《计算机网络体系结构》学习笔记之 第二章 计算机网络体系结构（下）

• 第四节　IEEE 802局域网协议
局域网的体系结构以IEEE 802委员会定义的标准为主，对应的ISO标准是ISO 8802，局域网标准只定义了相当于ISO模型中的低两层，即物理层和数据链路层的规范，图2.6是OSI模型与LAN层次结构的关系。
 
图2.6 LAN的层次结构

　•物理层：
信号的编码/译码、前导码的生成/除去、比特的发送/接收。

　•MAC层：
访问控制方式。 LAN的拓扑结构和媒体可以有多种，不同的拓扑结构和媒体，其访问控制不同，如总线型，各站点采用的是竞争方式。环形结构采用令牌环控制等，所以说局域网的差别主要体现在物理层和MAC层。

　•LLC层：
提供对高层的支持，它屏蔽了具体的媒体和访问控制方法，为连到局域网上的端系统提供端到端的差错控制和流量控制。由于在局域网中，不存在网络层的路由问题，但为了对高层提供服务，LLC层要提供属于3层的功能。

IEEE802 主要标准的关系图如图2.7所示。

 

图2.7 IEEE802标准组成关系

• 第五节　TCP/IP协议族

Internet网络体系结构是以TCP/IP协议为核心的。IP协议为各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互连平台，TCP协议为应用程序提供端到端的通信和控制功能。

TCP/IP协议簇也是一种层次体系结构，共分为5层，其中的底层物理层和数据链路层只要能够支持IP层的分组传送即可，因此我们做为网络接口层来对待，上面的3层将在相关章节中详细介绍。从层次结构的角度出发，TCP/IP的体系结构模型如图2.8所示。
 
图2.8 TCP/IP体系结构
　
各层的功能简介如下：
　•网络接口层：
提供IP数据报的发送和接收。
该层使用协议为各通信子网本身固有的协议。例如以太网的802.3协议、令牌环网的802.5协议以及分组交互网的X.25协议等。

　•网络层：
提供计算机间的分组传输。(1)高层数据的分组生成；(2)底层数据报的分组组装；(3)处理路由、流控、拥塞等问题。
IP协议提供统一的地址格式和IP数据包格式，以消除各通信子网的差异，从而为信息发送方和接受方提供透明通道。

　•传输层：
提供应用程序间的通信。(1)格式化信息流；(2)提供可靠传输。
TCP协议提供面向连接的可靠的字节流传输；UDP协议提供无连接的不可靠的数据包传输。

　•应用层：
提供常用的应用程序。
例如：WWW服务、ftp、email、telnet等。

• 本章小结/课后习题
[章节小结]
本章介绍了OSI/RM的七层模型。分层思想是为了分解复杂系统，使得能够"分而治之"，达到简化的目的。各层完成一定的功能，合在一起实现完整的网络通信功能。其中数据链路层和网络层是重点也是难点，这两层实现了网络通信的大部分功能。

[课后习题]
　1.在计算机网络结构中采用分层结构有什么好处？
      
　2.什么是对等实体？
      
　3.（N）层、（N－1）、（N＋1）之间协议和服务的关系是怎样的？
      
　4.服务元素有哪几种类型？
      
　5.连接可用哪几个属性加以描述？
      

　6.解释PDU、SDU和IDU之间的关系。
      
　7.连接建立、连接释放各有哪些原语？
      
　8.在网络中传送的数据主要有哪几类？
      
　9.解释：复用与解复用、分流与合流。
      
　10.分层的好处是什么？
      
　11.网络层完成什么功能？
      
　12.请简述OSI/RM与IEEE 802协议的层次对应关系。
      
　13.简述TCP/IP体系结构模型。

       课后习题答案：

　1.解答：
　(1) 容易解决通信的异质性（heterogeneity）问题：
a.上层解决不同种语言的相互翻译（数据的不同表示）
b.下层解决信息传递
　(2) 使复杂问题简化，高层屏蔽低层细节问题
每层只关心本层的内容,不用知道其他层如何实现。
　(3) 使设计容易实现
每个层次向上一层提供服务,向下一层请求服务。

　2.解答：
在不同的开放系统中，同一层的实体称为对等实体（peer entites）。

　3.解答：
（N）层实体利用（N－1）层提供的服务和执行（N）层协议来完成对（N＋1）提供服务。见相应章节动画。

　4.解答：
确认服务、非确认服务、仅由服务提供者发起的服务。

　5.解答：
(1) 标题与标题域；(2) 地址；(3) 连接端点标识符。

　6.解答：
见相应章节动画。

　7.解答：
连接建立原语：
　（N） CONNECTION. request
　（N） CONNECTION. indication
　（N） CONNECTION. response
　（N） CONNECTION. confirm
连接释放原语根据不同释放类型如下：
　正常释放：
DISCONNECT.request
DISCONNECT. Indication
　有序释放：
(N) �CRELEASE. Request
(N) �CRELEASE. Indication
(N) �CRELEASE(accept)response 释放被接受
(N) �CRELEASE(accept)confirm
(N) �CRELEASE(reject)response 释放被拒绝
(N) �CRELEASE(reject)confirm
异常释放：
　(N)服务用户发起释放：
(N)-U-ABOUT-request
(N)-U-ABOUT-indication
(N)服务提供者发起释放：
(N)-P-ABOUT-indication

　8.解答：
常规数据传送、加速数据传送和特权数据传传送。

　9.解答：
　复用与解复用：
多个（N）连接被映射成一个（N－1）连接。这时，在发送方，一个（N－1）连接支持多个（N）连接，称为（N）实体的多个（N）连接复用一个（N－1）连接（Multiplexing）。在接收方必须要有一个解复用（de-multiplexing）的过程。复用可以更有效和经济地使用连接。
　分流与合流：
一个（N）连接被映射成多个（N－1）连接。这时，在发送方，用多个（N－1）连接支持一个（N）连接，（N）实体的这种功能称为分流（Splitting）。在接收方就需要一个叫做合流的过程（recombining）。使用分流和合流功能可以提高可靠性和吞吐量。

　10.解答：
简化问题，逐个击破。

　11.解答：
网络层的任务就是要选择合适的路由,使发送站的运输层发下来的分组能够正确无误的按照地址找到目的站并交付目的站的运输层。

　12.解答：
OSI/RM与IEEE 802定义的局域网协议之间层次对应关系为：局域网的物理层与OSI的物理层相对应；局域网的媒体访问子层MAC和逻辑链路控制层与OSI/RM定义的数据链路层相对应。

　13.解答：
TCP/IP网络体系结构模型由4层组成。从下到上分别是：
（1）网络接口层：提供IP数据报的发送和接收。
（2）网络层：提供计算机间的分组传输。功能：① 高层数据的分组生成；② 底层数据报的分组组装；③ 处理路由、流控、拥塞等问题。主要包括IP、ICMP、ARP等协议。
（3）传输层：提供应用程序间的通信。功能：① 格式化信息流；② 提供可靠传输。主要包括TCP和UDP协议。
（4）应用层：提供常用的应用程序。