第三章 计算机网络体系结构和协议.

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1、浙大快威科技浙大快威科技第三章第三章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构和协议和协议主讲教师：钟宁主讲教师：钟宁第第3 3章章 计算机网络体系结构和协议计算机网络体系结构和协议3.1 3.1 开放系统互连开放系统互连/ /参考模式的提出参考模式的提出体系结构体系结构: : 研究系统中各组成成分及其关系的一门学科。研究系统中各组成成分及其关系的一门学科。计算机网络体系结构计算机网络体系结构: : 定义和描述一组用于计算机及定义和描述一组用于计算机及其通信设施之间互连的标准和规范的集合，遵循这组规范其通信设施之间互连的标准和规范的集合，遵循这组规范可以很方便地实现计算机设备之间的通信。可以很方便

2、地实现计算机设备之间的通信。需要国际标准的原因：需要国际标准的原因：支持各厂商开发的系统互连，扩大支持各厂商开发的系统互连，扩大用户选择的范围。用户选择的范围。计算机网络相关国际标准计算机网络相关国际标准：“开放系统互连开放系统互连/ /参考模型参考模型（OSI/RMOSI/RM）”系列标准。系列标准。参考模型：参考模型：标准化组织仅负责制定标准，不考虑具体的实标准化组织仅负责制定标准，不考虑具体的实施。供实施者参考。施。供实施者参考。制定国际标准的组织：制定国际标准的组织：CCITTCCITT和和ISOISO。国际电报、电话咨询委员会（国际电报、电话咨询委员会（CCITTCCITT或者或者I

3、TU-TITU-T） 负责研究和协调国际电信业务（电报、电话等）的技负责研究和协调国际电信业务（电报、电话等）的技术、操作、收费等问题。术、操作、收费等问题。 所有标准以建议书的形式提供，分系列号、参考号两所有标准以建议书的形式提供，分系列号、参考号两部分，如部分，如CCITT X.25CCITT X.25我国的对应单位为我国的对应单位为邮电部标准化技术研究所邮电部标准化技术研究所国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO） 目的：促进标准化工作的进展，方便国际间的物资交目的：促进标准化工作的进展，方便国际间的物资交流和互组。流和互组。 所有标准以系列号标出，如所有标准以系列号标出，如ISO

4、 7498ISO 7498 我国的对应单位为我国的对应单位为电子部标准化技术研究所电子部标准化技术研究所。 我国的国家标准我国的国家标准 以等同采用（直接翻译）、等效采用（略有差异）和参照以等同采用（直接翻译）、等效采用（略有差异）和参照采用（参照制定）等三种方式制定国家标准；采用（参照制定）等三种方式制定国家标准； 国家标准以国家标准以GB XXXXGB XXXX的形式公布使用的形式公布使用。3.2 OSI/RM3.2 OSI/RM的设计原理的设计原理3.2.1 3.2.1 分解分解 分解分解: : 将整个系统划分为若干易于实现和控制的子模块。将整个系统划分为若干易于实现和控制的子模块。约定

5、各子模块的功能、交换的数据结构和时序；约定各子模块的功能、交换的数据结构和时序； 确定子模块的依赖关系；确定子模块的依赖关系； 采用具有层次结构的模型与之对应。采用具有层次结构的模型与之对应。3.2.2 3.2.2 抽象抽象 标准的提出应当标准的提出应当独立于实现的具体环境独立于实现的具体环境。OSI/RMOSI/RM的确立采用了三级抽象技术。的确立采用了三级抽象技术。第一级抽象：第一级抽象：提出提出OSI/RM OSI/RM （总体结构）（总体结构）， 建立计算机网络在概念和功能上的框架，包括确定建立计算机网络在概念和功能上的框架，包括确定OSIOSI的层次的层次模型，以及公共术语、属性和子

