《网络体系结构 》PPT课件.ppt
《《网络体系结构 》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《网络体系结构 》PPT课件.ppt(105页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二章 网络体系结构,彭水电大 田卫锋,考核的知识点,层次模块结构模型;OSI参考模型;TCP/IP协议;IEEE802LAN体系结构;网络操作系统安装与配置功能。,考核要求,熟练掌握:TCP/IP协议的配置和维护掌握:计算机网络体系结构;网络的OSI参考模型了解:IEEE802LAN体系结构;网络操作系统主要功能(本章是考试的重点章节),2.1 网络层次模块结构模型,计算机网络体系结构概念协议分层的关键问题,网络为什么要划分层次?原则是?,好处:各层独立,不须知道下层具体如何处理 灵活性好,只要上下接口不变,内部可作任意修改,亦可跳层 各层分别可用最优技术实现 易于实现与维护,化整为零 促进
2、标准化,通用性好 原则:每一层功能应非常明确。层间接口必须清晰,跨越接口的信息量应尽可能少。层数应适中。若层数太少,则造成每一层的协议太复杂;若层数太多,则体系结构过于复杂,使描述和实现各层功能变得困难。,数据传输过程,系统A,系统B,用户数据,用户数据,2.1.1 计算机网络体系结构概念,名词:网络体系结构网络的体系结构定义:指计算机网络的各层及其协议的集(architecture)。或精确定义义为这个计算机网络及其部件所应完成的功能。计算机网络的体系结构综合了OSI和TCP/IP的优点,本身由5层组成:应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。,计算机网络的原理体系结构,名词:网络协议,
3、为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。网络协议主要由下列三个要素组成:语法(即用户数据与控制信息的结构和格式);语义(即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应);时序(即对事件实现顺序的详细说明,指出事件的顺序以及速度匹配)。(想象:协议是计算机交流的语言),2.1.2 协议分层的关键设计问题,1.协议、层次、实体、服务、接口以及服务访问点(多次考试考点)协议:前面解释层次:分层原则是下层向上一层提供一定的服务。一般下一层为服务提供者,上一层为服务用户。实体:每一层中的活动元素,可以是硬件实体(如:智能输入输出芯片),也可以是软件实体(如:一个进程)。服务:由服
4、务访问点(SAP)提供上层使用,某一层的SAP就是上一层可以访问本层可以服务的地方。接口:各层向上一层提供“一组原语”的操作服务。,网络服务,接口、服务、调用,测试,1在ISOOSI参考模型中,同层对等实体间进行信息交换时必须遵守的规则称为(A),相邻层间进行信息交换时必须遵守的规则称为(B),相邻层间进行信息交换时使用的一组操作原语称为(C)。(D)层的主要功能是提供端到端的信息传送,它利用(E)层提供的服务来完成此功能。可供选择的答案:A、B、C:1接口;2协议;3服务;4关系;5调用;6连接。D、E:1表示;2数据链路;3网络;4会话;5运输;6应用。答题填空:A();B();C();D
5、();E()。答案:2、3、5、5、3,服务类型,面向连接的服务(虚电路服务,类似“电话通信系统模式”)工作过程:连接建立数据传送释放连接优缺点:面向连接服务比较适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。对于发送很短的零星报文,面向连接服务的开销就显得过大了。,无连接的服务,在无连接服务的情况下,两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接,因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。另一特征:它不需要通信的两个实体同时是活跃的(即处于激活态)。当发送端的实体正在进行发送时,它才必须是活跃的。这时接收端的实体并不一定必须是活跃的。只有当接收端的实体正
6、在进行接收时,它才必须是活跃的。优缺点:无连接服务灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。无连接服务特别适合于传送少量零星的报文。,无连接服务三种类型,数据报(datagram)。它的特点不需要接收端做任何响应,因而是一种不可靠的服务。数据报常被描述为“尽最大努力支付”(best effort delivery)。想象“电报”证实交付(confirmed delivery)。它又称为可靠的数据报。这种服务对每一个报文产生一个证实给发方用户,不过这个证实不是来自接收端的用户而是来自提供服务的层。这种证实只能保证报文已经发给远端的目的站了,但并不能保证目的站用户已收到这个报
