任务1：理解网络体系结构
本任务将学习网络体系结构、网络协议以及协 议分层模型这3个计算机网络中最基本的概念， 在此基础上，理解ISO/OSI开放系统互连参考 模型和TCP/IP参考模型，为后续学习打下基础
3.1.1 网络协议
为进行网络中数据交换而制定的规则、约定和标准，称为网络协议 （Network Protocol）或通信协议（Communication Protocol）。简单 地说，协议是通信双方必须遵循的控制信息交换的规则集合。
3．服务类型
（1）面向连接服务 面向连接服务的工作方式像电话系统。数据交换之前必须先 建立连接，数据交换结束后终止连接，传送数据时按序传送。 通信过程分为3部分：建立连接、传输数据、撤销连接。 面向连接服务比较适合在一定时期内向同一目的地发送许多 报文的情况。
（2）无连接服务 无连接服务的工作方式像邮政系统。每个报文（信件）带有 完整的目的地址，并且每一个报文都独立于其他报文，由系 统选定传递路线发送报文。计算机随时可以向网络发送数据， 在两台通信的计算机间无须事先建立连接。
第3章 网络体系结构与 协议
学习目标
掌握计算机网络体系结构的基本概念 熟悉ISO/OSI开放系统互连参考模型各层的功能，熟悉OSI中相邻
层之间通信的过程，不同计算机上同等层之间的通信过程， ISO/OSI数据封装与解封装的过程 熟悉OSI模型中每一层数据的名称 熟悉TCP/IP体系结构及各层协议，熟悉数据封装过程 熟悉常见物理层传输介质（双绞线、同轴电缆、光纤以及无线传输 介质等），熟悉线缆规范和连接方式，学会制作和测试双绞线 掌握数据链路层的功能，掌握HDLC协议和PPP协议的主要内容
1．实体与同等层实体
在网络分层体系结构中，每一层都由一些实体组成。实体是各层 中用于实现该层功能的活动元素，这些实体抽象地表示了通信时 的软件元素（如进程或子程序）或硬件元素。实体除了是一些实 际存在的物体和设备外，还可以是客观存的与某一应用有关的事 物，如含有一个或多个程序、进程或作业之类的成分。
3.1.3 网络体系结构
网络体系结构从体系结构的角度来研究和设计计算机网络体系， 其核心是网络系统的逻辑结构和功能分配的定义，即描述实现不 同计算机系统之间互连和通信的方法以及结构。
网络体系结构将计算机网络功能划分为若干个层次，较高层次建 立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。
一般来说，网络协议主要由语法、语义和同步3要素组成。 （1）语法：规定通信双方“如何讲”，即确定协议元素的格式， 如数据和控制信息的结构或格式。 （2）语义：规定通信双方“讲什么”，即确定协议元素的类型， 如规定通信双方发出何种控制信息、执行何种动作以及做出何种应 答等。 （3）同步(又称语序、变化规则或定时)：规定通信双方之间“讲的 顺序”，即通信过程中的应答关系和状态变化关系。同步定义了通 信双方何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速度等。
3.1.2 网络的分层模型
网络层次结构模型包含两个方面的内容： 一是将网络功能分解到若干层次，在每一个功能层次中，通信双方共同遵 守该层次的约定和规程，这些约定和规程称为同层协议； 二是层次之间逐层过渡，上一层向下一层提出服务要求，下一层完成上一 层提出的要求，上一层必须做好进入下一层的准备工作，这两个相邻层次 之间要完成的过渡条件称为接口协议。接口协议可以通过硬件实现，也可 以采用软件实现。
网络体系结构是计算机网络的分层、各层协议、功能和层间接口 的集合。
网络体系结构与具体的物理实现无关，即使连接到网络中的主机 和终端型号、性能各不相同，只要共同遵守相同的协议，就可以 实现互通信和互操作。
3.1.4 典型案例：理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
1．背景分析
国际标准化组织于20世纪70年代成立了信息技术委员会， 专门进行网络体系结构标准化的工作。在综合了已有的 计算机网络体系结构的基础上，经过多次讨论研究，最 后公布了网络体系结构的7层参考模型RM，即开放系统 互连参考模型（OSI/RM，Open System Interconnection/ Reference Model）。此后，又分别为 OSI的各层制定了协议标准，从而使OSI网络体系结构更 为完善。
服务访问点（SAP，Service Access Point）是同一个节点相邻两 层实体的接口(Interface)，也可说第N层SAP是第N+1层可访问第 N层的地方。低层通过接口向高层提供服务，相邻层通过它们之 间的接口交换信息。高层不需要知道低层是如何实现的，仅需要 知道该层通过层间接口提供的服务即可，这使得两层之间保持了 功能的独立性。
3.1.4 典型案例：理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
图3-3 考虑通信子网的OSI参考模型结构
3．OSI参考模型各层的功能
（1）物理层。物理层是OSI参考模型的最底层，建立 在传输介质的基础上，利用物理传输介质为数据链路 层提供物理连接，主要任务是在通信线路上传输二进 制数据比特流，数据传输单元是比特。物理层提供为 建立、维护和拆除物理连接所需的机械、电气和规程 方面的特性，具体涉及接插件的规格、“0”、“1”信 号的电平表示、收发双方的协调等内容。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.1.4 典型案例：理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
2．OSI参考模型的结构
开放系统互连参考模型是分层体系结构的一个 实例，采用分层的结构化技术，共分7层，从低 到高为物理层、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层、应用层。
3.1.4 典型案例：理解ISO/OSI开 放系统互连参考模型
不同终端上位于同一层次且完成相同功能的实体，称为同等层 （对等层）实体。例如，系统A的第N层和系统B的第N层是同等 层。不同系统同等层之间存在的通信称为同等层通信，不同系统 同等层上的两个正在通信的实体称为同等层实体。
2．服务与接口
在网络分层结构模型中，每一层为相邻的上一层提供的功能称为 服务。在同一系统中，相邻两层实体进行交互的地方称为服务访 问点。