计算机网络的体系结构ppt课件

,*,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,单击以编辑母版标题样式,第二章计算机网络体系结构,第二章计算机网络体系结构,1,主要内容,2.1计算机网络的构成,2.1.1资源子网,2.1.2通信子网(点到点通道；广播通道),2.2计算机网络的体系结构,2.2.1计算机网络功能的分层,2.2.2协议和协议的分层结构,2.2.3计算机网络的体系结构,2.3典型计算机网络参考模型,2.3.1计算机网络的标准化,2.3.2OSI参考模型,2.3.3TCP/IP参考模型,2.4网络和网络服务,主要内容2.1计算机网络的构成,2,2.1计算机网络的构成(1),计算机网络的硬件构成：两级结构的计算机网络,资源子网(或用户子网)，通信子网,2.1计算机网络的构成(1)计算机网络的硬件构成：,3,2.1计算机网络的构成(2),2.1.1资源子网,组成：服务器，客户计算机,2.1.2通信子网,一、基本组成：通信线路(或称通道),网络互连设备(路由器、交换机、HUB等),二、基本结构：,1.点到点通道,基本特点：一条线路连接二台网络互连设备 一般情况下，二台计算机的连接要经过多台网络互连设备,一般情况下，采用存储转发方式进行信息传输,典型拓扑结构：(Fig.1-6),star,ring(loop),tree,complete,intersecting rings(loops),irregular,关键技术：路由选择(Routing),2.1计算机网络的构成(2)2.1.1资源子网,4,计算机网络的体系结构ppt课件,5,2.1计算机网络的构成(3),2.广播通道,基本特点：多台计算机共享一条通信线路；任一台计算机发出的信息可以直接被其它计算机接收,典型拓扑结构：(Fig.1-3),bus,ring,关键技术：通道分配,静态分配：分时间片,特点：控制简单，通道利用率低,动态分配：各站点动态使用通道,特点：控制复杂，通道利用率高,通道分配方法：,集中式：只有一个仲裁机构,分布式：各站点均有仲裁机构,2.1计算机网络的构成(3)2.广播通道,6,计算机网络的体系结构ppt课件,7,2.1计算机网络的构成(4),三、网络分类：,从地域范围角度：,1.局域网络(Local Area Networks),主要采用广播通道技术,2.城域网络(Metropolitan Area Networks),3.广域网络(Wide Area Networks),主要采用点到点通道技术,从采用技术角度：,1.无线网络(Wireless Networks),优点：方便、灵活,缺点：速率低（1-2Mbps），误码率高，易受干扰,antennas,cellular telephone,CDPD(Cellular Digital Packet Data),2.卫星网络,3.ATM网络,.,2.1计算机网络的构成(4)三、网络分类：,8,2.2计算机网络的体系结构(1),计算机网络的体系结构是从功能的角度描述计算机网络的结构,计算机网络的体系结构,：对计算机网络及其部件所完成功能的比较精确的定义。即从,功能,的角度描述计算机网络的结构。是,层次和协议,的集合。,注意:,仅仅定义了网络及其部件通过协议应完成的功能；,不定义协议的实现细节和各层协议之间的接口关系。,网络功能的分层 协议的分层 体系结构的分层,协议分层易于协议的设计、分析、实现和测试。,2.2计算机网络的体系结构(1)计算机网络的体系,9,2.2计算机网络的体系结构(2),2.2.1计算机网络功能的分层,计算机网络的基本功能：是为地理位置不同的计算机用户之间提供访问通路。,下述功能是必须提供的：,1.连接源结点和目的结点的物理传输线路，可以经过中间结点；,2.每条线路两端的结点利用波形进行二进制通信；,3.无差错的信息传送,4.多个用户共享一条物理线路,5.按照地址信息，进行路由选择,6.信息缓冲和流量控制,7.会话控制,8.满足各种用户的访问要求,2.2计算机网络的体系结构(2)2.2.1计算机网,10,2.2计算机网络的体系结构(3),上述功能有三个显著特点：,1.上述功能必须同时满足一对用户；,2.用户之间的通信功能是相互的；,3.这些功能分散在各个网络设备和用户设备中。,一般人们采用“层次结构”的方法来描述计算机网络，即：,计算机网络中提供的功能是分成层次的。,2.2.2协议和协议的分层结构,一、协议的定义和组成,层次结构的计算机网络功能中，最重要的功能是通信功能；,这种通信功能主要涉及同一层次中通信双方的相互作用；,位于不同计算机上进行对话的第N层通信各方可分别看成是一种进程，也称为对等（同等）进程。,协议(Protocol),：,计算机网络同等层次中，通信双方进行信息交换时必须遵守的规则。,2.2计算机网络的体系结构(3)上述功能有三个显著,11,2.2计算机网络的体系结构(4),协议的组成：,1.语法（syntax)：以二进制形式表示的命令和相应的结构,2.语义（semantics)：由发出的命令请求，完成的动作和回送的响应组成的集合,3.定时关系（timing)：有关事件顺序的说明,二、协议的分层和层间结构,协议的分层原则(layering principle)：,1.Layer N software on the destination computer must receive exactly,the message sent by layer N software on the sending computer.,Mathematically,if the sender applies a transformation T,the,receiver must apply the inverse T,-1,.,2.,协议分层要保证整个通信系统功能完备、高效。