网络体系结构与协议ppt课件

1、网络体系构造与协议网络体系构造与协议计算机网络也是由硬件和软件组成的计算机网络也是由硬件和软件组成的 硬件硬件: :传输介质、计算机或网络设备、传输介质、计算机或网络设备、以及介质和计算机之间相连的接口等。以及介质和计算机之间相连的接口等。 软件：控制信息传送的协议以及其他相软件：控制信息传送的协议以及其他相应的网络软件。应的网络软件。 协议： 定义了网络实体间发送和接纳报文的格式、顺序以及当传送和接纳音讯时应采获得行动time假设干重要概念假设干重要概念 1 1、 协议协议 实现计算机网络资源共享、信息交换，各实体之间经常实现计算机网络资源共享、信息交换，各实体之间经常要进展各种通讯和对话。

2、要进展各种通讯和对话。 为所欲为、各行其是，其结果一定是乱作一团。为所欲为、各行其是，其结果一定是乱作一团。 把国际互连网络叫做信息高速公路，要想在上面实现共享把国际互连网络叫做信息高速公路，要想在上面实现共享资源、交换信息，必需遵照一些事先制定好的规那么规范，这资源、交换信息，必需遵照一些事先制定好的规那么规范，这就是协议。就是协议。 协议就是计算机网络中实体之间有关通讯规那么商定的协议就是计算机网络中实体之间有关通讯规那么商定的集合。集合。 协议有三个要素，即：协议有三个要素，即： 语法语法SyntaxSyntax： “怎样讲；数据与控制信息的格式、怎样讲；数据与控制信息的格式、 数据编码

3、等；数据编码等； 语义语义SemanticsSemantics：讲什么；控制信息的内容，需求：讲什么；控制信息的内容，需求 做出的动作及呼应；做出的动作及呼应； 时序时序TimingTiming： “序速控；事件先后顺序和速度序速控；事件先后顺序和速度 匹配。匹配。以两个人打为例来阐明协议的概念：以两个人打为例来阐明协议的概念： 甲要打给乙，首先甲拨通乙的号码，对方振铃，乙拿起，甲要打给乙，首先甲拨通乙的号码，对方振铃，乙拿起，然后甲乙开场通话，通话终了后，双方挂断。然后甲乙开场通话，通话终了后，双方挂断。 在这个过程中，甲乙双方都遵守了打的协议。在这个过程中，甲乙双方都遵守了打的协议。 其中

4、，号码就是其中，号码就是“语法的一个例子，普通号码由五到语法的一个例子，普通号码由五到八位阿拉伯数字组成，假设是长途要加拨区号，国际长途还八位阿拉伯数字组成，假设是长途要加拨区号，国际长途还有国家代码等等；两人之间的说话选择运用什么言语也是语有国家代码等等；两人之间的说话选择运用什么言语也是语法法 甲拨通乙的后，乙的振铃，振铃是一个信号，表示有打甲拨通乙的后，乙的振铃，振铃是一个信号，表示有打进，乙选择接，讲话；这一系列的动作包括了控制信号、呼进，乙选择接，讲话；这一系列的动作包括了控制信号、呼应动作、讲话内容等等，就是应动作、讲话内容等等，就是“语义的例子；语义的例子； “时序的概念更好了解

5、，由于甲拨了，乙的才会响，乙时序的概念更好了解，由于甲拨了，乙的才会响，乙听到铃声后才会思索要不要接，这一系列事件的因果关系十听到铃声后才会思索要不要接，这一系列事件的因果关系十清楚确，不能够没有人拨乙的而乙的会响，也不能够在铃没清楚确，不能够没有人拨乙的而乙的会响，也不能够在铃没响的情况下，乙拿起却从话筒里传出甲的声音。响的情况下，乙拿起却从话筒里传出甲的声音。 2 2、分层、分层 为了降低设计复杂性、便于维护、提高运转效率，大多为了降低设计复杂性、便于维护、提高运转效率，大多数网络都按数网络都按“层的方式来组织。层的方式来组织。 每一层都建立在它的下层之上。不同的网络，其层的数每一层都建立

6、在它的下层之上。不同的网络，其层的数量、各层的名字、内容和功能都不尽一样。然而，在一量、各层的名字、内容和功能都不尽一样。然而，在一切的网络中，每一层的目的都是向它的上一层提供一定切的网络中，每一层的目的都是向它的上一层提供一定的效力，而把如何实现这一效力的细节对上一层加以屏的效力，而把如何实现这一效力的细节对上一层加以屏蔽。蔽。 一台机器上的第一台机器上的第n n层与另一台机器上的第层与另一台机器上的第n n层进展对话。层进展对话。对话的规那么就是第对话的规那么就是第n n层协议。协议根本上就是通讯双层协议。协议根本上就是通讯双方关于通讯如何进展所达成的一致。方关于通讯如何进展所达成的一致。

