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第三章 计算机网络体系结构与协议
本章学****要点：
网络体系结构与协议概述
OSI参考模型
OSI与TCP/IP两种模型的比较
TCP/IP参考模型
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网络体系结构与协议概述
网络体系结构的概念
网络体系结构是指整个网络系统的逻辑组成和功能分配，定义和描述了一组用于计算机及其通信设施之间互连的标准和规范的集合。
研究网络体系结构的目的：定义计算机网络各个组成部分的功能，以便在统一的原则指导下进行网络的设计、建造、使用和发展。
网络协议的概念
网络协议就是为进行网络中的数据通信或数据交换而建立的规则、标准或约定。
1. 什么是网络协议
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连网的计算机以及网络设备之间要进行数据与控制信息的成功传递就必须共同遵守网络协议。
2. 网络协议的三要素
语法（Syntax）
语法规定了通信双方“如何讲”，即确定用户数据与控制信息的结构与格式。
语义（Semantics）
语义规定通信的双方准备“讲什么”，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答
时序（Timing）
时序又可称为“同步”，规定了双方“何时进行通信”，即事件实现顺序的详细说明
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网络协议的分层
计算机网络是一个非常复杂的系统，不仅涉及网络硬件设备，还涉及各种各样的软件，所以通信协议必然十分复杂。实践证明，结构化设计方法是解决复杂问题的一种有效手段，其核心思想是：将系统模块化，并按层次组织各模块。
1. 分层的好处
各层之间可相互独立
灵活性好，易于实现和维护
有利于促进标准化
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2. 各层次间的关系
网络协议都是按层的方式来组织，如图3-1所示，每一层都能完成一组特定的、有明确含义的功能，每一层的目的都是向上一层提供一定的服务，而上一层不需要知道下一层是如何实现服务的。
每一对相邻层次之间都有一个接口（Interface），接口定义了下层向上层提供的命令和服务，相邻两个层次都是通过接口来交换数据的。
图3-1 计算机网络的层次模型
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每一层中的活动元素通常称为实体（Entity）。实体既可以是软件实体（如一个进程），也可以是硬件实体（如智能输入/输出芯片）。不同通信节点上的同一层实体称为对等实体（Peer Entity） 。
不同网络中的对等实体之间不能直接进行通信，其通信过程如图3-2所示。
图3-2 对等实体间通信示意图
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3. 层次间的关系举例
具体实例请参照教材P46—P47学****br/> 其他相关概念
1. 服务
服务位于层次接口的位置，表示低层为上层提供哪些操作功能，至于这些功能是如何实现的，则不是服务考虑的范畴。
2. 面向连接服务
面向连接服务类似打电话，包括：建立连接、维护连接和拆除连接三个阶段。这种服务的最大好处就是能够保证数据高速、可靠和顺序的传输。
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3. 面向无连接服务
面向无连接的服务就像发电报，发送方并不能马上确认对方是否已收到。因此，面向无连接服务不需要维护连接的额外开销，但是 可靠性较低，也不能保证数据的顺序传输。
4. 服务访问点（Service Access Point）
服务访问点是相邻两层实体之间通过接口调用服务或提供服务的联系点。
5. 协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）
协议数据单元是对等实体之间通过协议传送的数据单元。
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6．接口数据单元（Interface Data Unit，IDU）
接口数据单元是相邻层次之间通过接口传送的数据单元，接口数据单元又称为服务数据单元（Service Data Unit，SDU）
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OSI参考模型
OSI参考模型的概念
1984年，国际标准化组织（ISO）发表了著名的ISO/IEC 7498标准，定义了网络互连的7层框架，这就是开放系统互连参考模型，即OSI参考模型，如图3-3所示。
图3-3 OSI参考模型的结构
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