《网络技术与应用参考课件网络技术与应用CH02网络协议与计算机网络体系结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络技术与应用参考课件网络技术与应用CH02网络协议与计算机网络体系结构（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 网络协议与计算机网络体系结构,网络技术与应用 Computer Network Technology and Application,南京邮电大学计算机学院 计算机系统与网络教学中心,教学大纲要求,1、掌握网络协议的概念和网络三要素的 含义； 2、了解计算机网络体系结构的概念，掌 握开放系统互连参考模型OSI/RM、 TCP/IP体系结构的构成和各功能层的 基本功能，理解两者之间的主要差别。,内容纲要,网络协议与分层体系结构 开放系统互连的参考模型 OSI/RM TCP/IP 参考模型 OSI/RM和TCP/IP的比较 网络通信标准化组织,内容纲要,网络协议与分层体系结构 开放系统互连
2、的参考模型 OSI/RM TCP/IP 参考模型 OSI/RM和TCP/IP的比较 网络通信标准化组织,2.1 网络协议与分层体系结构,计算机通信是一个复杂的过程，相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。 “分层”可以将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。,1、通信协议与分层体系结构,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,
3、ISO/OSI-RM,1977年，ISO网络标准化，设SC16。1984年制定OSI-RM,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,首先发信人采用某种语言写成一封信，按照某种格式填好地址，投入到信箱中。邮局收集信件，按照目的地址进行分类打包，并送到邮政处理中心。处理中心汇集各个邮包，并进行再次分类，送到铁路等运输部门。运输部门将邮包送到目的地的邮政处理中心。目的地的邮政处理中心解包后根据目的地址，将信件送到相应的邮政分理处。分理处将信件送到收信人。收信人最终拆开信封，阅读信函。,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,淘宝商家,快递收寄人,快递公司打包,
4、运输部门,发件人,收货人,快递派件人,快递公司拆包,运输部门,收件人,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,各层之间是独立的。 灵活性好。 结构上可分割开。 易于实现和维护。 能促进标准化工作。,分层的好处,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,协议层次模型,计算机A,计算机B,n+1层,n层,n-1层,(n+1)层与n层协议接口，n层提供服务,n层与(n-1)层协议接口，(n-1)层提供服务,n+1层,n层,n-1层,n层协议对等层,n+1层协议对等层,n-1层协议对等层,对等端虚通信,物
5、理媒体实通信,简单地说，协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,网络协议定义,语法：指数据与控制信息的结构或格式，确定通信时采用的数据格式，编码及信号电平等。 语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释 同步：规定了事件的执行顺序,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,网络协议的组成,网络通信协议的特点是层次性,可靠性和有效性。 协议的分层
6、可以将复杂的问题简单化 协议可靠性和有效性是正常和正确通信的保证，只有协议可靠和有效，才能实现系统内各种资源共享。,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,网络协议的特点,若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。 层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。 设置合理的层数，有利于描述和综合这些层次功能。,层数多少要适当,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,按功能分层、归类，每层功能应明确、独立。 层与层的接口适合于标准化，其边界的信息流应尽可能少。 每一层只与相邻层有边界。 为满足各种通信服务需要，在一层内可形成若干子层。,分层的
7、原则,2.1 网络协议与分层体系结构,1、通信协议与分层体系结构,内容纲要,网络协议与分层体系结构 开放系统互连的参考模型 OSI/RM TCP/IP 参考模型 OSI/RM和TCP/IP的比较 网络通信标准化组织,2.2开放系统互连的参考模型 OSI/RM,2、OSI-RM体系结构,应用层,传输层,网络层,表示层,会话层,数据链路层,物理层,7 6 5 4 3 2 1,OSI参考模型中高层，面向信息处理。,OSI参考模型中低层，面向数据通信。,计算机通信网的信息流动,2.2开放系统互连的参考模型 OSI/RM,物理层：利用传输介质为通信的网络节点之间建立、维护和释放物理连接，实现比特流的透明
8、传输，进而为数据链路层提供数据传输服务。 数据链路层：在物理层提供服务的基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以帧(frame)为单位的数据包，并采取差错控制和流量控制的方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 网络层：为分组交换网络上的不同主机提供通信服务，为以分组为单位的数据包通过通信子网选择适当的路由，并实现拥塞控制、网络互连等功能。,2、OSI-RM体系结构,2.2开放系统互连的参考模型 OSI/RM,传输层：向用户提供端到端（end-to-end）的数据传输服务，实现为上层屏蔽低层的数据传输问题。 会话层：负责维护通信中两个节点之间的会话连接的建立、维护和断开，以及数据的
9、交换。 表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据的加密与解密、数据压缩与恢复等功能。 应用层：为应用程序通过网络服务，它包含了各种用户使用的协议。,2、OSI-RM体系结构,2.2开放系统互连的参考模型 OSI/RM,2.1 网络协议与分层体系结构,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,7,6,5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,H6,7,
10、6,5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,7,6,5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,7,6,5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机
11、1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H3,7,6,5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H3,H2,7,6,
12、5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程 序 数 据,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H3,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H3,H2,H1,7,6,5,4,3,2,1,7,6,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,H7,应 用 程
13、 序 数 据,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H3,H5,H6,H7,应 用 程 序 数 据,H4,H3,H2,H1,7,6,5,4,3,2,1,7,6,实体(Entity):是通信时能发送和接收信息的任何软硬件设施； 接口(Interface):是指网络分层结构中各相邻层之间的通信接口。,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,1、通信协议与分层体系结构,协议层次模型,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,2、OSI-RM体系结构,服务访问点,OSI各层
14、间存在信息交换，一个系统中的相邻两个层次间的信息交换是通过服务访问点(Service Access Point, SAP)这样的接口实现的。 SAP实际上就是(N)层实体和上一层(N+1)层实体之间的逻辑接口。,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,2、OSI-RM体系结构,服务访问点,N层服务提供者,N层服务用户,N层服务用户,（N+1）层协议,（N）层协议,（N）层SAP,开放系统互连的参考模型 OSI/RM,2、OSI-RM体系结构,服务访问点,（N-1）层用户数据,（N）层用户数据,（N）层PCI,（N）层PDU,（N-1）层PCI,内容纲要,网络协议与分层体系结构 开放系统互连的参考
15、模型 OSI/RM TCP/IP 参考模型 OSI/RM和TCP/IP的比较 网络通信标准化组织,2.3 TCP/IP参考模型,3、TCP/IP体系结构,TCP,ICMP, IGMP IP ARP/RARP,各类物理网络，如FDDI, Ethernet等,SMTP, Telent, FTP, HTTP等,传输层 Transport Layer,互连网络层 Internet Layer,应用层 Application Layer,网络接入层 Host to Network Layer,SNMP, RIP等,UDP,HTTP,SMTP,DNS,RTP,TCP,UDP,IP,互连网络层,网络接入层,传输层,应用层,网络接口 1,网络接口 2,网络接口 3,2.3 TCP/IP参考模型,3、TCP/IP体系结构,2.3 TCP/IP参考模型,3、TCP/IP体系结构,应用层的协议相对较多，分别使用UDP和TCP协议进行承载，它们位于各自的上方。 网络层除核心协议IP外，还有、和RARP，分别位于IP协议的上下方。 TCP/IP模型中的核心协议是TCP、UDP和IP，且呈现漏斗状，IP协议处于漏斗的最窄处。,内容纲要,网络协议与分层体系结构 开放系统互连的参考模型 OSI/RM TCP/IP 参考模型 OSI/RM和TCP/IP的比较 网络通