7、网络体系构造的几个根本概念网络体系构造的几个根本概念 协议：为进展网络中的数据交换通讯协议：为进展网络中的数据交换通讯而建立的规那么、而建立的规那么、规范或商定。规范或商定。(=语义语义+语法语法+规那么规那么) 不同层具有各自不同的协议。不同层具有各自不同的协议。 实体：任何可以发送或接纳信息的硬件实体：任何可以发送或接纳信息的硬件/软件进程。软件进程。 对等层：两个不同系统的同名层次。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对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。的两个实体。 协议作用在对等实体之间。协议作用在对等实体之间。 接口：相邻两层之间交互的界面，

8、定义接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的相邻两层之间的操作及下层对上层的效操作及下层对上层的效力。力。 效力：某一层及其以下各层的一种才干，效力：某一层及其以下各层的一种才干，经过接口提供经过接口提供 给其相邻上层。给其相邻上层。 这是一个5层的协议。不同机器里包含对应层的实体叫对等进程，正是对等进程利用协议进展通讯。 但实践上，数据不是从一台机器的第n层直接传送到另一台机器的第n层，而是每一层都把数据和控制信息交给它的下一层，直到最下层。第一层下是物理介质，由它进展实践的通讯。图中虚线表示虚拟通讯，实线表示物理通讯。 每一对相邻层之间都有一个接口。接口定义下层向上层提供的效力。

9、当网络设计者在决议一个网络应包括多少层，每一层该当做什么的时候，其中一个很重要的思索就是要在相邻层之间定义一个明晰的接口。为了到达这些目的，又要求每一层能完成一组特定的有明确含义的功能。除了尽能够的减少必需在相邻层之间传送的信息数量外，一个明晰的接口可以使同一层能随便的用一种实现来交换另一种完全不同的实现譬如用卫星信道来替代一切的线，只需新的实现能像上一层提供旧的实现所提供的同一组效力就可以了层和协议的集合被称为网络体系构造。某一系统所运用的协议列表，每层一个协议，被称之为协议栈。社团社团A社团社团B音讯音讯哲学家哲学家给远程翻给远程翻译的信息译的信息翻译翻译秘书秘书给远程秘给远程秘书的信息书

10、的信息汉语汉语我喜我喜欢兔欢兔子子汉语汉语我喜我喜欢兔欢兔子子汉语汉语我喜我喜欢兔欢兔子子汉语汉语我喜我喜欢兔欢兔子子哲学家-翻译-秘书构造上图的例子来阐明多层通讯的本质。上图的例子来阐明多层通讯的本质。 两个社团的两位哲学家第三层中的对等实体希望通话。他们一个说英语，另一个说法语。由于没有两个社团的两位哲学家第三层中的对等实体希望通话。他们一个说英语，另一个说法语。由于没有共共同的言语，他们无法直接通讯。同的言语，他们无法直接通讯。 于是他们每个人都雇用了一位翻译第二层中的对等实体。每一个翻译又进一步和一位秘书第一层于是他们每个人都雇用了一位翻译第二层中的对等实体。每一个翻译又进一步和一位秘

11、书第一层中中的对等实体联络，秘书担任打字、接听等普通性任务。的对等实体联络，秘书担任打字、接听等普通性任务。 这样，每个社团都构成了三个层次的机构。这样，每个社团都构成了三个层次的机构。 哲学家哲学家1 1希望向哲学家希望向哲学家2 2表达他对兔子的感情。他把这一信息用英语经过第二层与第三层之间的接口传给表达他对兔子的感情。他把这一信息用英语经过第二层与第三层之间的接口传给他他的翻译：的翻译：“I like rabbitsI like rabbits, ,如上图所示。翻译根据协议运用汉语作为中间言语，音讯被转换为如上图所示。翻译根据协议运用汉语作为中间言语，音讯被转换为“我喜欢兔子我喜欢兔子。

