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第一章计算机网络体系结构第二章物理层物理层信源、信道、信宿、宽带、码元、波特、速率产生和发送信息的设备或计算机信号的传输媒质，分为有线信道和无线信道接收和处理信息的设备或计算机代表不同离散数值的基本波形连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率码元传输速度的单位，1波特表示每秒传送1个码元码元传输率奈奎斯特定理(无噪声)：C max=2f×log2N (其中f表示带宽)香农定理（有噪声）: C max = W × log2（1+ S/N）（b/s）其中W为信道的带宽调制编码基带调制：改变波形，调制后仍然是基带信号带通调制：搬移频段，三种方式：调幅、调频、调相模拟数据编码技术：振幅键控、移频键控、移相键控数字数据编码：非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码脉冲编码调制：采样（参考采样定理）、量化和编码数据交换方式电路交换报文交换分组交换虚电路数据报传输介质：1.双绞线2.同轴电缆3.光纤4.无线传输介质交互方式1.单工2.半双工3.全双工设备：1.转发器2.集线器课本19页第三章数据链路层数据链路层功能设备差错控制流量控制与可靠传输1.检错2.纠错1.单帧滑动窗口与停止等待协议2.多帧滑动窗口与后退N帧协议3.多帧滑动窗口与选择重传协议广域网局域网介质访问控制轮询随机信道令牌传递协议1.ALOHA协议2.CSMA协议3.CSMA/CD协议4.CSMA/CA协议1.频分2.时分3.波分4.码分链路控制1.HDLC2.PPP以太网拓扑无线局域网1.星形2.环形3.总线4.树形IEEE802.11IEEE802.3交换机网桥源选径网桥透明网桥原理算法生成树算法第四章 网络层网络层功能设备路由与转发异构网络互联路由器组成功能拥塞控制IP 地址移动IPIP 组播IPV6IPV4地址协议1.CIDR2.表示法3.三类地址4.NAT1.ARP2.DHCP3.ICMP协议算法动态路由静态路由分层次路由自治系统链路状态路由算法距离-向量路由算法域间路由域内路由BGPOSPF RIP移动IP 的通信过程第五章 传输层传输层服务寻址与端口功能面向连接服务无连接服务TCPUDP数据报校验流量和拥塞控制可靠传输连接管理快重传和快恢复慢开始和拥塞避免连接：3次释放：4次应用层客户服务器模型p2p 模型FTPDNS WWW电子邮件1.层次域名空间2.域名服务器3.域名解析过程1.概念2.组成结构3.HTTP 协议1.组成结构2.电子邮件格式3.协议（MIME 、SMTP 、POP3）1.原理2.连接（包括控制连接和数据连接）第六章应用层应用层客户服务器模型p2p模型FTPDNS WWW电子邮件1.层次域名空间2.域名服务器3.域名解析过程1.概念2.组成结构3.HTTP协议1.组成结构2.电子邮件格式3.协议（MIME、SMTP、POP3）1.原理2.连接（包括控制连接和数据连接）。
系统结构知识点总结一、系统结构的概念系统结构是指系统的总体框架和组成部分之间的相互关系。
在系统工程理论中，系统结构是系统工程的基础，它直接影响到系统的功能、性能、可靠性和成本等方面的设计和实现。
系统结构的优劣决定了整个系统的表现和效果，因此系统结构的设计是系统工程中至关重要的环节。
二、系统结构的特点1. 多样性：不同的系统有不同的结构特点，因此系统结构具有多样性和灵活性。
2. 整体性：系统结构是系统的总体框架，具有整体性和完整性的特点。
3. 层次性：系统结构往往具有层次结构，其中上层结构影响下层结构，下层结构又反过来影响上层结构。
4. 动态性：系统结构是动态变化的，随着系统的发展和演化，系统结构也会发生变化。
三、系统结构的基本原则1. 单一职责原则：一个系统组件只负责一个功能，避免功能交织造成的复杂性和难以维护的问题。
2. 开闭原则：系统结构应该对扩展开放，对修改封闭，使得系统可以灵活地调整和扩展。
3. 依赖倒置原则：系统中的抽象应该不依赖于具体实现，而具体实现应该依赖于抽象。
4. 接口隔离原则：系统中的各个组件应该具有独立的接口，避免不必要的依赖和耦合。
5. 最小化依赖原则：系统结构应该尽量减少模块之间的依赖，降低系统的复杂度和脆弱性。
四、系统结构的设计方法1. 自顶向下设计：先设计系统的整体框架，再逐步细化到具体的模块和组件。
2. 分而治之：将系统分解成若干个相互独立的模块和组件，分别进行设计和实现，最后进行集成测试和验证。
3. 模块化设计：将系统分解成若干个可重用的模块，使得系统具有良好的可维护性和扩展性。
4. 面向对象设计：采用面向对象的设计方法，将系统抽象成一组对象，通过对象间的交互来实现系统的功能和行为。
五、系统结构的常见模型1. 分层结构模型：将系统分解成若干水平层次的模块和子系统，每一层次都有单一的职责和功能。
2. 客户-服务器模型：将系统分为客户端和服务器端两部分，客户端负责用户界面和交互，服务器端负责业务逻辑和数据处理。
机载软件架构现状与发展趋势主要内容•软件架构的基础概念•机载软件的特点•机载软件架构现状•机载软件架构发展趋势预测软件架构的基本概念软件架构的定义软件架构的定义… …软件架构软件的缩写。
是体系架构体系结构的定义：包括一组部件以及部件之间的联系。
