第3章计算机网络体系结构与OSI参考模型精品PPT课件
第三章 计算机网络体系结构ppt课件

图1 OSI参考模型
最顶层
最底层
.
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
(A)
(P) (S) (T) (N)
(DL) (PH)
通信子网
.
OSI中数据流动过程
用户看到的据流向
向实 际 数 据 流
向实 际 数 据 流
实际数据流向
.
2.3 OSI-RM 各层主要功能概述
1、物理层
2.1 网络体系结构及协议概念
2.1.1 网络体系结构的概念
计算机网络体系结构与网络协议是计算机网络技术 中的关键。
计算机网络的实现需要解决很多复杂的技术问题。 例如:①支持多种通信介质;②支持多厂商和异种机互 联,其中包括软件的通信规定及硬件接口的规范;③支 持多种业务,如远程登录、数据库、分布式计算等;④ 支持高级人机接口。
服务数据单元是指(N)实体为完成(N) 服务用户请求的功能所设置的数据单元
.
2.4.3 、服务原语: 在OSI-RM中,上层使用下层的服务,必须通过下
层交换一些命令,这些命令称为服务原语。
请求:用户要求服务做某项工作
服务原语
指示:用户被告知某事件发生了 响应:用户表示对某事件的响应
确认:用户实体收到关于它的请求答复
● 数据链路层协议分为两类:
● 面向字符型的主要特点是利用已定义好的一组 控制字符完成数据链路控制功能。
● 面向比特型的数据链路层,其规程传送信息的单 位称为帧。帧分为控制帧和信息帧。
.
1、数据链路层的功能
传输链路 传输链路是用于传输数据的通信信道,由双绞线、
光纤、 同轴电缆、微波、卫星通信等构成。 信道分为链路与通路两种:
大学信息技术第3章计算机网络基础PPT课件

大学信息技术第3章计算机网络基础PPT课件目录计算机网络概述计算机网络的定义与发展定义发展历程计算机网络的分类与拓扑结构分类拓扑结构计算机网络协议与体系结构网络协议体系结构数据通信基础数据通信的基本概念数据通信的定义数据通信是指在不同计算机或终端之间以二进制形式进行信息交换和传输的过程。
数据通信系统的组成包括数据源、数据发送设备、传输介质、数据接收设备和数据宿五个部分。
数据通信的主要指标包括数据传输速率、误码率、信道容量和带宽等。
数据传输方式并行传输与串行传输同步传输与异步传输单工、半双工和全双工通信包括非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
数字数据的数字信号编码数字数据的模拟信号调制模拟数据的数字信号编码模拟数据的模拟信号调制包括振幅键控、频移键控和相移键控等。
包括脉冲编码调制(PCM )和增量调制(DM )。
包括调幅(AM )、调频(FM )和调相(PM )等。
数据编码与调制技术多路复用技术频分多路复用(FDM)时分多路复用(TDM)波分多路复用(WDM)码分多路复用(CDM)局域网技术局域网概述特点定义覆盖范围小、传输速率高、误码率低、成本低等。
分类以太网技术定义01发展历程02以太网帧格式03无线局域网技术定义01标准02关键技术03包括网卡、集线器(Hub)、交换机(Switch)、路由器(Router)等。
组网方法常见的组网方法有星型、环型、总线型和树型等。
其中,星型网络以交换机为中心,各节点通过网线与交换机相连;环型网络中各节点首尾相连形成一个闭环;总线型网络中所有节点共享一条传输线路;树型网络是星型和总线型的结合,具有分级管理的特点。
组网设备局域网组网设备与组网方法VS广域网技术广域网定义广域网应用广域网特点广域网概述1 2 3TCP/IP协议路由协议MPLS(多协议标签交换)广域网协议与标准广域网接入技术DSL(数字用户线路)利用电话线提供高速上网服务,如ADSL、VDSL等。
第3章 计算机网络体系结构与OSI参考模型

3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
教
程
第 计 算 机 网 络
3
4 、从OSI体系结构到原理体系结构
OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用,但其概念清
章
教
程
网 络 楚,体系价格低廉,理论较完整。TCP/IP的协议现在得到 协 议 了全世界的承认,但它实际上并没有一个完整的体系结构。 与 TCP/IP是一个四层的体系结构,它包含应用层、运输层、 体 系 网际层和网络接口层。 结 构
第 计 算 机 网 络
