乐清电大网络信息中心

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1、计算机应用专业系列教材,计算机网络,乐清电大网络信息中心,陶静烽,2,第二章 计算机网络的层次化结构,本章给出计算机网络层次化结构的概念，介绍开放式系统互联参考模型，介绍有关协议、服务、接口、连接、无连接、地址、路由等概念。 1.掌握开放式系统和互连模型的概念。 2.掌握横向规程控制信息流和纵向数据流的概念。 3.掌握每一层的基本功能分工。 4.掌握协议、实体、服务和接口的概念。 5.掌握各层的地址的概念。 6.理解相关技术术语：成帧、装配报文分组、纠错。 7.理解每一层的具体功能。 8.理解连接的概念。 9.理解地址、路由选择。 10.理解活动窗口的流控制的概念和工作机理。 11.了解ISO

2、/OSI七层开放式系统互连国际标准。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,3,2.1 引言,网络基本概念简介 计算机网络的模型,乐清电大网络信息中心,陶静烽,4,引言,通过计算机网络可以互相访问的计算机系统，叫做“开放式系统” 计算机网络是计算机与通信技术相结合的产物，涉及到许多新的概念和新的技术，内容广泛而不太集中，是一种实用性技术。不像数学等纯理科的学科那样，可以从公理出发推导出整个系统。为解决这个矛盾，人们经过实践，采用了层次化结构的方法来描述复杂的计算机网络，以便将复杂的网络问题分解成许多较小的、界线比较清晰而又简单的部分来处理,乐清电大网络信息中心,陶静烽,5,网络基本概念简介,一、数字信

3、道中速率的概念 速率（比特率）：每秒可以传输的比特数就是信道传输的速率。单位：bps 二、网络协议的概念 让通信硬件按照所规定的控制规则去运行，这些规则我们就称之为协议(Protocol)。计算机网络的运行是多个协议相互配合作用的综合结果，一套完整的计算机协议合在一起被叫做“协议栈“(Protocol Stack，又称Protocol Suits)。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,6,网络基本概念简介,同等层协议 只有在同等层次上的协议实体之间才可以互相联络，这就是同等层协议的概念。 主/从的概念 在网络上的计算机，凡是可以主动发出通信请求的一方，就称之为主机；而在通信过程中从来就不能主动发出

4、请求信息，只能被动地“聆听“并执行主机发来的指令的计算机就称之为从机。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,7,网络基本概念简介,（网络层间）服务的概念 服务是指在网络的低层模块向高层提供功能性的支持，高层利用底层的“服务”来开展工作。 单工通信和双工通信的概念 1.单工通信：通信只在一个方向上发生 2.双工通信：在相对的方向上可同时传输信息 3.半双工通信：可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替进行,乐清电大网络信息中心,陶静烽,8,计算机网络的模型,横向规程控制信息流和纵向数据流的概念 纵向的信息流实际上是真实的信息传输的途径，而横向的信息流实际上是用来控制网络正常运行的。

5、在同等层之间的流动只是一种“逻辑”上的概念。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,9,最有影响的计算机网络标准,ISO/OSI标准：七个层次组成，定义比较严谨，往往被用于教学或研究 TCP/IP协议：分成四个层次，是当前Internet使用的最流行的网络“标准”，已成为事实上的国际标准,乐清电大网络信息中心,陶静烽,10,开放系统互连参考模型,国际标准化组织ISO制定了开放式系统互连OSI参考模型 OSI参考模型的目的 方便计算机系统的互连。 凡遵守OSI标准的系统可以互连，彼此能开放式地进行通信。 OSI参考模型共有七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,乐清电大网络信

6、息中心,陶静烽,11,TCP/IP网络模型,四层结构，依次从底到上是链路层（接入层）、网络层、运输层和应用层。 物理信道里信息的传输格式是原始的比特流，即0和1的组合 链路层信息的传送格式叫做帧 网络层的信息格式称之为包（报文分组） 运输层的信息格式被叫做报文,乐清电大网络信息中心,陶静烽,12,ISO / OSI标准,在OSI中 的“开放”是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其它任何系统进行通信；OSI标准中，采用的是三级抽象：体系结构（architecture）服务定义（service definition）协议说明（protocol specif

