當(dāng)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分析課件

第二章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)徐明偉xmw@1第二章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)徐明偉1主要內(nèi)容2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成2.1.1 資源子網(wǎng)2.1.2 通信子網(wǎng)2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層2.2.2 協(xié)議和協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)2.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型2.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化2.3.2 OSI參考模型2.3.3 TCP/IP參考模型2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)2主要內(nèi)容2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成22.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成兩級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源子網(wǎng)（或用戶子網(wǎng)）和通信子網(wǎng) 32.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成32.1.1 資源子網(wǎng)組成服務(wù)器客戶計(jì)算機(jī)2.1.2 通信子網(wǎng)基本組成通信線路（或稱通道）網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（路由器、交換機(jī)、HUB等）2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（2）42.1.1 資源子網(wǎng)2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（2）42.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（3）基本結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)通道基本特點(diǎn)一條線路連接二臺(tái)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備一般情況下，二臺(tái)計(jì)算機(jī)的連接要經(jīng)過多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)star,ring（loop）,tree,complete,intersectingrings,irregular關(guān)鍵技術(shù)：路由選擇（Routing）52.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（3）基本結(jié)構(gòu)5662.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（4）廣播通道基本特點(diǎn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享一條通信線路任一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的信息可以直接被其它計(jì)算機(jī)接收典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)bus,ring72.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（4）廣播通道72.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（5）關(guān)鍵技術(shù)：通道分配

靜態(tài)分配：分時(shí)間片 特點(diǎn)：控制簡單，通道利用率低動(dòng)態(tài)分配：各站點(diǎn)動(dòng)態(tài)使用通道 特點(diǎn)：控制復(fù)雜，通道利用率高 通道分配方法： 集中式：只有一個(gè)仲裁機(jī)構(gòu) 分布式：各站點(diǎn)均有仲裁機(jī)構(gòu)82.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（5）關(guān)鍵技術(shù)：通道分配82.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（6）網(wǎng)絡(luò)分類：從地域范圍角度局域網(wǎng)絡(luò)（LocalAreaNetworks）主要采用廣播通道技術(shù)城域網(wǎng)絡(luò)（MetropolitanAreaNetworks）廣域網(wǎng)絡(luò)（WideAreaNetworks）主要采用點(diǎn)到點(diǎn)通道技術(shù) 92.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（6）網(wǎng)絡(luò)分類：92.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所完成功能的比較精確的定義。即從功能的角度描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。是層次和協(xié)議的集合。 注意:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)僅僅定義了網(wǎng)絡(luò)及其部件通過協(xié)議應(yīng)完成的功能；不定義協(xié)議的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和各層協(xié)議之間的接口關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)功能的分層 協(xié)議的分層 體系結(jié)構(gòu)的分層協(xié)議分層易于協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。102.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：對(duì)計(jì)2.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能是為地理位置不同的計(jì)算機(jī)用戶之間提供訪問通路。下述功能是必須提供的：連接源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的物理傳輸線路，可以經(jīng)過中間結(jié)點(diǎn)；每條線路兩端的結(jié)點(diǎn)利用波形進(jìn)行二進(jìn)制通信；無差錯(cuò)的信息傳送多個(gè)用戶共享一條物理線路按照地址信息，進(jìn)行路由選擇2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（2）112.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（3）信息緩沖和流量控制會(huì)話控制滿足各種用戶、各種應(yīng)用的訪問要求上述功能有三個(gè)顯著特點(diǎn)上述功能必須同時(shí)滿足一對(duì)用戶用戶之間的通信功能是相互的這些功能分散在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶設(shè)備中。一般人們采用“層次結(jié)構(gòu)”的方法來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，即：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供的功能是分成層次的。122.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（3）信息緩沖和流量控制122.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（4）2.2.2 協(xié)議和協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)協(xié)議的定義和組成層次結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能中，最重要的功能是通信功能這種通信功能主要涉及同一層次中通信雙方的相互作用位于不同計(jì)算機(jī)上進(jìn)行對(duì)話的第N層通信各方可分別看成是一種進(jìn)程，稱為對(duì)等（同等）進(jìn)程。協(xié)議（Protocol）：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。