计算机网络协议与体系结构

第三章计算机网络体系结构与网络协议3.1 网络体系结构3.1.1 概述使相互通信的两个可能不同厂家、不同结构的计算机系统高度协调地交换数据，通信双方必须在有关信息内容、格式和传输顺序等方面遵守一些事先约定好的规则，如通信过程的同步方式、数据格式、编码方式等。

这些为进行网络中数据交换而制定的规则、标准与约定，称为网络协议。

考察一个实际社会中的邮政系统的结构、运行过程。

以下是邮政系统结构以及信件发送与接收过程的示意图。

3.1.2 网络体系结构的基本概念1. 协议（protocol）协议是一种通信规约。

不遵循双方事先约定好的规则与规定，就要出错。

计算机网络也是如此，网络中大量计算机之间要有条不紊地交换数据，就必须制定一系列的通信协议。

一个网络协议主要由三个要素组成：（1）语义：构成协议的协议元素的含义。

协议元素是指需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。

（2）语法：数据或控制信息的数据结构形式或格式（3）时序：对事件实现顺序的详细说明3. 接口（interface）接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接点。

低层向高层通过接口提供服务。

只要接口条件不变，低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。

4. 体系结构（architecture）对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构模型。

计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的。

将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构（Network Architecture）。

即关于计算机网络应该设置哪几层，每层应提供哪些功能。

3.1.3 网络体系结构的特点1. 各层之间互相独立2. 灵活性好3. 结构上可以分割开，各层都可以采用最适合的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其它层4. 易于实现和维护5. 有利于促进标准化3.2 开放系统互连参考模型3.2.1 OSI参考模型的制定开放系统互连参考模型OSI（Open system interconnection/Reference Model）是由国际标准化组织ISO制定的网络层次结构模型。

计算机协议及体系结构网络协议与层次结构计算机协议及体系结构：网络协议与层次结构计算机网络已经成为当今社会中不可或缺的一部分。

网络的正常运行需要依靠一种特定的规则和约定，这就是计算机协议。

本文将介绍计算机协议的概念、分类以及体系结构，并重点讨论网络协议与层次结构的关系。

一、计算机协议的概念与分类计算机协议是进行网络通信时必需的一种规范或约定。

它定义了数据在传输过程中的格式、顺序及错误处理等细节，使得不同设备和系统能够实现互联互通。

根据协议的不同特点和功能，我们可以将计算机协议分类为以下几种：1. 传输层协议：传输层协议负责提供可靠的数据传输服务，如TCP （传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。

2. 网络层协议：网络层协议负责对数据包进行路由和转发，实现不同网络之间的通信，如IP（互联网协议）。

3. 数据链路层协议：数据链路层协议负责进行数据的分帧、差错校验和流量控制等，如以太网协议。

4. 物理层协议：物理层协议负责将数字信号转换为物理信号进行传输，如以太网物理层规范。

二、网络协议与层次结构网络协议的实现通常采用分层的结构，这就是网络协议的层次结构。

层次结构将网络通信过程划分为不同的层次，每一层都负责一部分功能，通过协议的定义和规定来实现通信的目标。

1. OSI参考模型OSI参考模型是一种广为接受的网络协议层次结构，它将通信系统划分为七个不同层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

每一层都承担特定的功能，在数据传输过程中相互协同工作，从物理层到应用层逐层处理数据。

2. TCP/IP协议族TCP/IP协议族是互联网最常用的协议体系结构。

它包含四个层次：网络接口层、网络层、传输层和应用层。

其中，网络接口层与数据链路层对应，网络层相当于OSI参考模型中的网络层，传输层则对应传输层，应用层包含了会话层、表示层和应用层的功能。

三、网络协议与层次结构的关系网络协议通过层次结构的方式，使得不同层次的协议可以独立设计、实现与扩展。

计算机网络的协议与体系结构（理论结构）教学目的：主要学习计算机网络体系结构；通信协议。

教学重点：重点是计算机网络体系结构。

教学难点与关键：计算机网络体系结构的组成、功能。

教学内容及板书纲要：1．计算机网络体系结构基本概念；2. 协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念；3．计算机网络的标准化组织和通信标准。

