計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Net_02

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念1ISO/OSI參考模型參考模型2TCP/IP體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)3v在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信而建立的一系列規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定，稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，簡稱為“協(xié)議（Protocol）” 協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)的一種“語言”，能夠理解并使用這些“語言”的計(jì)算機(jī)才能在網(wǎng)絡(luò)上共享資源、相互通信；通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，各種規(guī)格不同、物理和邏輯結(jié)構(gòu)不同、操作系統(tǒng)不同、處理能力不同、生產(chǎn)廠家不同的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品就能夠連接起來，互相通信并實(shí)現(xiàn)資源共享。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v協(xié)議的組成 語義（Semantics）：控制信息的內(nèi)容，需要做出的動(dòng)作及響應(yīng)（做什么，What）； 語法（S

2、yntax）：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與通信的控制信息的格式、適應(yīng)傳輸方式及傳輸介質(zhì)的數(shù)據(jù)編碼等（怎么做，How）； 時(shí)序（Timing）：通信進(jìn)程的時(shí)間順序和傳輸速度匹配（何時(shí)做，When）。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v協(xié)議的組成示例網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v網(wǎng)絡(luò)分層 相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜相當(dāng)復(fù)雜的。 “分層”的目的：化繁為簡，分而治之 可將龐大而復(fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v通過“分而治之”，解決這些較小的、簡單的問題，有利于解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)大問題。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)

3、構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v網(wǎng)絡(luò)分層的幾個(gè)概念 系統(tǒng)中的各層次內(nèi)都存在一些實(shí)體。實(shí)體是指除一些實(shí)際存在的物體和設(shè)備外，還有客觀存在的與某一應(yīng)用有關(guān)的事務(wù)，如含有一個(gè)或多個(gè)程序、進(jìn)程或作業(yè)之類的成分。 不同系統(tǒng)的相同層次稱為同等層（或?qū)Φ葘樱?同一系統(tǒng)相鄰層之間都有一個(gè)接口（Interface）。同一系統(tǒng)相鄰兩層實(shí)體交換信息的地方稱為服務(wù)訪問點(diǎn)（Service Access Point, SAP），它是相鄰兩層實(shí)體的邏輯接口。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v網(wǎng)絡(luò)層次劃分的優(yōu)越性 各層之間相互獨(dú)立。 各層的靈活性好。 各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，各層技術(shù)的改變不影響其他層。 各層的功能易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)

4、。 分層描述有利于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v將數(shù)據(jù)通信問題分成層次結(jié)構(gòu)，對每一個(gè)層次所要完成的任務(wù)歸納為協(xié)議（做什么，怎么做，何時(shí)做，即語義，語法，時(shí)序），便形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)只精確定義了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次的邏輯構(gòu)成及性能，包括功能組織、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程的說明網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念v1974年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了一種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的參考模型，來建立網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)，稱為開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（Reference Model for Open Systems Interconnection，OSI/RM），又稱為ISO/OSI參考模型。ISO/OSI參考模型vISO/OSI

5、參考模型的層次劃分 OSI模型由7層構(gòu)成，從最高層到最低層分別為：應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。ISO/OSI參考模型vOSI各層的主要功能ISO/OSI參考模型v按照OSI參考模型，網(wǎng)絡(luò)中的客戶機(jī)都具有對應(yīng)層次。ISO/OSI參考模型v網(wǎng)絡(luò)中的客戶機(jī)都具有OSI層次，其一些特點(diǎn)如下： 各個(gè)節(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能（協(xié)議）； 一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信，每一層可以使用下層提供的服務(wù)，并向上層提供服務(wù)（可以認(rèn)為每層既是下層的用戶又是上層的服務(wù)提供者，但最低層只提供服務(wù)，最高層不提供服務(wù)而只是用戶）； 不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對等層之間的通信，對等層通信過