3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
教
程
第 计 算 机 网 络
分层可以带来如下好处: 3
章 网 络 协 议 与 体 系 结 构
(1)各层之间是独立的。
(2)灵活性好。 (3)结构上可分割开。 (4)易于实现和维护。 (5)能促进标准化工作。
教
程
第 计 算 机 网 络
3
H4
H3 H4
章
4
3 2
H5
H5
应用程序数据
应用程序数据
教
程
网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
1
1
第 计 算 机 网 络
计算机 1
AP1 5
3
计算机 1 向计算机 2 发送数据
运输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层
H5
章
应用程序数据
4
3 2
H4
H5
应用程序数据
1
第 计 算 机 网 络
3
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
章 网 计算机 2 络 AP2 协 议 5 与 体 4 系 3 结 构 2
《网络体系结构》课件

网络安全的未来发展
人工智能在网络安 全中的应用
人工智能可用于预测网络攻击
行为,加强网络安全防御。
区块链技术的网络 安全应用
区块链技术可以确保数据的安
全性和不可篡改性,用于加强
网络安全。
云安全的挑战与解决 方案
云安全面临着数据隐私和访问 控制等挑战,而安全监控和加 密技术则是解决这些挑战的关 键。
网络安全Байду номын сангаас决方案
谢谢观看!下次再见
网络体系结构的 演变
网络体系结构的演变从早期的单一主机到分布式计算,从 局域网演变到互联网,从传统的中心化体系结构到边缘计 算。
网络体系结构的演变
单一主机
网络仅由单一主机 组成
互联网
连接全球各地网络
边缘计算
在数据源附近进行 计算
分布式计算
多台计算机共同完 成任务
● 02
第2章 OSI参考模型
OSI参考模型概 述
防火墙
用于控制网络流量, 保护内部网络免受
外部攻击
加密技术
用于保护数据的机 密性和完整性
入侵检测系统
监控网络流量,及 时发现异常行为
01 网络攻击
包括DDoS攻击、恶意软件、黑客攻击等
02 数据泄露
包括敏感数据泄露、隐私泄露等
03 合规要求
如GDPR、HIPAA等要求的合规性
网络安全的未来发展
未来,人工智能将被广泛应用于网络安全领域,帮助提高网 络安全的智能化水平。区块链技术的发展也将为网络安全带 来更多创新。同时,云安全将面临挑战,但也必将迎来更多 解决方案。
网络体系结构的分类
分布式体系结 构
多个网络间互相连 接
对等体系结构
《计算机网络技术基础》第三章

应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
图3-3 OSI参考模型的结构
OSI参考模型中,划分层(子模块)要遵循以下原则: (1)各层(子模块)具有相对的独立性,保持层间交互的信息最少。 (2)单向调用:各层(子模块)只能引用其下层提供的服务。 (3)增值服务:在使用下层服务的基础上,各层完成特定的通信功能。
用户写信人邮政局运输部门用户收信人邮政局运输部门用户间约定信件格式和内容邮局间约定邮政编码等运输部门间约定到站地点费用等用户邮局约定信封格式及邮票邮局运输部门约定到站地点时间等用户子系统邮局子系统运输部门子系统甲地乙地图31邮政通信系统分层模型31网络体系结构概述从图31中可以看出邮政系统中的各种约定都是为了将信件从写信人送到收信人而设计的也就是说它们是因信息的流动而产生的
计算机网络技术基础
.
03
.
第3章
网络体系 结构
章节导读
计算机网络是一个庞大的、多样化的复杂 系统,涉及多种通信介质、多厂商和异种机互 连、高级人机接口等各种复杂的技术问题。要 使这样一个系统高效、可靠地运转,网络中的 各个部分都必须遵守一套合理而严谨的网络标 准。这套网络标准就称之为网络体系结构。
.
3.2 OSI参考模型
世界上第一个网络体系结构是1974年由IBM公司提出的“系统网络体系结构 (System Network Architecture,SNA)”。此后,许多公司纷纷推出了各自的网 络体系结构。虽然这些体系结构都采用了分层技术,但层次的划分、功能的分配 及采用的技术均不相同。随着信息技术的发展,不同结构的计算机网络互联已成 为迫切需要解决的问题。
.
