《七章节网络体系结构.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《七章节网络体系结构.ppt(15页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第七讲 网络体系结构,若干重要的概念,一、若干重要概念,1、协议 实现计算机网络资源共享、信息交换,各实体之间经常要进行各种通信和对话。 为所欲为、各行其是,其结果肯定是乱作一团。 把国际互连网络叫做信息高速公路,要想在上面实现共享资源、交换信息,必须遵循一些事先制定好的规则标准,这就是协议。 协议就是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。 协议有三个要素,即: 语义:“讲什么”;控制信息的内容,需要做出的动作及响应; 语法:“怎么讲”;数据与控制信息的格式、数据编码等; 时序:“顺序速度”;事件先后顺序和速度匹配。,以两个人打电话为例来说明协议的概念: 甲要打电话给乙,首先甲拨通乙的电
2、话号码,对方电话振铃,乙拿起电话,然后甲乙开始通话,通话完毕后,双方挂断电话。 在这个过程中,甲乙双方都遵守了打电话的协议。 其中,电话号码就是“语法”的一个例子,一般电话号码由五到八位阿拉伯数字组成,如果是长途要加拨区号,国际长途还有国家代码等等; 甲拨通乙的电话后,乙的电话振铃,振铃是一个信号,表示有电话打进,乙选择接电话,讲话;这一系列的动作包括了控制信号、响应动作、讲话内容等等,就是“语义”的例子; “时序”的概念更好理解,因为甲拨了电话,乙的电话才会响,乙听到铃声后才会考虑要不要接,这一系列事件的因果关系十分明确,不可能没有人拨乙的电话而乙的电话会响,也不可能在电话铃没响的情况下,乙
3、拿起电话却从话筒里传出甲的声音。,2、分层 计算机网络是一个非常复杂的系统。 计算机、通信、材料、家电、应用不同,实现互连、互操作-开放性 互连:不同计算机之间,通过通信子网连接起来,进行数据通信 互操作:不同计算机用户,能通过通信子网上计算机,使用相同的的命令 计算机网络体系结构,就是为不同计算机之间的互连、互操作提供相应的规范和标准的。 为了降低设计复杂性、便于维护、提高运行效率,网络设计一般都采用层次结构。,图2-1的例子来说明层次结构的通信原理。 这两位经理私人关系不太好,又都比较官僚,总之他们之间不能直接通话。 他们每个人都雇用了一位高级助理,负责起草公函、与贸易伙伴沟通的事务性工作
4、。由于公司较大,业 务繁忙,高级助理又有一些秘书负责打字、传真、接听电话等一般性工作。 这样,每个公司都形成了三个层次的机构。 甲方经理对乙方的供货不满意,希望对乙方经理表达退货的意思,于是他让自己的高级助理起草一份文 件发送出去。这位助理先生领会了经理的意思后,按照业界的惯例写了一份正式公函,并加上了一些冠冕堂 皇的理由,然后把它交给秘书发送出去。秘书拿到公函,按照公司通信录查到乙公司的传真号码,整理好后 发给了乙公司。乙公司的秘书接到传真后将有用的公函部分呈交给高级助理,而高级助理经过分析后,将关 键内容汇报给了经理。乙公司经理对公文格式、表面理由都不感兴趣,当然他更不会关心最初收到的信息
5、是 传真、电子邮件还是邮寄信函,他所关心的只是甲公司经理的意见。 这里,甲乙公司都可以看作是网络结点,而经理、助手和秘书是一个个的通信实体。处于不同结点的相 同层次的实体叫做对等实体。而协议实际上是对等实体之间的通信规则的约定。比如两个公司的秘书之间就 有收发传真、和普通信函的协议,高级助理之间都遵照标准公函的协议,经理之间当然也有协议,不过那就 是商人们的事情了。 通信系统采用了层次化的结构,有许多优点: 各层之间相互独立,高层不必关心低层的实现细节,可以真正做到各司其职。 利于实现和维护,某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。 易于标准化。,通讯线路,普京,俄译法翻译,秘书,希拉克
6、,法译俄翻译,秘书,分层协议:,分层原则,3、 系统、子系统、N层与实体 系统:网络中有自治能力的计算机或交换设备, 从拓扑学的角度,我们往往也把它叫做网络结点或 简称结点。图中每一个垂直列表示一个开放系统。 子系统:对每一个开放系统均可以有N个划分, 每一划分称为一个子系统。显然,每一个子系统与 其上、下子系统进行交互作用,它们是通过子系统 间的边界进行的。 N层:指N个划分中,除去顶层和底层的任一层, 通常称N层;与N层相连的上、下层次称为(N+1)层、 (N-1)层。这种概念也适应于协议、服务、功能等。 对等层:在所有的开放系统中,位于同一水平 (同层)上的子系统,构成了对等层。对等层中