7、ication）,乐清电大网络信息中心,陶静烽,13,OSI划分层次的原则,OSI划分七层结构的基本原则： 网中各结点都具有相同的层次； 不同结点的同等层具有相同的功能； 同一结点内相邻层之间通过接口通信； 每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,14,OSI的七层结构,乐清电大网络信息中心,陶静烽,15,层间服务的模型,网络的每个层次都要运行与该层次功能相适应的软件或硬件，这个硬件或者软件的运行活动称之为该层次的“实体“。每一个实体都要向它的上一层提供支撑功能，提供支撑服务的方式是通过一个称为“服务访问

8、点“(Service Access Point/简称SAP)的接口来提供的。 SAP实际上是一个确定的数据结构，它定义了两个功能层次之间的交互所需要的所有内容，两个相邻层之间的一切与“服务控制“相关的参数都通过这个地方来交换。具体传输的大块网络信息均通过双方约定的“缓冲储存区“进行传递。 在实施通信时，相互通信的计算机节点之间的信息交互都可以借助层间服务来反映，每一层功能层都利用它的紧邻的下一层提供的服务来实现本层次的功能。它可以认为只是它的下一层在为它提供相应的服务。而可以对下一层以下的各个层次的工作不加领会。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,16,物理层,物理层的主要作用：即是承担各台计算机

9、之间的信息的实际传递，当在传送信息时，要解决怎样把从相邻一层交下来的要向外发送的信息，用适合所选用的该种传输媒体的“物理“特性的方式，传递到该媒体上进行传输。或者反过来，实现从该种“物理传输媒体“上把信号取下来，转变为适合计算机内部运用的代码。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,17,物理传输媒体,光导纤维：用纯石英以特别的工艺拉成的细丝 优点：不受电磁干扰，不怕雷击，很难在外部窃听，不导电，设备之间没有接地的麻烦 一根光纤中每秒可传递几百个T位 光纤的带宽利用率非常低：电信号光信号电信号 WDM：光波的波长复用技术 DWDM：密集波分复用技术 光纤根据工艺的不同可分为多模光纤和单模光纤。单模光纤

10、使用单一光谱的光源做载波（传递距离长），多模光纤则用混合光谱的光源做载波（传递距离短）,乐清电大网络信息中心,陶静烽,18,物理传输媒体,双绞线是直接采用标准的电话线来传递信息的媒体，实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里 双绞线的线径越粗，网络传输越高速 传输速率远不如光纤，但布线容易，接口便宜 双绞线分成3类线、5类线和超5类线，6类线 速率在10Mbps到100Mbps之间 传输距离一般控制在100M内,乐清电大网络信息中心,陶静烽,19,物理传输媒体,同轴电缆越粗信号衰减越小，50特性阻抗 无线方式可以分成两类。一类是使用微波波长或更长一些波长的频谱，一类是使用光波

11、范畴的频谱 通信卫星也是一种数据通信常用到的信道 一类是同步地球通信卫星，另一类是近地轨道通信卫星 同步地球通信卫星通信比较稳定，近地轨道通信卫星通信不容易稳定,乐清电大网络信息中心,陶静烽,20,带宽和时延的概念,带宽：是指在一个物理信道内可以传输频率的范围。注意带宽和数据传输速率的概念的不同。单位：赫兹（Hz） 时延：即时间延迟。 注意同一种媒体内传输信号的时延值在信道长度固定了以后是不可变的，不可能通过减低时延来增加容量。而唯一可行的办法只能是增加信道的带宽。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,21,物理传输信息编码和调制技术,编码和解码的概念：把电的脉冲信号先转变成适合物理媒介内传送的一种