132.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（4）2.2.2 協(xié)議和協(xié)議的分2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（5）協(xié)議的組成語法（syntax）：以二進(jìn)制形式表示的命令和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)語義（semantics）：由發(fā)出的命令請(qǐng)求，完成的動(dòng)作和回送的響應(yīng)組成的集合定時(shí)關(guān)系（timing）：有關(guān)事件順序的說明協(xié)議的分層和層間結(jié)構(gòu)協(xié)議的分層原則（layeringprinciple）LayerNsoftwareonthedestinationcomputermustreceiveexactlythemessagesentbylayerNsoftwareonthesendingcomputer.Mathematically,ifthesenderappliesatransformationT,thereceivermustapplytheinverseT-1.協(xié)議分層要保證整個(gè)通信系統(tǒng)功能完備、高效。142.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（5）協(xié)議的組成142.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（6）每一相鄰層之間有一個(gè)接口（Interface），它定義了下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。對(duì)于第N層協(xié)議來說，它有如下特性不知道上、下層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)獨(dú)立完成某種功能為上層提供服務(wù)使用下層提供的服務(wù)152.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（6）每一相鄰層之間有一個(gè)接口（2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（7）2.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)基本術(shù)語與分層結(jié)構(gòu)接口：定義了下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。協(xié)議：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。服務(wù)：層間交換信息時(shí)必須遵守的規(guī)則。服務(wù)和協(xié)議的關(guān)系服務(wù)提供者，服務(wù)用戶162.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（7）2.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體17172.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（8）服務(wù)訪問點(diǎn)SAP（ServiceAccessPoint）任何層間服務(wù)是在接口的SAP上進(jìn)行的每個(gè)SAP有唯一的識(shí)別地址每個(gè)層間接口可以有多個(gè)SAP。 接口數(shù)據(jù)單元IDU（InterfaceDataUnit）IDU是通過SAP進(jìn)行傳送的層間信息單元IDU由上層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU（ServiceDataUnit）和接口控制信息ICI（InterfaceControlInformation）組成182.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（8）服務(wù)訪問點(diǎn)SAP（Serv2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（9）協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（ProtocolDataUnit）第N層實(shí)體通過網(wǎng)絡(luò)傳送給它的對(duì)等實(shí)體的信息單元PDU由上層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU或其分段和協(xié)議控制信息PCI（ProtocolControlInformation）組成分段和重組192.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（9）協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Pro202021212.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（10）服務(wù)分類和服務(wù)原語（primitives）基于連接的服務(wù)和無連接服務(wù)基于連接的服務(wù)當(dāng)使用服務(wù)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，首先建立連接，然后使用該連接傳送數(shù)據(jù)。使用完后，關(guān)閉連接。特點(diǎn)：順序性好。無連接服務(wù)直接使用服務(wù)傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)包獨(dú)立進(jìn)行路由選擇。特點(diǎn)：順序性差。注意：連接并不意味可靠，可靠要通過確認(rèn)、重傳等機(jī)制來保證。222.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（10）服務(wù)分類和服務(wù)原語（pr2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（11）服務(wù)原語服務(wù)在形式上是由一組接口原語（或操作）來描述的服務(wù)原語可分為四種類型請(qǐng)求（Request）:Anentitywantstheservicetodosomework指示（Indication）:Anentityistobeinformedaboutanevent響應(yīng)（Response）:Anentitywantstorespondtoanevent確認(rèn)（Confirm）:Theresponsetoanearlierrequesthascomeback232.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（11）服務(wù)原語232424WhyLayering?Nolayering:eachnewapplicationhastobere-implementedforeverynetworktechnology!TelnetFTPNFSPacketradioCoaxialcableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTP25WhyLayering?Nolayering:eachWhyLayering?Solution:introduceanintermediatelayerthatprovidesauniqueabstractionforvariousnetworktechnologiesTelnetFTPNFSPacketradioCoaxialcableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTPIntermediatelayer26WhyLayering?Solution:introduLayeringAdvantagesModularity–protocolseasiertomanageandmaintainAbstractfunctionality–lowerlayerscanbechangedwithoutaffectingtheupperlayersReuse–upperlayerscanreusethefunctionalityprovidedbylowerlayersDisadvantagesInformationhiding–inefficientimplementations27LayeringAdvantages27End-to-EndArgumentThinktwicebeforeimplementingafunctionalitythatyoubelievethatisusefultoanapplicationatalowerlayerIftheapplicationcanimplementafunctionalitycorrectly,implementitalowerlayeronlyasaperformanceenhancement28End-to-EndArgumentThinktwiceExample:ReliableFileTransferSolution1:makeeachstepreliable,andthenconcatenatethemSolution2:end-to-endcheckandretryOSAppl.OSAppl.HostAHostBOK29Example:ReliableFileTransfeDiscussionThereceiverhastodothecheckanyway!Thus,fullfunctionalitycanbeentirelyimplementedatapplicationlayer;noneedforreliabilityfromlowerlayersIsthereanyneedtoimplementreliabilityatlowerlayers?Yes,butonlytoimproveperformanceExample:AssumeahigherrorrateoncommunicationnetworkThen,areliablecommunicationserviceatdatalinklayermighthelp30DiscussionThereceiverhastoTrade-offsApplicationhasmoreinformationaboutthedataandthesemanticoftheserviceitrequires(e.g.,cancheckonlyattheendofeachdataunit)Alowerlayerhasmoreinformationaboutconstraintsindatatransmission(e.g.,packetsize,errorrate)Note:thesetrade-offsareadirectresultoflayering!31Trade-offsApplicationhasmoreRuleofThumbImplementingafunctionalityatalowerlevelshouldhaveminimumperformanceimpactontheapplicationthatdonotusethefunctionality32RuleofThumbImplementingafu2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（1）2.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化電信標(biāo)準(zhǔn)1865年成立國際電信聯(lián)盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）1947年ITU成為聯(lián)合國的一個(gè)組織，由三部分組成ITU-R：無線通信ITU-T：電信標(biāo)準(zhǔn)，1956-1993年稱為CCITT，下設(shè)許多研究組SG，研究組下設(shè)專題，例如：Q42/SGVII專門研究OSI參考模型。ITU-D：開發(fā)332.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（1）2.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（2）國際標(biāo)準(zhǔn)1946年成立的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO負(fù)責(zé)制定各種國際標(biāo)準(zhǔn)，ISO有89個(gè)成員國家，85個(gè)其他成員。ISO有200多個(gè)技術(shù)委員會(huì)TC，每個(gè)技術(shù)委員會(huì)下設(shè)若干分委員會(huì)SC，每個(gè)分委員會(huì)由由若干工作組WG組成。例如：TC97-計(jì)算機(jī)和信息處理，TC97/SC21/WG1-OSI體系結(jié)構(gòu)、概念性方案和形式描述一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)的形成：CD（CommitteeDraft）-DIS（DraftInternationalStandard）-IS（InternationalStandard）342.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（2）國際標(biāo)準(zhǔn)342.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（3）其它標(biāo)準(zhǔn)化組織：ANSI：美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所，ISO的美國代表NIST：美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所，美國商業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)IEEE：發(fā)表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如IEEE802，后成為ISO8802。 OIF（OpticalInternetworkingForum）值得注意的是，ITU-T和ISO之間有很好的合作和協(xié)調(diào)。352.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（3）其它標(biāo)準(zhǔn)化組織：35Internet標(biāo)準(zhǔn)Internet的標(biāo)準(zhǔn)是自發(fā)而非政府干預(yù)的，稱為RFC（RequestForComments）。1969年ARPANET時(shí)就開始發(fā)布RFC，1969.4產(chǎn)生RFC0001，至今已超過3000個(gè)。1983年成立IAB（InternetArchitectureBoard）1989年在IAB下又成立了IRTF和IETF，IETF的各工作組負(fù)責(zé)組織提出相應(yīng)的RFC建議。2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（4）36Internet標(biāo)準(zhǔn)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（4）2.3.2 OSI（OpenSystemInterconnection）參考模型1983年ISO的OSI模型正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)物理層（ThePhysicalLayer）：在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位（基本網(wǎng)絡(luò)硬件）數(shù)據(jù)鏈路層（TheDataLinkLayer）：在有差錯(cuò)的物理線路上提供無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸（Frame）網(wǎng)絡(luò)層（TheNetworkLayer）：控制通信子網(wǎng)提供源點(diǎn)到目的點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送（Packet）運(yùn)輸層（TheTransportLayer）：為用戶提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（5）372.3.2 OSI（OpenSystemIntercon會(huì)話層（TheSessionLayer）：為用戶提供會(huì)話控制服務(wù)（安全認(rèn)證）tokenmanagementandsynchronization（insertcheckpointsintothedatastream）表示層（ThePresentationLayer）：為用戶提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和表示服務(wù)。應(yīng)用層（TheApplicationLayer）2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（6）38會(huì)話層（TheSessionLayer）：為用戶提供會(huì)話393940402.3.3 TCP/IP參考模型以TCP/IP協(xié)議為核心的Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層：在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)鏈路層：在有差錯(cuò)的物理線路上提供無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸TCP/IP參考模型把第1層和第2層合起來稱為：Host-to-NetworkInternet層（網(wǎng)絡(luò)層）：控制通信子網(wǎng)提供源點(diǎn)到目的點(diǎn)的IP包傳送2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（7）412.3.3 TCP/IP參考模型2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參運(yùn)輸層：提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。