网络协议教材

《网络协议教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络协议教材（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、计算机网络基础,2,第二章 计算机网络体系结构,2.1 计算机网络体系结构的概念 2.2 OSI-RM参考模型 2.3 Internet的TCP/IP协议栈 2.4 标准化组织与机构,3,A,B,C,D,C,4,2.1 计算机网络体系结构,5,2.1 计算机网络体系结构的概念, 计算机网络协议,为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。,一、网络协议,为了使各计算机之间或计算机终端之间能正确地传递信息，必须在 有关信息传输顺序、信息格式和信息内容等方面的一组约定或规则。,6,2.1 计算机网络体系结构的概念, 计算机网络协议的三要素,1、语法(Syntax)，即数据与控制信息

2、的结构或格式；即“怎么讲”；,2、语义(Semantics)，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应 答，即“讲什么”,3、同步(Timing)也称规则，即事件实现顺序的详细说明。这里的同步是广义 的，含有时序的意思 。,协议的形式,一种是使用便于人来阅读和理解文字描述。 另一种是使用让计算机能够理解的程序代码。,1、语法(Syntax)，即数据与控制信息的结构或格式；即“怎么讲”；,2、语义(Semantics)，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应 答，即“讲什么”,3、同步(Timing)也称规则，即事件实现顺序的详细说明。这里的同步是广义 的，含有时序的意思

3、。,1、语法(Syntax)，即数据与控制信息的结构或格式；即“怎么讲”；,2、语义(Semantics)，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应 答，即“讲什么”,一种是使用便于人来阅读和理解文字描述。 另一种是使用让计算机能够理解的程序代码。,3、同步(Timing)也称规则，即事件实现顺序的详细说明。这里的同步是广义 的，含有时序的意思 。,1、语法(Syntax)，即数据与控制信息的结构或格式；即“怎么讲”；,2、语义(Semantics)，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应 答，即“讲什么”,协议的形式,一种是使用便于人来阅读和理解文字描述。 另一种是使用

4、让计算机能够理解的程序代码。,3、同步(Timing)也称规则，即事件实现顺序的详细说明。这里的同步是广义 的，含有时序的意思 。,1、语法(Syntax)，即数据与控制信息的结构或格式；即“怎么讲”；,2、语义(Semantics)，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应 答，即“讲什么”,7,2.1 计算机网络体系结构的概念,如果没有协议 例子：计算机A向计算机B发出信号“你好” 情况1：如果：没有应用程序（如电子邮件，QQ等） 结果：则很难使用与推广 情况2：如果：没有中间点的控制 结果：传输无法完成 情况3：如果：没有正确的路径选择 结果：则无法保证传给指定对象,8,2.1

5、 计算机网络体系结构的概念,如果没有协议 例子：计算机A向计算机B发出信号“你好” 情况4：如果：没有差错与流量控制 结果：无法保证传输正确信息，或发生延迟 其它情况：如果：没有信息转换（加密、压缩、转换等） 结果：无法保证正常传输（安全、格式等）,你好,你好,堵塞,9,为什么有许许多多的网络通信协议?,理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断发展，应用领域在不断拓宽，加上历史的原因（年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自己的网络通信协议，既为网络技术的发展作出了贡献，亦造成协议品种杂多的局面），所以目前尚无一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通

6、，但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。对于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于普通网络用户，则只需知道访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议，而无须知道这些协议的具体含义。,10,封闭协议和开放协议,协议可分为 封闭协议(closed protocol) 协议内容不对公众公布（只能由制定协议的厂家使用） 开放协议(open protocol) 协议内容对公众公布（不同厂家均可采用） 从网络角度看，未连网的计算机都是所谓“信息孤岛”型的计算机系统，只按某一公司/厂商的网络通信协议连网（使用封闭协议的

7、网络）的属于 “封闭系统”，而采用开放协议的网络可以使不同公司/厂商生产的计算机系统实现网络互连（甚至在全球范围内互连起来），称为“开放系统”。 现代网络技术领域有成千上万种与网络通信有关的协议。其中对网络技术影响最大的是由有关的国际性组织制定的各种基础协议。,11,OSI（开放系统互连）协议 ISO（国际标准化组织）81年公布（理论标准） IEEE 802 LAN 协议 IEEE（电气和电子工程师学会）802委员会（80年2月成立）制定，其部分标准已被ISO正式确定为局域网的国际标准 TCP/IP（网际互连/传输控制）协议 美国防部高级计划研究局（DARPA）83年为“阿帕”网（ARPAne

8、t，今发展为Internet）而开发，用于通过UNIX系统控制实现异种计算机网络的互连，乃很多大学（如斯坦福大学）及研究所经多年研究及商业化后得出的结果，现为最通用的网际互连协议，亦为公认的工业标准。,网络通信中三个最具影响的基础协议,理论指导,局域网组网,网络互连,12,2.1 计算机网络体系结构的概念,为了对体系结构与协议有一个初步了解，我们先分析一下实际生活中 邮政系统，如图1.14所示。,二、分层结构,为了对体系结构与协议有一个初步了解，我们先分析一下实际生活中 邮政系统，如图1.14所示。,13,2.1 计算机网络体系结构的概念,分层模型的目的和优点：,（1）化解复杂性,（2）标准化

