第三章 计算机网络模型 主要内容 1. 网络标准化组织 2. ISO/OSI模型

1. 网络标准化组织（1） American National Standards Institute (ANSI) International Standards Organization (ISO) http://www.iso.org/iso/en/ISOOnline.frontpage International Telecommunications Union– Telecommunication Standards Sector (ITU-T) http://www.itu.int/home/index.html American National Standards Institute (ANSI) http://www.ansi.org/

1. 网络标准化组织（2） Electronic Industries Association (EIA) Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) http://standards.ieee.org/ Electronic Industries Association (EIA) http://www.eia.org/

1. 网络标准化组织（3） Frame Relay Forum ATM Forum ISOC Internet Society IAB Internet Architecture Board IETF Internet Engineering Task Force http://www.ietf.org IRTF Internet Research Task Force IRTF 对互联网协议，应用，架构和技术等相关领域进行研究 IETF 标准制定

1. 网络标准化组织（4） 技术顾问 Internet协议 技术架构 项目研究

1. 网络标准化组织（5）

1. 网络标准化组织（6） 我国的国家标准 按部门/行业在国家技术监督局统一指导下进行 标准的制定方式 等同采用：直接引用国际标准（翻译） 等效采用：技术内容和编写风格略有差异 参照采用：根据国家特点，参照国际标准，制定国家标准 计算机网络（包括信息技术）方面标准均为等同采用 国家标准以GB XXXX的形式公布

1. 网络标准化组织（7） 标准的特点 滞后于实物（研究成果的总结和归纳） 标准具有时效性（改进—刷新，废除） 标准的制订者：研究人员、厂商代表 厂商的重要性：验证标准，推广标准（产品化） 厂商可能的排他性：市场因素。

第三章 计算机网络模型 主要内容 1. 网络标准化组织 2. ISO/OSI模型

2. ISO/OSI网络参考模型（1） 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 Host Terminal

2. ISO/OSI网络参考模型（2） Subnet The Open Systems Interconnection (OSI) Model. Application Application 7 Presentation Presentation 6 Session Session 5 Transport Transport 4 Network Network Network 3 Data link Data link Data link Data link 2 Physical Physical Physical Physical 1 终端 终端

2. ISO/OSI网络参考模型（3） 设计思想－抽象 标准的本身应当独立于实现的具体环境 确定总体框架和模块的接口方式 确定模块的外观特性（可提供的服务） 确定模块的协议规范（确保服务提供应遵循的规则）

2. ISO/OSI网络参考模型（4） 设计方法－分解 将整个系统功能分解为子模块 并通过对各子模块的功能、交换的数据结构和时序进行约定 协调模块之间的动作，保证系统设计的合理性和互操作性 根据子模块间的依赖关系，采用具有层次结构的模型与之对应。

2. ISO/OSI网络参考模型（5） 模块划分的原则 独立性：减少模块间交互的信息，降低依赖性 单向性：模块间的引用坚持单向性，降低实现难度 增值性：各模块在使用下层服务的基础上，完成特定的通信功能，提供增值服务 同构性：互连的系统应当具有相同的层次结构 适用性：同构系统的相同层次之间才能进行有意义的通信，并借助于下层服务予以实现

2. ISO/OSI网络参考模型（6） 我们的数据是如何发出去的呢？ 数据流向？

2. ISO/OSI网络参考模型（7） 数据封装和解封过程

2. ISO/OSI网络参考模型（8） OSI的相关术语 一般术语 “开放” 所遵循的标准是开放的 遵循标准的系统是开放的 同构和异构系统之间的对等开放 “开放系统互连” 遵循OSI标准的开放系统之间的通信

2. ISO/OSI网络参考模型（9） l “层” “层服务” 开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的一个子模块 若（N）层表示OSI层次结构中的任一层，则有 （N＋1）层表示该层次的上邻层 （N－1）层表示该层次的下邻层 “层服务” 同一主机上的不同层次之间 本层(n)向上层(n+1)提供的通信能力,是(n)以下所有子层的服务之和 上层的通信同过下层来实现