TCP和UDP應(yīng)用層：提供各種Internet管理和應(yīng)用服務(wù)功能TCP/IP與OSI的比較2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（8）42運(yùn)輸層：提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。TCP和UDP2.3 43434444OSI的歷史經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)OSI是80年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主流OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心和貢獻(xiàn)：分層模型服務(wù)、接口、協(xié)議AndrewS.Tanenbaum在“ComputerNetworks”中評(píng)價(jià)OSI：Badtiming（toolate）Badtechnology（boththemodelandtheprotocolareflawed）Badimplementations（huge，unwieldy，andslow）Badpolitics（governmentandorganizationsbureaucrats）2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（9）45OSI的歷史經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（9）2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（1）2.4.1 NovellNetWare在PC機(jī)中應(yīng)用廣泛，client-server結(jié)構(gòu)參考模型 462.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（1）2.4.1 NovellNet2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（2）基于XerorNetworkSystem（XNS），但有很多改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，IPX：不可靠無連接協(xié)議，與IP類似，地址長度不同：IPX，10字節(jié)（4字節(jié)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，6字節(jié)機(jī)器號(hào)（MAC地址））；IP，4字節(jié)。傳輸層協(xié)議，NCP/SPX/TCP：面向連接協(xié)議。工作過程Server：使用SAP（serviceadvertisingprotocol）協(xié)議，每分鐘廣播一個(gè)包，告知地址和提供的服務(wù)Router：接收服務(wù)器的廣播包，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫；接收客戶機(jī)的請(qǐng)求，查詢數(shù)據(jù)庫，將查詢結(jié)果（服務(wù)器信息）告知客戶機(jī)Client：啟動(dòng)時(shí)廣播請(qǐng)求，查詢最近的服務(wù)器，得到路由器的回答后，與服務(wù)器建立NCP連接，協(xié)商參數(shù)，訪問服務(wù)。472.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（2）基于XerorNetwork2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（3）2.4.2 ARPANET產(chǎn)生背景：60年代中期，冷戰(zhàn)高峰，DoD想建設(shè)一個(gè)核戰(zhàn)爭情況下的網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)太脆弱，不滿足要求。ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency）負(fù)責(zé)研制，采用分組交換，subnet和hostcomputer兩極結(jié)構(gòu)。由稱為IMP（InterfaceMessageProcessors）的小型計(jì)算機(jī)和線路組成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式482.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（3）2.4.2 ARPANET482.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（4）1968年12月，BBN公司負(fù)責(zé)建網(wǎng)，采用改進(jìn)的HoneywellDDP-316小型機(jī)作為IMP，IMP間用56Kbps租用電話線連接。軟件分為兩部分：subnet和host1969年12月，建成四個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展迅速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展暴露出協(xié)議軟件的不足，1974年，TCP/IP模型和協(xié)議誕生。TCP/IP協(xié)議軟件被集成進(jìn)BerkeleyUNIX中，并開發(fā)出socket接口。TCP/IP便于LAN接入ARPANET492.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（4）1968年12月，BBN公司負(fù)責(zé)2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（5）1983年，ARPA將ARPANET交給DCA（DefenseCommunica-tionsAgency），DCA將軍用部分分離出來，構(gòu)成MILNET。80年代，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大，出現(xiàn)DNS（DomainNamingSystem）1990年，ARPANET停止運(yùn)行，MILNET仍在工作。502.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（5）1983年，ARPA將ARPAN515152522.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（6）2.4.3 NSFNET二十世紀(jì)七十年代末，大學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究的需要促使NSF（U.S.NationalScienceFoundation）建立一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)CSNET。1984年，NSF開始設(shè)計(jì)一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所有大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開放。NSF建立了一個(gè)骨干網(wǎng)，把六個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)中心連接起來。56Kbps租用線路，軟件使用TCP/IP技術(shù)，成為第一個(gè)TCP/IP廣域網(wǎng)。532.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（6）2.4.3 NSFNET532.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（7）1990年，MERIT、MCI和IBM公司成立一個(gè)非贏利機(jī)構(gòu)ANS（AdvancedNetworksandServices）管理NSFNET，把骨干網(wǎng)帶寬從1.5Mbps升級(jí)為45Mbps（ANSNET）。1991年，NREN（NationalResearchandEducationalnetwork）啟動(dòng)，研究NSFNET的下一代，目標(biāo)是達(dá)到G比特。1995年，ANSNET賣給AmericaOnline。單一骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)被商業(yè)驅(qū)動(dòng)的、競(jìng)爭的多骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)替代。542.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（7）1990年，MERIT、MCI和55552.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（8）2.4.4 X.25分組交換網(wǎng)70年代，CCITT推出X.25標(biāo)準(zhǔn)，為公用包交換網(wǎng)和用戶之間提供接口。X.25面向連接，支持交換虛電路和永久虛電路。