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第2章 计算机网络体系结构 与协议 * 本章主要内容 2.1 OSI参考模型 2.2 协议、层次、接口与体系结构的概念 2.3 OSI环境中的数据传输过程 2.4 TCP/IP模型 2.1 OSI参考模型 由于很多网络使用不同的硬件和软件，没有统一的标准，结果造成很多网络不能兼容，而且很难在不同的网络之间进行通信。 ???为了解决不同类型网络产品/技术的兼容性和互操作性，人们迫切希望出台一个统一的国际网络标准。 2.1 OSI参考模型 1978年，由国际标准化组织 (ISO ， international standards organization ）提出了开放系统互连参考模型（OSI/RM ， open system interconnect reference model ） 2.1 OSI参考模型 分层 概念是计算机网络系统的一个重要概念。 层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定； 2.1 OSI参考模型 先分析一个实际社会生活中通信系统的例子。 一、例子： 认真考查一下实际的邮政系统的结构与运行过程，以及如何利用它完成信件的发送与接收，就可对体系结构与协议有一个直观的了解。 在OSI 标准的制定过程中，将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。 3） OSI参考模型的7层结构 ??? 在 OSI 参考模型中，计算机之间传送信息的问题分为 7 个较小且更容易管理和解决的小问题。每一个小问题都由模型中的一层来解决。 3） OSI参考模型的7层结构 3） OSI参考模型的7层结构 2.1 OSI参考模型 4）划分七层结构的基本原则 网中各结点都具有相同的层次； 不同结点的同等层具有相同的功能； 同一结点内相邻层之间通过接口通信； 每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。 2.1 OSI参考模型5） OSI参考模型基本思想 ??? 各节点有相同的层次。 ??? 虚通信： 不同节点的同等层具有相同的功能，按照协议实现通信。 ??? 同一节点内相邻层之间通过接口通信 每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务 2.1 OSI参考模型 6）层次结构研究方法的优点 各层之间相互独立; 灵活性好; 各层都可以采用最合适的技术来实现; 易于实现和维护; 有利于促进标准化。 2.1 OSI参考模型 7）各层功能描述 ①物理层的主要功能 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管 理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数 据传输服务； 物理层的数据传输单元是比特。 ②数据链路层的主要功能 在物理层提供的服务基础上，数据链路层在 通信的实体间建立数据链路连接； 传输以“帧”为单位的数据包； 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的 物理线路变成无差错的数据链路。 ③网络层的主要功能 确定分组如何从源主机路由到目的主机，解决寻径问题和拥塞控制问题。 网络协议数据单元——分组（packet） ④传输层的主要功能 向用户提供透明、可靠端到端（end-to-end）服务； 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。 ⑤会话层的主要功能 为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理服务 ⑥表示层的主要功能 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式； 数据格式变换； 数据加密与解密； 数据压缩与恢复。 ⑦应用层的主要功能 该层是模型中最靠近用户的一层，为用户的应用程序提供了网络服务;如文件传输、电子邮件等。 2.2 基本概念1） 网络协议 在邮政通信系统中，存在着很多的通信规约。例如，写信人在写信之前要确定是用中文还是英文，或是其他文字。如果对方只懂英文，那么如果用中文写信，对方一定得请人译成英文后才能阅读。不管选择中文还是英文，写信人在内容书写中一定要严格遵照中文或英文的写作规范（包括语义、语法等）。其实，语言本身就是一种协议。另一个协议的例子是信封的书写方法。 网络协议主要由以下三个要素组成： 　　· 语法 用户数据与控制信息的结构与格式。 　　· 语义 每部分控制信息和数据所代表的含义。 　　· 时序 对事件实现顺序的详细说明。 接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点; 同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，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，低层功能的具体