2. ISO/OSI网络参考模型（10） “对等层” “层协议” “层功能” “层实体” 位于不同主机之间相同层次的OSI子层 不同主机对等层之间 为对等层之间的通信所定义的语义、语法和时序约定 “层功能” 完成制定服务和通信的能力 “层实体” 层功能实现的真正承担者（相应的硬软件）

2. ISO/OSI网络参考模型（11） 服务原语 原语的特点（功能要么完全执行，要么。。。？） 层服务被引用的接口 服务原语由原语名和原语参数两部分组成 服务原语主要分为两大类 无确认的原语类型 有确认的原语类型 Reguest原语 （n+1->n) Confirm原语 (n->n+1) Indication原语（n->n+1) Response 原语（n+1->n)

2. ISO/OSI网络参考模型（12） Interface 对等层 上层程序 上层程序 N-conn Rsp N-conn req N-conn Cnf N-conn Ind 本层程序 本层程序 对等层 下层程序 下层程序

2. ISO/OSI网络参考模型（13） 层间通信 N + 1 N + 1 N N N - 1 N - 1 Ph Ph 对等层通信 实 际 数 据 传 输 物 理 媒 体

2. ISO/OSI网络参考模型（14） 数据类型 数据单元（DU）:OSI环境中交换的数据 服务数据单元（SDU）:相邻层间交换的数据单元 接口数据单元（IDU）:相邻层界面上体现的数据单元 IDU＝SDU ＋ ICI 协议数据单元（PDU）:对等层间交换的数据单元，PDU的内容和格式由协议精确地定义。

2. ISO/OSI网络参考模型（15） (N+1) 层 (N) 层 （N+1）PDU （N）SDU I D U （N）SDU （N）PDU SCI  （N）SDU ICI  I D U （N）SDU (N) 层 PCI  （N）PDU SCI  （N-1）SDU SCI---- 服 务 控 制 信 息 SDU----服务数据单元 ICI---- 接 口 控 制 信 息 PDU----协议数据单元 PCI---- 协 议 控 制 信 息

2. ISO/OSI网络参考模型（16） OSI层功能的分配 应用层（A），利用下层的服务，支持各种应用服务要求 表示层（P），解决异种系统之间的信息表示问题，屏蔽不同系统在数据表示方面的差异 会话层（S），提供控制会话和数据传输的手段 运输层（T），屏蔽通信子网差异，以及用户要求和网络服务之间的差异 网络层（N），利用路由技术，实现用户数据的端－端传输 数据链路层（DL），利用差错处理技术，提供高可靠传输的数据链路 物理层（PH），确定物理设备接口，提供点－点的比特流传输

2. ISO/OSI网络参考模型（17） 物理层(ph) 服务 协议 透明？ 对虚电路交换形式，建立、维持和释放连接，并实现比特流的透明传输。 对数据报交换 形式，实现比特流的透明传输。 协议 机械特性：接口部件的尺寸、规格、插脚数和分布等； 电气特性：接口部件的信号电平、阻抗、传输速率等； 功能特性：接口部件的信号线（数据线、控制线、地址线等）的用途； 规程特性：接口部件的信号线在建立、维持、释放物理连接和传输比特流的时序。 透明？

2. ISO/OSI网络参考模型（18） 物理层(ph) 重要协议特性 物理层不是指具体的物理传输媒体，而是设备与物理介质的接口规范 数据编码 数据速率 传输方式 物理层不是指具体的物理传输媒体，而是设备与物理介质的接口规范

物理层逻辑关系 编码 速率 传输模式

物理层协议举例（RS 232C接口） DB-9和DB-25插针对应关系表 a) DB-25 b) DB-9 DB-9 DB-25 插针功能说明 标记 1 2(RTS) 3(TDX) 4 5 6 7 8 9 3 2 20 22 信号检测 接收数据 发送数据 数据终端就绪 信号地 数据传输设备就绪 请求发送 允许接收 振铃指示 DCD RD SD DTR SG DSR RTS CTS RI DB-9和DB-25插针对应关系表 1 13 14 25 a) DB-25 b) DB-9 1 5 6 9

