宽带无线通信第二讲郑国莘吴雅婷.ppt
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1、,宽带无线通信 第二讲 郑国莘 吴雅婷,OSI:起源和发展 OSI层 层的原理和益处 层之间的交互 TCP/IP网络协议,1.3.1 OSI协议栈,1.3 网络协议栈,分层的好处,各层之间是独立的。 灵活性好。 结构上可分割开。 易于实现和维护。 能促进标准化工作。,1.3 网络协议栈,层数多少要适当,若层数太少,就会使每一层的协议太复杂。 层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。,1.3 网络协议栈,OSI层,应用层 表示层 对话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层,1.3 网络协议栈,五层协议的体系结构,应用层(application layer) 传输层(tra
2、nsport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer),数据链路层,5 应用层,4 传输层,3 网络层,2 数据链路层,1 物理层,1.3 网络协议栈,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应用进程数据先传送到应用层,加上应用层首部, 成为应用层 PDU协议数据单元,1.3 网络协议栈,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据
3、,10100110100101 比 特 流 110101110101,注意观察加入或剥去首部(尾部)的层次,应 用 程 序 数 据,1.3 网络协议栈,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,10100110100101 比 特 流 110101110101,计算机 2 的物理层收到比特流后 交给数据链路层,1.3 网络协议栈,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,数据链路层剥去帧首部和帧尾部后 把帧的数据部分交给网络层,H2,T2,1.3
4、网络协议栈,H3,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,网络层剥去分组首部后 把分组的数据部分交给运输层,1.3 网络协议栈,H4,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,运输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层,1.3 网络协议栈,应 用 程 序 数 据,H5,应 用 程 序 数 据,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应用层剥去应用层 PDU 首部后
5、把应用程序数据交给应用进程,1.3 网络协议栈,计算机 1 向计算机 2 发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,我收到了 AP1 发来的 应用程序数据!,1.3 网络协议栈,OSI层应用层,1.3 网络协议栈,OSI层表示层,1.3 网络协议栈,例子,FTP允许你选择binary和ASCII两种传输方式。如果是binary方式,发送端就不会改变文件的内容。如果是ASCII方式,发送端就会先把内容从发送端的字符集转换成标准的ASCII码再发送。接受端再从ASCII码转换为本地的字符集。,1.3 网络协议栈,OSI层对话层,1.3 网络协议栈,O
6、SI层传输层,1.3 网络协议栈,例子,TCP提供了一个4200字节的数据段给IP进行投递。如果某种媒体不能传输4200个字节的包,那么IP将对数据进行分片。这样,接收端的TCP也许就会接收到3个不同的1400字节的段。并且,接收段可能按照和发送不同的顺序接收,所以它需要记录接收的段,并将它们重组为4200字节的段。然后将数据送给上一层。,1.3 网络协议栈,OSI层网络层,1.3 网络协议栈,网络层功能路由,Fred,R1,Bunches Of Routers,R2,Barnery,Step1,Step2,Step3,将数据从源计算机发送到最近的路由器。 将数据投递到离目标最近的路由器。 将
7、数据从离目标最近的路由器投递到最终路由器。,1.3 网络协议栈,OSI层数据链路层,1.3 网络协议栈,OSI层物理层,1.3 网络协议栈,例子,RJ45定义了连接器的形状和电缆芯/针的数量。Ethernet和802.3定义了1,2,3,6芯/针的使用。所以一根给Ethernet使用的带有RJ45连接器的5类电缆,同时应用了Ethernet和802.3物理层规范。,1.3 网络协议栈,OSI层,某些协议可能同时定义了多层的细节。例如,TCP/IP应用层等价于OSI 5到7层,所以NFS实现同时适合这三层。类似的,802.3,802.5和以太网同时定义了数据链路层和物理层的细节。,1.3 网络协
