第3章计算机网络体系结构与协议3.1网络体系结构的基本概念1.协议协议用来描述进程之间信息交换过程的一个术语，在计算机通信网络中，协议就是指在两台通信设备之间管理数据交换的一整套规则。一种通信协议由语义、语法和定时三个部分组成。协议的语义定义了通信双方要“讲什么”，如规定通信双方要发出什么控制信息、执行的动作、返回的应答；协议的语法定义了怎样进行通信，即“如何讲”；协议的定时关系到何时进行通信。在计算机网络中，通信协议所实现的功能主要有以下几点：建立连接（网络设备寻址）、拆除连接、释放所占资源、数据传输服务（确定数据传输方向以及选择合适路径）、差错控制、网络间多路传输、信息流量的控制、信息数据的分割封包和拆卸重组。2.协议分层计算机网络体系结构是按层方式来组织，如下图所示，较高层建立在它的下层基础之上，又为其更高层提供必要的服务功能，同时要把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。不同的网络，其层的数量，各层的名字、内容和功能都不尽相同。3.2ISO/OSI参考模型3.2.2开放系统互连参考模型在OSI中，采用自上而下逐步求精法，形成三级抽象：体系结构、服务定义（servicedefinition）和协议规范（protocolspecification）。其中最高一级是约束最少的，然后逐步精细地进行描述，并加上更多约束。OSI模型是一个分层结构的模型，如下图所示。它定义了异种计算机互连标准的主体结构。每一层都有特定的功能，连接了较低层和较高层的服务。1.OSI参考模型的基本功能ISO制定的开放系统互连基本参考模型由七层组成，各层的功能简介如下：（1）物理层。物理层是为了在物理传输介质上传输原始的数据比特流，从而提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性；提供有关在传输介质上传输非结构的比特流及物理链路故障检测指示。（2）数据链路层。数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻接点之间通信问题。在物理层提供比特流传输服务的基础上，数据链路层通过在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以“帧”为单位的数据，使得有差错的物理线路变成无差错的数据链路，保证点到点可靠的数据传输。因此，数据链路层关心的主要问题是物理地址、网络拓扑、线路规划、错误报告、数据帧的有序传输和流量控制等。（3）网络层。网络层是为传输层提供服务的，其主要功能是为了在不同网络系统中的两个结点设定一条逻辑通道。其基本任务包括路由选择、拥塞控制与网络互连等。（4）传输层。传输层是第一个端对端的传输控制层，又称主机——主机层。传输层为会话层文体提供透明、可靠的数据传输服务，保证端到端的数据完整性；选择网络层能提供最适宜的服务；该层关心的问题是建立、维护和中断虚电路，差错校验与恢复，信息流量控制等。（5）会话层。为彼此合作的表示层实体提供建立、维护和结束会话连接的功能；完成通信进程的逻辑名字与物理名字间的对应；提供会话管理服务。（6）表示层。为应用层进程提供能解释所交换信息含义的一组服务，如代码转换、格式转换、文本压缩、文本加密与解密等，它控制许多与数据表示有关的功能。（7）应用层。应用层是开放系统互连基本模型的最高层，是一般用户所能看到的层，所以一般可以看成是网络环境的应用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）。2.OSI参考模型的主要特征从上面的论述可以得到OSI模型的一些特征：（1）OSI/RM定义的是一种抽象结构，它给出的仅是功能上和概念上的标准框架，与具体实现无关。（2）每层是独立的，完成各自所定义的功能，对某层功能的修改不影响其他层。同一系统内部相邻实体间的接口定义了服务原语以及向上层提供的服务。（3）不同系统的同层实体间使用该层协议进行通信，只有最底层才发生直接发送数据。（4）两种不同的协议可能隶属于模型的同一层功能实现。如HDLC和SDLC均归属数据链路层，但它们之间并不能协同工作，只有执行相同协议的实体才能彼此通信。（5）OSI/RM模型的最大作用是提出了功能划分原则，描述了网络通信所需的各种服务。3.2.3OSI中的重要概念和术语协议与服务的概念表示，如下图所示。（1）开放系统互连环境。就是OSI参考模型描述的范围。其中要分清楚实系统环境和网络环境的区别。实系统环境包括计算机和数据通信网，而网络环境则是指数据通信网和计算机内的通信子系统，因此实系统包括了网络环境。（2）实体。表示可以发送或接收信息的硬件和软件进程。一般实体是一个特定的软件模块。不同子系统中同一层相互交互实体就构成对等实体。（3）服务。在N层中，两个实体间的通信，使这一层能够向上一层N+1层提供服务，这个服务就称为N层服务。提供N层服务的是N层服务提供者，接受N层服务的是