教学过程一、掌握什么是计算机网络的体系结构？为什么要定义网络体系结构？1、计算机网络体系结构就是指计算机网络各层次功能和相应协议的集合，其重要的框架文件是OSI标准。

2、OSI的核心内容由高、中、低三层组成：高层面向网络应用，低层面向网络通信的各种物理设备，中层则集中了大量的协议，起作信息交换、路径选择等作用。

二、为什么要对计算机网络进行分层？分层的原则是什么？1、因为计算机网络是一个复杂的、分布的、开放性的网络系统，采用结构化的方法来描述它，可以把复杂的网络问题分解为许多比较小的、界面比较清晰的、结构简单的部分来处理。

2、分层的原则是：将一组相近功能放在一起，有明确的定义，并有助于制定网络协议的标准化，形成一个网络的层次结构。

分层不能太粗，粗了不同功能容易混杂在一起；分层也不能太细，细了会造成体系统结构过于庞大。

各层边界选择尽量减少跨接口的通信量。

依据这一原则，每一层都向上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。

三、什么是网络协议？(Network Protocol)它在网络中起什么作用？网络协议也是网络通信协议，是通信双方共同遵守的规则或约定。

这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序，因此可以根据服务需要，制定不同的“协议”分别用来协调和管理计算机网络的各个方面的运作。

任何一种通信协议包括三个组成部分协议的语法：定义了怎样进行通信，它关系到字的排列与报文的形式有关协议的语义：定义了什么是通信，它研究字的含义，或者说研究报文的每一部分的含义协议的定时：关系到何时进行通信1、同等层协议（Peer-to-peer）：只有在同等层次上的协议实体之间才可以互相访问。

计算机网络技术计算机网络体系结构与协议计算机网络技术: 计算机网络体系结构与协议计算机网络技术是现代社会不可或缺的一部分，它推动着信息交流和全球化。

计算机网络体系结构和协议是构建计算机网络的基础。

本文将介绍计算机网络体系结构的三层模型和常见的网络协议。

一、计算机网络体系结构计算机网络体系结构是指计算机网络中不同层次的组织和协调关系。

最常见的计算机网络体系结构是OSI（开放式系统互联）参考模型和TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）模型。

