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计算机网络第12章 协议与分层【精选】

• 网络协议通常采用分层结构,每一个子层完成通信任 务的一个部分,各个子层组织起来共同完成网络通信 功能。这些协议子层的集合称为协议系列(suit)或 协议族(family)
2.ISO/OSI参考模型结构
• ISO (International Standards Organization,国 际标准化组织)于1978年2月开始研究,于1982年4月 形成一个开放系统互连参考模型(Open System Interconnection/Reference Model,OSI/RM)的国际 标准草案 。
2.1.3 网络层
• 数据链路层从一条传输链路的角度来解决传输 中的可靠性问题。网络层则是从整个网络的角 度来处理数据传输中的有关问括:
–路由选择。如何在组成网络的各子网之间找到到 达传送目的地的最佳路径。
–流量和拥塞控制。防止在子网中间出现过多的分 组,造成通路阻塞,形成瓶颈。
–差错及故障的恢复。
2.2 OSI的高层
• OSI的高层包括会话层、表示层和应用层,属 于资源的分配和处理的部分,通常称为资源子 网部分。
2.2.1 会话层
• 会话层是建立在用户与网络间的接口,好像两 台主机间的联络官,主要处理通信双方交互的 建立、组织,并协调、控制会话过程的进行 (会话服务)。
• 应当注意,OSI模型仅仅是"参考模型",而不是网络 体系结构的全部;它仅仅描述了每一层的功能,而没 有描述每一层使用哪些协议和承担哪些服务。现在, ISO已经为各层制定了标准,不过这些标准并不是OSI 模型的一部分,而是独立存在的。
ISO/OSI参考模型结构
ISO/OSI参考模型结构
• 在OSI参考模型中,每一层的功能都在下一层的 支持下实现,并支持上一层。OSI/RM中的低三层 通常归入通信子网的功能范畴,通常靠硬件做成 通信卡或由通信处理机实现;网络中的高四层归 入资源子网的功能范畴,通常用软件方法实现, 形成网络操作系统(最高层常由应用软件实现)。
物理层
• 它建立在传输介质之上,并不考虑传输介质的 具体设置问题,而只关心介质两端的连接,或 者说它只关心链路两端点的物理特性
• 建立物理层的目的是提供一条物理链路上“1”、 “0”码传输的物理条件--为数据链路层提供这个 服务。
• 同时还要涉及其他问题:数据传输方式 、服务 质量参数等
物理层
2.1.2 数据链路层
–把数据分割成数据包,分组,为会话层提供最佳的 数据传输服务,以便充分地利用网络。
3. 栈:分层软件
• 当协议根据分层模型设计时,目标协议软件按层次组织。 每台计算机上的协议软件被分成多个模块,每个模块对 应一层。更重要的是,分层决定了模块间的相互作用: 在理论上,当协议软件发送或接收数据时,每个模块只 同它邻接的上层模块和下层模块通信。因此,以送出的 数据向下通过每一层,接收的数据向上通过每一层。
ISO/OSI参考模型结构
2.1 OSI的低层
• OSI的低层包括物理层、数据链路层和网络层。 这一部分的功能主要是实现通信功能,也称为 通信子网部分。
2.1.1 物理层
• ISO给出的物理层(physical layer)定义为: "物理层为启动、维护和释放数据链路实体之间 二进制位传输而进行的物理连接提供机械的、 电气的、功能的和规程的特性。这种物理连接 可以通过中间系统在物理层内进行二进制位传 输。它允许进行全双工或半双工的二进制位传 输,对物理数据单元(即二进制位)可以以同 步方式或异步方式进行传输。"
ISO/OSI参考模型结构
• 如果按相互通信的对象进行划分,可将OSI参考模 型的通信分为计算机系统间的通信和计算机系统 中进程间的通信。由会话层、表示层、应用层构 成的上三层为进程间的通信,主要解决两台通信 的主机间信息传输问题;由物理层、数据链路层、 网络层构成的下三层为系统间的通信,主要解决 通信子网中的数据传输问题;传输层处于两部分 的中间,可以看作系统通信与进程通信间的接口 层。
2.2.2 表示层
• 表示层处理两个应用实体间数据交换的语法 问题,解决数据交换中存在的数据格式不一 致和数据表示方法不同等问题。例如IBM系统 采用EBCD编码,而其他一些系统用户采用 ASCII编码,表示层要为它们的转换服务,转 换后传输给会话层。此外表示层还进行加密、 压缩或终端仿真处理。
表示层
• 在物理层实现了透明的0、1码传输的基础上, 数据链路层将加强这些原始比特的传输,使之 成为一条无错的数据传输链路。
• 为了达到“无错的数据传输链路”的目标,对链 路层的设计通常要解决如下几方面的问题:
–成帧 –确定帧的顺序,以便数据拼接 –差错校验--根据校验序列对帧进行校验 –数据链路管理(链路的建立、维护和拆除)
第12章 协议与分层
本章学习要求
• 掌握:七层模型的划分及其功能 • 理解:协议栈 • 理解:技术协议的使用
1.网络协议
• 在硬件的层次上进行通信是一件非常困难的事情,因 此在硬件的基础上扩展了一个软件层,作为应用程序 和硬件的接口。这个软件层称为通信协议软件。
• 网络协议(通信协议)定义了计算机进行通信时信息 必须采用的格式和这些格式的意义。用来实现通信协 议的软件就叫通信协议软件。
传输层
(a) 网络层研究的内容
(b)传输层研究两主机之间的通信
传输层
• 传输层与数据链路层不同,数据链路层处理的 是相同网络中两个节点间的数据通信;而传输 层处理的是主机间的数据通信,是源节点到目 的节点之间的传输,它考虑的具体内容有:
–两个主机间数据传输的方式。虚电路方式,与连接 有关的数据传输服务,像打电话;数据报方式,与 连接无关的数据传输服务,像邮局传输信件。
2.2.3 应用层
• 应用层主要进行应用管理和系统管理,直接 为用户服务,在信息网络用户之间形成一个 交换信息的界面━━用户应用程序。简单地 说,就是接收用户数据。信息网络系统接受 了用户的数据后,立即把它们传输给表示层。
2.3 传输层
• 传输层是站在比网络层更高的角度来研究问题。 网络层考虑的是网络的细节,而传输层屏蔽了 这些细节,只从主机间逻辑连接(或进程间通 信)的角度来处理数据的传输问题。
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