第3章交换网络的结构及原理
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第3章计算机网络体系结构〖主要内容〗计算机网络体系结构概述,各层功能的简单介绍,主要介绍物理层和数据链路层及网络层。
〖教学重点〗OSI参考模型的七层功能,物理层概念,数据链路层的流量控制方法,HDLC概念。
计算机网络由多个互连的结点组成,结点之间要不断地交换数据和控制信息,要做到有条不紊地交换数据,每个结点就必须遵守一整套合理而严谨的结构化管理体系。
计算机网络就是按照高度结构化设计方法采用功能分层原理来实现的,即计算机网络体系结构的内容。
3.1 网络体系结构及协议的概念3.1.1 网络体系和网络体系结构网络体系(Network Architecture):是为了完成计算机间的通信合作,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。
网络体系结构:是指用分层研究方法定义的网络各层的功能、各层协议和接口的集合。
3.1.2 计算机网络体系结构计算机的网络结构可以从网络体系结构、网络组织和网络配置三个方面来描述,网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述计算机网络;网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局、硬件、软件和和通信线路来描述计算机网络;网络体系结构是从功能让来描述计算机网络结构。
网络体系结构最早是由IBM公司在1974年提出的,名为SNA计算机网络体系结构:是指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合结构化是指将一个复杂的系统设计问题分解成一个个容易处理的子问题,然后加以解决。
层次结构是指将一个复杂的系统设计问题分成层次分明的一组组容易处理的子问题,各层执行自己所承担的任务。
计算机网络结构采用结构化层次模型,有如下优点:●各层之间相互独立,即不需要知道低层的结构,只要知道是通过层间接口所提供的服务●灵活性好,是指只要接口不变就不会因层的变化(甚至是取消该层)而变化●各层采用最合适的技术实现而不影响其他层●有利于促进标准化,是因为每层的功能和提供的服务都已经有了精确的说明3.1.3 网络协议1.协议(Protocol)网络中计算机的硬件和软件存在各种差异,为了保证相互通信及双方能够正确地接收信息,必须事先形成一种约定,即网络协议。
第3章局域网基础【考点一】局域网基本概念1.局域网的主要技术特点(1)局域网覆盖有限的地理范围,它适用于机关、公司、校园、军营、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。
(2)局域网具有高数据传输速率(10Mbps~1 000 Mbps)、低误码率、高质量的数据传输环境。
(3)局域网一般属于一个单位所有,易于建立、维护和扩展。
(4)决定局域网特性的主要技术要素是:网络拓扑、传输介质访问控制方法。
(5)局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类:共享介质局域网与交换式局域网。
2.局域网拓扑构型局域网在网络拓扑上主要采用了总线型、环型与星型结构;在网络传输介质上主要采用了双绞线、同轴电缆与光纤。
3.局域网传输介质类型与特点局域网常用的传输介质有:同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道。
局域网产品中使用的双绞可以分为两类:屏蔽双绞线(STP,Shielded Twisted Pair)与非屏蔽双绞线(UTP,Unshiekede Twisted Pair)。
【考点二】局域网介质访问控制方法目前被普遍采用并形成国际标准的介质访问控制方法主要有以下3种:(1)带有冲突检测的域波侦听多路访问(CSMA/CD)方法。
(2)令牌总线(Token Bus)方法。
(3)令牌环(Token Ring)方法。
1.IEEE 802模型与协议IEE 802委员会为局域网制定了一系列标准,统称为IEEE 802标准。
这些标准主要是:(1)IEEE 802.1标准,它包括局域网体系结构、网络互连,以及网络管理与性能测试。
(2)IEEE 802.2标准,定义了逻辑链路控制LLC子层功能与服务。
(3)IEEE 802.3标准,定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层规范。
(4)IEEE 802.4标准,定义了令牌总线(Token Bus)介质访问控制子层与物理层规范。
(5)IEEE 802.5标准,定义了令牌环(Token Ring)介质访问控制子层与物理层规范。
交换路由工作原理
交换路由工作原理是指在计算机网络中,交换路由器通过接收和转发数据包来完成数据传输的过程。
交换路由器是网络中的重要设备,用于连接不同的网络,并根据数据包的目的地址来决定最佳的传输路径。
以下为交换路由工作原理的三个关键步骤:
1. 数据包的接收与解析:当一个数据包到达交换路由器时,路由器首先会读取数据包的目的地址,并与路由表进行匹配。
路由表存储了网络的拓扑结构信息和目的地址与下一跳路由器的映射关系。
2. 路由选择与转发:根据路由表的匹配结果,交换路由器会选择一条最佳的路径来转发数据包。
最佳路径选择通常基于一些路由选择算法,例如最短路径优先(Shortest Path First)算法或开销加权(Cost Weighting)算法。
3. 数据包的转发与交付:在选择了最佳路径后,交换路由器会将数据包发送到相应的下一跳路由器。
下一跳路由器继续根据该数据包的目的地址来决定下一跳路由器,以此类推,直至数据包到达目的地。
通过这样的接收、解析、选择、转发和交付过程,交换路由器能够有效地实现网络中数据包的传输。
这种分布式的路由选择机制可以使数据包在网络中快速、正确地到达目的地,提高网络的性能和效率。