12、对言语的选择是第二层协议的事儿，与他人无关。对言语的选择是第二层协议的事儿，与他人无关。 接下来翻译把音讯交给秘书传送，例如运用第一层协议。当音讯到达时，它被翻译成法语并经过接下来翻译把音讯交给秘书传送，例如运用第一层协议。当音讯到达时，它被翻译成法语并经过第二层与第三层之间的接口到达哲学家第二层与第三层之间的接口到达哲学家2 2。 该当留意到每层协议与其他层协议完全无关，只需接口坚持不变。只需两位翻译认可，他们可以随意将该当留意到每层协议与其他层协议完全无关，只需接口坚持不变。只需两位翻译认可，他们可以随意将汉汉语换成俄语而完全不用改动他们和第一层或第三层之间的接口。与之类似，秘书可以把换成

13、电子邮件而不语换成俄语而完全不用改动他们和第一层或第三层之间的接口。与之类似，秘书可以把换成电子邮件而不会影响到其他层。某些层能够添加一些被对等实体运用的信息如第一层的号。这些信息不会被传送到会影响到其他层。某些层能够添加一些被对等实体运用的信息如第一层的号。这些信息不会被传送到在他们之上的层。在他们之上的层。 这里，甲乙社团都可以看作是网络结点，而哲学家、翻译和秘书是一个个的通讯实体。处于不同结点的这里，甲乙社团都可以看作是网络结点，而哲学家、翻译和秘书是一个个的通讯实体。处于不同结点的相相同层次的实体叫做对等实体。而协议实践上是对等实体之间的通讯规那么的商定。比如两个社团的秘书之间同层次的

14、实体叫做对等实体。而协议实践上是对等实体之间的通讯规那么的商定。比如两个社团的秘书之间就就有收发和普通讯函的协议，翻译之间都遵照商定言语的协议，哲学家之间当然也有协议，不过那就是他有收发和普通讯函的协议，翻译之间都遵照商定言语的协议，哲学家之间当然也有协议，不过那就是他们之间的事情了。们之间的事情了。 通讯系统采用了层次化的构造，有许多优点：通讯系统采用了层次化的构造，有许多优点：各层之间相互独立，高层不用关怀低层的实现细节，可以真正做到各司其职。各层之间相互独立，高层不用关怀低层的实现细节，可以真正做到各司其职。利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。利于实现和维护，某

15、个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。易于规范化。易于规范化。 两人通讯模型的特点： 模型具有三个层次 一样层次的交流都是独立进展的，不受其他层次影响 上下相邻两个层次之间的联络可以用“提供效力和“运用效力来进展阐明 另一个例子：货物货物阐明货包1阐明标签货包1阐明标签车厢货包1标签货包1标签车厢货物货物阐明货包1阐明标签货包1阐明标签车厢货包1标签货包1标签车厢公司甲公司乙商业协定公司间发货规章货运处规章车站规章 公司甲有货物要发给公司乙，并按照公司间发货规章给货物加了一个阐明以识别该货物。并把加了阐明的货物交给了车站货运处，货运处按照他们的规章，发现货物太大，于是将货物分成了多个小包

16、裹，并给每个包裹按照他们的规章加上了标签，决议将它们交由哪次列车运送能够并不是一次列车。并将其交给了车站搬运处。搬运处将每个包裹分别装进了车厢，然后经过铁路运到目的地。 到目的地后，按照上述过程的逆过程一层层去掉封装，每向上传送一层，该层的包装就被剥掉，绝不会出现把下层的包装交给上层的情况譬如把车厢连包裹一同交给货运处。直到公司乙拿到货物。该例子可以类比向图该例子可以类比向图1 1中中5 5层网络的顶层层网络的顶层提供通讯：提供通讯：向图1中5层网络的顶层提供通讯： 第5层运转的某运用程序产生了音讯M，并交给第4层进展传输。第4层在音讯的前面加上了一个报头以识别该音讯，并把结果传送给第3层。报头包括控制信息，例如序号，一是目的机器上的第4层能在下层未坚持信息顺序时按正确的顺序提交。在某些层，报头还包括长度、时间和其他控制字段。 在许多网络中，对于第4层传输的音讯长度没有限制，但在第3层却经常有限制。因此，第三层必需把上层来的音讯分成较小的单元分组，在每个分组前加上第3层报头。第3层决议运用哪一条输出线路，并把分组传送给第2层。第2层不仅给每段音讯加上报头信息，而且还加上尾部信息，然后把结果交给第1层进展传输。 在接受方，报文向上传送1层，该层的报头就被剥掉，决不会处想把带有第n层以下的报头的报文交给第n层的情况 了解图1的关键是要了解虚拟通讯和实践通讯之间的关系