第三章 计算机网络基础

计算机网络基础大连理工大学出版社1

第3章 计算机网络体系结构 计算机网络体系结构的基本概念 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 中小网络的IP地址管理划分 常用网络测试命令

第3章 计算机网络体系结构3.1 计算机网络体系结构 网络体系结构的提出：为了简化对复杂 的计算机网络的研究、设计和分析工作 ；同时也为能使网络中的不同的计算机 系统、不同的通信系统和不同的应用能 够互连、互通和互操作，提出了网络体 系结构的概念。

3.1 计算机网络体系结构 3.1.1 网络体系结构的基本概念– 网络体系结构主要包括四个要素：实 体、系统、层和协议。 1.实体：指软件元素(如进程等)或硬 件元素(智能I/O芯片等)的抽象。能完 成特定功能的进程的抽象称为逻辑实体， 能完成发送和接收信息的物理实体称为通 信实体。不管是逻辑实体还是通信实体， 描述的都是功能特性。4

3.1 计算机网络体系结构 2.系统：包含一个或多个实体，具有信息处理 和通信功能的整体。通常一个系统总是硬件、软 件两部分的有机结合。 3.层：是处理复杂问题的一种结构化技术。– 分层的基本思想是把复杂的问题分解为多个层次，各 层之间保持相对的独立性。下层为上层提供服务，上 层使用上层提供的服务。不同的网络模型层次的数量 、各层的名字、内容、功能都不尽相同。 – 各层次间的关系：在同一网络体系的层次结构中，下 层为上层提供服务，上层利用下层提供的服务完成自 己的功能，同时再向更上一层提供服务。因此，上层 可看成是下层的用户，下层是上层的服务提供者。5

3.1 计算机网络体系结构 4.协议：协议是在系统中两实体间完成通信或服 务所必须遵循的规则和约定的集合。这些规则和 约定明确规定了所交换数据的格式和有关的同步 等问题。– 从层次角度说，网络协议是网络中所有同等层协议和接 口协议的集合。 – 网络协议组成的三要素：语义、语法和同步。 »语义：由发出的命令请求，完成的动作和回送的响 应组成的集合--做什么 »语法以二进制形式表示的命令和相应的结构--怎 么做 »同步：有关事件顺序的说明--何时做6

3.1 计算机网络体系结构 3.1.2 常见的网络层次模型1974年继IBM公司提出第一个网络体系结 构SNA(系统网络体系结构)之后，几年中各公 司推出了十几个网络体系结构方案。这些网络 体系结构所构成的网络之间无法互通信和互操 作。为了在更大范围内共享网络资源和相互通 信，人们迫切需要一个共同的可以参照的标准 ，使得不同厂家的软硬件资源和

设备能够互通 信和互操作。

3.1 计算机网络体系结构– 1.OSI/RM参考模型 国际标准化组织ISO于1977年成立了信息 技术委员会TC97专门进行网络体系结构 标准化的工作。在综合了已有的计算机网 络体系结构的基础上，经过多次讨论研究 ，最后公布了网络体系结构的七层参考模 型OSI/RM (Open System Interconnect/Reference Model)参考模型 。

3.1 计算机网络体系结构– 2.TCP/IP参考模型 TCP/IP协议是当今计算机网络中应用最 广泛、最成熟的网络，已成为事实上的工 业标准。它是支持网际各异构网络和异种 机之间互连通信的一种公共网络协议。 TCP和IP两个主要协议分别属于传输层和 网络层，在Internet中起着重要的作用。

3.2 0SI参考模型 网络发展的初期，不同的网络使用各自 的硬件和软件，造成大部分网络不能兼 容，也不能互相通信。 一些国际组织和大型公司制定了相关的 网络标准：

3.2 0SI参考模型 标准化过程的演变– 厂商标准： IBM:SNA (System Network Architecture)系统 网络体系结构 DEC:DNA (Digital Network Architecture)数字 网络体系结构 SUN:AppleTalk

– 缺点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？11

3.2 0SI参考模型– 国际标准 ISO (International Standards Organization )国 际标准化组织：OSI/RM (Open System Interconnection/reference model)开发系统 互联参考模型，简称OSI参考模型 OSI参考模型是一种概念上的网络模型 详细规划了网络体系结构的框架

– 事实上的标准： ARPA (Advanced research project agency)美国 国防部远景研究规划局 ：TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 传输控制协 议/网际协议(因特网的骨干协议)12

3.2 0SI参考模型3.2.1 ISO/OSI参考模型的结构 ISO推出OSI/RM (Open System Interconnection / reference model)开发系统互联参考模型，简称OSI七层结构的参考模型(所谓开放是指系统按 OSI标准建立的系统， 能与其他也按OSI标准建立 的系统相互连接)。 OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型 OSI参考模型定义的主要内容：信息在网络中的传 输过程 OSI参考模型是网络设计的蓝图，并非指一个现实 的网络13

3.2 0SI参考模型ISO/OSI的7层参考模型

3.2 0SI参考模型 物理层(PHysical layer) 数据链路层(Data Link layer) 网络层(Network layer) 传输层(Transport layer) 会话层(Session layer) 表示层(Presentation layer) 应用层(Application layer)15

3.2 0SI参考模型每个节点都具有这七层：