1. OSI参考模型OSI参考模型是计算机网络体系结构的一种标准化框架，它将计算机网络划分为七个层次：（1）物理层：负责传输物理位，控制硬件设备之间的电信号传输。

（2）数据链路层：将物理传输的数据分组组装成帧，并提供错误检测和纠正。

（3）网络层：负责在网络中寻找最佳路径，并进行路由和转发。

（4）传输层：提供端到端的可靠数据传输，并进行流量控制和拥塞控制。

（5）会话层：负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。

（6）表示层：处理数据的格式，进行数据压缩和加密。

（7）应用层：提供应用程序之间的通信，并实现特定协议的功能。

2. TCP/IP模型TCP/IP模型是互联网通信协议族的基础，它将计算机网络划分为四个层次：（1）网络接口层：与物理网络硬件交互，提供数据链路和物理地址。

（2）网络层：进行源到目的地的传输，提供IP地址和路由功能。

（3）传输层：提供端到端的数据传输，包括TCP和UDP。

（4）应用层：实现特定的网络应用，包括HTTP、FTP、SMTP等。

二、常见的网络协议网络协议是计算机网络中进行通信和数据交换的规则和标准。

下面介绍几个常见的网络协议。

1. HTTP（超文本传输协议）HTTP是一种用于传输超文本的协议，它是Web应用的基础。

通过HTTP，客户端（浏览器）可以向服务器发送请求，并获取服务器返回的数据。

2. FTP（文件传输协议）FTP是一种用于在计算机之间传输文件的协议。

计算机网络的体系结构与协议计算机网络是现代社会中极为重要的信息交流工具，它通过各种协议和体系结构使得数据能够在不同的计算机之间传输和共享。

本文将介绍计算机网络的体系结构与协议，并探讨其在实际应用中的作用和意义。

一、计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构是指网络中各个功能模块之间的关系和组织方式。

常见的计算机网络体系结构有以下几种：1. 客户端-服务器体系结构客户端-服务器体系结构是一种常见的网络结构，它将网络分为客户端和服务器两个角色。

客户端通过向服务器请求数据或服务来实现与网络的交互，而服务器负责提供相应的数据或服务。

这种体系结构广泛应用于互联网、电子邮件等场景。

2. 对等网络体系结构对等网络体系结构中，网络中的所有节点都能够相互通信和交换数据，没有主从关系。

每个节点既可以充当客户端又可以充当服务器，实现数据的分布式存储和共享。

对等网络体系结构在文件共享、区块链等领域得到了广泛应用。

3. 客户端-服务器与对等混合体系结构客户端-服务器与对等混合体系结构是将客户端-服务器体系结构和对等网络体系结构相结合的一种网络结构。

这种体系结构既具有对等网络的去中心化和高效性，又具备客户端-服务器的可管理性和安全性。

混合体系结构在各种网络应用中都有广泛应用，例如Web服务和即时通讯等。

二、计算机网络的协议协议是指计算机网络中用于实现数据传输和通信的规则和约定。

计算机网络中广泛使用的协议有以下几类：1. 传输层协议传输层协议负责在网络中的两个主机之间提供可靠的数据传输服务。

常见的传输层协议包括传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。

TCP具有可靠性和流量控制等特性，适用于要求数据完整性和顺序的应用，如网页浏览和文件传输。

而UDP则是一种无连接的协议，适用于实时性要求较高的应用，如语音和视频传输。

2. 网络层协议网络层协议负责在不同的计算机网络之间进行数据传输和路由选择。

最常见的网络层协议是互联网协议（IP），它定义了网络节点之间的通信方式和寻址方式。

计算机网络体系结构及协议计算机网络是指将多台计算机通过通信线路连接在一起，形成一个互相连接的网络系统。

在计算机网络中，体系结构和协议是非常重要的概念。

本文将介绍计算机网络的体系结构和协议，并深入探讨它们在计算机网络中的作用和重要性。

一、计算机网络体系结构计算机网络体系结构是计算机网络的基本架构，分为两个层次：OSI七层参考模型和TCP/IP参考模型。

下面将对这两个模型进行详细介绍。

1. OSI七层参考模型OSI七层参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种计算机网络通信协议体系结构。

它将计算机网络通信过程分为七个不同的层次，每个层次都有特定的功能和任务。

这七个层次从下到上分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

物理层：负责将比特流传输到物理媒介上，完成数据的物理传输。

数据链路层：负责在直连的两个节点之间传输数据帧。

网络层：负责将数据从源节点传输到目标节点，通过路由选择和拥塞控制等算法实现数据的传输。

传输层：负责建立和维护端到端的连接，并提供可靠的数据传输。

会话层：负责建立、管理和终止不同计算机之间的会话。

表示层：负责数据的格式化、编码和解码，以便不同的计算机之间能够相互理解。

应用层：为用户提供具体的网络应用服务，如文件传输、电子邮件等。

OSI七层参考模型将计算机网络通信过程划分为多个层次，各层次之间相互独立，可以独立进行升级和维护，提高了网络的可靠性和灵活性。

2. TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是互联网基于传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）开发的一种通信协议体系结构。

它将计算机网络通信过程分为四个层次，分别是：网络接口层、网络层、传输层和应用层。

网络接口层：负责将数据从主机传输到网络。

网络层：负责将数据从源主机传输到目标主机，通过IP协议实现数据的传输。

传输层：负责提供端到端的数据传输服务，包括TCP协议和UDP协议。

应用层：为用户提供具体的网络应用服务，如HTTP、FTP等。

计算机网络的协议与体系结构一、引言二、协议的定义协议是指在网络通信过程中，各网络节点之间遵循的规则和约定。

它定义了数据的传输格式、错误处理、权限控制等内容，确保网络上的各个节点可以正确交换信息。

协议分为物理层、链路层、网络层、传输层、应用层等不同层次，每一层都有相应的协议。

三、体系结构1.OSI参考模型OSI（Open System Interconnection）参考模型是国际标准化组织（ISO）提出的一种协议体系结构，将计算机网络的功能划分为七个层次。

