计算机网络考研辅导讲座计算机网络体系结构.ppt

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1、第一讲 计算机网络体系结构,2011年计算机专业考研大纲(摘录),大纲考查范围一 计算机网络体系结构,大纲考查范围二 物理层,大纲考查范围三 数据链路层,大纲考查范围三 数据链路层,大纲考查范围四 网络层,大纲考查范围四 网络层,大纲考查范围五 传输层,大纲考查范围六 应用层,2011年考研大纲中的单项选择题示例,题型：单项选择题、综合应用题,2011年考研大纲中的综合应用题示例,第一讲：计算机网络体系结构,2011年考研大纲考查范围大纲考查范围：,知识点归纳：,（一）计算机网络概述 计算机网络定义：能够相互资源共享的互连起来的自治计算机系统 的集合。计算机网络组成：资源子网通信子网 资源子网

2、（边缘部分）：主机、终端，-端系统(C/S,P2P)通信子网（核心部分）：通信结点、通信链路,知识点归纳,其中，通信结点：路由器、结点交换机、分组交换设备(PSE)、分组装卸设备(PAD)、集中器(Concentrator)、通信控制处理器CCP（ARPANET中叫 接口报文处理机IMP）等。计算机网络的功能：通信、资源共享计算机网络的分类：1.按网络的分布范围分类:广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN 2.按使用者分类：公用网、专用网 3.按网络的交换方式分类:电路交换、报文交换、分组交换 4.按网络的拓扑结构分类:星形、总线、环形、树形、网形,计算机网络与互联网的发展

3、历史：网络发展的三个阶段：1.面向终端的计算机网络。用一台中央主机连接大量的地理上处于分 散位置的终端。2.计算机计算机网络。多台计算机互连的系统，如IBM的SNA网，DEC 的DNA网，相对独立，未有统一标准。3.开放式标准化网络。国际标准化组织ISO颁布了“开放系统互连基 本参考模型”OSI/RM七层模型。全世界网络产品有了统一标准。国际互联网发展的三个阶段：1.从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。ARPA70年代中期开始 研究多种网络的互连，1983年TCP/IP，因特网诞生。2.建成三级结构的因特网。NSFNET三级计算机网，分为主干网、地区 网、校园网(企业网)3.形成多层次

4、ISP结构的因特网。三层ISP结构，NAP。,知识点归纳,计算机网络的标准化工作及相关组织,知识点归纳,知识点归纳,各种 RFC 之间的关系：(RFC Request For Comments),（二）计算机网络体系结构与参考模型,知识点归纳,协议的定义、协议三要素：为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。协议总是指某一层协议，准确地说，它是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则约定的集合。网络协议的三个要素：1)语法(Syntax)：涉及数据及控制信息的结构或格式。2)语义(Semantics)：需发出何种控制信息、完成何种动作、做出何种响应。3)定时(Timing)：

5、或叫同步，事件实现顺序的详细说明。计算机网络分层结构：所谓网络的体系结构(Architecture)就是计算机网络各层次及其协议的集合。层次结构一般以垂直分层模型来表示。,层次结构的要点：1)除了在物理媒体上进行的是实通信之外，其余各对等实体间进行的都 是虚通信。2)对等层的虚通信必须遵循该层的协议。3)n 层的虚通信是通过 n/n-1层间接口处 n-1 层提供的服务以及 n-1 层 的通信（通常也是虚通信）来实现的。层次结构划分的原则：1)每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。当某一层的具体实现方法 更新时，只要保持上、下层的接口不变，便不会对邻居产生影响。2)层间接口必须清晰，跨越接口的

6、信息量应尽可能少。3)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。,知识点归纳,网络体系结构的特点：1)以功能作为划分层次的基础。2)第n层实体在实现自身定义的功能时，只能使用第n-1层提供的服务。3)第n层在向第n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。4)仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。ISO/OSI 参考模型:开放系统互连(Open System Interconnection)基本参考模型是由国际标准化组织(ISO)制定的标准化开放式计算机网络层次结

7、构模型，又称ISOs OSI参考模型。“开放”这个词表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。,知识点归纳,OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。OSI的体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定；OSI的服务定义描述了各层所提供的服务，以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语；OSI各层的协议规范，精确地定义了应当发送何种控制信息及何种过程来解释该控制信息。需要强调的是，OSI参考模型并非具体实现的描述，它只是一个为制定标准而提供的概念性框架。在OSI中，只有各种协议是可以实现的，网络中的设备只有与OSI和有关协议相一致时才