2. ISO/OSI网络参考模型（19） 数据链路层（DL） 服务（提供给网络层） 面向连接的服务(Connection-oriented) 基于虚电路 无连接的服务(Connectionless) 基于数据报 有应答（ACK） 无应答（N-ACK） 进行差错通知（无法处理的差错情况 上层）

2. ISO/OSI网络参考模型（20） 本层功能 帧封装: 本层的PDU形式，通过物理层发送 流量控制：通信双方的速率匹配 物理寻址：分组的地址有两种-逻辑和物理 差错控制：由于物理线路存在差错率 媒体访问控制：多个设备连接到同一条线路上(通信控制规程)

数据链路层逻辑关系

数据链路通信控制规程 对于共享物理信道，如何协调节点的访问 数据传输模式 串行同步传输控制 询问/确认：对等通信模式 轮询/选择：多点通信模式 数据传输模式 异步传输（单个字节或字符） 同步传输（数据块的传输） 串行同步传输控制 面向字符的同步传输（IBM的BSC帧） 面向比特的同步传输

数据链路层通信控制规程 面向字符的同步传输（BSC帧） 以字符传输为基本单位 控制信息采用ASCII特殊字符 分为数据帧和控制帧 采用停－等流控协议 半双工通信（每个帧的传输必须在前一个帧的应答之后）

数据链路层通信控制规程 数据帧格式 数 据 帧

数据链路层通信控制规程（4） 控制帧格式 控制帧 控制信息

数据链路层通信控制规程 面向比特的同步传输（二进制数据传输） IBM的SDLC－ISO的HDLC 以比特为传输的基本单位 根据配置以半双工或全双工方式工作 以窗口机制进行流量控制 以捎带应答方式提高工作效率 当前数据链路的数据传输方式

HDLC帧及格式 信息帧（I） 监管帧（S） 无序号帧（U） 传输数据及与数据有关的控制信息 传输控制信息，主要是链路层流量和差错控制信息

HDLC帧及格式

HDLC Field－Flag 数据中的‘0’填充操作，在数据发送中每发送5个1填充一位‘0’

HDLC Field－Address

HDLC Field－Control

HDLC Field－S-Control

HDLC Field－Information

HDLC Field－FCS

HDLC v.s. BSC 分别以字符和比特为传输基本单位 BSC的控制字符采用特定ASCII编码 HDLC以比特组合进行控制 面向字符的传输控制由于缺少灵活性和传输效率而不再使用 现有数据链路通信传输控制采用类似HDLC的形式

2. ISO/OSI网络参考模型（21） 差错控制 冗余交验码的计算 错误检测 ？ 错误纠正 ？

2. ISO/OSI网络参考模型（22） 流量控制（可靠传输）

2. ISO/OSI网络参考模型（23） 发送端-接收端的可靠数据传输方法 面向连接的通信方式（虚电路方式） 对接收端 数据是否正确？ 若正确？ 不正确？ 方法？ 错误检测 接收数据 通知对方 丢弃数据 通知对方

2. ISO/OSI网络参考模型（24） 对于数据发送端 定时重发 Timer-waiting for the receiver’s response If time out then repeat sending else waiting for response How many Time out Response

2. ISO/OSI网络参考模型（25） Stop－wait 应答确认方式 半双工工作方式 四种情况？

2. ISO/OSI网络参考模型（26） 如何提高数据链路通信效率？（具体分析） Stop and Wait： Slide window Transport timex2=42x2=48ms 链路带宽100Mbps 数据帧大小1500bit 传输效率是多少？ Slide window What