7、文。想象“挂号邮件”请求回答(request-reply)。这种类型的数据报是收端用户每收到一个报文,就向发端用户发送一个应答报文。事务(即transaction,又可译为事务处理或交易)中的“一问一答”方式的短报文,以及数据库中的查询,都很适合使用这种类型的服务。,2.2 OSI参考模型7层层次结构,OSI Open System Interconnection开放式系统互连标准(区别:ISO-International Standards Organization国际标准化组织)OSI分层原则:根据不同层次的抽象分层每层应当实现一个定义明确的功能每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标
8、准各层间边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量层数应该适当。,OSI模型示意图,OSI模型各层功能物理层,功能:负责提供和维护物理线路,并检测处理争用冲突,提供端到端错误恢复和流控制。物理层位于 OSI参与模型的最低层,它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规程性的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。,机械特性:规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。图 常用连接机械特性 接
9、口形状、数量、序列等,物理层,电气特性:规定了在物理连接上导线的电气连接及有关的电路的特性,一般包括:接收器和发送器电路特性的说明、表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大传输速率的说明、以及与互连电缆相关的规则等。即0和1用什么电压表示的问题,物理层介绍,功能特性:规定了接口信号的来源、作用以及其它信号之间的关系。即某一条线上某一个电压表示何种意义。规程特性:规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤,这些控制步骤的应用使得比特流传输得以完成。即对于不同功能的各种事件的出现顺序。,数据链路层介绍,主要功能:将源机网络层来的数据可靠的传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的,数据链路层必须具
10、备一系列相应的功能,它们主要有:如何将数据组合成数据块,在数据链路层中将这种数据块称为帧,帧是数据链路层的传送单位;如何控制帧在物理信道上的传输,包括如何处理传输差错,如何调节发送速率以使之与接收方相匹配;在两个网路实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放管理。,数据链路层的帧同步方法,所谓帧同步就是从收到的比特流中正确无误地判断出一个帧从哪个比特开始以及到哪个比特结束。字节计数法:这种帧同步方法以一个特殊字符表征一帧的起始,并以一个专门字段来标明帧内的字节数。接受方可以通过对该特殊字符的识别从比特流中区分出帧的起始,并从专门字段中获知该帧中随后跟随的数据字节数,从而可确定出帧的终止位置。面
11、向字节计数的同步规程的典型实例是DEC公司的数字数据通信报协议DDCMP。,DDCMP采用的帧格式,格式中控制字符SOH标志数据帧的起始。Count字段共有14位,用以指示帧中数据段中数据的字节数,数据段最大长度为131064位,长度必须为字节(即8位)的整倍数,DDCMP协议就是靠这个字节计数来确定帧的终止位置的。由于字节计数法中Count字段的脆弱性(其值若有差错将导致灾难性后果)以及字符填充实现上的复杂性和不兼容性,目前较普遍使用的帧同步法是比特填充法和违法编码法。,比特填充 法,该法以一组特定的比特模式(如01111110)来标志一帧的起始与终止。本节稍后要详细介绍的HDLC规程即采用
12、该法。为了不使信息位中出现的与该特定模式相似的比特串被误判为帧的首尾标志,可以采用比特填充的方法。比如,采用特定模式01111110,则对信息位中的任何连续出现的5个“1”,发送方自动在其后插入一个“0”,而接受方则做该过程的逆操作,即每收到连续5个“1”,则自动删去其后所跟的“0”,以此恢复原始信息,实现数据传输的透明性。比特填充很容易由硬件来实现,性能优于字符填充方法。,数据链路层其他功能,防止高速的发送方的数据把低速的接收方“淹没”。广播式网络在数据链路层在还要处理控制对共享信道的访问。数据链路层的一个特殊子层(媒体访问子层),就是专门处理这个问题。,网络层介绍,功能:在数据路层提供的两
