課件6(網(wǎng)絡體系結構OSI參考模型)

1、 計算機網(wǎng)絡體系結構主講教師：錢雙艷第三章主 要 內 容網(wǎng)絡體系結構ISO/OSI參考模型112計算機網(wǎng)絡體系結構3.1 網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議 體系結構：是研究系統(tǒng)各局部組成及相互關系的技術科學。計算機網(wǎng)絡體系結構：是指整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的邏輯組成和功能分配，它定一和描述了一組用于計算機及其通信設施之間互連的標準和標準的集合。 目的：定義計算機網(wǎng)絡各局部的功能，以便在統(tǒng)一的原那么指導下進行計算機網(wǎng)絡的設計、建造、使用和開展。數(shù)據(jù)交換：在計算機網(wǎng)絡通信過程中，數(shù)據(jù)從一臺計算機傳輸?shù)搅硪慌_計算機。網(wǎng)絡協(xié)議：是通信的系統(tǒng)必須共同遵守的一組事先約定好的規(guī)那么。一個網(wǎng)絡協(xié)議主要有三要素組成：語法、語義、時序

2、同步 計算機網(wǎng)絡體系結構1、分層的思想 設想位于兩地的兩臺計算機之間利用計算機網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信，將面臨以下的一些問題：兩臺計算機如何連接？用什么連接線？用什么接頭？怎樣數(shù)據(jù)從源計算機傳送到目的計算機？如何標識每臺計算機？怎樣尋找目標計算機？在一臺計算機中可能同時運行著多個網(wǎng)絡應用程序，存在多路數(shù)據(jù)流，如何確定進行數(shù)據(jù)通信的這個過程的數(shù)據(jù)流？傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用什么表示形式？在計算機中如何編碼？用戶接口如何實現(xiàn)？即計算機如何接受用戶輸入的數(shù)據(jù)進行發(fā)送，有如何將接受的數(shù)據(jù)顯示給用戶？當網(wǎng)絡設備或連接線路性能不一致或者發(fā)生故障，造成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出現(xiàn)過失甚至喪失時，如何進行控制以保證可靠性等。 由上所述，計算

3、機網(wǎng)絡是一個十分龐大的且復雜的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡的設計和實現(xiàn)往往采用化繁為簡、分而治之的思想。即將這樣一個大而復雜的系統(tǒng)分解為假設干個小而簡單的子系統(tǒng)，然后再逐個加以處理。計算機網(wǎng)絡體系結構2、分層的原那么層內功能內聚、層間耦合松散、層數(shù)適中3、分層的好處各層之間相互獨立；靈活性好；易于實現(xiàn)和維護；有利于促進標準化 計算機網(wǎng)絡體系結構3.2 ISO/OSI參考模型 計算機網(wǎng)絡是由多種計算機和各類終端通過通信線路連接起來的復合系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，由于計算機型號不一，終端類型各異，加之線路類型、連接方式、同步方式、通信方式的不同，給網(wǎng)絡中各結點的通信帶來許多不便。由于在不同計算機系統(tǒng)之間，真正以協(xié)同

4、方式進行通信的任務是十分復雜的。為了設計這樣復雜的計算機網(wǎng)絡，早在最初的ARPANET設計時即提出了分層的方法。“分層可將龐大而復雜的問題，轉化為假設干較小的局部問題，而這些較小的局部總是比較易于研究和處理。計算機網(wǎng)絡體系結構 1974年，美國的IBM公司宣布了它研制的系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構SNASystem Network Architecture。 為了使不同體系結構的計算機網(wǎng)絡都能互連，國際標準化組織ISO于1977年成立了一個專門的機構來研究該問題。不久，他們就提出一個試圖使各種計算機在世界范圍內互連成網(wǎng)的標準框架，即著名的開放系統(tǒng)互連根本參考模型OSI/RMOpen Systems Int

5、erconnection Reference Model，簡稱為OSI。 1物理層 物理層傳輸數(shù)據(jù)的單位是比特。物理層不是指連接計算機的具體的物理設備或具體的傳輸媒體是什么，因為它們的種類非常多，物理層的作用是盡可能的屏蔽這些差異，對它的高層即數(shù)據(jù)鏈路層提供統(tǒng)一的效勞。所以物理層主要關心的是在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)的比特流。 物理層提供為建立、維護和撤除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。OSI 的 參 考 模 型 2數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)的單位是幀，數(shù)據(jù)幀的幀格式中包括的信息有：地址信息局部、控制信息局部、數(shù)據(jù)局部、校驗信息局部。數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是通過

