网络技术体系结构与标准.ppt
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1、2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,1,第2章 网络体系结构与网络标准,本章主要内容:2.1 网络体系结构 2.2 TCP/IP模型 2.3 局域网标准IEEE802.X 2.4 以太网与快速以太网 2.5 其它局域网技术,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,2,知识点,OSI模型,TCP/IP模型 IP地址局域网标准 以太网,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,3,难 点,TCP/IP协议,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,4,第1节 网络体系结构,网络体系结构概述OSI参考模型,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,5,2.1.1
2、 网络体系结构概述,1.协议 2.层次 3.接口 4.网络体系结构 5.网络体系结构的层次结构 6.层次结构的优点,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,6,1.协议,为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议。包括三个组成部分:语法、语义和时序。(1)语法规定了通信双方“如何讲”,即确定用户数据与控制信息的结构与格式;(2)语义规定通信的双方准备“讲什么”,即需要发出何种控制信息以及完成的动作与做出的响应;(3)时序规定双方“何时进行通信”,即对事件实现顺序的详细说明。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,7,2.层次,将网络通信中总体要实现的功能先加以分解,
3、并分配在不同的层次中实现。对于每个层次要完成的服务及服务实现的过程都有明确规定;不同的网络系统可以分成相同的层次;不同系统的同等层具有相同的功能;低层可以向高层提供服务,而高层可直接调用低层的服务。高层在调用低层提供的服务时,并不需要知道低层服务的具体实现方法。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,8,3.接口,接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接点。同一个节点的相邻层之间存在着明确规定的接口,由低层向高层通过接口提供服务。只要接口条件不变、低层功能不变,即使低层功能的具体实现方法与技术发生了变化也不会影响整个系统的工作。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,9,4
4、.网络体系结构,通常将网络层次结构模型与各层协议的集合就定义为计算机网络的体系结构。网络体系结构对计算机网络的功能进行了精确的定义,至于这些功能是用什么样的硬件与软件去实现的,则是具体的实现问题。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,10,5.网络体系结构的层次结构,分层的基本原则:(1)网络中的每一个节点都具有相同的分层结构,同一个节点的相邻层之间有一个明确规定的接口,该接口定义了下层向上层所能提供的服务。(2)每层完成一组特定的有明确含义的协议功能,并尽量减少相邻层间传递信息的数量。(3)同一节点中的每一层能够同相邻层通信,但不准跨层进行通信。,2023/11/16,计算机网络
5、技术基础与应用,11,6.层次结构的优点,(1)各层之间相互独立。(2)灵活性好。(3)各层都可以采用最合适的技术来实现,各层实现技术的改变也不会影响到其他层。(4)易于实现和维护。(5)有利于促进标准化。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,12,2.1.2 OSI参考模型,1.标准化的介绍 2.ISO/OSI网络参考模型,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,13,1.标准化的介绍,标准化的优点:能够保证设备或软件的规范性,使之具有较高的兼容性和适用范围,以促进大批量的生产,进而降低价格。标准化的缺点:重点围绕某些特定的技术加以研究,而对于一些新的、可能更为有效的技术
6、重视不够。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,14,1.标准化的介绍,标准化组织:(1)ISO(国际标准化组织)(2)CCITT(国际电报电话咨询委员会)(3)ITUT(国际电信联盟)(4)ECMA(欧洲计算机制造商协会)(5)ANSI(美国全国标准协会)(6)IEEE(电气和电子工程师协会)(7)EIA(电子工业协会),2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,15,2.ISO/OSI网络参考模型,分层原则如下:(1)层数应足够多,以避免不同的功能混杂在同一层上,但也不能太多,否则体系结构会过于庞大。(2)每层应完成特定的功能,且类似的功能应尽量集中在同一层内实现,所在层
7、的功能都应符合国际标准协议的规定。(3)各层之间要相对独立,也就是说某一层功能的更改不会影响其他各层。(4)每层通过接口与其相邻的上层或下层进行联系,各层的边界应放在服务描述少且信息穿过最少的地方。(5)同一层内也可设置若干子层,由每个子层实现不同要求的服务。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,16,OSI参考模型共分为七层,物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,17,物理层,物理层规定了接口的标准,由四个特性来详细说明。机械特性规定了接插件的尺寸,插头的数目,排列方法以及插头和插座的尺寸,电缆的长度以及所含导
8、线的数目等。电气特性规定了数据交换信号以及有关电路的特性。一般规定了数据传输率、信号状态的电压和电流的识别、阻抗匹配以及距离限制等。功能特性规定各接口信号线的特定功能。通常信号线可分为四类:数据线、控制线、同步线和地线。规程特性定义了利用信号线传输信息的一组操作规程,即各信号线工作的规则和先后顺序。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,18,数据链路层,具体功能有:进行链路的管理 帧传输 差错控制 流量控制,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,19,网络层,网络层是通信子网的最高层。它负责将源端发出的信息包经过各种途径送到目标端。网络层必须了解通信子网的拓扑结构,从而选
