计算机网络技术基础第3章 计算机网络协议与体系结构

（6）数据单元（Data Unit）
在OSI参考模型的不同结点内的对等层传送的是相同 名称的数据包。这种网络中传输的数据包，被称为“数据 单元”。由于每一个层次完成的功能不同，处理的数据单 元的大小、名称和内容也就不相同，如，帧、分组、报文 等；另外，数据单元不同，地址的类型也不相同，如，物 理（MAC）地址、IP地址、端口号等。
2018/10/26，第3章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第4版），主编：尚晓航

3.1.1
协议的本质
网络中的计算机之间进行通信时，的语言被称为“协 议”。只有能够讲，而且可以理解这些“语言”的计算机 才能在网络上与其他计算机彼此通信。从这个意义上讲， “协议”就是网络的本质。 协议定义了网络上的各种计算机和设备之间相互通信、 数据管理、数据交换的整套规则。

用户 A 用户 B
数据
数据
封装 数据 数据
拆装
控制信息
控制信息
图3-3 数据封装与拆装
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（4）排序
数据设备
1 数据设备
2
3 数据设备 3 2 1 数据设备
图3-4 排序
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（6）数据链路层（Data Link）
① 功能：负责在两个相邻结点间的线路上，无差错地传 送以“帧”为单位的数据。 ② 处理的数据单元：数据帧。 ③处理的地址：硬件的物理地址。
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在计算机网络的一整套规则中，任何一种协议都需要 解决语义、语法和定时的问题。

1. 协议的语法（如何讲）问题 2. 协议的语义（讲什么）问题 3. 协议的定时（讲话次序）问题
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（7）物理层（Physical）
① 功能：为“数据链路层”提供一个物理连接。物理 层定义了以下4个规章特性，用以确定如何使用物理传输 介质来实现两个结点间的物理连接。


② 物理层协议 ③ 处理的数据：二进制比特信号，如，二进制 的基带信号或模拟信号。 ④处理的地址：直接面向物理端口的各个管脚， 如RS-232的管脚。
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3. OSI/RM七层模型的各层的功能
（1）应用层（Application）
① 功能：为了满足用户的需要，根据进程之间的通信 性质，负责完成用户要完成的各种程序或网络服务的接口 工作。 ② 处理的数据单元：报文。 ③ 处理的地址：进程标识，端口号。
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（1）发送结点
在发送方结点内的上层和下层之间传输数据时，每经 过一层都对数据附加一个信息头部，即“封装”，而该层 的功能正是通过这个“控制头”（附加的各种控制信息，） 来实现的。
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（5）网络层（Network）
①功能：使用逻辑地址（IP地址）进行寻址，通过路由 选择算法为数据分组通过通信子网选择最适当的路径， 并提供网络互联及拥塞控制功能。 ②处理的数据单元：分组。 ③处理的地址：逻辑地址，如，IP地址。

2. 接收端（收件人所在地区）
在接收端是按照由下至上，即D→C→B→A，的顺序 进行处理的。在每一层，都是依次拆封收到的包装，完成 本层应当完成的功能。

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（2）接收结点
在接收方结点内，这七层的功能又依次发挥作用，并 将各自的“控制头”去掉，即“拆封”，同时完成各层相 应的功能。 不同的主机之间在有中间结点（网络互联设备）时， 主机之间进行数据通信的实际传输的数据流动参见图3-9。
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2.OSI参考模型的层次划分原则
① 网络中各结点都划分为7个相同的层次结构。 ② 不同结点的相同层次都有相同的功能。 ③ 同一结点内各相邻层次之间通过层间接口， 并按照接口协议进行通信。 ④ 每一层直接使用下面一层提供的服务，间接 的使用下面所有层的协议。 ⑤ 每一层都向上一层提供服务。 ⑥ 不同结点之间按同等层的同层协议的规定， 实现对等层之间的通信。 网络中还有其他的体系结构的模型的分层数目虽然 各不相同；但目的和分层思想都是类似的。
2. 协议的分类
（1）标准或非标准协议 （2）直接或间接协议 （3）整体的协议或分层的结构化协议
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3.2.1
计算机网络体系结构工作流程
计算机网络体系结构的工作流程与图3-6所示的邮政 系统的工作流程十分相似。 图3-6中，清楚地表明了信件发送和接收的过程，以 及怎样利用邮政系统来发送和接收信件。

1. 协议的功能 （1）分割与重组
协议的“分割”功能将较大的数据单元分割成较小 的数据包，其反过程为“重组”如图3-1所示。

用户 A 用户 B
报文
报文
分割
重组
图3-1 分割与重组
报文分割为 信息包
信息包重组 为报文
P
P
P
P
P
2018/10/26，第3章 计算机网络协议与体系结构，计算机网络技术基础（第4版），主编：尚晓航（5）信息流控制
协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取 的一系列措施，如图3-5示。

信息流控制
传输信道
图3-5 信息流控制
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（6）差错控制 （7）同步 （8）干路传输 （9）连接控制
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2.网络体系结构的研究意义与划分原则
① ② ③ ④ ⑤ 各层之间相互独立。 结构上独立分割。 灵活性好。 易于实现和维护。 有益于标准化的实现。。



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4. OSI参考模型的各个部分 （1）OSI模型在功能上分为3个部分 （2）OSI模型从控制上分为2个部分
① 第1、2、3层：即物理层、数据链路层和网络 层属于通信子网，负责处理数据的传输、转发、交换等通 信方面的问题； ② 第4、5、6、7层：即传输层、会话层、表示 层和应用层属于资源子网，负责数据的处理、网络服务、 网络资源的访问和服务方面的问题。

1. OSI参考模型的基本知识
国际标准化组织（ISO）颁布的开放系统互连参考模 型（OSI/RM），即七层网络通信模型。 OSI/RM体系结构七层模型从上到下依次为应用层、 表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层， 参见图3-7。
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在OSI环境中，主机与主机之间通信时，实际的 数据流是如何传递的呢？ 1. OSI参考模型主机结点间通信的数据流 不同的主机之间在没有中间结点设备时，主机之 间数据通信的数据流动参见图3-8。




（4）层次性模型结构
一个功能完备的计算机网络系统，采用了层次性结构； 每层都会包含一个或多个协议。为此，我们将网络层次性 结构模型与各层次协议的集合定义为计算机网络的体系结 构。
（5）实体（Entity）
实体通常是通信时能发送和接收信息的具体的软硬件 设施。
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（2）表示层（Presentation）
① 功能：处理结点间或通信系统间信息表示方式方面 的问题。 ② 处理的数据单元：报文。

（3）会话层（Session）
①功能：会话层的主要作用是组织、协商、管理两个应 用进程之间的会话。 ②会话的含义：就是在不同主机的应用进程之间建立、 维持联系。 ③处理的数据单元：报文。
这种分层体系结构的最大优点是层与层相互独立。而 且每层无须知道其他层次的功能；改变某一层的功能不会 影响其他层的工作。