第3章 3.2 OSI参考模型(1.物理层、链路层、网络层）（课件）-《计算机网络技术》（高教版第四版）【上好课】

OSI参考模型(1.物理层、链路层、网络层） 计算机网络技术 -第6课时- 高教版版第4版 学习目标 理解 ISO/OSI 参考模型各层功能与服务 能分析不同层在数据传输中的作用 培养对网络分层体系结构的系统思维 1 2 3 知识目标 能力目标 素养目标 目录 教学引入 知识讲授 师生互动 课堂练习 课堂小结 基础知识认知 让我们一起开启单片机的学习之旅。 教学引入 为什么不同厂家的计算机需要标准模型才能通信？ 思考：在网络数据传输中，各层是如何协同工作的？ 知识讲授 ISO/OSI 参考模型 ISO/OSI 参考模型是国际标准化组织定义的开放式系统互联参考模型，它将计算机网络的通信功能划分为七层架构，从底层到高层依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 该模型为不同厂商的网络设备与软件提供了统一的通信标准框架，规范了网络各层的功能定义与层间交互规则，为数字产业的高效互联与资源共享奠定了核心技术基础。 知识讲授 OSI 参考 模型概述 物理层 数据链路层 网络层 OSI参考模型概述 第一部分 知识讲授 OSI 参考模型概述 知识讲授 OSI模型定义 OSI 七层模型 是国际标准化组织提出一个网络分层模型。 知识讲授 OSI 模型分层原则 OSI 分层原则是按功能模块化划分层次，每层仅为上层提供服务、仅使用下层的服务，且同层遵循相同协议实现逻辑通信。 知识讲授 OSI 模型模型特性 抽象结构性：通过分层剥离不同功能的细节，将复杂的网络通信拆解为独立且标准化的层级模块，降低整体设计与实现的复杂度。 抽象结构性 架构师先要在大脑中形成抽象概念，然后是子模块分解，然后是依次实现子模块，最后将子模块拼装组合起来，形成最后系统。 知识讲授 OSI 模型模型特性 分层协作性：各层自上而下依次为上层提供服务，自下而上依次调用下层的服务，层间通过接口交互，同层通过协议完成逻辑通信，最终协同实现端到端的完整网络传输功能。 分层协作性 构建一套复杂系统，我们把整个系统划分成若干个层次，每一层专注解决某个领域的问题，并向上提供服务。 背诵记忆 序号 名称 核心说明与记忆要点 1 模型定义 分层协调协议。记 “分层”“协议” 2 分层原则 逻辑分组等。抓 “逻辑分组” 3 模型特性 抽象协作服务。关注 “抽象”“协作 课堂练习 简答题 简述 OSI 参考模型的分层原则。 【答案】OSI 参考模型的分层原则如下：（1）层次的划分应该从逻辑上将功能分组，每层应当实现一个定义明确的功能；（2）每层功能的选择应该有助于制订网络协议的国际化标准；（3）层次应该足够多，以使每一层小到易于管理，但也不能太多，否则汇集各层的处理开销太大；（4）各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。 课堂练习 单选题 1、OSI 参考模型的特性包括（ ）。 A. 是一种抽象结构，并非具体实现的描述 B. 不同系统上的相同层的实体称为同等层实体 C. 同等层实体之间的通信由该层的协议管理 D. 直接的数据传送仅在最底层实现 【答案】ABCD 【解析】OSI 参考模型的特性有：是一种抽象结构，并非具体实现的描述；不同系统上的相同层的实体称为同等层实体；同等层实体之间的通信由该层的协议管理；相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务；所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务；直接的数据传送仅在最底层实现；每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层，所以 ABCD 都正确。 物理层、数据链路层与网络层 第二部分 知识讲授 物理层、数据链路层与网络层 知识讲授 物理层概述 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据， 物理层功能：实现物理通信，传输比特流。 知识讲授 物理层下面的传输媒体 1. 导引型传输媒体 同轴电缆 双绞线 光纤、电力线 知识讲授 物理层下面的传输媒体 2. 非导引型传输媒体 无线电波 微波 红外线 知识讲授 数据链路层概述 链路（Link）就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。 数据链路（DataLink）是指把实现通信协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。 知识讲授 数据链路层功能 封装成帧 差错检测 可靠传输 数据链路层主要功能 知识讲授 数据链路层功能 封装成帧 差错检测 可靠传输 数据链路层主要功能 知识讲授 网络层概述 网络层的主要任务是实现网络互连，进而实现数据包在各网络之间的传输 网络层的功能是支持网络连接，处理端到端传输 知识讲授 网络、互连网与互联网的区分 网络：由若干节点(node)和连接这些节点的链路(link)组成。 互连网：有多个网络通过一些路由器相互连接起来，构成了一个覆盖范围更大的计算机网络。 互联网:全球最大的互连网又叫互联网（因特网Internet） 知识讲授 网络层提供的服务 网络层提供数据报和虚电路服务 背诵记忆 序号 名称 核心说明与记忆要点 1 物理层功能 物理通信传比特。建连、传单元、管理。记 “物理通信” 2 数据链路层功能 提供可靠线路。链路管理、帧处理。记 “可靠线路” 3 网络层功能 支持连接，端到端传输。建连、分段、路由。记 “连接”“端到端” 看图说话 连线，找出OSI模型中各层正确的设备 课堂练习 单选题 1、OSI 参考模型中，物理层的任务是（ ）。 A. 实现物理上互连系统间的信息传输 B. 为网络层提供透明的、正确的和有效的传输线路 C. 支持网络连接的实现 D. 提供端到端的可靠数据传输 【答案】A 【解析】物理层是 OSI 参考模型的最底层，其任务是实现物理上互连系统间的信息传输，将信息按位从一个系统经物理通道送往另一系统，所以选 A。 课堂练习 单选题 2、网络层提供的服务有（ ）。 A. 数据报服务和虚电路服务 B. 可靠服务和不可靠服务 C. 面向连接服务和无连接服务 D. 以上都对 【答案】D 【解析】网络层提供无连接和面向连接两种类型的服务，也称为数据报服务和虚电路服务。无连接服务一般不采用可靠方式传送，面向连接服务是可靠传送方式，所以网络层的服务可以表述为数据报服务和虚电路服务、可靠服务和不可靠服务、面向连接服务和无连接服务，选 D。 课堂练习 单选题 3、数据链路层的数据传输单位是（ ）。 A. 比特 B. 帧 C. 分组 D. 报文 【答案】B 【解析】数据链路层的数据传输单位是帧，节点在发送过程中要将分组附上控制信息构成帧，接收时要剥去控制信息将分组上交网络层，所以选 B。 师生互动 师生互动 1 分组讨论页讨论在一个大型企业广域网中，如何根据不同层功能优化网络通信。 课堂小结 知识点总结 1. ISO/OSI 参考模型概述 OSI参考模型(1.物理层、链路层、网络层） 模型的产生背景 模型的分层原则 模型的特性和术语 物理层的功能和作用 物理层的介质和互联设备 2. 物理层 3. 数据链路层 数据链路层的功能和任务 数据链路层的协议和规程 数据链路层的设备 4.网络层 网络层的功能和作用 网络层的服务类型 课后任务 布置作业： 画出 ISO/OSI 参考模型的分层结构思维导图，包含各层的名称、主要功能、服务类型和重要协议。 简述物理层、数据链路层、网络层的主要功能。 谢谢观看 THANKS $