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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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第 计 算 机 网 络
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4 、从OSI体系结构到原理体系结构
OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用，但其概念清
章
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网 络 楚，体系价格低廉，理论较完整。TCP/IP的协议现在得到 协 议 了全世界的承认，但它实际上并没有一个完整的体系结构。 与 TCP/IP是一个四层的体系结构，它包含应用层、运输层、 体 系 网际层和网络接口层。 结 构
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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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分层可以带来如下好处： 3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
（1）各层之间是独立的。
（2）灵活性好。 （3）结构上可分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。
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H4
H3 H4
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H5
H5
应用程序数据
应用程序数据
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
运输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层
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应用程序数据
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应用程序数据
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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应用层 PDU 再传送到运输层 加上运输层首部，成为运输层报文
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AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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不同的计算机网络具有不同的网络体系结 构。其层次的数量和名字、内容、功能以及相 邻层间的接口都是不一样的。 在任何网络中，每一层协议都向它的相邻 的上层协议提供一定的服务。相邻的高层通过 使用低层提供的服务完成本层的功能，再向上 层提供服务。 网络体系结构的分层需要最基本的三层： 最高层的用户服务层，中间层的网络服务层和 低层的通信服务层
称为协议.
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为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或 约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个 要素组成： 3
2、协议与划分层次
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；
（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种 动作以及做出何种响应；
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
第 计 算 机 网 络
但从实质上讲，TCP/IP只有三层，即应用层、运 输层和网际层，因为最下面的网络接口层并没有什么 具体内容。 3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
采用一种原理体系结构，综合OSI和TCP/IP的优
点，它只有五层(如图2-2所示)，这样既简洁又能将概 念阐述清楚。
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链路层 首部
H2
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H3 H3
链路层 尾部
T2
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10100110100101 比 特 流 110101110101
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计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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H2
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计算机 2 的物理层收到比特流后 交给数据链路层
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3 将复杂的计算机网络进行分层设计的方法。 计 章 1974年，美国的IBM公司宣布了它研制的 算 系 统 网 络 体 系 结 构 SNA (System Network 网 络 Architecture)。 机
网 络
国际标准化组织ISO于1977年成立了专门机 构研究该问题。
1980年就提出一个试图使各种计算机在世 界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放 系统互连基本参考模型OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model)，简称为OSI。
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第 计 算 机 网 络
计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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电信号（或光信号）在物理媒体中传播 从发送端物理层传送到接收端物理层 应用层(application layer) 物理传输媒体
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第3章 网络体系结构与OSI参考模 型
3.1网络协议与网络体系结构 3.2层次划分及其协议
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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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退出
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3.1网络协议与网络体系结构
1、 计算机网络体系结构的形成
第
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章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
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相互通信的两个计算机系统必须高 度协调工作才行，而这种“协调”是相当 复杂的。 “分层”可将庞大而复杂的问题， 转化为若干较小的局部问题，而这些较小 的局部问题就比较易于研究和处理。
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（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
两个计算机可将文件传送模块作为最高的一层(如 图2-1所示)。
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计算机 1 文件传送模块 把文件交给下层模块 进行发送
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两个计算机交换文件
只看这两个文件传送模块 好像文件及文件传送命令 是按照水平方向的虚线传送的 计算机 2 文件传送模块 把收到的文件交给 上层模块
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 应用层剥去首部，取出应用程序数据 5 与 上交给应用进程 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
H3 H2 H3 H4 H4 H5 H5
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应用程序数据 应用程序数据
T2
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计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
网络层剥去分组首部后 把分组的数据部分交给运输层
H4
H3 H4
章
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H5
H5
应用程序数据
应用程序数据
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
层数多少要适当
章
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网 若层数太少，就会使每一层的协 络 协 议太复杂。 议 层数太多又会在描述和综合各 与 体 层功能的系统工程任务时遇到较多 系 结 的困难。 构
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3、网络体系结构
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计算机网 网 络的各层及其协议的集合称为网络体 络 系结构(architecture)，也就是说，计 协 议 算机网络的体系结构就是这个计算机 与 网络及其部件所应完成的功能的精确 体 系 定义。体系结构是抽象的，而实现则 结 是具体的，是真正在运行的计算机硬 构 件和软件。
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1
AP1 5
H5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
应用程序数据 应用程序数据
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应用层剥去应用层 PDU 首部后 把应用程序数据交给应用进程
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
计算机 1
章
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 运输层报文再传送到网络层 系 结 加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组） 3 构 2
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计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
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计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 运输层剥去首部，取出数据部分 体 4 上交给应用层 系 3 结 构 2
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第 计 算 机 网 络
计算机 1
AP1 5
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计算机 1 向计算机 2 发送数据
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协 议 与 体 系 结 构
第 计 算 机 网 络 划分层次的必要性
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网 计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定络 协 好的规则。 议 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以与 及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。 体 为进行网络中的数据交换而建立的规则、 系 标准或约定即网络协议(network protocol)，简 结 构