuǎn)發(fā)BBSChat會(huì)議系統(tǒng)…...互連網(wǎng)應(yīng)用電子郵件文件傳輸遠(yuǎn)程訪問(wèn)C/S過(guò)程信息存取網(wǎng)絡(luò)管理…...網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用31信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系2）TCP/IPTCP/IP協(xié)議的基本事實(shí)TCP/IP協(xié)議的分層模型TCP/IP模型與ISO/OSI模型的對(duì)比TCP/IP模型的兩個(gè)重要分界線TCP/IP的數(shù)據(jù)流TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)32信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP協(xié)議的基本事實(shí)設(shè)計(jì)目標(biāo)：能經(jīng)受打擊，結(jié)構(gòu)靈活UNIX操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)通信模塊通用的、可使異種機(jī)相互通信的網(wǎng)絡(luò)互連軟件計(jì)算機(jī)通信協(xié)議族因特網(wǎng)采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)既成事實(shí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)33信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP協(xié)議的分層模型網(wǎng)絡(luò)接口層NetworkInterface互聯(lián)網(wǎng)層Internet傳輸層Transport應(yīng)用層Application

端到端傳輸TCP:TransmissionControlProtocolUDP:UserDatagramProtocol

點(diǎn)到點(diǎn)盡力傳遞IP:InternetProtocol 34信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)層對(duì)應(yīng)于OSI的網(wǎng)絡(luò)層有效地解決異種網(wǎng)絡(luò)互連問(wèn)題屏蔽異種網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)（IP地址標(biāo)識(shí)所有主機(jī)和路由器）設(shè)計(jì)思想高效、簡(jiǎn)潔提供不可靠的無(wú)連接服務(wù)，“盡力傳遞”假設(shè)物理信道的傳輸質(zhì)量可以保障，由傳輸層糾錯(cuò)典型協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議IP35信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP的傳輸層對(duì)應(yīng)于OSI的傳輸層解決多路復(fù)用問(wèn)題——端口（port）典型協(xié)議傳輸控制協(xié)議TCP 可靠、面向連接、字節(jié)流，有流量控制把應(yīng)用層提供的字節(jié)流劃分成塊傳輸用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP不可靠、無(wú)連接、數(shù)據(jù)報(bào)，無(wú)流量控制36信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP的應(yīng)用層對(duì)應(yīng)于OSI的最高三層典型協(xié)議：遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet文件傳輸協(xié)議FTP簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP超文本傳輸協(xié)議HTTP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP域名服務(wù)DNS37信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層對(duì)應(yīng)于OSI的最下兩層主機(jī)用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)連接，以便通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞IP分組。接口類型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序如LAN的接口（網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序）自身包含網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜子系統(tǒng)如X.25、ATM等38信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP與ISO/OSI的模型對(duì)比物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層互聯(lián)網(wǎng)層傳輸層應(yīng)用層39信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系硬件網(wǎng)絡(luò)接口層IP層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP模型的重要分界線軟件分界線地址分界線應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)內(nèi)部）使用IP地址使用物理地址40信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP數(shù)據(jù)流在源端的數(shù)據(jù)封裝（Encapsulation）頭部（Header）說(shuō)明在宿端的數(shù)據(jù)解封41信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系數(shù)據(jù)封裝應(yīng)用TCPIP以太網(wǎng)

驅(qū)動(dòng)程序用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)App頭TCP頭TCP頭IP頭TCP頭IP頭Eth頭Eth尾應(yīng)用數(shù)據(jù)(塊)TCP分節(jié)IP分組以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)電纜發(fā)送方App頭App頭App頭用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)42信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系應(yīng)用數(shù)據(jù)（塊）數(shù)據(jù)解封應(yīng)用TCPIP以太網(wǎng)

驅(qū)動(dòng)程序用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)App頭TCP頭IP分組

Eth頭Eth尾以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)電纜接收方IP頭TCP分節(jié)IP分組TCP分節(jié)應(yīng)用數(shù)據(jù)(塊)43信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)IPTCPUDPTELNET，F(xiàn)TP，SMTP，DNS，SNMP，HTTPHDLC，PPP，LAN，F(xiàn)DDI，X.25，F(xiàn)R，ATMApplicationTransportNetworkDataLinkPhysical44信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系3）TCP/IP與OSI的比較兩者的異同OSI模型和協(xié)議的缺點(diǎn)TCP/IP模型的缺點(diǎn)結(jié)論45信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP與OSI的異同相似之處層的功能劃分相似關(guān)鍵差別ISO/OSI: 從概念模型到協(xié)議實(shí)現(xiàn)TCP/IP: 從協(xié)議實(shí)現(xiàn)到概念描述46信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系連接類型的差別47信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系OSI模型的缺點(diǎn)糟糕的提出時(shí)機(jī)在TCP/IP協(xié)議出現(xiàn)商機(jī)之后提出，無(wú)發(fā)展空間。糟糕的技術(shù)表示層和會(huì)話層沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層出現(xiàn)新的子層；效率低下，低層過(guò)分強(qiáng)調(diào)可靠性，忽略了高效的無(wú)連接服務(wù)；一些功能特性無(wú)法確定層次歸屬；概念模型由通信專家制定不適合計(jì)算機(jī)和軟件工作方式。糟糕的實(shí)現(xiàn)糟糕的策略48信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系TCP/IP模型的缺點(diǎn)沒(méi)有明確區(qū)分規(guī)范與實(shí)現(xiàn)不具備通用性網(wǎng)絡(luò)接口層只定義網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層的接口，而非層的概念不區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層和物理層許多應(yīng)用協(xié)議軟件有缺陷，卻很難替換49信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層比較結(jié)論ISO/OSI概念模型好，協(xié)議實(shí)現(xiàn)不好TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)好，模型不好綜合參考模型50信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系2.3 其他典型網(wǎng)絡(luò)參考模型1) SNA2) X.253) 幀中繼4) ATM51信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系1) SNA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1974年IBM公司推出自成體系，開(kāi)放性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜對(duì)OSI概念模型的提出有一定參考價(jià)值52信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系SNA協(xié)議模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層路徑控制層傳輸層事務(wù)層表示層數(shù)據(jù)流層數(shù)據(jù)鏈路層物理層SNAOSI53信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系2) X.25CCITT70年代推出X.25建議利用公共交換電話網(wǎng)PSTN提供計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程互連提供面向連接服務(wù)實(shí)現(xiàn)OSI下三層功能效率低，速率低（小于64kbps）54信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系X.25協(xié)議模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層X(jué).25LAPB物理層X(jué).25OSI55信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系3) 幀中繼FR對(duì)X.25的演進(jìn)光纖通信的誤碼率低，可以簡(jiǎn)化誤差控制傳輸速率可以提高到2Mbps1984年提交ITU-T技術(shù)特點(diǎn)統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用面向連接的永久虛電路PVC56信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系4) ATM異步傳輸模式試圖解決三網(wǎng)合一問(wèn)題在一條線路上綜合傳輸語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)綜合電話網(wǎng)絡(luò)和Internet