3.2 OSI参考模型
机械特性:规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸,连接器中引脚的数量与 排列情况等。
03第3章 网络体系结构与OSI参考模型PPT课件

21
• 物理层的3个基本功能 – 物理连接的建立、维持和拆除 – 数据传输Байду номын сангаас– 物理层管理
• 物理层模型 —— DTE/DCE 模型 DTE(Data Terminal Equipment):数据终端设备 DCE(Data Communication Equipment):数据通信设备 详见课本P72 图3-8
4
学习内容: 3.1.1 网络协议与网络体系结构的基本概念 3.1.2 网络体系结构的分层及其分析 3.1.3 OSI 参考模型概述 3.1.4 对OSI参考模型的评价
5
3.1.1 网络协议与网络体系结构的基本概念
1. 网络协议
• 计算机网络中相互通信的对等实体之间交换数 据或通信时所必须遵守的规则或标准,称为网 络协议。
• 一个网络协议主要由以下三个要素组成: (1)语法,即数据与控制信息的结构或格式; (2)语义,即需要发出何种控制信息,完成何
种动作以及做出何种响应; (3)同步,即事件实现顺序的详细说明。
6
2. 网络体系结构
网络体系结构 = { 层 + 协议 + 接口 }
特点:
▪ 每层向上层提供服务。 ▪ 网络体系结构与具体的物理实现无关。 ▪ 每层协议是透明的,高层屏蔽低层的细节问题。 ▪ 任意两个实端系统之间的通信,可分解为网络各层 对等实体之间的分层通信。 ▪ 虚通信:对等层之间 ▪ 实通信:物理层之间
计算机网络与通信
挫折其实就是迈向成功所应缴的学费。
1
整体概况
概况一
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计算机网络第3章 计算机网络体系结构

第n+1层是第n层的服务用户,第n-1层是第n层的服务 提供者 第n层的服务也依赖于第n-1层以及以下各层的服务
例:邮政通信
16
对等通信例:两个人收发信件
发信人 邮局 运输系统
17
对等层通信的实质
对等层实体之间实现的是 虚拟的逻辑通信; 下层向上层提供服务; 上层依赖下层提供的服务 来与其他主机上的对等层 通信; 实际通信在最底层完成。
18
源进程传送消息到 目标进程的过程:
• 消息送到源系统的 最高层; • 从最高层开始,自 上而下逐层封装; • 经物理线路传输到 目标系统; • 目标系统将收到的 信息自下而上逐层 处理并拆封; • 由最高层将消息提 交给目标进程。
6
分层的空中旅行组织: 服务
柜台-to-柜台:“旅客+行李” 票务服务 行李托运-to-行李认领:行李服务
登机入口-to-到达出口:旅客乘务服务
跑道-to-跑道:飞机“航运”服务 从出发地到目的地的航线:导航服务
7
层次功能的分布式实现
机票 (购买) 机票 (投诉) 行李 (认领) 旅客 (到达) 飞机 (着陆)
飞行航线
一系列的步骤
5
空中旅行的组织: 从另一种不同的角度观察
机票 (购买) 行李 (托运) 机票 (投诉) 行李 (认领) 旅客 (到达) 飞机 (着陆) 飞行航线 飞行航线 层次的观点: 每层实现一种特定的服务 – 通过自己内部的功能 – 依赖自己的下层提供的服务
旅客 (出发)
飞机 (起飞) 飞行航线
PDU由协议控制信息(协议头)和数据(SDU)组成:
第3章第1讲OSI参考模型

物理接口特性
• (1)机械特性:规定了DTE、DCE接口界面的接插 件(插头和插座)的形状和尺寸,插针或插孔的数目 及其排列,固定或锁定装置等。 • (2)电气特性:规定了在物理连接传输二进制比特 流时线路上信号电平高低,驱动器与接收器的阻抗 及阻抗匹配、传输速率与接口线距离限制等。 • (3) 功能特性:规定了DTE、DCE间各条接口信号 线的功能分配和确切定义,信号线按功能一般分为: 数据线、控制线、定时线和地线等几类。 • (4) 规程特性:定义了利用信号线进行二进制比特 流传输的一组操作关系和时序。
第五层:会话层(Session layer)
