计算机网络原理

第一章 认识计算机网络

计网体系结构

一、计算机网络概述

见x-mind

二、体系结构&参考模型

1.1 分层结构

1.1.1❓❓❓为什么要分层？

发送文件前要完成的工作：

1. 发起通信的计算机必须将数通信的通路进行激活
2. 要告诉网络如何识别目的主机。
3. 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常
4. 发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机文件管理程序是否已经做好准备工作
5. 确保差错和意外可以解决

..............

1.1.2❓❓❓怎么分层？

分层的基本原则：

1. 各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能
2. 每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少
3. 结构上可分隔开，每层都采用最合适的技术来实现
4. 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
5. 整个分层结构应该呢个促进标准化工作

1.1.3 正式认识分层结构

1 - 实体：第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体

2 - 协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。 【水平】

• 语法：规定传输数据的格式
• 语义：规定所要完成的功能
• 同步（时序）：规定各种操作的顺序

3 - 接口：（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口

4 - 服务：下层为相邻上层提供的功能调用。【垂直】

SDU服务数据单元：为完成用户所要求的功能而应传送的数据

PCI协议控制信息：控制协议操作的信息

PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位

H4层的PDU作为H3层的SDU；H3层的PCI+H3层的SDU = PDU；H3层的PDU作为H2层的SDU，依次类推

概念总结

网络体系结构时从功能上描述计算机网络结构

计算机网络体系结构简称网络体系机构是分层机构。

每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。

计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合

第n层在向n+1层提供服务，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。

仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。

体系机构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件。

1.2 OSI参考模型

1.2.1❓❓❓OSI参考模型--怎么来的

⭐为了解决计算机网络复杂的大问题 --- 提出了分层结构（按功能）

目的：支持异构网络系统的互联互通

国际标准化组织(ISO)y于1984年提出开发系统互连（OSI)参考模型。

1.2.2 OSI参考模型（上）

1.2.2 OSI参考模型（下）

1.2.2.1 应用层

定义：所有能和用户交互产生网络流量的程序

典型应用层服务：

1. 文件传输（FTP)
2. 电子邮件（SMTP)
3. 万维网（HTTP)

1.2.2.2 表示层

定义：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）

功能一：数据格式变换

功能二：数据加密解密

功能三：数据压缩和恢复

1.2.2.3 会话层

定义：向表示层实体/用户进程提供建立连接并且在连接上有序的传输数据，也是建立同步（SYN)

功能一：建立、管理、终止会话

功能二：使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续通信，实现数据同步

适用于传输大文件

1.2.2.4 传输层

定义：负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。

传输单位是报文段或用户数据报。

功能一：可靠传输、不可靠传输

功能二：差错控制

功能三：流量控制

功能四：复用分用

复用：多个应用层进程可同时使用运输层的服务

分用：运输层把收到的信息分别交给上面的应用层中相应的进程

可差的也能留用

1.2.2.5 网络层

定义：主要任务是把分组从源端传到目的端，因而为网上的不同主机提供通信服务。

网络层传输单位是数据报

功能一：路由选择 最佳路径

功能二：流量控制 限制发送方的速度

功能三：差错控制

功能四：拥塞控制

若所有节点都来不及接受分组，而要丢弃大量分组的话，网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施，缓解这种拥塞。

1.2.2.6 数据链路层

主要任务是把网络层传下来的数据报组转成帧

数据链路层/链路层的传输单位是帧

功能一：成帧（定义帧的开始和结束）

功能二：差错控制 帧错+位错

功能三：流量控制

功能四：访问（接入）控制 控制对信道的访问

1.2.2.7 物理层

主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输

物理层传输单位是比特

透明传输：指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送

功能一：定义接口特性

功能二：定义传输模式 单工、半双工、双工

功能三：定义传输速率

功能四：比特同步

功能五：比特编码

1.2.3 OSI参考模型解释通信过程

1.2.4 TCP/IP模型 & 5层参考模型

1.2.4.1 OSI参考模型与TCP/IP参考模型相同点

1. 都分层
2. 基于独立的协议栈的概念
3. 可以实现异构网络互联

1.2.4.2 OSI参考模型与TCP/IP参考模型不同点

1. OSI定义三点：服务、协议、接口
2. OSI显出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议
3. TCP\IP设计之初就考虑到异构网络互联问题，将IP作为重要层次

面向连接分为三个阶段，

第一阶段：是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。

第二阶段：只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输。

第三阶段：当数据传输完毕，必须释放连接

无连接：没有这么多阶段，直接进行数据传输

1.2.4.3 5层参考模型

1.2.4.4 5层参考模型的数据封装与解封装

第二章 物理层