6、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議即鏈路控制規(guī)程，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 OSI 的 參 考 模 型 3網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡層傳送的數(shù)據(jù)單位是報文分組或包。在計算機網(wǎng)絡中進行通信的兩個計算機之間可能要經(jīng)過許多個結點和鏈路，也可能還要經(jīng)過好幾個路由器所連接的通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡層的任務就是要選擇最正確的路由，使發(fā)送站的運輸層所傳下來的報文能夠正確無誤地按照目的地址找到目的站，并交付給目的站的運輸層。這就是網(wǎng)絡層的路由選擇功能。OSI 的 參 考 模 型 4運輸層 OSI開放式系統(tǒng)互連所定義的運輸層正好是七層的中間一層，是通信子網(wǎng)下面3層和資源子網(wǎng)上面3層的分界線，它屏蔽通信子網(wǎng)的不同，使高層用戶感覺不到通信子

7、網(wǎng)的存在。它完成資源子網(wǎng)中兩結點的直接邏輯通信，實現(xiàn)通信子網(wǎng)中端到端的透明傳輸。運輸層信息的傳送單位是報文。運輸層的根本功能是從會話層接收數(shù)據(jù)報文，并且在當所發(fā)送的報文較長時，在運輸層先要把它分割成假設干個報文分組，然后再交給它的下一層即網(wǎng)絡層進行傳輸。另外，這一層還負責報文錯誤確實認和恢復，以確保信息的可靠傳遞。OSI 的 參 考 模 型 5會話層 如果不看表示層，在OSI開放式系統(tǒng)互連的會話層就是用戶和網(wǎng)絡的接口，這是進程到進程之間的層次。會話層允許不同機器上的用戶建立會話關系，目的是完成正常的數(shù)據(jù)交換，并提供了對某些應用的增強效勞會話，也可被用于遠程登錄到分時系統(tǒng)或在兩個機器間傳遞文件。

8、會話層對高層提供的效勞主要是“管理會話。OSI 的 參 考 模 型 6表示層 在計算機與計算機的用戶之間進行數(shù)據(jù)交換時，并非是隨機的交換數(shù)據(jù)比特流，而是交換一些有具體意義的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息有一定的表示格式，例如表示人名用字符型數(shù)據(jù)，表示貨幣數(shù)量用浮點數(shù)數(shù)據(jù)等等。表示層管理這些抽象數(shù)據(jù)結構，并且在計算機內部表示和網(wǎng)絡的標準表示法之間進行轉換，也即表示層關心的是數(shù)據(jù)傳送的語義和語法兩個方面的內容。OSI 的 參 考 模 型 7應用層 應用層是OSI網(wǎng)絡協(xié)議體系結構的最高層，是計算機網(wǎng)絡與最終用戶的界面，為網(wǎng)絡用戶之間的通信提供專用的程序。如文件傳輸、電子郵件、網(wǎng)絡管理、遠程登錄等。OSI 的

9、 參 考 模 型 OSI的7層協(xié)議從功能劃分來看，下面6層主要解決支持網(wǎng)絡效勞功能所需要的通信和表示問題，應用層那么提供完成特定網(wǎng)絡功能效勞所需要的各種應用協(xié)議。應用層的一個主要解決是虛擬終端的問題。大家都知道世界上有上百種互不兼容的終端，要把它們組裝成網(wǎng)絡，即讓一個廠家的主機與另一個廠家的終端通信，就不得不在主機方設計一個專用的軟件包，以實現(xiàn)異種機、終端的連接。如果一個網(wǎng)絡中有N種不同類型的終端和M種不同類型的主機，為實現(xiàn)它們之間的交互通信，要求每一臺主機都得為每一種終端設計一個專用的軟件包，最壞情況下，需要配置M x N個專用的軟件包，顯然這種方法實現(xiàn)起來很困難，為此，可采用建立一個統(tǒng)一的終端協(xié)議方法，使所有不同類型的終端都能通過這種終端協(xié)議與網(wǎng)絡主機互連。這種終端協(xié)議就稱為虛擬終端協(xié)議。OSI 的 參 考 模 型 OSI 的 參 考 模 型 數(shù)據(jù)傳輸過程