9、接口,（3）模块化，易于工程,（4）确保技术的通用,（5）加速发展,（6）简化教学和学习,分层模型的目的和优点：,（3）模块化，易于工程,（1）化解复杂性,分层模型的目的和优点：,（3）模块化，易于工程,（2）标准化接口,（1）化解复杂性,分层模型的目的和优点：,（3）模块化，易于工程,（4）确保技术的通用,（2）标准化接口,（1）化解复杂性,分层模型的目的和优点：,（3）模块化，易于工程,（5）加速发展,（4）确保技术的通用,（2）标准化接口,（1）化解复杂性,分层模型的目的和优点：,（3）模块化，易于工程,（6）简化教学和学习,（5）加速发展,（4）确保技术的通用,（2）标准化接口,（1）

10、化解复杂性,分层模型的目的和优点：,（3）模块化，易于工程,14,层间服务的概念,体系结构中的层、服务、调用与接口 N层向相邻的高层提供服务 N层向相邻的低层调用服务 相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 接口是指两相邻协议层之间所有的调用和服务访问点以及服务的集合,层间服务的概念,体系结构中的层、服务、调用与接口 N层向相邻的高层提供服务 N层向相邻的低层调用服务 相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 接口是指两相邻协议层之间所有的调用和服务访问点以及服务的集合,层间服务的概念,体系结构中的层、服务、调用与接口 N层向相邻的高层提供服务 N层向相邻的低层调用服务

11、相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 接口是指两相邻协议层之间所有的调用和服务访问点以及服务的集合,层间服务的概念,体系结构中的层、服务、调用与接口 N层向相邻的高层提供服务 N层向相邻的低层调用服务 相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 接口是指两相邻协议层之间所有的调用和服务访问点以及服务的集合,15,层间服务（service） 分层通信体系中，下层通信实体（服务提供者）为上层实体（服务用户）提供的通信功能。 Service: what is to be done, but not how to do it. 服务是通过一组所谓“服务原语”来执行。服务原语可划分

12、为以下四类，每种代表一种通信操作： request（请求） indication（指示） response（响应） confirm（证实）,16,假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进行通信,电话员A,电话员B,老人A,老人B,A幢,B幢,A小姐，请拨B幢电话,CONNECT.request （连接请求）,B奶奶，有您的电话！,CONNECT.indication （连接指示）,请讲吧,CONNECT.response （连接响应）,A大爷，B奶奶请你讲话,CONNECT.confirm （连接证实）,17,假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进行通信,电话员A,电话员

13、B,老人A,老人B,A幢,B幢,你好！,我很好，有事吗？,晚上睡不着,我也是,DATA.request和DATA.indication （数据请求和指示通话）,18,假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进行通信,电话员A,电话员B,老人A,老人B,A幢,B幢,今天就到讲到这里吧，再见！,DISCONNECT.request （断连请求）,A大爷，B奶奶跟你拜拜了,DISCONNECT.indication （断连指示）,19,【层协议】 分层体系结构中，某层功能实现的方法和方式。通信双方同层协议必须一致。 层间服务只表示能为上层做什么，层协议则规定了本层功能如何实现。只要不改变提供

14、的服务，本层实体可以任意地改变它们的协议。 如上例中楼下向楼上老人提供传话功能(服务)，但楼下电话员之间如何通话，则由双方商定（协议）。 【层接口】 上下层之间相互通信处（独特的标识地址），如可以是一个套接字（socket）或一个端口等。 如上例中楼上老人与楼下电话员间的传话口。,20,2.1 计算机网络体系结构的概念,所谓网络体系结构就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务。将这样的层次结构模型和通信协议统称为网络体系结构。,三、计算机网络体系结构的概念,21,2.2 OSI-RM参考模型 ISO OSI

15、Reference Model,22,2.2 OSI-RM参考模型,OSI参考模型概述,1974年IBM公司的SNA(System Network Architecture) 1975年DEC公司的DNA(digital Network Architecture) HP公司的DSN、Sperry Univac公司的DDA、Borroughts公司的DNS、Honeywell公司的DSA、日本富士通公司的FNA等。 1978年,国际标准化组织ISO(International Organization for Standardization)的技术委员会TC97 建立了一个分委员会 SC16 专

16、门研究“开放系统互联 OSI (Open System Interconnection),并于1983年春季,使“开放系统互联基本参考模型“OSI/RM成为正式的国际标准(ISO7498)开放系统互联参考模型(OSI Reference Model:简称OSI/RM).,23,1969年，世界上公认ARPANET是第一个计算机网络； 资源共享 分布式控制 分组交换方式 从逻辑上分为通信子网和资源子网 采用层次化网络结构,ARPANET,1974年，IBM公司首先公布了SNA（系统网络体系结构）,SNA,ISO/OSI-RM,1977年，ISO网络标准化，设SC16。1984年制定OSI-RM,24,2.2 OSI-RM参考模型,OSI的七层体系结构 OSI参考模型的体系结构，由低层至高层分别称为 物理层 数据链路层 网络层 运输层 会话层 表示层 应用层,25,OSI参考模型 示意图,7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层,