6、程中，協(xié)議之間需要交換的數(shù)據(jù)單元叫做PDU（Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元）。ISO/OSI參考模型v兩個(gè)不同同等層之間是怎樣進(jìn)行通信呢？示例如下：ISO/OSI參考模型v數(shù)據(jù)封裝與傳遞 當(dāng)數(shù)據(jù)從源端的某一層到達(dá)相鄰的低一層時(shí)，必須在數(shù)據(jù)的頭部（必要時(shí)還有尾部）加入特定的協(xié)議頭或協(xié)議尾，這種增加數(shù)據(jù)頭（和尾）的過程叫做層到層的數(shù)據(jù)封裝（也叫數(shù)據(jù)打包）。 在數(shù)據(jù)到達(dá)目的端的對等層時(shí)，接收方將識(shí)別、提取和處理發(fā)送方對等層增加的數(shù)據(jù)頭部（和尾部），接受方把這種增加的數(shù)據(jù)頭部（和尾部）除去，這個(gè)過程叫做層到層（逆向）的數(shù)據(jù)解封（數(shù)據(jù)拆包）。ISO/OSI參考模型v數(shù)據(jù)封裝與解封IS

7、O/OSI參考模型v數(shù)據(jù)封裝與傳遞ISO/OSI參考模型vTCP/IP分層為應(yīng)用層、傳輸層、互聯(lián)層和網(wǎng)絡(luò)接口層4層。TCP/IP和OSI參考模型的各層的對應(yīng)關(guān)系如下：TCP/IP體系結(jié)構(gòu)vTCP/IP協(xié)議棧 每層的協(xié)議形成了一種從上至下的依賴關(guān)系。從圖可以看出，F(xiàn)TP依賴于TCP，而TCP又依賴于IP；SNMP依賴于UDP，而UDP也依賴于IP；等。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)v應(yīng)用層的主要協(xié)議（功能） 網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議（Telnet) 文件傳輸協(xié)議（FTP，F(xiàn)ile Transfer Protocol) 簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol) 域名系統(tǒng)（

8、DNS， Domain Name System) 超文本傳輸協(xié)議（HTTP，Hyper Text Transfer Protocol) 路由信息協(xié)議（RIP，Routing Information Protocol) 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP，Simple Network Management Protocol) 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS, Network File System)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)v其它主要協(xié)議 ICMP（Internet Control Message Protocol），因特網(wǎng)控制信息協(xié)議。 IGMP（Internet Group Management Protocol）

9、，互連網(wǎng)組管理協(xié)議。 ARP（Address Resolution Protocol），地址解析協(xié)議。 ATM（Asynchronous Transfer Mode），異步傳輸模式，廣域網(wǎng)一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。 Frame Relay，幀中繼，廣域網(wǎng)一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。 Token Ring，令牌環(huán)，局域網(wǎng)一種介質(zhì)存取方法。 Ethernet，以太網(wǎng)，最通用的一種局域網(wǎng)。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)vOSI與TCP/IP的比較 共同點(diǎn) 層次化的結(jié)構(gòu)。 OSI的主要問題 定義復(fù)雜； 實(shí)現(xiàn)困難； 有些功能在每一層重復(fù)出現(xiàn)； 效率低下。 TCP/IP的主要問題 網(wǎng)絡(luò)接口層并不是實(shí)際的一層； 各層的功能定義與實(shí)現(xiàn)方

10、法沒能區(qū)分開來等。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)vOSI與TCP/IP的比較 法律上的(de jure)國際標(biāo)準(zhǔn) OSI 并沒有得到市場的認(rèn)可。 非國際標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。 TCP/IP 常被稱為事實(shí)上的(de facto) 國際標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)v實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)其體系結(jié)構(gòu)是綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。五層體系結(jié)構(gòu)v 應(yīng)用層(application layer) v 運(yùn)輸層(transport layer) v 網(wǎng)絡(luò)層(network layer) v 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) v 物理層(physical layer) 5 應(yīng)用層4 運(yùn)輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層v請完成課余練習(xí)： “0