第2章网络体系结构与网络协议本章学习要求：掌握：协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。掌握：网络体系结构的层次化研究方法。掌握：OSI参考模型及各层的基本服务功能。掌握：TCP/IP参考模型的层次划分、各层的基本服务功能与主要协议。了解：OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。了解：网络协议标准组织，RFC文档、Internet草案与Internet协议标准的制定过程。2.1网络体系结构的基本概念2.1.1网络协议的概念什么是协议2.1.2协议、层次、接口与体系结构的概念计算机网络的四个重要的概念层次（layer）为什么要分层为什么要分层层次结构方法要解决的问题1.网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能）2.各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口）3.通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）OSI参考模型将网络的不同功能划分为7层接口（interface）与服务（Service）“你好”P3服务提供者(Serviceprovider)与服务用户(Serviceuser)服务访问点(ServiceAccessPoints)IDU(InterfaceDataUnit)接口数据单元SDU(ServiceDataUnit)服务数据单元(N+1)层OSI参考模型中每一层都要依靠下一层提供的服务。为了提供服务，下层把上层的PDU作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。这样，数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。由此可知，在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。但是，某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU,ProtocolDataUnit)。而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：传输层——数据段（Segment）网络层——分组（数据报）（Packet）数据链路层——数据帧（Frame）物理层——比特（Bit）数据TCP头原语(primitive)参数原语时序图电话系统工作示例CONNECT.request图1-8服务原语之间的关系服务与协议的关系小结：网络体系结构的几个基本概念协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、标准或约定。(=语义+语法+时序)不同层具有各自不同的协议。实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。对等层：两个不同系统的同名层次。对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。协议作用在对等实体之间。接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。网络体系结构（networkarchitecture）2.1.3网络体系结构的研究方法层次结构研究方法的优点2.2OSI参考模型2.2.1OSI参考模型的基本概念1974年，ISO发布了著名的ISO/IEC7498标准，它定义了网络互连的7层框架，也就是开放系统互连（OSI，OpenSystemInternetwork）参考模型。在OSI中的“开放”是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信；开放系统环境中的互连性（interconnection）互操作性（interoperation）应用的可移植性（portability）OSI标准中，采用的是三级抽象：•体系结构（architecture）；•服务定义（servicedefinition）；•协议说明（protocolspecification）。体系结构服务定义协议说明OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定；在OSI的范围内，只有各种的协议是可以被实现的，而各种产品只有和OSI的协议相一致时才能互连；OSI参考模型并不是一个标准，而是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。2.2.2OSI参考模型的结构ISO划分七层结构的基本原则OSI参考模型2.2.3OSI参考模型各层的功能OSI参考模型——物理层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。本层相关设备：Bridge,switchOSI参考模型——数据链路层网络层的主要功能：通过路由选择算