从底层到顶层依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

这七层模型的目的是确定不同层次之间的接口和协议规范，使不同的计算机和设备可以互联互通。

2.TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是目前互联网最常用的协议体系结构，它由美国国防高级研究计划局（ARPA）开发，并在全球范围内广泛应用。

TCP/IP参考模型将功能划分为四个层次，分别是网络接口层、互联网层、传输层和应用层。

这个模型的特点是简单实用，适用于不同的物理网络和操作系统。

四、协议的分类1.物理层协议物理层协议定义了传输介质、数据的编码格式、电压信号等，确保数据能够通过物理线路传输。

常见的物理层协议有以太网、Wi-Fi、蓝牙等。

2.数据链路层协议数据链路层协议用于解决在物理链路上传输数据过程中出现的错误和碎片问题。

数据链路层协议还负责数据的传输流控制和错误检测。

常见的数据链路层协议有以太网协议、PPP协议等。

3.网络层协议网络层协议主要负责进行数据的路由选择和数据包转发。

它决定了数据从源主机传输到目的主机的路径。

常见的网络层协议有IP协议、ICMP协议等。

4.传输层协议传输层协议主要负责在源主机和目的主机之间建立可靠的数据传输连接。

它提供了面向连接的可靠传输和无连接的不可靠传输。

常见的传输层协议有TCP协议、UDP协议等。

5.应用层协议应用层协议是计算机网络中最高层的协议，它定义了不同应用程序之间的通信规则。

计算机网络中的网络协议与体系结构计算机网络是信息交流和资源共享的重要基础设施，它的运行依赖于各种网络协议和体系结构。

本文将探讨计算机网络中的网络协议和体系结构的定义和功能，以及常见的几种网络协议和体系结构。

一、网络协议的定义和功能网络协议是计算机网络中用于实现主机之间通信的规则和约定。

它定义了数据交换的格式、传输速率、错误检测和纠正等细节，确保计算机网络的正确和可靠运行。

网络协议的功能主要包括以下几个方面：1. 数据格式：协议定义了数据的组织方式和传输格式，使得数据能够被正确地发送和接收。

2. 数据传输：协议规定了数据传输的方式和机制，包括数据的分割、传输顺序和流控制等。

3. 错误处理：协议定义了错误检测和纠正的方法，确保数据在传输过程中的完整性和可靠性。

4. 网络管理：协议提供了网络管理和监控的机制，包括地址分配、路由选择和带宽分配等。

5. 安全性保障：协议规定了数据的加密和认证等安全机制，确保网络的安全和可信。

二、常见的网络协议1. TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网的基本协议，它由两个部分组成：传输控制协议（TCP）和网络互连协议（IP）。