• 在会话层及以上的高层次中,数 据传送的单位不再另外命名,统 称为报文。会话层不参与具体的 传输,它提供包括访问验证和会 话管理在内的建立和维护应用之 间通信的机制。如服务器验证户 登录便是由会话层完成的。
第六层:表示层(Presentation layer)
请求发送与接收指示带证实与响应服务
请求发送与接收指示不带证实与响应服务
3.2 物理层与物理接口协议
• 物理层主要功能就是为它的服务用户 (即数据链路层的实体)在具体的物 理媒体上提供发送或接收比特流的能 力,包括:物理连接的建立与拆除, 物理层屏蔽了物理设备和传输媒体的 差异。 • 物理层的协议(规程)与具体的物理 设备、传输媒体及通信手段有关。
表3-1 RS232 常用引脚功能定义
D25脚 2 3 4 5 6 7 8 20 22 D9脚 3 2 7 8 6 5 1 4 9 脚名称 TXD RXD RTS CTS DSR DG DCD DTR RI 功能 发送 接收 请求发送 清除发送 数据设备准备好 信号地 载波检测 数据终端准备好 振铃指示 方向 DTE->DCE DTE<-DCE DTE->DCE DTE<-DCE DTE<-DCE DTE-DCE DTE<-DCE DTE->DCE DTE<-DCE
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体 系
教
的困难。
结 构
程
第
计 3、网络体系结构
3
章
算 机
计算机网络的各层及其协
议
的
集
合
称
为
网
络
体
系
结
构
网 络
(architecture),络及
议 与
络 教
其部件所应完成的功能的精确定义。 体
体系结构是抽象的,而实现则是具体
系 结
的,是真正在运行的计算机硬件和软 构
议 与 体
“分层”可将庞大而复杂的问题, 系
教
转化为若干较小的局部问题,而这些较小 的局部问题就比较易于研究和处理。
结 构
程
第
计 将复杂的计算机网络进行分层设计的方法。
3
章
1974年,美国的IBM公司宣布了它研制的 算 系 统 网 络 体 系 结 构 SNA (System Network 网
机 Architecture)。
络 教
层提供服务。
体
网络体系结构的分层需要最基本的三层:
最高层的用户服务层,中间层的网络服务层和 低层的通信服务层
系 结 构
程
第
计
3
章
算
但从实质上讲,TCP/IP只有三层,即应用层、运 网
机
输层和网际层,因为最下面的网络接口层并没有什么
络 协
网 具体内容。
议 与
络
采用一种原理体系结构,综合OSI和TCP/IP的优 体 系
结
构
程
第
计
3
再设计一个通信服务模块
章
算
网
机
计算机 1
计算机 2
络 协
网 文件传送模块 络 通信服务模块
只看这两个通信服务模块 好像可直接把文件 可靠地传送到对方
文件传送模块 议 与
通信服务模块 体 系
教 把文件交给下层模块
进行发送
结 把收到的文件交给 构
上层模块
程
第
计
3
再设计一个网络接入模块
章
算
第
计
3
第3章 网络体系结构与OSI参考模 章
算
型
网
机
络 协
网
3.1网络协议与网络体系结构
议 与
络
3.2层次划分及其协议
体 系
教
结 构
程
退出
计
3.1网络协议与网络体系结构
第
3
章
算 1、 计算机网络体系结构的形成
网
机
络
相互通信的两个计算机系统必须高 协
网 络
度协调工作才行,而这种“协调”是相当 复杂的。
教
点,它只有五层(如图2-2所示),这样既简洁又能将概
结 构
念阐述清楚。
程
第
计
3
章
算
网
机
络 协
网
议 与
络
体 系
教
结 构
程
计
计算机 1 向计算机 2 发送数据
算
计算机 1
机
AP1
网5
应用进程数据先传送到应用层 加上应用层首部,成为应用层 PDU
络4
教3
2
程
1
第
3
章
网 计算机 2络
AP2 协 议
5与 4体
络 协
网
国际标准化组织ISO于1977年成立了专门机 议
构研究该问题。
与
络
1980年就提出一个试图使各种计算机在世
体 系
教
界范围内互连成网的标准框架,即著名的开放 结 系统互连基本参考模型OSI/RM (Open Systems 构
程 Interconnection Reference Model),简称为OSI。