X.21（物理層協(xié)議），X.3/X.28/X.29DTE:DigitalTerminalEquipmentDCE:DigitalCircuitTerminatingEquipmentPAD:PacketAssemblerandDisassembler562.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（8）2.4.4 X.25分組交換網(wǎng)High-LevelFunctionsPacketLevelFrameLevelPhysicalLevelDCEDCEHigh-LevelFunctionsPacketLevelFrameLevelPhysicalLevelPADTDTEDTEX.25X.29X.3X.2857High-LevelFunctionsHigh-Level2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（9）2.4.5 FrameRelay幀中繼產(chǎn)生背景通信線路越來越快速、可靠，計(jì)算機(jī)越來越快速、便宜，底層通信協(xié)議變得越來越簡單，大部分工作由用戶計(jì)算機(jī)來做，底層協(xié)議只需提供一條源到目的的通路即可。幀中繼，面向連接，提供最少的基本服務(wù)。582.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（9）2.4.5 FrameRela2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（10）2.4.6 B-ISDN和ATM寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN（BroadbandIntegratedServicesDigitalNetwork）產(chǎn)生背景多種網(wǎng)絡(luò)共存（POTS,Telex,SMDS,DQDB,FrameRelay,…），電信公司想統(tǒng)一成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)B-ISDN。B-ISDN的技術(shù)基礎(chǔ)是異步傳輸模式ATM（AsynchronousTransferMode）592.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（10）2.4.6 B-ISDN和2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（11）ATM異步傳輸，沒有主時(shí)鐘。傳輸單元是短的、定長的包，稱為信元（cell）。面向連接速率主要有兩種：155M，622M602.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（11）ATM602.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（12）B-ISDNATM參考模型612.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（12）B-ISDNATM參考模型66262總結(jié)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)：點(diǎn)到點(diǎn)通道，關(guān)鍵技術(shù)是路由選擇；廣播通道，關(guān)鍵技術(shù)是通道分配。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)功能的分層，層次結(jié)構(gòu)對(duì)等實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)、接口、服務(wù)原語SAP,SDU,IDU,PDU網(wǎng)絡(luò)參考模型標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI參考模型63總結(jié)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)63總結(jié)（2）TCP/IP參考模型其它網(wǎng)絡(luò)NovellNetWareARPANETNSFNETX.25FrameRelayB-ISDN和ATM64總結(jié)（2）TCP/IP參考模型64演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第二章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)徐明偉xmw@66第二章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)徐明偉1主要內(nèi)容2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成2.1.1 資源子網(wǎng)2.1.2 通信子網(wǎng)2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層2.2.2 協(xié)議和協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)2.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型2.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化2.3.2 OSI參考模型2.3.3 TCP/IP參考模型2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)67主要內(nèi)容2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成22.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成兩級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源子網(wǎng)（或用戶子網(wǎng)）和通信子網(wǎng) 682.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成32.1.1 資源子網(wǎng)組成服務(wù)器客戶計(jì)算機(jī)2.1.2 通信子網(wǎng)基本組成通信線路（或稱通道）網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（路由器、交換機(jī)、HUB等）2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（2）692.1.1 資源子網(wǎng)2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（2）42.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（3）基本結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)通道基本特點(diǎn)一條線路連接二臺(tái)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備一般情況下，二臺(tái)計(jì)算機(jī)的連接要經(jīng)過多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)star,ring（loop）,tree,complete,intersectingrings,irregular關(guān)鍵技術(shù)：路由選擇（Routing）702.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（3）基本結(jié)構(gòu)57162.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（4）廣播通道基本特點(diǎn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享一條通信線路任一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的信息可以直接被其它計(jì)算機(jī)接收典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)bus,ring722.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（4）廣播通道72.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（5）關(guān)鍵技術(shù)：通道分配