9、择适当的路径,同时还要避免线路过载或线路空闲,解决网络拥塞等问题。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,20,传输层,.传输层位于网络高层和低层之间。.传输层确保报文无差错、有序、不丢失、无重复地传送。.传输层对信息重新打包,将信息分成几个报文,或者将小的信息合并成一个报文。.传输层还提供错误恢复、流量控制和多路复用,这使得传输服务更为可靠。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,21,会话层,功能有:会话连接到传输连接的映射。会话连接的流程控制。加速数据传送。会话连接恢复。会话连接释放。会话连接管理。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,22,表示层,功能主
10、要有:表示实体之间的连接建立、释放。数据语法和图像语法的表示和转换。传送语法的选择。数据变换的特殊处理,例如代码压缩、密码转换。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,23,应用层,应用层是OSI参考模型的最高层,它为用户服务,为网络用户之间的通信提供专用的程序。应用层的内容取决于用户的需要,每个用户可以自行决定运行什么程序和使用什么协议。文件的传送、访问和管理,虚拟终端协议和报文处理系统,作业传送与操作,目录服务、电子邮件等。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,24,第2节 TCP/IP模型,TCP/IP模型结构IP地址类别,2023/11/16,计算机网络技术基础与
11、应用,25,2.2.1 TCP/IP模型结构,四个层次组成:应用层 传输层 网际网层 网络接口层,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,26,2.2.1 TCP/IP模型结构,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,27,应用层,应用层负责向用户提供一组常用的应用程序,如电子邮件等。它包含所有TCP/IP协议集中的所有高层协议。如:虚拟终端协议Telnet、文件传输协议FTP、简单邮件传输协议SMTP、域名系统服务DNS等等。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,28,传输层,传输层提供可靠的点到点的数据传输,确保源节点传送的数据报能正确到达目标节点。传输层包含两
12、个传输协议即传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP,其中传输控制协议TCP是一个面向连接、可以提供可靠服务的协议。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,29,网际网层,网际网层的主要功能是负责通过物理、数据链路层发送IP数据报,或接收来自物理、数据链路层的帧并将其转换为IP数据报,然后把IP数据报发往网络中的目的节点。网际网层还包含多个需要协同工作的协议。网际协议IP、网际控制报文协议ICMP、网际组管理协议IGMP、地址解析协议ARP、反向地址解析协议RARP等。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,30,网络接口层,TCP/IP参考模型中没有真正描述这一部分的内容
13、。TCP/IP模型中的物理、数据链路层也可以认为是指任何一个能传输数据报的通信系统,这些系统大到广域网、小到局域网甚至点到点的连接,正是这一点使得TCP/IP具有相当的灵活性。在整个TCP/IP协议集中,其核心协议是TCP协议和IP协议。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,31,2.2.2 IP地址类别,1.IP地址的概念 2.IP地址的分类,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,32,1.IP地址的概念,人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分配了一个类似日常生活中的电话号码一样的标识地址,该标识地址就是IP地址。根据TCP/IP的协议规定,IP地址是由32位二进制数
14、组成,面且在网络上是唯一的。例如,某台计算机的IP地址为:11001010 01100110 10000110 01000100 为了方便记忆,就将组成计算机IP地址的32位二进制数分成四段,每段8位,中间用小数点隔开,然后将每8位二进制转换成十进制数,这样上述计算机的IP地址就变成了:202.102.134.68。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,33,2.IP地址的分类(1),IP地址的4个字节被划分为2个部分,一部分用以标明具体的网络段,即网络标识;另一部分用以标明具体的节点,即主机标识,这样上IP地址就可以写成:主机标识:68,2023/11/16,计算机网络技术基础与
15、应用,34,2.IP地址的分类(2),人们按照网络规模的大小,相应地把32位地址信息分成A、B、C、D、E共五种类型的IP地址。A类IP地址 A类地址最高端的二进制位为“0”,第一个字节段表示网络标识,标识长度为7位,后三个字节段表示主机标识,主机标识的长度为24位。它允许有126个网络,每个网络大约有1700万个主机。编址范围为1.0.0.1126.255.255.254。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,35,2.IP地址的分类(3),B类IP地址 B类地址最高端的前两个二进制位为“10”,前两个字节段表示网络标识,网络的标识长度为14位,后两个字节段表示主机标识,主机标识
16、的长度为16位。编址范围为127.0.0.1191.255.255.254。它允许有16384个网络,每个网络大约有65000万个主机,适用于中等规模的网络。,2023/11/16,计算机网络技术基础与应用,36,2.IP地址的分类(4),C类IP地址 C类地址最高端的前三个二进制位为“110”,前三个字节段表示网络标识,网络的标识长度为21位,后一个字节段表示主机标识,主机标识的长度为8位。它允许有200万个网络,每个网络大约有254个主机。编址范围为192.0.0.1223.255.255.254。C类网络地址的数量较多,适用于小规模的局域网络。,2023/11/16,计算机网络技术基础与

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