8、议栈,层之间的交互不同计算机相同层之间的通讯,HOST A,HOST B,Router 1,1.3 网络协议栈,1.3 网络协议栈,1.3.2 TCP/IP协议,TCP/IP,OSI,1.3 网络协议栈,层之间的交互TCP/IP Headers and Trailers,1.,2.,3.,4.,5.,Application,Transport,Internet,Network Interface,1.3 网络协议栈,层之间的交互帧,包和段,Data,Segment,Packet,Frame,1.3 网络协议栈,面向连接的协议,非面向连接的协议,流量控制,面向连接的协议 VS 非面向连接的协议
9、如何进行出错处理 流量控制,1.3 网络协议栈,面向连接的协议 VS 非面向连接的协议,1.3 网络协议栈,1.5 计算机网络范例,网络用于计算机之间的数据传送,而不是为了打电话。 网络能够连接不同类型的计算机,不局限于单一类型的计算机。 所有的网络结点都同等重要,因而大大提高网络的生存性。 计算机在进行通信时,必须有冗余的路由。 网络的结构应当尽可能地简单,同时还能够非常可靠地传送数据。,1.5 计算机网络范例,请注意名词“结点”,“结点”的英文名词是 node。 虽然 node 有时也可译为“节点”,但这是指像天线上的驻波的节点,这种节点很像竹竿上的“节”。 在网络中的 node 的标准译
10、名是“结点”而不是“节点”。,1.5 计算机网络范例,ARPANET的成功使 计算机网络的概念发生根本变化,早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网 各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。 分组交换网则是以网络为中心,主机都处在网络的外围。 用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。,1.5 计算机网络范例,从主机为中心到以网络为中心,以主机为中心,以分组交换网为中心,1.5 计算机网络范例,互联网发展的第一阶段,第一个分组交换网 ARPANET 最初只是一个单个的分组交换网。 ARPA 研究多种网络互连的技术。 1983 年 TCP/IP
11、 协议成为标准协议。 同年,ARPANET分解成两个网络: ARPANET进行实验研究用的科研网 MILNET军用计算机网络 19831984 年,形成了因特网 Internet。 1990 年 ARPANET 正式宣布关闭。,1.5 计算机网络范例,互联网发展的第二阶段,1986 年,NSF 建立了国家科学基金网。 NSFNET。它是一个三级计算机网络: 主干网 地区网 校园网 1991 年,美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营,并开始对接入因特网的单位收费。 1993 年因特网主干网的速率提高到 45 Mb/s(T3 速率)。,1.5 计算机网络范例,三级结构的互联网,各网络之
12、间需要使用路由器来连接。 有时在结构图中可不画出路由器。,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,1.5 计算机网络范例,三级结构的互联网,主机到主机的通信可能要经过多种网络。,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,1.5 计算机网络范例,互联网发展的第三阶段,从1993年开始,由美国政府资助的 NSFNET逐渐被若干个商用的 ISP 网络所代替。 1994 年开始创建了 4 个网络接入点 NAP (Network Access Point),分别由 4 个电信公司经营。 NAP 就是用来交换因特网上流量的结点。在NAP 中安装有性能很好的交换设施。到
13、本世纪初,美国的 NAP 的数量已达到十几个。 从 1994 年到现在,因特网逐渐演变成多级结构网络。,1.5 计算机网络范例,今日的多级结构的互联网,大致上可将互联网分为以下五个接入级 网络接入点 NAP 国家主干网(主干 ISP) 地区 ISP 本地 ISP 校园网、企业网或 PC 机上网用户,1.5 计算机网络范例,多级结构的互联网,大公司,地区 ISP,网络接入点 NAP (对等点),公司,主干服务 提供者,本地 ISP,地区 ISP,地区 ISP,地区 ISP,本地 ISP,本地 ISP,大公司,大公司,网络接入点 NAP (对等点),主机到主机的通信可能经过多种 ISP。,1.5
14、计算机网络范例,无线接入 AP,光缆,1.5 计算机网络范例,无线接入 AP,光缆,,,广域网,城域网,局域网,无线局域网,1.5 计算机网络范例,1.5.1 广域网:线路交换的特点,两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。,1.5 计算机网络范例,更多的电话机互相连通,5 部电话机两两相连,需 10 对电线。 N 部电话机两两相连,需 N(N 1)/2对电线。 当电话机的数量很大时,这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。,1.5 计算机网络范例,使用交换机,当电话机的数量增多时,就要使用交换机来完成全网的交换任务。,交换机,1.5 计算机网络范例,“交换”的含义,在这里
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