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1、单击此处编辑母版标题样式 第二章 网络体系结构 l网络体系结构 l接口 服务与协议 l网络参考模型 单击此处编辑母版标题样式 分层范例 例子 两个哲学家讨论哲学问题 1 两个哲学家使用不同的语言 2 两个哲学家位于不同的国家 哲学 知识 翻译 通信 单击此处编辑母版标题样式 哲学家 翻译 秘书层次结构 单击此处编辑母版标题样式 分层优点 l各层独立 每一层不需要知道下层是如何 实现的 只需要知道层间的接口和所提供 的服务 l灵活性好 当任意层发生变化时 只要接 口不变 上下层均不受影响 l结构上分开 各层可采用最适合的技术 l易于实现和维护 l促进标准化 由于每一层及其提供的服务 都有明确的定
2、义 单击此处编辑母版标题样式 分层原则 l根据功能需要分层 l每层的功能明确 l每层的功能的选择有利于制定国际标准 l每层的接口信息量尽可能少 l层数足够多 避免不同的功能混于同一层 l层数不能太多 避免体系结构过于庞大 单击此处编辑母版标题样式 网络体系结构 l 研究方法 按功能抽象分层 定义层间的接口和提供的服务 定义同层间通信的规则 协议 l 网络体系结构的定义 层 服务 协议 单击此处编辑母版标题样式 层 协议和接口 单击此处编辑母版标题样式 层次设计主题 l 编址机制 addressing l 数据传输 data transferring l 差错控制 error controlli
3、ng l 顺序控制 sequence controlling l 流量控制 flow controlling l 拆分与重组 disassembling and reassembling l 复用与解复用 multiplexing demultiplexing l 路由 routing 单击此处编辑母版标题样式 实体和对等实体 l实体 entity 层中的活动元素 可以是软件 如进程 也可以是硬件 如网卡 智能输入 输出芯片 不同网络层 次中的实体实现的功能可以相同 对等实体 同等实体 位于不同子系统的 同一层的实体间的互称 单击此处编辑母版标题样式 层和相邻层 l层 layer n 层 指在
4、网络体系结构中的某特定 层 n 1 层 指 n 层的相邻上层 n 1 层 指 n 层的相邻下层 每层实体与同一系统的相邻层实体交 互 每层实体与不同系统的对等实体交互 单击此处编辑母版标题样式 协议 l 协议 protocol 计算机网络同等层次中 通信双方进行信 息交换时必须遵守的规则 l 协议的组成 语法 syntax 以二进制形式表示的命 令和相应的结构 语义 semantics 由发出的命令请求 完成的动作和回送的响应组成的集合 定时关系 timing 有关事件顺序的说 明 单击此处编辑母版标题样式 连接 l n 连接 n 1 实体利用 n 实体而建立的联系 n 1 层对等实体要进行通
5、信必须通过相邻 下层以及下面各层通信来完成 单击此处编辑母版标题样式 协议与连接 单击此处编辑母版标题样式 接口和服务 l 在计算机网络分层结构中 每一层功能的本质 都是为它的上层提供服务 l 服务Service n 实体向 n 1 实体提供的相 互通信的能力 l 服务是 n 1 实体能看见的 n 实体提供的功能 集合 包括 n 实体自己提供的某些功能 从 n 1 层及以下各层及本地系统得到的 服务 通过与对等实体通信而得到的功能 单击此处编辑母版标题样式 l n 服务提供者 提供 n 服务的下一层实体 直接的 n 服务提供者 n 层实体 间接的 n 服务提供者 n 层及其以下各 层的实体 l
6、 n 服务用户 接受 n 服务的上一层实体 直接的 n 服务用户 n 1 层实体 间接的 n 服务用户 n 1 层及其以上各 层的实体 服务提供者和服务用户 单击此处编辑母版标题样式 服务访问点SAP l 服务访问点SAP Service Access Point 任何层间服务是在接口的SAP上进行的 每个SAP有唯一的识别地址 每个层间接口可以有多个SAP 单击此处编辑母版标题样式 数据单元 Data Unit l 在网络中信息传送的单位 称为数据单元 对等实体在协议的控制下交换信息 相邻层实体按服务交换信息 l 数据单元包括 协议数据单元 PDU 接口数据单元 IDU 服务数据单元 SDU
7、 单击此处编辑母版标题样式 协议数据单元 PDU PDU的具体格式如下 PCI 用户数据 PCI 协议控制信息 是为实现协议而在传送的数据 的首部或尾部加的控制信息 如 地址 差错控制信 息 序号信息等 用户数据为提供服务而传送的信息 考虑到协议的要求 如时延 效率等因素 PDU的大 小一般都有一定的长度要求 PDU 不同系统的对等实体为实现该层协议所 交换的信息单位 单击此处编辑母版标题样式 n PDU与 n 1 PDU的关系 n 1 PDU n PCI n 用户数据 单击此处编辑母版标题样式 接口数据单元 IDU IDU的具体格式如下 ICI 接口数据 ICI 接口控制信息 是协议在通过层