软件体系结构主流的标准观点有：ANSI/IEEE 610.12-1990软件工程标准词汇对于体系结构定义是：“体系架构是以构件、构件之间的关系、构件与环境之间的关系为内容的某一系统的基本组织结构以及知道上述内容设计与演化的原理(principle)”。
Mary Shaw和David Garlan认为软件体系结构是软件设计过程中，超越计算中的算法设计和数据结构设计的一个层次。
体系结构问题包括各个方面的组织和全局控制结构，通信协议、同步，数据存储，给设计元素分配特定功能，设计元素的组织，规模和性能，在各设计方案之间进行选择。
百度百科：软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组合连接起来。
这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件，这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。
软件结构抽象类型与层次的发展过程软件架构就是对软件结构的一种较高层次的抽象。
软件结构的抽象类型发展历程例程和函数调用Subroutines 1960s1970s1980s1990s2000+模块化Modules 面向对象Objects 运行框架Frameworks 软件架构Architecture软件架构与软件框架的区别是什么？呈现形式不同．架构的呈现形式是一个设计规约，而框架则是程序代码。
软件框架（framework ）：是某种应用的半成品，是一组组件，供用户选用完成自己的系统。
简单说就是使用别人搭好的舞台，你来做表演。
而且，框架一般是成熟的，不断升级的软件。
框架一般处在低层应用平台（如J2EE ）和高层业务逻辑之间的中间层。
OSI网络结构的七层模型开放式系统互联模型（OSI）是1984年由国际标准化组织（ISO）提出的一个参考模型。
作为一个概念性框架，它是不同制造商的设备和应用软件在网络中进行通信的标准。
现在此模型已成为计算机间和网络间进行通信的主要结构模型。
目前使用的大多数网络通信协议的结构都是基于 OSI 模型的。
OSI 将通信过程定义为七层，即将连网计算机间传输信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。
每一个任务或任务组则被分配到各个 OSI 层。
每一层都是独立存在的，因此分配到各层的任务能够独立地执行。
这样使得变更其中某层提供的方案时不影响其他层。
OSI 七层模型的每一层都具有清晰的特征。
基本来说，第七至第四层处理数据源和数据目的地之间的端到端通信，而第三至第一层处理网络设备间的通信。
另外， OSI 模型的七层也可以划分为两组：上层（层 7 、层 6 和层 5 ）和下层（层 4 、层 3 、层 2 和层 1 ）。
OSI 模型的上层处理应用程序问题，并且通常只应用在软件上。
最高层，即应用层是与终端用户最接近的。
OSI 模型的下层是处理数据传输的。
物理层和数据链路层应用在硬件和软件上。
最底层，即物理层是与物理网络媒介（比如说，电线）最接近的，并且负责在媒介上发送数据。
各层的具体描述如下：第七层：应用层定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 - 用户程式；提供标准服务，比如虚拟终端、文件以及任务的传输和处理；第六层：表示层掩盖不同系统间的数据格式的不同性；指定独立结构的数据传输格式；数据的编码和解码；加密和解密；压缩和解压缩第五层：会话层管理用户会话和对话；控制用户间逻辑连接的建立和挂断；报告上一层发生的错误第四层：传输层管理网络中端到端的信息传送；通过错误纠正和流控制机制提供可靠且有序的数据包传送；提供面向无连接的数据包的传送；第三层：网络层定义网络设备间如何传输数据；根据唯一的网络设备地址路由数据包；提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗第二层：数据链路层定义操作通信连接的程序；封装数据包为数据帧；监测和纠正数据包传输错误第一层：物理层定义通过网络设备发送数据的物理方式；作为网络媒介和设备间的接口；定义光学、电气以及机械特性。
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。
计算机框架结构
计算机框架结构一般可以分为以下六个部分：
1. 指令系统：包括机器指令的操作类型、格式、寻址等。
2. 存储系统：包括多级存储层次、虚拟存储器结构、高速缓冲存储器结构及存储保护等。
3. 输入输出系统：包括通道结构、输入输出处理机结构等。
4. 中央处理机结构：包括冯·诺依曼结构、非冯·诺依曼结构、重叠结构、流水结构、并行处理结构等。
5. 多机系统：包括互连技术，多处理机结构、分布处理结构、计算机网络结构等。
6. 人机通信联系：包括人-机接口、计算机可靠性、可用性和可维护性（这三者称为RAS 技术）、容错技术、故障诊断等。
此外，还研究计算机硬件描述语言、计算机系统性能评价等内容。
