第2章 计算机网络体系结构公开课教案教学设计课件资料.ppt

第2章计算机网络体系结构教学目标：通过本章的学习，了解计算机网络体系结构和各个层次的相关协议，理解接口和服务等概念。掌握ISO/OSI模型和TCP/IP模型的各个层次及其所实现的功能。掌握IP地址的功能和划分，并对子网掩码和下一代互联网IPv6有相应的了解。教学重点和难点：ISO/OSI网络参考模型TCP/IP参考模型IP地址的功能与划分子网掩码及子网划分课程学习2.1计算机网络的体系结构概述2.2ISO/OSI网络参考模型2.3TCP/IP参考模型2.4IP地址2.1计算机网络的体系结构概述2.1.1网络体系结构的概念2.1.2协议的概念2.1.3接口和服务2.1.1网络体系结构的概念计算机网络体系机构就是计算机网络各层次及其协议的集合。2.1.2协议的概念计算机网络协议就是通信的计算机双方必须共同遵从的一组约定。例如怎样建立连接，怎样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信和交流。网络协议由三个要素组成：语法、语义和同步。2.1.3接口和服务接口和服务是分层体系结构中十分重要的概念。实际上，正是通过接口和服务将各个层次的协议连接为整体，完成网络通信的全部功能。服务是通过接口完成的。接口就是上层实体和下层实体交换数据的地方，被称为服务访问点。协议和服务的关系2.2ISO/OSI网络参考模型OSI/RM结构---开放系统互联参考模型各层次具体功能和作用总结2.2.1OSI/RM结构2.2.2物理层物理层是OSI参考模型中的最低层，也是最重要、最基础的一层。它是建立在通信介质基础上的、实现设备之间联系的物理接口。物理层既不是指连接计算机的具体物理设备，也不是指负责信号传输的具体物理介质，而是指在连接开放系统的物理介质上为上一层（数据链路层）提供传输比特流的一个物理连接。主要任务：为物理上的相互关联的通信双方提供物理连接（物理信道），并在物理连接上透明地传输比特流。物理层的主要功能1、物理连接的建立、维持和拆除2、实体间信息的按比特传输3、实现四大特性的匹配物理层协议主要功能：为了在DTE（数据终端设备）与DCE（数据通信设备）或DCE与DCE之间把数据信号由一放经过物理介质传送到另一方。物理层所关心的是如何把通信双方连接起来，为数据链路层实现无差错的数据传输创造环境。物理层不负责传输的纠错和检错，纠错和检错由数据链路层完成。V系列标准是为了解决在模拟信道上传输数据而提出的X系列接口标准是专为数据通信制定的物理层接口特性（1）机械特性——说明接口所用物理连接器的形状、尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等等。例如，EIA-RS-232-D标准规定使用25引脚的DB-25插座，其两个固定螺丝之间的距离为。（2）电气特性——说明接口处信号线上出现的电压应为什么范围，即什么样的电压表示1或0。电气特性规定了在物理连接信道上传输比特流时信号的电平、数据编码方式、阻抗及其匹配、传输速度和连接电缆最大距离的限制等。例如，EIA-RS-232-D采用负逻辑，即逻辑0（相当于数据0）或控制线处于接通状态时，相对信号的地线有+5V～+15V的电压，当其连接电缆不超过15m时，允许的传输速率不超过20kb/s。（3）功能特性——说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。功能特性规定了物理接口各个信号线的确切功能和含义，如数据线和控制线的功能等。例如，EIA-RS-232-D规定的DB-25插头座的引脚2和引脚3均为数据线。（4）规程特性——说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。规程特性是指利用信号线进行比特流传输时的操作过程，例如，信号线的工作规则和时序等。2.2.3数据链路层所谓链路就是数据传输中任何两个相邻节点间的点到点的物理线路段。链路间没有任何其他节点存在，网络中的链路是一个基本的通信单元。在网络中，从一方到另一方的数据通信通常是由许多链路串接而成的，这就是数据链路，也叫通路。1.基本概念帧（frame）是数据链路层的信息传输单位。计算机网络网络的数据交换方式是分组交换，帧是指分组在数据链路层的具体体现，它包括按协议规定划分好的数据部分、发送和接收站点的地址以及处理控制部分。为便于差错控制，将在相邻两节点间传输的数据加上一层“包封”，这就构成了帧。系统中，帧的大小、规格是有限制的。在通信中，一个报文需要分几帧进行传输取决于帧的大小和报文的大小。数据链路层的主要任务：检测并校正物理层传输介质上产生的差错。负责数据链路信息从源点传输到目的点的数据传输与控制，如连接的建立、维护与拆除、异常情况处理、差错控制与恢复、信息格式等，检测和校正