8、间接口时 添加的一些控制信息 如通过多少字节 或要求的 服务质量等 ICI只对PDU通过接口时有作用 接口数据为通过接口进行传送的信息内容 IDU 同一系统的相邻层实体的一次交互中 经过层间接口的信息单元 单击此处编辑母版标题样式 服务数据单元SDU 由于PDU的大小一般都有一定的长度要求 因此 PDU的用户数据部分可能是经过分段或 合并的SDU n SDU n PCI n PCI SDU 上层服务用户所要求传递的数据单元 单击此处编辑母版标题样式 n SDU和 n PDU的关系 单击此处编辑母版标题样式 服务分类 l面向 基于 连接的服务 传送数据时 首先建立连接 然后使用该 连接传送数据
9、使用完后 关闭连接 特点 可靠 顺序性好 l无连接服务 直接使用服务传送数据 每个包独立进行 路由选择 特点 不可靠 顺序性差 单击此处编辑母版标题样式 服务原语 l 服务在形式上是由一组接口原语 或操作 来描述的 当 n 1 实体向 n 实体请求 n 服务时 服务 提供者和服务用户间需要交流一些必要信息 以 说明要求的服务的一些情况 这些信息即服务原 语 l 服务原语的类型 请求 Request 指示 Indication 响应 Response 确认 Confirm 单击此处编辑母版标题样式 面向连接服务的原语执行过程 单击此处编辑母版标题样式 协议与服务 服务 服务是各层向上层提供的一组
10、原语 操作 只定义接口不涉及具体 实现 协议 协议定义同层对等实体的具体规则 二者 关系 实体利用协议实现服务定义的接口 只要服务不变 可以任意改变协 议 单击此处编辑母版标题样式 OSI 参考模型 单击此处编辑母版标题样式 第1层 物理层 Physical l 实现在物理媒体上透明地传送原始比特流 l 物理层的特性包括 机械特性 物理连接器的尺寸 形状 规格 电气特性 信号电平 脉冲宽度 频率 数据传送速率 最大传送距离等 规程特性 信号时序 应答关系 操作 过程 功能特性 接口引脚的功能作用 单击此处编辑母版标题样式 第2层 数据链路层 Data Link l 在物理线路上提供可靠的数据传
11、输 使之对 网络层呈现为一条无错的线路 l 主要功能和服务 物理地址 成帧 定界与同步 差错恢复法 流量控制 信道的访问控制 单击此处编辑母版标题样式 第3层 网络层 Network l 在源结点与目的结点之间建立 维护 终止网 络连接 l 主要功能和服务 路由选择 数据分组转发 流量控制和拥塞控制 差错检测与恢复 审计 流量统计和记账 单击此处编辑母版标题样式 第4层 传输层 Transport l 为源端主机到目的端主机提供可靠的 满足 服务质量要求的数据传输服务 l 主要功能和服务 屏蔽各类通信子网的差异 使上层不 受通信子网技术变化的影响 弥补应用层和通信子网间差异 提供进程级通信能力
12、 单击此处编辑母版标题样式 会话层 Session 和表示层 Presentation l会话层 建立 管理和中止不同机器上 的应用程序之间的会话 会话 完成一项任务而进行的一系列 相关的信息交换 l表示层 处理被传送数据的表示问题 即信息的语法和语义 单击此处编辑母版标题样式 第7层 应用层 Application l 为用户的应用程序提供网络通信服务 l 主要功能包括 识别并证实目的通信方的可用性 使协同工作的应用程序之间进行同步 判断是否为通信过程申请了足够的资 源 单击此处编辑母版标题样式 OSI模型各层次功能总结 l 应用层 报文 负责用户信息的语义表示 即 做什么 l 表示层 报文
13、 解决用户信息的语法表示 即 任务怎么描述 l 会话层 报文 会话的管理与数据的同步 即 从何时 何处开始 l 传输层 报文 建立一条传输的连接 即 对方在何处 l 网络层 分组或包 选择合适的路由 即 走哪条路可到达该处 l 数据链路层 帧 在链路上无差错地传送帧 即 每一步应该怎样走 l 物理层 比特 将比特流送到物理媒体上传送 即 怎样利用物理 媒体 单击此处编辑母版标题样式 对OSI的评价 l OSI是20世纪80年代计算机网络技术 l OSI网络体系结构的核心和贡献 分层模型 网络体系结构的研究方法 服务 接口 协议 l Andrew S Tanenbaum 在书中评价OSI 糟糕的
14、提出时机 太晚 糟糕的技术 模型和协议都有缺陷 糟糕的实现 庞大 笨拙 缓慢 糟糕的策略 政府和组织的官僚 单击此处编辑母版标题样式 l TCP IP协议产生于20世纪70年代后期 l TCP IP协议集是Internet的核心 是事实上的 标准 l TCP IP协议集的产生遵循了按需要制定协议的 原则 TCP IP 参考模型 单击此处编辑母版标题样式 OSI与TCP IP模型对比 单击此处编辑母版标题样式 l 网络接口层 TCP IP 协议集把物理层和数据链 路层合起来称为网络接口层 没有具体协议 l Internet层 网际层 控制通信子网提供源点 到目的点的 IP 包传送 IP l 传输
15、层 提供端到端的数据传送服务 TCP 和 UDP l 应用层 提供各种 Internet 管理和应用服务功 能 FTP SMTP TCP IP层次结构 单击此处编辑母版标题样式 对TCP IP的评价 l TCP IP是Internet的支撑协议 是目前使用最广泛 的协议 l TCP IP网络体系结构的主要优点 简单 灵活 易于实现 充分考虑不同用户的需求 l Andrew S Tanenbaum 在书中评价TCP IP 没有明显地区分出协议 接口和服务的概念 不通用 只能描述它本身 主机 网络层只是个接口 不区分物理层和数据链路层 有缺陷的协议很难被替换 单击此处编辑母版标题样式 抽象5层模型