8、能互连。,知识点归纳,实体：每一层中的活动元素，可以是任何可发送或接收信息的硬件或软 件进程，许多情况下，实体就是一个特定的软件模块。对等实体：位于不同机器上同一层中的的实体。接口：相邻两层之间的边界，在接口处规定了低层向上层提供的服务以 及调用服务所使用的形式规范语句(服务原语)。服务：某一层提供的功能，并能通过接口提供给其相邻上层。N 层(下层)是 N+1 层(上层)的服务提供者,N+1 层是 N 层的服务用户。服务访问点(SAP)：服务提供的地点,接口上相邻两层实体交换信息之处。协议栈：网络各层协议按层次顺序排列而成，画在一起像一个栈结构。,知识点归纳,上一层的PDU 通过SAP传到下一

9、层，作为下一层PDU的数据字段(SDU),知识点归纳,ISO OSI/RM:,知识点归纳,信息流动过程：,OSI/RM 各层功能简述：应用层：是直接面向用户的一层。它为应用进程提供访问OSI环境的手段，同时 为应用进程提供服务。对一些普遍需要的网络应用（如文件传输、电子 邮件、域名服务等）制定了一系列标准。表示层：提供数据或信息语法的表示变换，以确保不同表示方法的计算机能互相 通信。涉及：各机器内部的数据表示与网络传输的抽象数据表示之间的变换 数据的压缩/解压缩 数据的加密/解密 会话层：在两个互相通信的进程之间建立、组织和同步会话、会话活动管理、对话控制。传输层：提供端到端的数据传输服务。涉

10、及：连接管理：建立连接、发收数据、拆除连接 报文分割和装配：将上层的长数据报文分割成小的段进行传输 端到端的差错控制与流量控制 分流和多路复用,知识点归纳,网络层：将分组穿过通信子网从信源传输到信宿 路由选择：如何经过中间节点选择路由，穿过子网 拥塞控制：控制分组流入子网的流量，以免子网过载，性能下降 数据分片和组装：将长的分组分片，以使能在短分组网络上传输 网络互联：多个子网之间进行互连 数据链路层：在相邻节点间无差错地传输一帧数据 寻址和组帧 同步 差错控制（以太网、PPP只检错，HDLC、WLAN有差错控制）流量控制（以太网、PPP无流量控制，HDLC、WLAN有流量控制）物理层：在物理

11、媒体上传输原始的数据比特流。机械特性：如接插件规格 电气特性：如信号电平 功能特性：如引脚功能 规程特性：如何通信,知识点归纳,知识点归纳,TCP/IP四层网络模型与OSI/RM七层网络模型：,TCP/IP 协议各层功能简述：应用层：为用户提供访问 Internet 的一组高层协议(如FTP、TELNET、SMTP等)传输层：为源和目的主机的应用程序间提供端-端的数据传输服务(如TCP、UDP)网络互联层（网际层）：把分组独立地从信源传送到信宿。解决路由选择、拥塞控制和网络互联等问题(如IP)网络接口层：负责将IP分组封装成适合在物理网络上传输的幀格式并传输，或将从物理网络接收到的幀解封，取出

12、IP分组交给网络互联层(如Ethernet、PPP)学习计算机网络原理时常采用五层协议的体系结构，综合了OSI和TCP/IP的优点，既简洁又能将概念讲述清楚。,知识点归纳,典型习题讲解,例 根据下图左列OSI的各层与右列列出的各种功能，在两列间画出对应连线：1.流量控制 网络层2.提供对最终用户的访问3.ASCII码到EBCDIC码转换4.分组交换应用层5.可靠的端到端数据传输6.定义幀7.决定路由物理层8.数据流中插入同步点，故障时从最近同步点恢复9.建立、管理和终止会话10.在用户间同步会话传输层11.提供机械的、电子的和功能的接口12.负责相邻节点的信息交换13.通过物理介质传输比特流表示层14.与用户应用程序直接通信15.分流与多路复用16.保证可靠的数据传输数据链路层17.提供登录和退出功能18.提供格式和代码转换服务19.拥塞控制会话层20.报文的分割和装配21.为用户提供E-mail和文件传输之类的服务,典型习题讲解,典型习题讲解,典型习题讲解,典型习题讲解,4,典型习题讲解,典型习题讲解,典型习题讲解,典型习题讲解,典型习题讲解,典型习题讲解,习题练习,习题练习,习题参考答案,