,每一相邻层之间有一个,接口（Interface）,，它定义了下层向上层提供的原语操作和服务。,2.2计算机网络的体系结构(4)协议的组成：,12,2.2计算机网络的体系结构(5),对于第N层协议来说，它有如下特性：,1.不知道上、下层的内部结构；,2.独立完成某种功能；,3.为上层提供服务；,4.使用下层提供的服务。,2.2.3计算机网络的体系结构,一、基本术语与分层结构,接口：定义了下层向上层提供的原语操作和服务。,协议：计算机网络同等层次中，通信双方进行信息交换时必须遵守的规则。,服务：层间交换信息时必须遵守的规则。,服务和协议的关系,服务提供者，服务用户,Fig.1-9,2.2计算机网络的体系结构(5)对于第N层协议来说，,13,计算机网络的体系结构ppt课件,14,2.2计算机网络的体系结构(6),服务访问点SAP（Service Access Point）,任何层间服务是在接口的SAP上进行的；,每个SAP有唯一的识别地址；,每个层间接口可以有多个SAP。,接口数据单元IDU（Interface Data Unit）,IDU是通过SAP,进行传送的层间信息单元；,IDU由上层的服务数据单元SDU（Service Data Unit）和接口控制信息ICI（Interface Control Information）组成；,协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）,第N层实体通过网络传送给它的对等实体的信息单元,；,PDU由上层的服务数据单元SDU或其分段和协议控制信息PCI（Protocol Control Information)组成；,Fig.1-12,分段和重组 Fig.1-11,2.2计算机网络的体系结构(6)服务访问点SAP,15,计算机网络的体系结构ppt课件,16,计算机网络的体系结构ppt课件,17,2.2计算机网络的体系结构(7),二、服务分类和服务原语（primitives）,1.基于连接的服务和无连接服务,基于连接的服务 当使用服务传送数据时，首先建立连接，然后使用该连接传送数据。使用完后，关闭连接。特点：顺序性好。,无连接服务 直接使用服务传送数据，每个包独立进行路由选择。特点：顺序性差。,Fig.1-13,注意,：连接并不意味可靠，可靠要通过确认、重传等机制来保证。,2.服务原语,服务在形式上是由一组接口原语（或操作）来描述的。,服务原语可分为四种类型：,请求（Request），指示（Indication），,响应（Response），确认（Confirm）,Fig.1-14Fig.1-15,2.2计算机网络的体系结构(7)二、服务分类和服务原,18,计算机网络的体系结构ppt课件,19,计算机网络的体系结构ppt课件,20,计算机网络的体系结构ppt课件,21,2.3典型计算机网络的参考模型(1),2.3.1计算机网络的标准化,一、电信标准,1865年成立国际电信联盟ITU（International Telecommunication Union）,1947年 ITU 成为联合国的一个组织，由三部分组成：,ITU-R：无线通信,ITU-T：电信标准，1956-1993 年称为CCITT，下设许多研究组SG，研究组下设专题，例如：Q42/SG VII 专门研究 OSI 参考模型。,ITU-D：开发,二、国际标准,1946年成立的国际标准化组织 ISO 负责制定各种国际标准，ISO 有89个成员国家，85 个其他成员。,ISO 有200 多个技术委员会TC，每个技术委员会下设若干分委员会SC，每个分委员会由由若干工作组WG 组成。,2.3典型计算机网络的参考模型(1)2.3.1计算,22,2.3典型计算机网络的参考模型(2),例如：TC97-计算机和信息处理 TC97/SC21/WG1-OSI 体系结构、概念性方案和形式描述,一个国际标准的形成：,CD(Committee Draft)-DIS(Draft International Standard)-IS(International Standard),其它标准化组织：,ANSI：美国国家标准研究所，ISO 的美国代表,NIST：美国国家标准和技术研究所，美国商业部的标准化机构,IEEE：发表行业标准。例如IEEE 802，后成为ISO 8802。,ATM Forum：ATM论坛,OIF（Optical Internetworking Forum）,值得注意的是，ITU-T 和 ISO 之间有很好的合作和协调。,2.3典型计算机网络的参考模型(2)例如：TC97,23,2.3典型计算机网络的参考模型(3),三、Internet 标准,Internet 的标准特点，是自发而非政府干预的，称为RFC（Request For Comments)。,1969 年ARPANET 时就开始发布RFC，至今已超过3000个。,1983年成立IAB（Internet Activities Board）,1989年在IAB 下又成立了IRTF 和 IETF，IETF的各工作组负责组织提出相应的RFC 建议。,2.3典型计算机网络的参考模型(3)三、Intern,24,2.3典型计算机网络的参考模型(4),2.3.2OSI(Open System Interconnection)参考模型,1983年ISO 的 OSI 模型正式成为国际标准。Fig.1-16,Fig.1-17,1.物理层（The Physical Layer）在物理线路上传输原始的二进制数据位（基本网络硬件）。,2.数据链路层（The Data Link Layer）在有差错的物理线路上提供无差错的数据传输（Frame）。,3.网络层（The Network Layer）控制通信子网提供源点到目的点的数据传送（Packet）。,4.运输层（The Transport Layer）为用户提供端到端的数据传送服务。,5.会话层（The Session Layer）