计算机系统体系结构的层次设计林闯;薛超;胡杰;李文焯【期刊名称】《计算机学报》【年(卷),期】2017(040)009【摘要】计算机系统由许多连通的层和子系统组成,这些层和子系统的交互模式复杂,整体体系结构设计尤为重要.在计算机系统体系结构演变的过程中形成了一些基本设计原理,其中层次设计是设计大规模系统体系结构的有效途径.从Dijkstra的工作开始,计算机系统体系结构的层次设计原理已经被提出很长时间,是计算机系统体系结构设计的重要组成部分.它广泛存在于计算机体系结构设计、网络体系结构设计、云计算、网络虚拟化、软件工程以及计算机科学的很多其他分支.计算机科学技术的演变和革新异常频繁,适用范围广的层次设计模型框架和层次设计方法尤为重要.虽然有不少工作对体系结构层次设计进行研究,但很少有工作对层次设计原则和方法的内涵进行探索,同时缺少统一的层次设计模型框架和评价指标.现有工作的不足主要表现为:(1)对计算机系统层次设计的描述通常是非形式化阐述;(2)现有的层次设计分析以具体系统和应用分析为主,缺少对层次设计机制内涵的理解分析;(3)现有层次设计模型主要局限于所研究的对象系统,缺少统一的层次设计模型框架和评价指标.针对计算机系统层次结构设计的上述不足,该文首先给出了层次设计相关的基本概念及其形式化定义,然后对层次设计研究现状从层次模型设计、层次构件设计、层次跨层设计和层次覆盖设计四个方面进行归类综述.层次模型设计主要包含层次描述模型和层次量化模型,对层次结构针对对象系统特征进行数学描述和推导;层次构件设计将层次结构的某一子结构以单一或较少模块抽象来实现;层次跨层设计是指打破既定层次结构,根据特定需求生成新的层间交互关系;层次覆盖主要是指以虚拟节点和逻辑连接构成的灵活的虚拟平面设计.在此基础上,对层次设计的内涵、设计原则、主要机制和设计路径进行探究和归纳.该文认为简化和效率是计算机系统体系结构层次设计的两个设计原则,抽象和虚拟是支撑设计原则的两个设计机制.相应地,该文给出计算机系统体系结构层次设计复杂性和性能的模型评价框架,得到一些基本定理.该文还对超级计算机系统、软件定义网络和云计算三个层次设计经典系统例子进行讨论,并在文章的结尾对计算机系统体系结构层次设计的进一步研究进行展望.%Computer system is composed by several layers and sub-systems which link with each other with complex interactions between them.The overall architecture design of computer system is very important.Many design principles were proposed during the evolution and development of computer system architecture,among which hierarchical architecture design is an efficient way for large system design.Since the literature elaborated by Dijkstra,hierarchical architecture design principleof computer system architecture has been proposed for many years,and it is an important part of computer system architecture design.Hierarchy design exists widely in computer science and system,such as computer architecture design,network architecture design,cloud computing,network virtualization,software engineering and many other puter science and technology is evolving and renovating with a high frequency,and it is extremely important to propose a general model framework and design mechanism for hierarchy design.Though some literatures have been explored on hierarchy design of system architecture,few works explored the essence of the principles and the methods of hierarchy design,let alone general model framework andevaluation metric.The main insufficiencies appear as follows:(1) the descriptions of hierarchy design lack of formal descriptions;(2) the analyses of hierarchy design mainly focus on specific system and application lacking of understanding on the essence of the principles and the methods;(3) the models of hierarchy design are also limited to the target system lack of