7、的 实体间能够发送和接收信息。 实体:开放系统中,能够发送和接收信息的软件 (如进程)和硬件(如智能I/O芯片),称为实体。 每层由多个实体组成。实体是系统中的活动元素。 一个子系统可以包含一个或多个实体。位于不同系 统中的同一层次的实体叫做对等实体。 协议就是计算机网络中对等实体之间有关通信规则约定的集合。,4、 协议栈(Protocol Stack) 协议是关于同一层次的对等实体之间的概念,而协议栈是指特定系统 中所有层次的协议的列表。 5、网络体系结构(Network Architecture) 网络体系结构(Network Architecture)是指层次结构与协议的集合。 前面,我
8、们已经介绍了协议和层次的概念,网络体系结构就是把他们组织 在一起的有机的整体。由于有了网络体系结构的规范,网络开发人员就可 以根据协议设计每一层的软件程序或是硬件设备。需要指出的是网络体系 结构并不包括实现细节和接口规范,这些都是各个计算机系统设计者需要 解决的问题。,6、 接口、服务、访问点 接口: 相邻两层之间的边界,N层通过接口为(N+1)层提供服务;换句话说,上层 通过接口使用低层提供的服务(调用);上层叫作服务的使用者,低层叫作服务 的提供者。 访问点: 服务的使用者和提供者通过服务访问点直接联系。所谓服务访问点SAP (Service Access Point)是指相邻两层实体之间
9、通过接口调用服务或提供服务 的联系点。 服务: N实体向N+1实体提供的N层服务是由下述三部分组成: (1)N实体自身提供的某些功能; (2)由(N-1)层及其以下各层及本地系统环境提供的服务; (3)与另一开放系统中的对等(N)实体的通信而提供的服务。 确定两个对等实体通信行为规则的集合称为N协议。N服务用户只能看到N服 务,却无法看到N协议的存在,即N协议对N服务用户是透明的。 服务是同一开放系统中相邻层之间的操作;协议是不同开放系统的对等实体 间虚拟通信所必须遵守的规定。,7、 服务原语 服务并不抽象,它由一系列的服务原语来描述。所谓原语,就是不可再细 分的意思。在接口的服务访问点上,服
10、务使用者看到的只是几个简单的原语。 关于原语是如何实现的,完全是服务提供者自己层次内部的事情,在接口上完 全不必考虑。 常用原语有: 请求(Request):表示某实体希望开始调用服务做事; 指示(Indication):表示某实体被通知有事件发生; 响应(Response):表示某实体对事件做出响应; 确认(Confirm):表示对发回响应的确认。 以打电话为例说明服务原语: 甲和乙位于高层,是服务的使用者;电话机位于低层,是服务的提供者, 为打电话的人提供上述四个服务原语。首先,甲在自己的电话机上拨乙的电话 号码,发出“请求”;乙的电话机响铃,“指示”给乙有电话打进来;乙拿起电话, 作为“
11、响应”;甲的电话由振铃音变为通话音,甲就收到了可以通话的“确认”。,8、 数据单元 在OSI/RM中规定了下属数据单元: 服务数据单元(SDU) 相邻层实体间传送的数据单元;并将N+1层与N层传送信息的服务数据单元 记为(N)SDU。 协议数据单元(PDU) 对等实体之间传送的数据单元;并将N层的协议数据单元记为(N)PDU。 (N)PDU由两部分组成:N用户数据单元(N)UD和N协议控制信息(N)PCI;如 果某层协议控制单元只用于控制,则协议数据单元中的用户数据可省略。 接口数据单元(IDU) 相邻实体间通过层间服务访问点一次交互信息的数据单元,称为接口数据 单元;并将之记为(N)IDU。 (N)IDU由两部分组成:N与N+1层间的交互数据,称为接口数据,记为 (N)ID;另一部分是为了控制N与N+1层间的交互操作而附加的控制信息,记为 (N)ICI。,9、 对等实体间的数据交换方式 面向连接的服务 面向连接的服务就象打电话,有一个明显的拨通电话、讲话、 再挂断电话的过程,面向连接服务的提供者也要作建立连接、维护 连接和拆除连接的工作,这种服务的最大好处就是可靠性高,而且 保证数据顺序传输。 无连接的服务 无连接的服务就像发电报,电报发出后你并不能马上确认对方 已经收到,无连接的服务不需要维持连接的额外开销,但是可靠性 较低,也不保证数据的传输顺序。,
链接地址:https://www.31doc.com/p-2577567.html