[IT认证]网络工程师培训主题03：网络体系结构2006-03-10.ppt

网络体系结网络体系结 构构主题三主题三1.1.1 1 主要知识点主要知识点1.2 网络概念1.3 网络分类1.4 网络软件1.5 OSI参考模型1.6 TCP/IP参考模型1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较1.8 协议栈1.9 典型试题分析1.2 1.2 网络的概念网络的概念计算机网络(Network)是将处在 不同地理不同地理位置位置 且相互独立的 计算机计算机 或 设备设备，通过 传输介传输介质质 和 网络设备网络设备 按照特定的 结构结构 和 协议协议相互连接起来，利用 网络操作系统网络操作系统 进行管理和控制，从而实现 信息传输和 资源共享资源共享的一种信息系统 简单网络示意图1.3 1.3 网络的分类网络的分类1.3.1 1.3.1 网络拓扑结构网络拓扑结构1.3.2 1.3.2 按照地理范围分类按照地理范围分类1.3.3 1.3.3 按传输媒体分类按传输媒体分类 1.3.4 1.3.4 按电信网分类按电信网分类 1.3.1 1.3.1 网络拓扑结构网络拓扑结构1.3.1.1 总线拓 扑 1.3.1.2 星形拓 扑 1.3.1.3 环形拓 扑 1.3.1.4 网状拓 扑 1.3.1.5 混合拓 扑 1.3.1.6 蜂窝拓 扑1.3.1.1 1.3.1.1 总线拓扑总线拓扑1.3.1.2 1.3.1.2 星形拓扑星形拓扑1.3.1.3 1.3.1.3 环形拓扑环形拓扑1.3.1.4 1.3.1.4 网状拓扑网状拓扑1.3.1.5 1.3.1.5 混合拓扑混合拓扑1.3.1.6 1.3.1.6 蜂窝拓扑蜂窝拓扑1.1.3.2 3.2 按照地理范围分类按照地理范围分类 LAN LAN MAN MAN WAN WAN PAN PAN  无线网无线网 Intranet Intranet Extranet Extranet 互联网互联网1.1.3.3 3.3 按传输媒体分类按传输媒体分类 • • 数据数据• • 视像视像1.1.3.4 3.4 按电信网分类按电信网分类 驻地驻地接入接入骨干骨干1.1.4 4 网络软件网络软件1.4.1 1.4.1 协议分层协议分层 1.4.2 1.4.2 接口与服务接口与服务 1.4.3 1.4.3 服务与协议的关系服务与协议的关系1.4.1 协议分层1.4.1.11.4.1.1 协议协议 1.4.1.2 1.4.1.2 分层结构的优点分层结构的优点 1.4.1.3 1.4.1.3 分层结构的工作分层结构的工作 原理原理1.4.1.1 1.4.1.1 协协 议议什么是协议什么是协议协议是网络中计算机或设备之间进行通信的 一系列规则的集合。

协议示例协议示例以发送消息“HELLO STUDENTS” 为例常用协议常用协议IP、TCP、HTTP、POP3、SMTP STXH E L L O S T U D E N T S ETX1.4.1.2 1.4.1.2 分层结构的优点分层结构的优点各层间相互独立，某一层的变化不会影响其他层促进标准化工作使网络易于实现和维护1.4.1.3 1.4.1.3 分层结构的工作原理分层结构的工作原理纵向通信纵向通信在分层结构中，低层服务为高层服务提供服务，高层服务使用低层服务提供的服务横向通信横向通信分层结构中，对应的分层协同工作，以保证能够成功的完成通信一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层进行对话的规则就第N层协议1.4.2 1.4.2 接口与服务接口与服务对等实体对等实体每一层中的活动元素通常被称为实体（entity）实体可以是软件实体也可以是硬件实体不同机器上的同一层实体叫做对等实体服务提供者和服务用户服务提供者和服务用户N层实体实现的服务为N+1层所利用N层被称为服务提供者（service provider），N+1层被称为服务用户（service user）服务是在服务接入点SAP（service access point）提供给上层使用的。

1.4.2 1.4.2 接口与服务接口与服务SAP—— 服务接入点 IDU—— 接口数据单元 SDU—— 服务数据单元 PDU—— 协议数据单元 ICI—— 接口控制信息ICISDUICISDUSDU报头SAPIDUn- PDU第 n＋1 层接口第 n 层1.4.2.1 1.4.2.1 服务类型服务类型连接类型服务类型应用例子面向连连接的服务务可靠的报报文流文件传输传输可靠的字节节流远远程登录录不可靠连连接数字化语语音无连连接的服务务不可靠的数据报报电电子邮邮件有确认认的数据报报挂号邮邮件请请求-应应答数据查询查询1.4.2.2 1.4.2.2 服务原语服务原语服务在形式上是由一组原语（primitive）（或操作） 在描述的这些原语供用户和其他实体访问该服务这些 原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的 活动原语含义请请求一个实实体希望得到完成某些操作的服务务指示通知一个实实体有某个事件发发生响应应一个实实体希望响应应一个事件证实证实返回对对先前请请求的响应应1.4.3 1.4.3 服务与协议的关系服务与协议的关系服务是各层向它上层提供的一组原语（操作）服务定义了该层能够代表它的上层完成的操作，但没有涉 及这些操作是如何完成的。