general model framework and evaluation metrics.This paper shed lights on these mentioned issues of hierarchical architecture design of computer systems in the following procedures.Firstly,the basic concepts and preliminary formal definitions related to hierarchy design are given.After that,this paper surveys the state of the arts of hierarchy design through four categories named as hierarchy model design,hierarchy component design,hierarchy cross-layer design,and hierarchy overlay design respectively.Hierarchy model design includes description model and quantification model giving mathematical description and deduction to specific characteristics of the target system;Hierarchy component design abstractsa given substructure of the target system into a simple one with its core function;Hierarchy cross-layer design generates new virtual links and interactions beside the original hierarchical structure for specific demands;Hierarchy overlay design uses virtual nodes and logical links to form a flexible virtual plane.On that basis,the essence of basic concepts,design principles,main mechanisms,and implementation method of hierarchy design are explored.We summarize simplification and efficiency as two essential principles.They also imply the objectives of hierarchy design at the same time.These two principles are achieved byabstraction mechanism and virtualization mechanism which are formally defined by plane mappings.Accordingly,we establish an evaluation framework for complexity and performance of hierarchical structure,give their formal expressions,and obtain some theorems.This paper also makes essential introduction and discussion on the hierarchical structure of three typical systems,i.e.super computer system,software defined network,and cloud computing system with complexity and performance evaluation methodology.Conclusion and prospective future research challenges are summarized at the end of this paper.【总页数】22页(P1996-2017)【作者】林闯;薛超;胡杰;李文焯【作者单位】清华大学计算机科学与技术系北京 100084;清华大学计算机科学与技术系北京 100084;清华大学计算机科学与技术系北京 100084;清华大学计算机科学与技术系北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TP302【相关文献】1.计算机系统体系结构的层次设计分析 [J], 李礼2.可信计算机系统评测准则对基于可信主体DBMS体系结构设计的影响 [J], 钟勇3.解析计算机系统体系结构层次设计关键性技术 [J], 徐洪位4.计算机系统体系结构层次设计技术探讨 [J], 刘岩5.计算机系统体系结构层次设计研究 [J], 崔妍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