靜態(tài)分配：分時(shí)間片 特點(diǎn)：控制簡單，通道利用率低動(dòng)態(tài)分配：各站點(diǎn)動(dòng)態(tài)使用通道 特點(diǎn)：控制復(fù)雜，通道利用率高 通道分配方法： 集中式：只有一個(gè)仲裁機(jī)構(gòu) 分布式：各站點(diǎn)均有仲裁機(jī)構(gòu)732.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（5）關(guān)鍵技術(shù)：通道分配82.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（6）網(wǎng)絡(luò)分類：從地域范圍角度局域網(wǎng)絡(luò)（LocalAreaNetworks）主要采用廣播通道技術(shù)城域網(wǎng)絡(luò)（MetropolitanAreaNetworks）廣域網(wǎng)絡(luò)（WideAreaNetworks）主要采用點(diǎn)到點(diǎn)通道技術(shù) 742.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成（6）網(wǎng)絡(luò)分類：92.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所完成功能的比較精確的定義。即從功能的角度描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。是層次和協(xié)議的集合。 注意:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)僅僅定義了網(wǎng)絡(luò)及其部件通過協(xié)議應(yīng)完成的功能；不定義協(xié)議的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和各層協(xié)議之間的接口關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)功能的分層 協(xié)議的分層 體系結(jié)構(gòu)的分層協(xié)議分層易于協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。752.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：對(duì)計(jì)2.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能是為地理位置不同的計(jì)算機(jī)用戶之間提供訪問通路。下述功能是必須提供的：連接源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的物理傳輸線路，可以經(jīng)過中間結(jié)點(diǎn)；每條線路兩端的結(jié)點(diǎn)利用波形進(jìn)行二進(jìn)制通信；無差錯(cuò)的信息傳送多個(gè)用戶共享一條物理線路按照地址信息，進(jìn)行路由選擇2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（2）762.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（3）信息緩沖和流量控制會(huì)話控制滿足各種用戶、各種應(yīng)用的訪問要求上述功能有三個(gè)顯著特點(diǎn)上述功能必須同時(shí)滿足一對(duì)用戶用戶之間的通信功能是相互的這些功能分散在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶設(shè)備中。一般人們采用“層次結(jié)構(gòu)”的方法來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，即：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供的功能是分成層次的。772.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（3）信息緩沖和流量控制122.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（4）2.2.2 協(xié)議和協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)協(xié)議的定義和組成層次結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能中，最重要的功能是通信功能這種通信功能主要涉及同一層次中通信雙方的相互作用位于不同計(jì)算機(jī)上進(jìn)行對(duì)話的第N層通信各方可分別看成是一種進(jìn)程，稱為對(duì)等（同等）進(jìn)程。協(xié)議（Protocol）：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。782.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（4）2.2.2 協(xié)議和協(xié)議的分2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（5）協(xié)議的組成語法（syntax）：以二進(jìn)制形式表示的命令和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)語義（semantics）：由發(fā)出的命令請(qǐng)求，完成的動(dòng)作和回送的響應(yīng)組成的集合定時(shí)關(guān)系（timing）：有關(guān)事件順序的說明協(xié)議的分層和層間結(jié)構(gòu)協(xié)議的分層原則（layeringprinciple）LayerNsoftwareonthedestinationcomputermustreceiveexactlythemessagesentbylayerNsoftwareonthesendingcomputer.Mathematically,ifthesenderappliesatransformationT,thereceivermustapplytheinverseT-1.協(xié)議分層要保證整個(gè)通信系統(tǒng)功能完備、高效。792.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（5）協(xié)議的組成142.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（6）每一相鄰層之間有一個(gè)接口（Interface），它定義了下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。對(duì)于第N層協(xié)議來說，它有如下特性不知道上、下層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)獨(dú)立完成某種功能為上層提供服務(wù)使用下層提供的服務(wù)802.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（6）每一相鄰層之間有一個(gè)接口（2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（7）2.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)基本術(shù)語與分層結(jié)構(gòu)接口：定義了下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。協(xié)議：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。服務(wù)：層間交換信息時(shí)必須遵守的規(guī)則。服務(wù)和協(xié)議的關(guān)系服務(wù)提供者，服務(wù)用戶812.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（7）2.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體82172.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（8）服務(wù)訪問點(diǎn)SAP（ServiceAccessPoint）任何層間服務(wù)是在接口的SAP上進(jìn)行的每個(gè)SAP有唯一的識(shí)別地址每個(gè)層間接口可以有多個(gè)SAP。 接口數(shù)據(jù)單元IDU（InterfaceDataUnit）IDU是通過SAP進(jìn)行傳送的層間信息單元IDU由上層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU（ServiceDataUnit）和接口控制信息ICI（InterfaceControlInformation）組成832.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（8）服務(wù)訪問點(diǎn)SAP（Serv2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（9）協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（ProtocolDataUnit）第N層實(shí)體通過網(wǎng)絡(luò)傳送給它的對(duì)等實(shí)體的信息單元PDU由上層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU或其分段和協(xié)議控制信息PCI（ProtocolControlInformation）組成分段和重組842.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（9）協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Pro852086212.