网络技术基础教程第三章

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1、第3章计算机网络的协议与体系结构3.1网络体系结构的基本概念3.2OSI参考模型3.3TCP/IP参考模型3.4OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较3.1网络体系结构的基本概念3.1.1网络协议的概念1.什么是网络协议当前，计算机技术飞速发展的一个标志就是计算机网络化，于是人们提出了“网络就是计算机”。那么计算机怎样才能构成网络呢？网络的本质是什么？为了解决上述问题，人们首先应该了解的就是协议（Protocol）。下一页返回3.1网络体系结构的基本概念计算机网络是由多个互联的结点组成的，网络中的结点之间进行通信时，每

2、个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。一个协议就是一组控制数据通信的规则。这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。这些为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议。正是由于有了网络协议，在网络中各种大小不同、结构不同、操作系统不同、处理能力不同、厂家不同的系统才能够连接起来，互相通信，实现资源共享。从这个意义上讲，“协议”是网络的本质。下一页返回上一页3.1网络体系结构的基本概念2.组成网络协议的三要素（1）协议的语义问题（做什么）语议：语义是用于解释比特流的每一部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及要

3、完成的动作与做出的响应。例如对于报文，它由什么部分组成，哪些部分用于控制数据，哪些部分是真正的通信内容。这就是协议的语义问题。（2）协议的语法（如何做）问题语法：协议的语法定义了通信双方的用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义。（3）协议的时序（什么时候做）问题时序是对事件实现顺序的详细说明，即何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速度等。下一页返回上一页3.1网络体系结构的基本概念3.为什么要研究网络协议计算机网络是一个庞大，而且复杂的系统。要保证计算机网络能够有条不紊地工作，就必须制定出一系列的通信

4、协议。每一种协议在设计时都是针对于某一个特定的目标和需要解决的问题。目前已有很多的网络协议，它们已经组成了一个完整的体系。网络协议同时又是需要不断发展和完善的。当一种新的网络服务出现时，人们必然要制定新的协议。因此，只要研究计算机网络，就需要研究网络协议。只要开发新的网络服务功能，就必须研究、应用或制定新的网络协议。下一页返回上一页3.1网络体系结构的基本概念3.1.2协议、层次、接口与体系结构的概念随着计算机网络技术的不断发展，计算机网络的规模越来越大，各种应用不断增加，网络也因此变得越来越复杂。面对日益复杂化的网络系统

5、，必须采用工程设计中常用的结构化的方法，将一个复杂的问题分解成若干个容易处理的子问题，尔后“分而治之”逐个加以解决，分层就是系统分解的最好方法之一。计算机网络通信系统与邮政通信系统的工作过程十分相似，它们都是一个复杂的系统。在认真考查实际的邮政系统的结构，以及这个系统完成信件的发送与接收过程之后，我们将对体系结构与协议有一个直观的了解。图3-1是目前实际运行的邮政系统结构，以及发送与接收过程的示意图。下一页返回上一页3.1网络体系结构的基本概念几乎人人对利用现行的邮政系统发送、接收信件的过程都很熟悉。当你给远在外地的家人写

6、信时，第一步需要写一封信；第二步书写信封；第三步将信件装入信封，贴上邮票；第四步将信件投入邮箱。这样发信人的工作就完成了，而无需知道收件邮局如何收集、分拣、打包、传输等过程。在信件投入邮箱后，邮递员将按时从各个邮箱收集信件，检查邮票是否正确，盖邮戳后转送地区邮政枢纽局，邮政枢纽局的工作人员再根据信件的目的地址与传输的路线，将送到相同地区的邮件打成一个邮包，并在邮包上贴上运输的线路、中转点的地址，再送邮件转运中心。在接收信件的地区邮政枢纽局，邮政枢纽局的分拣员将邮包拆包，并将信件按目的地址分拣传送到各邮政分局，再由投递员将信

7、件送到收信人的邮箱。收信人接到信件后，确认是自己的信件后，再拆信、读信。这样一封信件的发送与接收过程完成。下一页返回上一页3.1网络体系结构的基本概念1.层次化体系结构中的几个基本概念（1）协议协议（Protocol）是一种通信规约。例如在邮政通信系统中，写信的格式、信封的标准和书写格式、信件打包以及邮包封面的约定等，这些都是邮政通信系统的通信规约。因此，在计算机网络通信过程中，为了保证计算机之间能够准确地进行数据通信，也必须制定一套通信规则，这套规则就是通信协议。下一页返回上一页3.1网络体系结构的基本概念（2）层次分层

8、次（layer）是人们对复杂问题处理的基本方法。当人们遇到一个复杂问题的时候，通常习惯将其分解为若干个小问题，再一一进行处理。例如，对于邮政通信系统，这样一个涉及全国乃至世界各地区亿万人之间信件传送的复杂问题，解决方法是：将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中；每个层次要完成的服务及服务实现的过程都有