13、个相邻端点之间的数据帧的传送功能和确定分组从源端到目的端的“路由选择”。网络层关系到通信子网的运行控制,体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式,是OSI模型中面向数据通信的低三层(也即通信子网)中最为复杂、关键的一层,运输层介绍,从会话层接收数据,必要时把它分成较小的单元传递,并确保到达对方的各段信息正确无误,即确保会话层不受硬件技术变化影响。建立运输连接,提高吞吐量,降低费用使多路复用对会话层透明真正的源到目的的“端到端”层解决跨网络连接的建立和拆除流量控制,会话层介绍,高层通信控制管理对话会话层的主要功能是提供建立连接并有序传输数据的一种方法,这种连接就叫作会话(Session)。
14、会话可以使一个远程终端登录到远地的计算机,进行文件传输或进行其它的应用。会话连接建立的基础是建立运输连接,只有当运输连接建立好之后,会话连接才能依赖于它而建立。,表示层,解决数据格式的转换OSI环境的低五层提供透明的数据传输,应用层负责处理语义,而表示层则负责处理语法,由于各种计算机都可能有各自的数据描述方法,所以不同类型计算机之间交换的数据,一般需经过格式转换才能保证其意义不变。表示层要解决的问题是如何描述数据结构并使之与具体的机器无关,其作用是对原站内部的数据结构进行编码,使之形成适合于传输的比特流,到了目的站再进行解码,转换成用户所要求的格式。表示层的主要功能为:语法转换、语法协商、语法
15、转换。,应用层介绍,提供与用户应用有关的功能。网络浏览电子邮件文件传输虚拟终端软件过程作业输入目录查询各种通用和专用的功能,综合,13层通过通信子网链接47层是“端到端”的链接,2.3 TCP/IP分组交换网协议,TCP/IP(Transmission control protocol/Internet protocol),即传输控制协议/网际协议。是第2章中的重点部分,2.3.1 TCP/IP体系结构,比较OSI和TCP/IP,TCP/IP一开始就考虑了多种异构网络的互连问题,并将网络协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。而OSI开始只考虑使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统连接,后来
16、在网络层中划分出一个子层来完成类似功能。TCP/IP具有良好的网络功能,一开始就考虑面向连接服务和无连接服务并重。而OSI开始只考虑了面向连接服务。TCP/IP有4个层次,OSI有7个层次TCP/IP模型对“服务”、“协议”、“接口”等概念区分不很清楚。TCP/IP的通用性较差,描述其他种类的协议栈困难。TCP/IP的网络接口层严格说只是一个接口,而没有下面的数据链路层和物理层。,TCP/IP协议集,TCP/IP的历史,1965,1970,1980,1985,ARPANETcommissionedby DOD1969,1975,Telnet1972,FTP1973,TCP1974,IP1981
17、,TCP/IPProtocol Suite1982,DNS1984,2.3.2 TCP协议,TCP协议属于运输层中的协议。使用广泛、功能更强,与UDP相比的区别,它提供面向连接的、可靠的服务,工作原理,TCP的数据传输机制称为正向认可与重传。TCP具有缓冲机制TCP连接建立(3次握手)在传输数据的过程中进行对方数据的确认。同时,考虑数据报的正确性,在收到报文段时,会首先计算校验和,决定报文的接收与拒绝。,2.3.3 IP协议,IP协议是网络层的主要协议把数据报发送到目的地,处理路由选择、拥塞控制等问题。,功能和工作方式,主要功能:无连接数据报发送、数据报路由选择和差错控制。IP将报文传送到目的
18、主机后,不管传送正确与否都不进行检验,不回送确认,也不保证分组的正确顺序,这些功能都由TCP完成。,TCP和IP协议比较,TCP:面向链接。IP:无链接。TCP:可靠服务。IP:不可靠服务。,IP数据报格式,组成:报头和数据两部分组成;报头由20字节固定长度部分和一个可选任意长度部分组成;IP支持的最长的数据报为65535字节(2161)。数据报和数据链路层帧类似,但帧由硬件识别,数据报由软件识别。数据报包装成符合物理网络要求的帧的格式的过程,叫封装。帧大小由MTU决定,不同网络MTU不同,以太网为1500字节,X.25广域网为128字节。,IP地址知识,用于标识连入因特网上的每台主机,它是每
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网络体系结构 网络体系结构 PPT课件 网络 体系结构 PPT 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5569228.html