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（10）服務(wù)分類和服務(wù)原語（primitives）基于連接的服務(wù)和無連接服務(wù)基于連接的服務(wù)當(dāng)使用服務(wù)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，首先建立連接，然后使用該連接傳送數(shù)據(jù)。使用完后，關(guān)閉連接。特點(diǎn)：順序性好。無連接服務(wù)直接使用服務(wù)傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)包獨(dú)立進(jìn)行路由選擇。特點(diǎn)：順序性差。注意：連接并不意味可靠，可靠要通過確認(rèn)、重傳等機(jī)制來保證。872.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（10）服務(wù)分類和服務(wù)原語（pr2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（11）服務(wù)原語服務(wù)在形式上是由一組接口原語（或操作）來描述的服務(wù)原語可分為四種類型請(qǐng)求（Request）:Anentitywantstheservicetodosomework指示（Indication）:Anentityistobeinformedaboutanevent響應(yīng)（Response）:Anentitywantstorespondtoanevent確認(rèn)（Confirm）:Theresponsetoanearlierrequesthascomeback882.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（11）服務(wù)原語238924WhyLayering?Nolayering:eachnewapplicationhastobere-implementedforeverynetworktechnology!TelnetFTPNFSPacketradioCoaxialcableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTP90WhyLayering?Nolayering:eachWhyLayering?Solution:introduceanintermediatelayerthatprovidesauniqueabstractionforvariousnetworktechnologiesTelnetFTPNFSPacketradioCoaxialcableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTPIntermediatelayer91WhyLayering?Solution:introduLayeringAdvantagesModularity–protocolseasiertomanageandmaintainAbstractfunctionality–lowerlayerscanbechangedwithoutaffectingtheupperlayersReuse–upperlayerscanreusethefunctionalityprovidedbylowerlayersDisadvantagesInformationhiding–inefficientimplementations92LayeringAdvantages27End-to-EndArgumentThinktwicebeforeimplementingafunctionalitythatyoubelievethatisusefultoanapplicationatalowerlayerIftheapplicationcanimplementafunctionalitycorrectly,implementitalowerlayeronlyasaperformanceenhancement93End-to-EndArgumentThinktwiceExample:ReliableFileTransferSolution1:makeeachstepreliable,andthenconcatenatethemSolution2:end-to-endcheckandretryOSAppl.OSAppl.HostAHostBOK94Example:ReliableFileTransfeDiscussionThereceiverhastodothecheckanyway!Thus,fullfunctionalitycanbeentirelyimplementedatapplicationlayer;noneedforreliabilityfromlowerlayersIsthereanyneedtoimplementreliabilityatlowerlayers?Yes,butonlytoimproveperformanceExample:AssumeahigherrorrateoncommunicationnetworkThen,areliablecommunicationserviceatdatalinklayermighthelp95DiscussionThereceiverhastoTrade-offsApplicationhasmoreinformationaboutthedataandthesemanticoftheserviceitrequires(e.g.,cancheckonlyattheendofeachdataunit)Alowerlayerhasmoreinformationaboutconstraintsindatatransmission(e.g.,packetsize,errorrate)Note:thesetrade-offsareadirectresultoflayering!96Trade-offsApplicationhasmoreRuleofThumbImplementingafunctionalityatalowerlevelshouldhaveminimumperformanceimpactontheapplicationthatdonotusethefunctionality97RuleofThumbImplementingafu2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（1）2.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化電信標(biāo)準(zhǔn)1865年成立國際電信聯(lián)盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）1947年ITU成為聯(lián)合國的一個(gè)組織，由三部分組成ITU-R：無線通信ITU-T：電信標(biāo)準(zhǔn)，1956-1993年稱為CCITT，下設(shè)許多研究組SG，研究組下設(shè)專題，例如：Q42/SGVII專門研究OSI參考模型。ITU-D：開發(fā)982.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（1）2.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（2）國際標(biāo)準(zhǔn)1946年成立的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO負(fù)責(zé)制定各種國際標(biāo)準(zhǔn)，ISO有89個(gè)成員國家，85個(gè)其他成員。ISO有200多個(gè)技術(shù)委員會(huì)TC，每個(gè)技術(shù)委員會(huì)下設(shè)若干分委員會(huì)SC，每個(gè)分委員會(huì)由由若干工作組WG組成。例如：TC97-計(jì)算機(jī)和信息處理，TC97/SC21/WG1-OSI體系結(jié)構(gòu)、概念性方案和形式描述一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)的形成：CD（CommitteeDraft）-DIS（DraftInternationalStandard）-IS（InternationalStandard）992.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（2）國際標(biāo)準(zhǔn)342.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（3）其它標(biāo)準(zhǔn)化組織：ANSI：美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所，ISO的美國代表NIST：美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所，美國商業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)IEEE：發(fā)表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如IEEE802，后成為ISO8802。 OIF（OpticalInternetworkingForum）值得注意的是，ITU-T和ISO之間有很好的合作和協(xié)調(diào)。1002.