计
2、协议与划分层次
3
章
算
网
机
为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或 络 约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个 协
网 络
要素组成:
议
(1)语法,即数据与控制信息的结构或格式;
与 体
(2)语义,即需要发出何种控制信息,完成何种 系
动作以及做出何种响应;
教
(3)同步,即事件实现顺序的详细说明。
程 件。
第
计 网络体系结构=【层,协议,接口】
3
章
算
网
机 网
层:提供某一种或一类服务功能集合的逻辑构造。 络
协议:为完成该层对等实体间通信所必须遵循的 规则或标准。
协 议 与
络
接口:两个相邻协议层之间交换信息的连接点。
体 系
教
结 构
程
第
计 分层原则:
3
章
算
机 (1)功能明确,界限分明 (2)各层独立稳定
章
算
分层可以带来如下好处:
网
机
(1)各层之间是独立的。
络 协
网
(2)灵活性好。
议 与
络
(3)结构上可分割开。
体 系
教
(4)易于实现和维护。
结 构
程
(5)能促进标准化工作。
第
计
层数多少要适当
3
章
算
网
机 网
若层数太少,就会使每一层的协络
议太复杂。
协 议
层数太多又会在描述和综合各 与
络
层功能的系统工程任务时遇到较多
网
机
计算机 1
计算机 2
络 协
网 文件传送模块
文件传送模块 议 与
络
通信服务模块 网络
接口
教 网络接入模块
通信网络
通信服务模块 体
网络
系
接口 网络接入模块
结
构
程 网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作
例如,规定传输的帧格式,帧的最大长度等。
第
计
3
章
算
网
机
络 协
网
议 与
络
体 系
教
结 构
程
第
计
3
结 构
程
两个计算机可将文件传送模块作为最高的一层(如
图2-1所示)。
第
计
3
章
两个计算机交换文件
算
网
机
计算机 1
只看这两个文件传送模块 好像文件及文件传送命令 是按照水平方向的虚线传送的
计算机 2
络 协
网 文件传送模块
文件传送模块 议 与
络 把文件交给下层模块
进行发送
教
把收到的文件交给 体
上层模块
系
络
TCP/IP是一个四层的体系结构,它包含应用层、运输层、 体 系
网际层和网络接口层。
教
结 构
程
第
计
3
不同的计算机网络具有不同的网络体系结 章
算 机
构。其层次的数量和名字、内容、功能以及相 邻层间的接口都是不一样的。
网 络
在任何网络中,每一层协议都向它的相邻 协
网
的上层协议提供一定的服务。相邻的高层通过 议 使用低层提供的服务完成本层的功能,再向上 与
网 (3)接口清晰简洁
网 络 协 议 与
络 (4)层次数量适中
体 系
教 (5)着眼于标准化
结 构
程
第
计
3
4 、从OSI体系结构到原理体系结构 章
算 机
OSI的七层协议体系结构既复杂又不实用,但其概念清
网 络
楚,体系价格低廉,理论较完整。TCP/IP的协议现在得到 协
网
议 了全世界的承认,但它实际上并没有一个完整的体系结构。与
第
计
3
章
划分层次的必要性
算
网
机
计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定络
好的规则。
协
网
这些规则明确规定了所交换的数据的格式以议与
络
及有关的同步问题(同步含有时序的意思)。 体 为进行网络中的数据交换而建立的规则、 系
教
标准或约定即网络协议(network 称为协议.
protocol),简
结 构
程
第
系 3结 2构
1
计
计算机 1 向计算机 2 发送数据
算
计算机 1
机
AP1
网5
应用层 PDU 再传送到运输层
络 4 加上运输层首部,成为运输层报文
教3
2
程
1
第
3
章
网 计算机 2络
AP2 协 议
5与 4体
系 3结 2构
1
计
计算机 1 向计算机 2 发送数据
算
计算机 1
机
AP1
网5
络4
教3
2
程
1
运输层报文再传送到网络层 加上网络层首部,成为 IP 数据报(或分组)