第二章网络体系结构和物理层

第二章

网络体系结构和物理层河南省高等学校教育信息工程技术研究中心叶海智计算机网络一、网络体系结构不同国籍哲学家的通信过程

分层协议类比不同国籍哲学家的通信过程

抽象结果一、网络体系结构注意：哲学家之间的通信是虚拟的逻辑通信，下层向上层提供服务（如翻译），上层依赖下层提供的服务来与其对等层实体进行通信，实际通信在最底层完成。定义体系结构(Architecture)：网络的各层次及其协议的集合。或者说给出了网络及其部件所应完成的功能的精确定义。一、网络体系结构五层协议的体系结构应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层(physicallayer)数据链路层5应用层4运输层3网络层2数据链路层1物理层一、网络体系结构

体系结构是只存在于纸上，类似于方案、框架等，这些层次功能如何实现。相关概念A.实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

在许多情况下，实体就是一个特定的软件模块。在分层体系结构中，每一层都由一些实体组成。B.对等实体：分别位于不同结点中对等层（相同层次）中的两个实体。一、网络体系结构C.协议：控制两个对等实体(或多个实体)进行通信的规则的集合。（1）协议三要素语法：定义所交换数据和控制信息的结构或格式。例如：SOHHEADSTXTEXTETXBCCBSCFlagAddressCtrlDataFCSSFlagHDLC一、网络体系结构语义：定义了发送实体或接收实体所要完成的操作。如在HDLC协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始和结束在BSC协议中，SOH(01H)表示报文的开始，STX(02H)表示报文正文的开始，ETX(03H)表示报文正文结束SOHHEADSTXTEXTETXBCCBSCFlagAddressCtrlDataFCSSFlagHDLC一、网络体系结构交换规则（时序）：定义通信双方实体执行操作顺序的详细说明。一、网络体系结构（2）协议的实现：完成协议功能的硬件和软件。(3)在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。协议的实现保证了能够向上一层提供服务。一、网络体系结构（5）PDU:对等实体之间为实现该层协议所交换的信息单元。

通常将第N层的协议数据单元记为NPDU。它由两部分组成，即本层的用户数据(N)和本层的协议控制信息（通常用头部Head来表示）。一、网络体系结构D.协议、服务和功能关系(1).协议的实现保证了能够向上一层提供服务。使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议。(2).“服务”是对相邻上层而言的，属于本层功能的外观表现，只有那些能够被高一层看得见的功能才能称之为“服务”。(3).“功能”则是本层内部的活动，是为了实现对外服务而从事的活动。因此，并非在一个层内完成的全部功能都称为服务。一、网络体系结构E.数据在网络中封装与解封装一、网络体系结构5432154321主机1AP2AP1主机2应用程序数据应用层首部H510100110100101比特流110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应用程序数据H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构5432154321主机1AP2AP1主机210100110100101比特流110101110101计算机2的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应用程序数据E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构H3H4H5应用程序数据5432154321主机1AP2AP1主机2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应用程序数据E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据5432154321主机1AP2AP1主机2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构H5应用程序数据H4H5应用程序数据5432154321主机1AP2AP1主机2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构应用程序数据H5应用程序数据5432154321主机1AP2AP1主机2应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构5432154321主机1AP2AP1主机2我收到了AP1

发来的应用程序数据！E.数据在网络中封装与解封装：主机1向主机2发送数据一、网络体系结构组网首先要通过传输介质将相邻的结点设备连接起来，以实现数据信号的正确传输。问题是如何实现连接？二、物理层A:定义接口所用接线器（接插件）形状、尺寸、引线数目和排列等等-----B:定义接口所用接线器上物理线路信号的电压高低、传输速率和距离限制。如1是几伏、0是几伏，1、0的脉冲多长等-----机械特性电气特性二、物理层C:定义接口所用接线器中各条线路的功能。如哪些是数据线、哪些是控制线，哪些是地线等-----D:定义接口所用接线器上各条线路的工作时序关系。如双工、半双工、单工等----功能特性过程特性物理层协议

即物理层接口标准或规程。标准规定了数据传输单位为：位—bit，以及与传输介质接口的机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。注意：由于传输介质的不同