TCP负责数据的可靠传输，将数据分割成小的数据包，并进行排序和重组；IP负责数据的路由和寻址，将数据包从源主机发送到目标主机。

2. HTTP协议HTTP协议（超文本传输协议）是用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本的协议。

它定义了浏览器如何请求Web页面，服务器如何响应请求，并规定了数据的传输格式和响应状态码等细节。

3. FTP协议FTP协议（文件传输协议）用于在网络上进行文件的传输和共享。

它定义了客户端如何连接到服务器，进行文件的上传和下载操作，并提供了身份验证和文件权限控制等功能。

4. SMTP协议SMTP协议（简单邮件传输协议）是用于在网络中传输电子邮件的协议。

它定义了电子邮件的格式和传输方式，包括邮件的发送、接收和中转等操作。

三、网络体系结构网络体系结构是指计算机网络中的组织结构和层次方式。

网络体系结构与协议随着互联网的迅猛发展，网络体系结构和协议成为了支撑互联网运行的重要基础。

网络体系结构是指互联网中各种计算机网络之间的组织结构和关系，而协议则是指计算机网络中数据传输和通信所遵循的规则和标准。

本文将详细介绍网络体系结构和协议的概念、类型以及其在互联网中的重要性。

一、网络体系结构的概念和类型1.1 网络体系结构的概念网络体系结构是指不同计算机网络之间的组织结构和关系。

它定义了互联网中信息的传输路径、计算机之间的连接方式以及数据传输的工作方式。

网络体系结构主要包括两个关键要素：网络拓扑结构和网络协议。

1.2 网络体系结构的类型根据互联网中各种计算机网络的组织方式和关系不同，网络体系结构可以分为以下几种类型：1.2.1 集线式体系结构（Bus Architecture）集线式体系结构是最简单的一种网络结构，所有计算机都通过一条集线器连接在一根中央线上。

数据传输时，需要将数据从源计算机发送到中央线上，然后被所有计算机接收。

集线式体系结构简单易建设，但存在传输冲突和容错能力较差的问题。

1.2.2 星型体系结构（Star Architecture）星型体系结构是一种中央控制的网络结构，所有计算机都与一个中央交换机相连。

数据传输时，通过中央交换机进行路由选择，将数据从源计算机传输到目标计算机。

星型体系结构具有高容错性和灵活性，但对于中央交换机的性能要求较高。

1.2.3 环型体系结构（Ring Architecture）环型体系结构是一种将计算机连接成一个闭环的网络结构。

数据传输时，通过环上的节点依次传递，直到达到目标计算机。

环型体系结构具有较好的容错性和可扩展性，但对于节点故障会对整个网络产生影响。

1.2.4 树型体系结构（Tree Architecture）树型体系结构是一种层次结构的网络结构，类似于自然界中的树。

数据传输时，通过根节点到达目标节点的路径是唯一的。

树型体系结构具有良好的路由选择和扩展性，但对于根节点的性能要求较高。

计算机网络体系结构与协议计算机网络体系结构是指计算机网络中各个层次之间的关系和功能划分，它是计算机网络的基础框架。

而协议则是计算机网络中用于实现通信的规则和约定。

本文将探讨计算机网络体系结构与协议的基本概念、分类以及重要协议的作用。

一、计算机网络体系结构的概念计算机网络体系结构是指计算机网络中各个层次之间的关系和功能划分。

通常情况下，计算机网络体系结构可以分为两大类：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。

1. OSI参考模型OSI参考模型是国际标准化组织（ISO）为了统一计算机网络的设计而提出的一种体系结构方法。

它将计算机网络通信划分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

每个层次都有自己的功能和任务。

- 物理层：负责传输比特流，以传输数字信号。

- 数据链路层：负责进行节点之间的可靠数据传输。

- 网络层：负责数据在整个网络中的路由和转发。

- 传输层：负责提供端到端的可靠数据传输服务。

- 会话层：负责建立、维护和终止会话连接。

- 表示层：负责数据的格式化、加密和压缩等。

- 应用层：负责为用户提供特定的网络应用服务。

2. TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是互联网所采用的一种网络体系结构，它是由传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）构成的。

TCP/IP参考模型将计算机网络划分为四个层次：网络接口层、网络层、传输层和应用层。

- 网络接口层：负责将数据帧按照特定的协议传输到物理网络上。

- 网络层：负责数据在网络中的路由和转发。

- 传输层：负责提供端到端的可靠数据传输服务。

- 应用层：负责为用户提供特定的网络应用服务。

二、协议的分类协议是计算机网络中用于实现通信的规则和约定。

根据网络体系结构的不同，协议可以分为两种类型：传输层协议和应用层协议。

1. 传输层协议传输层协议位于网络体系结构的传输层，负责提供端到端的可靠数据传输服务。

常见的传输层协议有TCP和UDP。