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（3）其它標(biāo)準(zhǔn)化組織：35Internet標(biāo)準(zhǔn)Internet的標(biāo)準(zhǔn)是自發(fā)而非政府干預(yù)的，稱為RFC（RequestForComments）。1969年ARPANET時(shí)就開始發(fā)布RFC，1969.4產(chǎn)生RFC0001，至今已超過3000個(gè)。1983年成立IAB（InternetArchitectureBoard）1989年在IAB下又成立了IRTF和IETF，IETF的各工作組負(fù)責(zé)組織提出相應(yīng)的RFC建議。2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（4）101Internet標(biāo)準(zhǔn)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（4）2.3.2 OSI（OpenSystemInterconnection）參考模型1983年ISO的OSI模型正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)物理層（ThePhysicalLayer）：在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位（基本網(wǎng)絡(luò)硬件）數(shù)據(jù)鏈路層（TheDataLinkLayer）：在有差錯(cuò)的物理線路上提供無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸（Frame）網(wǎng)絡(luò)層（TheNetworkLayer）：控制通信子網(wǎng)提供源點(diǎn)到目的點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送（Packet）運(yùn)輸層（TheTransportLayer）：為用戶提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（5）1022.3.2 OSI（OpenSystemIntercon會(huì)話層（TheSessionLayer）：為用戶提供會(huì)話控制服務(wù)（安全認(rèn)證）tokenmanagementandsynchronization（insertcheckpointsintothedatastream）表示層（ThePresentationLayer）：為用戶提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和表示服務(wù)。應(yīng)用層（TheApplicationLayer）2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（6）103會(huì)話層（TheSessionLayer）：為用戶提供會(huì)話10439105402.3.3 TCP/IP參考模型以TCP/IP協(xié)議為核心的Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層：在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)鏈路層：在有差錯(cuò)的物理線路上提供無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸TCP/IP參考模型把第1層和第2層合起來稱為：Host-to-NetworkInternet層（網(wǎng)絡(luò)層）：控制通信子網(wǎng)提供源點(diǎn)到目的點(diǎn)的IP包傳送2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（7）1062.3.3 TCP/IP參考模型2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參運(yùn)輸層：提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。TCP和UDP應(yīng)用層：提供各種Internet管理和應(yīng)用服務(wù)功能TCP/IP與OSI的比較2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（8）107運(yùn)輸層：提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。TCP和UDP2.3 1084310944OSI的歷史經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)OSI是80年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主流OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心和貢獻(xiàn)：分層模型服務(wù)、接口、協(xié)議AndrewS.Tanenbaum在“ComputerNetworks”中評(píng)價(jià)OSI：Badtiming（toolate）Badtechnology（boththemodelandtheprotocolareflawed）Badimplementations（huge，unwieldy，andslow）Badpolitics（governmentandorganizationsbureaucrats）2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（9）110OSI的歷史經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)2.3 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（9）2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（1）2.4.1 NovellNetWare在PC機(jī)中應(yīng)用廣泛，client-server結(jié)構(gòu)參考模型 1112.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（1）2.4.1 NovellNet2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（2）基于XerorNetworkSystem（XNS），但有很多改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，IPX：不可靠無連接協(xié)議，與IP類似，地址長度不同：IPX，10字節(jié)（4字節(jié)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，6字節(jié)機(jī)器號(hào)（MAC地址））；IP，4字節(jié)。傳輸層協(xié)議，NCP/SPX/TCP：面向連接協(xié)議。工作過程Server：使用SAP（serviceadvertisingprotocol）協(xié)議，每分鐘廣播一個(gè)包，告知地址和提供的服務(wù)Router：接收服務(wù)器的廣播包，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫；接收客戶機(jī)的請(qǐng)求，查詢數(shù)據(jù)庫，將查詢結(jié)果（服務(wù)器信息）告知客戶機(jī)Client：啟動(dòng)時(shí)廣播請(qǐng)求，查詢最近的服務(wù)器，得到路由器的回答后，與服務(wù)器建立NCP連接，協(xié)商參數(shù)，訪問服務(wù)。1122.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（2）基于XerorNetwork2.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（3）2.4.2 ARPANET產(chǎn)生背景：60年代中期，冷戰(zhàn)高峰，DoD想建設(shè)一個(gè)核戰(zhàn)爭情況下的網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)太脆弱，不滿足要求。ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency）負(fù)責(zé)研制，采用分組交換，subnet和hostcomputer兩極結(jié)構(gòu)。由稱為IMP（InterfaceMessageProcessors）的小型計(jì)算機(jī)和線路組成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式1132.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（3）2.4.2 ARPANET482.4 網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（4）1968年12月，BBN公司負(fù)責(zé)建網(wǎng)，采用改進(jìn)的HoneywellDDP-316小型機(jī)作為IMP，IMP間用56Kbps租用電話線連接。軟件分為兩部分：subnet