《计算机网络基础与应用》教案 第3章 网络体系结构

授课章节 第3章 网络体系结构 授课内容 首授班级 首授时间 课时 4学时 1．理解网络体系结构概念。 2．理解网络协议的概念。 知识目标 3．掌握ISO/OSI参考模型的层次结构和各层的功能。 4．掌握TCP/IP体系结构的各层的功能。 5．掌握IP地址的概念、子网掩码及下一代IPv6的概念。 1．能够清晰地描述ISO/OSI参考模型与TCP/IP体系结构的共同点和差别。 能力目标 2．能够进行简单的网络设计及进行子网的规划。 3．能够清晰的描述IPv4和IPv6的差别。 1

教学重点 TCP/IP体系结构 教学难点 IP地址、子网规划 教学地点 教具 教案、演示课件 第三章 网络体系结构 3．1 网络体系结构概述 网络体系结构CNA（Computer Network Architect）是指为了完成计算机之间的通信，把每台计算机互连的功能划分成有明确定义的层次，并规定了同层次进程通信的协议及相邻之间的接口及服务，用分层研究方法定义网络各层的功能，各层协议和接口的集合。 3．1．1分层结构 分层可以把一个复杂的大系统分解为若干个容易处理的小系统，然后逐个解决。计算机网络体系结构就采用分层的方法。 1．为什么要采用分层结构 教学过程 分层结构是处理复杂问题的一种有效方法，合理的层次结构，优点如下所述。 （1）易于实现和维护。 （2）各层功能明确，相对独立。 （3）灵活性好。 （4）易于标准化工作。 2．分层的原则 计算机网络分层时要遵循原则，如下所述。 （1）结构清晰，层数适中。 （2）层间接口清晰，跨越接口的通信量尽可能少。 2

（3）每一层都通过层间接口使用下层的服务，并为上层提供服务。 （4）网络中各节点都有相同的层次，各个节点的对等层按照协议实现对等层之间的通信。 3．层次结构中的相关概念 计算机网络的层次结构相关的概念，如下所述。 （1）实体（Entity）。 （2）协议（Protocol）。网络协议就是使计算机网络能协同工作实现信息交换和资源共享必须遵循某种互相都能接受的规则、标准或约定。 网络协议的3要素分别是语法、语义和同步。 语法（Syntax）规定通信双方“如何讲”，确定数据与控制信息的结构、格式、信号电平等，一般以二进制形式表示。语义（Semantics）规定通信双方“讲什么”，确定协议元素的种类，即需要发出何种控制信息，完成何种动作及做出何种应答。同步（Timing）包括速度匹配和排序等，即事件实现顺序的详细说明。 （3）接口（Interface）。 （4）服务（Service）。 3．1．2层次结构模型 层次结构一般以垂直分层模型来表示，如图3-1所示。 （1）除了在物理介质上建立的物理连接是实通信外，其它各对等层之间的连接都是建立在逻辑连接上的虚通信。 （2）各对等层间的虚通信必须遵循层的协议。 （3）n层的虚通信是通过n层和n-1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信来实现的。 在图3-1所示的结构中，n层是n-1层的用户又是n+1层的服务提供者。n+1层直接使用n层的服务，间接使用了n-1层及以下所有各层的服务。 3