6、模块的功能等；模型，以及公共术语、属性和子模块的功能等；第二级抽象：第二级抽象：提出提出OSIOSI服务定义服务定义，（模块接口），（模块接口） 在在OSI/RMOSI/RM的基础上，定义各个子模块可提供的服务（即确定的基础上，定义各个子模块可提供的服务（即确定各个子模块的外观特性）。各个子模块的外观特性）。第三级抽象：第三级抽象：定义定义OSIOSI协议规范协议规范，（模块实现规则），（模块实现规则） 定义一组为确保子模块服务的提供而应遵循的规则（协议）定义一组为确保子模块服务的提供而应遵循的规则（协议） 协议协议是对语法、语义和时序的约定。是对语法、语义和时序的约定。语法语法（规定通信双方

7、交换的数据格式、编码和电平信号等）、（规定通信双方交换的数据格式、编码和电平信号等）、语义语义（规定用于协调双方动作的信息及其含义等）（规定用于协调双方动作的信息及其含义等）时序时序（规定动作的时间、速度匹配和事件发生的顺序等）。（规定动作的时间、速度匹配和事件发生的顺序等）。3.2.3 3.2.3 子模块（层）划分的原则子模块（层）划分的原则（1 1）独立性独立性：各子模块间交互的信息最少；：各子模块间交互的信息最少；（2 2）单向性单向性：模块调用不容许递归；单向性导致了层的提法；：模块调用不容许递归；单向性导致了层的提法；各层（子模块）只能引用其下层提供的服务；各层（子模块）只能引用其下

8、层提供的服务；（3 3）增值性增值性：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信功能；功能；OSIOSI特点特点： （1 1） 互连的系统必须具有相同的层次结构；互连的系统必须具有相同的层次结构；（2 2） 只有相同层次的实体（功能的实施者）才能进行有意义只有相同层次的实体（功能的实施者）才能进行有意义的通信，并且只能借助于其下层的服务来实现。的通信，并且只能借助于其下层的服务来实现。3.2.4 OSI3.2.4 OSI的层次的层次 ( (七层体系结构）七层体系结构） (1) (1) 物理层物理层（PHPH），），确定物理设备接口，提供点点的比特确定

9、物理设备接口，提供点点的比特流传输的物理链路；流传输的物理链路； (2)(2) 数据链路层数据链路层（DLDL），），利用差错处理技术，提供高可靠传利用差错处理技术，提供高可靠传输的数据链路；输的数据链路；(3) (3) 网络层网络层（N N），），利用路由技术，实现用户数据的端利用路由技术，实现用户数据的端- -端传输；端传输；(4) (4) 运输层运输层（T T），），屏蔽子网差异，以及用户要求和网络服务屏蔽子网差异，以及用户要求和网络服务之间的差异；之间的差异；(5) (5) 会话层会话层（S S），），提供控制会话和数据传输的手段；提供控制会话和数据传输的手段；(6) (6) 表示层表

10、示层（P P），），屏蔽异种系统数据表示方面的差异；屏蔽异种系统数据表示方面的差异；(7) (7) 应用层应用层（A A），），利用下层的服务，满足具体的应用要求。利用下层的服务，满足具体的应用要求。应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层应用层协议表示层协议会话层协议运输层协议应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层传输媒体传输媒体传输媒体主机A主机B中继系统 OSI/RM的说明会话控制信息表示应用服务设备/媒体接口传输媒体网间转换3.3 3.3 基本术语基本术语 “开放开放”：所遵循的标准是开放的（任何人都可以参照）；所遵循的标准是开

11、放的（任何人都可以参照）；遵循标准开发的系统是开放的（可以和任意地方、任意系遵循标准开发的系统是开放的（可以和任意地方、任意系统进行通信，只要该系统也遵循相同的标准）。统进行通信，只要该系统也遵循相同的标准）。 “开放系统开放系统”：依据依据OSIOSI标准开发的、仅与通信相关的硬软标准开发的、仅与通信相关的硬软设施的总称。设施的总称。 “开放系统互连开放系统互连”：彼此开放的系统通过联合使用适当的彼此开放的系统通过联合使用适当的OSIOSI标准进行的信息交换。标准进行的信息交换。 “层层”：开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的一开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的一个子系统。个子系统