12、能量形式的代码，如电能、光能、无线电能或者声波等形式来表示的数字信号，就是“编码”；当以某种能量的形式的信号到达传输媒体的另一端时，要再把这个能量形式的信息转换回到数字信号的原来形态，这过程叫“解码” 调制/解调的概念：P29 调幅、调频、调相的概念 ：P29,乐清电大网络信息中心,陶静烽,22,物理接口标准和信道复用技术,时分复用：是把一个宽的信道分成许多小时间片，让第一个小时间片分别传输一路信号，若干个小时间片组成一帧，按照时间先后顺序一帧一帧的传输（电话） 频分复用：将一个信道内可以传输的带宽按其频谱划分成许多更细小的频段，每一个频段用来传递一路信号，用这种方式共享一个较大带宽的信道的技

13、术（广播） 波分复用：是光波的频段上的一种频分复用，它在光纤中以不同的波长为载波来传递多路信号，从而实现同时传输大量信息的目的,乐清电大网络信息中心,陶静烽,23,基本传输技术介绍,SDH技术：同步数据传输系统 ATM技术：异步传输模式 直接在光纤上传IP的技术：一种是在SDH的DDN专线网之上构筑IP通信网，另一种是在ATM之上构筑IP网,乐清电大网络信息中心,陶静烽,24,接入技术介绍,ISDN：综合业务数字网。是一种全数字的信道复用接入方式。 xDSL：高速数字接入设备。是一种试图充分利用电话线的带宽而开发的接入技术。 Cable Modem：同轴电缆宽带调制解调器。利用闭路电视的同轴电

14、缆来传输高速信息。 LAN：局域网。 Wireless：无线接入,乐清电大网络信息中心,陶静烽,25,物理层功能,物理连接的建立、维护与释放 一个数据链路层实体请求另一个数据链路层实体建立连接时，物理层应能立即为它们建立相应的物理连接，在通信时，要维持这个连接，通信结束时，要立即释放连接。 物理服务数据单元的传输 在物理连接上，一般采用 串行传输 一个一个比特按时间顺序传输； 并行传输 几个比特的并行传输。 串行传输方式可采用 异步（群同步）方式 系统要配置异步适配器 同步（位同步）方式 系统要配置同步适配器 物理层的管理 指完成某些管理事务，如：何时发送、接收、异常情况处理、故障情况报告等。

15、,乐清电大网络信息中心,陶静烽,26,物理层,物理层 七层结构的最低层。负责二进制流的传输，此层只看到0和1。 物理层具体物理设备或具体传输媒体，而尽可能地屏蔽各种媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异，只完成本层的协议和服务。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,27,物理层,乐清电大网络信息中心,陶静烽,28,数据链路层,负责将数据组成帧及怎样在网络中传输帧，并负责检测和纠正错误。 工作方式：,乐清电大网络信息中心,陶静烽,29,数据链路层的基本概念,链路 两个结点间的连线。即指一条中间没有任何交换结点的点到点的物理线路。 实际的链路 物理链路 链路控制数据传输的规程的软、硬件数据链

16、路或逻辑链路 数据链路层的作用 在不太可靠的物理链路上（由于各种干扰），通过数据链路层协议（或链路控制规程）实现可靠的数据传输。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,30,数据链路层,数据链路层的主要目的： 在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接； 向上层(网络层)提供无错的透明传送 数据链路层的主要功能和服务： 传输数据链路协议单元数据L-PDU: 以“帧”为单位的数据包； 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。,乐清电大网络信息中心,陶静烽,31,数据链路层,链路层的功能： 是实现与“相邻节点”的无差错通信。 面向连接与无连接的概念 面向连接：是指通信双方在进行通信之前，要事先在双方之间建立起一个完整的可以彼此沟通的通道，这个通道也就是连接。在通信过程中，整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理。 无连接：不需要预先建立起一个联络两个通信节点的连接，在需要通信的时候，发送节点就可以往网络上送出信息，让信息自主地在网络上传输。一般在传输的过程中不再加以监控。,