網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

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1、第2章網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議本章學習內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成及其中的基本概念OSI參考模型及各層的基本服務(wù)功能TCP/IP參考模型，各層的基本服務(wù)功能及協(xié)議OSI參考模型和TCP/IP參考模型比較2.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成幾個基本概念網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(protocol)：為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標準；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：語義、語法與時序語義：用于解釋比特流的每一部分的意義；語法：用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序的意義；時序：事件實現(xiàn)順序的詳細說明。網(wǎng)絡(luò)體系分層結(jié)構(gòu)一個5層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)幾個基本概念接口（interface）：同一結(jié)點內(nèi)相鄰層之間交換信息的連接點，

2、每對相鄰層之間都有一個接口，低層向高層通過接口提供服務(wù)。計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（networkarchitecture）：網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型和各層協(xié)議的集合。實際存在的郵政系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)是具體的，它是指能夠運行的一些硬件和軟件。美國ARPAnet的問世向人們提供了計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展思路和實踐方向，也就是采用分層的體系結(jié)構(gòu)模式；1976年IBM公司提出了世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（SystemNetworkArchitecture,SNA）、DEC公司的DNA（DigitalNetworkArchitecture）等等。2.2OSI參考模

3、型在1974年，國際標準化組織（internationalorganizationforstandardization,ISO）發(fā)布了開放系統(tǒng)互連參考模型(opensystemsinterconnection,OSI)，建立了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的國際標準。“開放”指只要遵循OSI標準，一個系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標準的其他任何系統(tǒng)進行通信。OSI標準中采用的三級抽象體系結(jié)構(gòu)OSI參考模型定義了開放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的關(guān)系及各層包括的可能的服務(wù)。服務(wù)定義OSI的服務(wù)定義詳細說明了各層所提供的服務(wù)。某一層的服務(wù)就是該層及一下各層一種能力，它通過接口提供給更

4、高一層。各層所提供的服務(wù)與這些服務(wù)的實現(xiàn)方法無關(guān)。協(xié)議規(guī)范OSI標準中各種協(xié)議精確定義了發(fā)送怎樣的控制信息，以及如何解釋這個控制信息。OSI參考模型劃分層次的主要原則網(wǎng)中各結(jié)點都具有相同的層次；不同結(jié)點的同等層具有相同的功能；同一結(jié)點內(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)，并向其上層提供服務(wù)；不同結(jié)點的同等層通過協(xié)議來實現(xiàn)對等層之間的通信。OSI參考模型的結(jié)構(gòu)各層的主要功能物理層（physicallayer）利用傳輸介質(zhì)為通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點之間建立、管理和釋放物理連,實現(xiàn)比特流的透明傳輸，為數(shù)據(jù)鏈路層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù);描述了傳輸介質(zhì)的機械、電氣功能，規(guī)程接口標

5、準;物理層的數(shù)據(jù)傳輸單元是比特。數(shù)據(jù)鏈路層（datalinklayer）在物理層提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)鏈路層在通信的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)包，并采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。網(wǎng)絡(luò)層（networklayer）通過路由選擇算法為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當?shù)穆窂?；實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能。傳輸層（transportlayer）向用戶提供可靠“端到端”（end-to-end）服務(wù)，也就是提供了源端和目的機的進程間數(shù)據(jù)傳輸；處理數(shù)據(jù)包錯誤、數(shù)據(jù)包次序，以及其他一些關(guān)鍵傳輸問題；傳輸層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細節(jié)，是

6、計算機通信體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的一層。會話層(sessionlayer)負責維護兩個結(jié)點之間會話連接的建立、管理和終止，以及數(shù)據(jù)交換。表示層（presentationlayer）用于處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式，即所傳輸信息的語法、語義，主要包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復等功能。應(yīng)用層主要為應(yīng)用程序提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。OSI環(huán)境OSI參考模型的數(shù)據(jù)傳輸過程OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸過程messagepacketframe通信服務(wù)類型計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是指通信子網(wǎng)對主機間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃运峁┑谋ＷC機制。通信服務(wù)可以分為兩大類：面向連接服務(wù)（connect

7、ion-orientedservices）無連接服務(wù)（connectionlessservice）理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要注意的問題面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)對實現(xiàn)服務(wù)的協(xié)議復雜性和傳輸?shù)目煽啃杂泻艽蟮挠绊?；根?jù)主機間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸蠛托实牟煌?，設(shè)計者可以選擇面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)的類型；在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鲗樱缥锢韺?、?shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層都會涉及面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)的問題。面向連接服務(wù)面向連接服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸過程必須經(jīng)過連接建立、連接維護與釋放連接的三個過程；面向連接服務(wù)的在數(shù)據(jù)傳輸過程中，各分組可以不攜帶目的結(jié)點的地