协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的 格式及意义的一组规则实体利用协议来实现它们的服务定义1.5 OSI1.5 OSI参考模型参考模型1.5.1 OSI参考模型概述和各层1.5.2 数据传输的封装和解封装1.5.1 OSI1.5.1 OSI参考模型概述与各层参考模型概述与各层物理层数据链路层网络层传输层5~7层OSI/RM模型层次结构物理层 Physical 数据链路层 Data Link 网络层 Network 传输层 Transport 会话层 Session 表示层 Presentation 应用层 Application 由低层到高层电气接口匹配 传输比特流帧同步、差错控制和流量控制 数据传输的基本单位是帧路由选择、拥塞控制 数据包的分片与重组 数据传输的基本单位是分组端到端连接、流量控制 差错检测和重传 基本单位是报文 提供应用进程的独立性 提供访问和分布式信息服务建立、管理、终止连接任务物理层物理层Ø 通过物理传输比特（bit）流Ø 中继器和集线器Ø 建立、维护和取消物理连接 数据链路层数据链路层Ø将比特信息加以组织封装成数据帧（Frame）Ø通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址硬件地址或物理地 址（即MAC地址）Ø帧同步、流量控制、差错检验Ø两个子层媒体访问控制（ MAC）逻辑链路控制（LLC ）Ø网卡、网桥和交换机网络层网络层基于网络层地址进行不同网络系统间的路径选择 网络层地址（IP地址）分割和重新组合数据包（Packet）包头差错检验和可能的修复 可能的数据传输拥塞控制路由器 传输层传输层Ø 在不同物理节点上的应用程序间建立连接以传输数据Ø 将数据组织成数据段（Segment）Ø 提供不同类型的连接服务面向连接(Connection-oriented) 无连接(Connectionless)Ø 提供流量控制、差错检测、超时重传等服务Ø 用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序传输层地址（即端口号）5~7 5~7层层会话层会话层建立、管理和终止会话表示层表示层系统的应用层送出的信 息可被另一个系统的 应用层所读取 利用一种公用的信息表 示格式翻译多种信息数据表示、数据安全、数 据压缩应用层网络服务与使用者应用 程序间的一个接口1.5.2 1.5.2 数据传输的封装数据传输的封装和解封 装1.6 TCP/IP1.6 TCP/IP参考模型参考模型1.6 TCP/IP1.6 TCP/IP参考模型各层参考模型各层第1层：网络接口层(Network Interface)网络接口层对应OSI物理层和数据链路层并 实现与它们相同的功能，其中包括LAN和WAN 的技术细节。

这一层也称为主机到网络层(Host- to-Network)1.6 TCP/IP1.6 TCP/IP参考模型各层参考模型各层第2层：互联网络层(internet)互联网络层的目的是运送数据包，将数据从任何在相连的网络上送到目的地，而 不在乎走的是哪个路径或网络管理这层的特 定协议称为互联网络协议(IP)最佳的路径选定和数据包交换都发生在这层1.6 TCP/IP1.6 TCP/IP参考模型各层参考模型各层第3层：传输层(Transport)传输层负责处理有关服务质量等事项，如 可靠度、流量控制和错误检测该层可以提供 不同服务质量、不同可靠性保证的传输服务， 并且协议发送端和目标端的传输速度差异这 一层也称为主机到主机层(Host-to-Host)1.6 TCP/IP1.6 TCP/IP参考模型各层参考模型各层第4层：应用层(Application)应用层包括会话层和表示层的功能，用 来建立应用层来处理高层协议、有关表达、 编码和会话控制TCP/IP将所有应用程序相 关的内容都归为一层，并保证为下层适当的 将数据封装成数据包1.7 1.7 OSIOSI参考模型与参考模型与TCP/IPTCP/IP参考模型的参考模型的 比较比较1.7 1.7 OSIOSI参考模型与参考模型与TCP/IPTCP/IP参考模型的参考模型的 比较比较参考模型参考模型OSIOSI参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型概念明确区分服务、接口、协议没有明确区分服务、接口、协 议层的数量7层4层通信模式网络层 支持无连接和面向连 接的通信网络层 只支持无连接通信传输层仅 支持面向连接的通 信传输层 支持无连接和面向连 接的通信1.8 1.8 协议栈协议栈1.8.1 协议栈概述1.8.2 TCP/IP协议栈1.8.1 1.8.1 协议栈概述协议栈概述什么是协议栈在网络中，为了完成通信，必须使用多层上的多 种协议。

这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了 协议栈(Protocol Stack)，也称为协议族(Protocol Suite)常用的协议栈 TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk1.8.2 TCP/IP1.8.2 TCP/IP协议栈协议栈TCP/IPTCP/IP1.9 1.9 典型试题分析典型试题分析● 若采用后退 N 帧 ARQ 协议进行流量控制，帧编号为 7 位，则发送窗口的最大长度为 __(17)__ （ 17 ） A.7 B. 8 C.127 D.128 【参考答案】 17.C2005年下半年1.9 1.9 典型试题分析典型试题分析在 ISO OSI/RM 中， __(18)__ 实现数据压缩功能 A. 应用层 B. 表示层C. 会话层 D. 网络层 【参考答案】 18.B2005年下半年1.9 1.9 典型试题分析典型试题分析以太网中的帧属于 __(19)__ 协议数据单元 A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 应用层 【参考答案】 19.B2005年下半年1.9 1.9 典型试题分析典型试题分析在 OSI 参考模型中，数据链路层处理的数据单位是 ___(64)___ 。

A. 比特 B. 帧C. 分组 D. 报文 【参考答案】 64.B2005年下半年1.9 1.9 典型试题分析典型试题分析在OSI参考模型中，上层协议实体与下层协议实体之回的 逻辑接口叫做服务访问点(SAP)在Intenet中，网络层的 服务。