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第二章 计算机网络体系结构

发表于: 2011-04-17   作者:bsr1983   来源:转载   浏览次数:
摘要: 2.1 网络的分层体系结构 2.1.1 协议的要素 为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议(Protocol)。网络协议主要由下列三个要素组成: (1)语义(Semantics)。涉及用于协调与差错处理的控制信息。 (2)语法(Syntax)。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 (3)定时(Timing)。涉及速度匹配和

2.1 网络的分层体系结构

2.1.1 协议的要素

为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议(Protocol)。网络协议主要由下列三个要素组成:

(1)语义(Semantics)。涉及用于协调与差错处理的控制信息。

(2)语法(Syntax)。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。

(3)定时(Timing)。涉及速度匹配和排序等。

2.1.2 分层体系结构

计算机网络各层次结构模型及其协议的集合,称为网络的体系结构(Architecture)。

网络的体系结构相当于网络的类型,而具体的网络相当于网络的一个实例。

2.2 OSI/RM开发系统互连参考模型

2.2.1 OSI/RM简介

开放系统互连(Open System Interconnection)基本参考模型是由国际化标准组织(ISO)制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型,又称OSI'S OSI参考模型。“开放”这个词表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。

OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。

2.2.2 OSI/RM的结构

OSI七层模型从上到下分别为物理层(Physical LayerPH)、数据链路层(Data Link LayerDL)、网络层(Network LayerN)、传输层(也称运输层)(Transport LayerT)、会话层(Session LayerS)、表示层(Presentation LayerP)和应用层(Application LayerA)。

2.2.3 面向连接服务与无连接服务

1.通信服务类型

通信服务可以分为两类:面向连接服务(Connection-oriented Services)和无连接服务(Connectionless Services)。

面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。其特点是:数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程;在数据传输过程中,各分组不需要携带目的节点的地址。

无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。其特点是:每个分组都要携带完整的目的节点的地址,各分组在通信子网中是独立传送的。

2.确认和重传机制

确认是指数据分组接收节点在收到每个分组后,要求向发送节点会送正确接收分组的确认信息。

3.服务类型和服务质量

2.3 TCP/IP参考模型

2.3.1 TCP/IP简介

传输控制协议/互联网协议TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol)是一个使用非常普遍的网络互连标准协议。

2.3.2 TCP/IP的体系结构

协议分层模型包括两方面的内容:一是层次结构,二是各层功能的描述。

TCP/IP参考模型可以分为4层模型:应用层、传输层、互连层、主机-网络层。

TCP/IP是一组协议的代名词,它还包括许多别的协议,组成了TCP/IP协议簇。一般来说,TCP提供传输层服务,而IP提供网络层服务。

在互联层中,IP为互连网协议(Internet Protocol)、ICMP为互连网控制报文协议(Internet Control Message Protocol)、ARP为地址转换协议(Address Resolution Protocol),RARP为反向地址转换协议(Reverse ARP)。

在传输层中,TCP为传输控制协议、UDP为用户数据报协议(User Datagram Protocol)。这一次主要功能是负责应用进程之间的端-端通信。TCP提供可靠的字节流信道,UDP提供不可靠的数据传送信道。

在应用层中,SMTP为简单右键传送协议(Simple Mail Transfer Protocol)、DNS为域名服务(Domain Name Service)、FTP为文件传输协议(File Transfer Protocol)、TELENT为远程终端访问协议。

2.4 OSI/RM TCP/IP参考模型的比较

OSITCP/IP参考模型有很多共同之处,两者都以协议栈的概念为基础,并且协议栈中的协议彼此相互独立,而且两个模型中都采用了层次结构的概念,各层功能也大体相似。

不同之处在于:首先,OSI模型有七层,而TCP/IP只有四层,它们都有网络层(或称互连网层)、传输层和应用层,但其它的层并不相同。

其次,在于无连接的面向连接的通信范围有所不同。OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信,但是传输层上只支持面向连接的通信。TCP/IP模型的网络层只有一种模式即无连接通信,但是在传输层上同时支持两种通信模式。

2.4.1 OSI模型和协议的缺点

会话层和表示层这两层几乎是空的,而另外的数据链路层和网络层包含的内容太多,有很多的子层插入,每个子层都有不同的功能。OSI模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂,它们很难实现,有些功能,例如编址、流控制和差错控制,都会在每一层上重复出现,这必然会降低系统的效率。

2.4.2 TCP/IP模型和协议的缺点

TCP/IP模型和协议也有自身的缺陷。首先,该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现,TCP/IP参考模型没有很好地做到这一点,这使得在使用新技术来设计新网络的时候,TCP/IP参考模型的指导意义显得不大,而且TCP/IP模型不适合与其它非TCP/IP协议簇。

其次,TCP/IP模型的主机—网络层并不是常规意义上的一层,它是定义了网络层与数据链路层的接口。

第二章 计算机网络体系结构

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