【計算機網絡】計算機網絡體系結構

1、計算機網絡概述

概念組成和功能：利用通訊設備和線路將地理位置不一樣的，功能獨立的多個計算機系統互連起來，以功能完善的網絡軟件（網絡通訊協議  信息交換方式   網絡操做系統）實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。

數據處理和資源共享是兩大基本功能。

邏輯功能分爲資源子網和通訊子網：

• 資源子網：負責數據處理的主計算機與終端
• 通訊子網：負責數據通訊處理的通訊控制處理機與通訊線路

資源子網的概念

• 資源子網的組成：

主機  終端  終端控制器  外設   軟件資源  信息資源

• 主機：

大型機 中型機  小型機  工做站或微機

• 終端：

用戶訪問網絡的界面；終端能夠是簡單的輸出終端，帶有微處理機的智能終端；終端經過主機煉乳網內，也能夠用過通訊控制處理劑連入網內

 

通訊子網的概念：

• 早期的ARPA net中承擔通訊控制處理機功能的設備是接口報文處理機IMP，也就是如今普遍使用的路由器
• 路由器將主機和終端連入網內
• 路由器完成分組接收、校驗 存儲  轉發功能 
• 交換機

 

Internet網絡結構：

經過校園網。企業網或ISP聯入地區主幹王，地區豬肝網經過國家主幹網聯入國家間的高速主幹網，這樣就造成一種由路由器互連的大型。層次結構的國際網的Internet網絡結構。

 

計算機網絡的分類

• 網絡分佈範圍分類：

廣域網  城域網  局域網   我的區域網

• 使用者分類：

公用網  專用網

• 交換方式分類：

電路交換   報文交換  分組交換

• 拓撲結構分類：

星形  總線   環形  樹形  網形

 

計算機網絡的標準化工做及相關組織

• 標準化的重要性：

1. 實現不一樣廠商的硬軟件之間的互連，必須聽從統一的標準

• 標準的分類：

1. 法定標準：權威機構指定的正式的合法的標準：OSI
2. 事實標準：某些公司的產品在競爭中佔據了主流，時間長了這些就成了標準  TCP/IP

 

ITU-T：國際電信聯盟電信委員會

ISO：國際標準化組織

IEEE：美國電子 電器學工程師學會   IEEE802系列局域網標準

IETF：Internet工程任務組   RFC 

2、計算機網絡體系結構

• 體系結構：計算機網絡各層次及其協議的集合
• 層次結構以垂直分層模型來表示

除了在物理媒體上進行的是實通訊以外，其他各對等實體間進行的都是虛通訊，對等層的虛通訊必須遵循該層的協議。

 

層次結構劃分的原則：

• 每層的功能應是明確的，而且是相互獨立的，當每一層的具體實現方法更新時，只要保持上下層的接口不變，變不會對鄰居產生影響
• 層間接口必須清晰，跨越接口的信息應儘量少
• 層數應適中，若層數過小，則形成協議太複雜，若層數過小，則體系結構過於複雜，使描述和實現各層功能變得困難。

3、計算機網絡協議、接口、服務

一、協議

網絡協議是爲網絡數據交換而制定的規則、約定與標準。

網絡協議的三要素：語義、語法、時序

語義：用於解釋比特流的每一部分的意義

語法：語法是用戶數據與控制信息的結構與格式，以及數據出現的順序的意義

時序：事件實現順序的詳細說明

二、接口（服務訪問點）

• 接口是同一節點內相鄰層之間交換的鏈接點
• 同一個結點的相鄰層之間存在着相同規定的接口，底層向高層經過接口提供服務
• 只要接口條件不變，底層功能不變，底層功能的具體實現方法與技術的變化不會影響整個系統的工做

三、服務

爲保證上層對等提之間能相互通訊。下層向上層提供的功能。

四、網絡體系結構的特色

• 以功能做爲劃分層次的基礎
• 第n層實體在實現自身定義的  只能使用第n-1層提供的服務
• 第n層在向第n+1層提供服務時，此服務不只包含第n層自己的功能，還包含由下層服務提供的功能
• 僅在相鄰層間有接口，且所提供的服務的具體實現細節對上一層徹底屏蔽。

 

概念理解：

• 網絡協議是按層次結構來組織的
• 網絡層次結構模型與各層協議的集合稱爲網絡體系結構
• 網絡體系結構對計算機網絡應該實現的功能進行了精確的定義
• 體系結構是抽象的，而實現是指可以運行的一些硬件和軟件

4、ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型

一、ISO/OSI參考模型

面向信息處理	應用層	用戶功能
	表示層
	會話層
面向數據通訊	傳輸層
	網絡層	網絡功能
	數據鏈路層
	物理層

 

OSI參考模型各層的功能：

物理層的主要功能：

• 利用傳輸介質爲通訊的網絡結點之間創建。管理和釋放物理鏈接
• 實現比特流的透明傳輸，爲數據鏈路層提供數據傳輸服務
• 物理層的數據傳輸單元是比特

數據鏈路層的主要功能：

• 在物理層提供的服務基礎上，數據鏈路層在通訊的實體間創建數據鏈路鏈接
• 傳輸以幀爲單位的數據包
• 採用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路

網絡層的主要功能：

• 經過路由選擇算法爲分組經過通訊子網選擇最適當的路徑
• 爲數據在結點之間傳輸建立邏輯鏈路
• 實現擁塞控制，網絡互連等功能

傳輸層的主要功能：

• 向用戶提供端到端服務
• 處理數據包錯誤。數據包次序以及其餘一些關鍵傳輸問題
• 傳輸層向高層屏蔽了下層數據通訊的細節，是計算機通訊體系中最關鍵的一層。

會話層的主要功能：

• 負責維護兩個節點之間的傳輸連接，以確保點到點傳輸不中斷
• 管理數據交換

表示層的主要功能：

• 用戶處理在兩個通訊系統中交換信息的表示方式
• 數據格式變換
• 數據加密與解密
• 數據壓縮與恢復

應用層的主要功能：

• 爲應用程序提供網絡服務
• 識別並保證通訊對方的可用性，是的協同工做的應用程序之間的同步
• 創建傳輸錯誤糾正與保證數據完整性的控制機制

 TCP/IP模型：

特色：

獨立於計算機硬件和操做系統

獨立於特色的網絡硬件，統一的網絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網中都具備惟一的地址

一、網絡接口層

參考模型的最底層。負責經過網絡發送和接收IP數據報

充分體現兼容性和適應性

二、網絡層

至關於OSI參考模型網絡層無鏈接網絡服務

處理互連的路由選擇、流控和擁塞問題

IP協議是無鏈接的，提供盡力而爲服務的網絡層協議

三、傳輸層

在互聯網中源主機與目的主機的對等實體間創建用於會話的端到端鏈接

傳輸控制協議TCP是一種可靠的面向鏈接協議

用戶數據報協議UDP是一種不可靠的無鏈接協議

四、應用層

主用協議有:遠程登陸協議 Telnet  

文件傳輸協議  FTP   簡單郵件傳輸協議  SMTP

域名系統  DNS

簡單網絡管理協議 SNMP

超文本傳輸協議HTTP

 

tip:自下而上第一個提供端到端的服務層是傳輸層    自上而下是應用層

TCP/IP參考模型網絡層提供的是無鏈接不可靠的數據報服務

TCP/IP體系結構中，直接爲ICMP提供服務的協議是IP

經過POP3協議接收郵件時使用的傳輸層服務類型是有鏈接可靠的數據傳輸服務（郵件要求可靠性）

重點：層次的功能