计算机网络系统结构和协议

  • 体系结构：研究系统中各个组成成分及其关系的一门学科。
  • 计算机网络体系结构：定义和描述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，遵循这组规范可以很方便的实现计算机间的通信。

开放系统互连基本参考模式（OSI/RM）的设计原理

  • 分解：将整个系统划分为若干易于实现和控制的子模块，并通过对各模块的功能、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。同时可以根据各子模块的依赖关系，使用结构化的设计和实现方法，采用具有层次结构的模型与之对应。

  • 抽象：标准的提出应当独立于实现的具体环境， OSI/RM 的确立采用了三级抽象技术。

    • 提出 OSI/RM：建立计算机网络在概念和功能上的框架，包括确定 OSI 的层次模型，以及公共术语、属性和子模块的功能等。
    • 提出 OSI 服务定义：在 OSI/RM 的基础上，定义各个子模块可提供的服务，即确定各个子模块的外观特性。
    • 定义 OSI 协议规范：定义一组为确保子模块服务的提供而应遵循的规则。

  • 子模块（层）划分的原则：

      1. 各子模块具有相对的独立性，层间交互的信息最少
      1. 各子模块只能引用其下层提供的服务
      1. 在使用下层服务的基础下，各层完成特定的通信功能

  • OSI 的特点：

    • 互连的系统必须具有相同的层次结构
    • 只有相同层次的实体才能进行有意义的通信，并且只能借助其下层的服务来实现

  • OSI 的层次：

    • 物理层（PH）：确定物理设备接口，提供点对点的比特流传输的物理链路。
    • 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。
    • 网络层（N）：利用路由技术，实现用户数据的端对端传输。
    • 运输层（T）：屏蔽子网差异，以及用户要求和网络服务之间的差异。
    • 会话层（S）：提供控制会话和数据传输的手段。
    • 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。
    • 应用层（A）：利用下层服务，满足具体的业务需求。

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  • OSI 的基本术语：

    • 开放：所遵循的标准是任何人都可以遵守的
    • 开放系统：依据 OSI 标准开发出来的硬软设施的总称
    • 开放系统互连：彼此开放的系统通过联合使用适当的 OSI 标准进行信息交换
    • 层：开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的一个子系统
    • 层功能：本层具有的通信功能（内在的通信能力，由标准指定）
    • 层服务：本层向上邻层提供的通信能力。 （N）服务 = （N）功能 + （N-1）服务
    • 层协议：为保证层功能的实现和层服务的提供而定义的一组有关通信方面的、在语义、语法和时序方面的约定，有时，同一层次可能定义多个协议，只有执行同一协议的系统之间才能通信，