2. ISO/OSI网络参考模型（27）

2. ISO/OSI网络参考模型（28） 可发送窗口

2. ISO/OSI网络参考模型（29）

2. ISO/OSI网络参考模型（30）

Go-back n frame

Selective reject

窗口大小的设定(go back n) 序号空间（nbit）与发送窗口大小关系？ SWS(SEND WINDOW SIZE) =m RWS(RECEIVE WINDOW SIZE)=1 SWS<m=2n -1 窗口内Frame num=counter mod 2n 接受端窗口为1，不需要缓存空间

原则1：在发送或接收窗口内，保证序号的唯一性（非重复性） 原则2：发送的帧序号与接收窗口中的帧序号一一对应 若序号空间n=3，其最大窗口为7，即序号0-6. 若为8则会产生违反原则2的问题。 超时 WT 特殊情况：若数据发送及接收全正确，而ACK丢失，则可能出现发送的0序号帧是原来的重发，而不是接收端希望的新帧0 若定义超时时间为6格（发送为3格x2）,则超时重发时，帧1的ACK也刚刚发出，接收窗口移至2.3.4.5.6.7.0，重发的帧0出现混淆。 发方 1 2 3 4 7 丢失 ACK1 ACK2 ACKm 1 2 3 4 7 收方 ?

窗口大小的设定(selective reject) 序号空间（nbit） SWS(SEND WINDOW SIZE) RWS(RECEIVE WINDOW SIZE) SWS=RWS<=2n-1 窗口内Frame num=counter mod 2n 接收端需要缓存空间

序号空间n=3, 帧序号0-7. 若发送和接收窗口为4，即序号0-3. 当4个帧全部发送接收正常，接收窗口移至4-7，但若某个帧ACK丢失，也不会产生序号混淆。若为5，则会产生，比如0的ACK丢弃。 超时 WT 发方 1 2 3 4 7 选择重传的特点是一次发送整个窗口大小的数据帧，接收 ACK2 NAK4 ACK1 ACKm 1 2 3 4 7 收方 等待接收 WR

2. ISO/OSI网络参考模型（31） 媒体访问控制 如何控制多台设备对媒体的共享 争用的解决 在IEEE802中对不同的拓扑具有不同的应用规范

2. ISO/OSI网络参考模型（32） 网络层 OSI网络层运行环境 提供服务 是通信子网协议的最高层 面向连接的服务－虚电路方式 面向无连接的服务－数据报方式 当前的争论、结论、未来 Internet ATM

2. ISO/OSI网络参考模型（33） 逻辑地址（IP） 网络层功能 逻辑寻址 路由（分组传输路径选择） 物理地址（MAC） 端口地址（Port） 路由（分组传输路径选择） 信源与信宿位于不同网段 或者不同的子网内 实现路由功能的通信设备 路由器

2. ISO/OSI网络参考模型（34） 网络层协议 Ip－internet Ipx－Novell 流量控制 网络层一般不进行流量控制

2. ISO/OSI网络参考模型（35） 传输层 提供服务 功能 提供端口地址寻址(TSAP) 完成数据块的端到端传输（End-End） 提供面向连接的服务和无连接的服务（TCP/UDP） 功能 差错控制（端到端） 流量控制（端到端）

2. ISO/OSI网络参考模型（36）

2. ISO/OSI网络参考模型（37） 会话层（session） 对话控制，传输同步

2. ISO/OSI网络参考模型（38） 表示层 翻译、加密、压缩

2. ISO/OSI网络参考模型（39） 应用层 具体网络应用（Email、ftp）

数据链路地址（MAC地址）、网络地址（IP）和传输层地址（Port）的作用与区别？ 网卡地址的分层含义？ 数据链路地址（MAC地址）、网络地址（IP）和传输层地址（Port）的作用与区别？ A Protocol for Packet Network Intercommunication