2网络体系结构
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网络体系机构概念:网络体系结构就是为了完成计算机之间的通信,把计算机互联的功能划分成有明确定义的层次,规定了同层次实体通信的协议及相邻层之间的接口服务。
将这些同层实体通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。
简单点说就,层和协议的集合称之为网络体系结构。
(网络体系结构实际上是研究网络协议的,网络协议是我们这本书的核心,计算机通信其实讲的就是协议,这节课实际上是这本书的总纲它介绍了一些基本概念和原理。
)网络协议:是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。
(网络协议是计算机网络的核心,计算机网络有多个计算机节点和通信设备组成,他们直接为什么可以通信呢!就是遵守相同的规定,在这个规定之下他们能够实现,数据通信和资源共享,像我们在社会中也是一样的,在交流的过程中也要选择一种语言,大家都能听的懂的语言,要么汉语,要么英语,这就是网络协议。
)协议有以下三个要素。
语法(syntax):就是规定一些数据信息与控制信息的格式、编码(我们在传输数据的时候传输有效信息同时也要传输一些控制信息,控制信息是对信息的一些解释和说明或者是对地址信息和路由的一些辅助信息。
编码是:比如我们在物理层传输一些比特序列,在传输的过程中0和1用什么形式来表示,是模拟信号还是数字信号)语义(semantics):包括用于协议和差错处理的控制信息。
(主要是针对控制信息,那么控制信息里面包含不同的内容,地址信息,检错,纠错等等,计算机阶段或者是设备节点当收到一个信息的时候首先要做的事情就是对它的控制信息进行解析,知道它的地址是什么含义,这个信息是不是给自己的,是自己的进行接收,不是自己的要想办法转发,传输过程中是不是有错误你要看的检错,纠错信息,要完成以定的检错,纠错计算才知道这个信息是不是正确的信息,是不是发送方想要发送的,让后接收方送到正确信息时候接收,收到错误信息的时候,是否要向发送方发一个应答,是否对数据中的数据进行纠错等,这些都是语义所以处理的。
网络体系结构网络体系结构,简称网络架构,指的是互联网整体架构的逻辑架构、物理架构和协议架构,它决定了互联网的功能、性能、可靠性和安全性,同时也为互联网的拓展和发展提供了基础支持。
一、逻辑架构网络逻辑架构是指网络系统中各个部分的功能和互相之间的关系。
它是网络系统最基本的部分,以分层的方式进行组织,从上至下分别是:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
1. 应用层应用层是网络体系结构中最靠近用户的一层,它主要负责处理和管理用户与网络之间的信息交互。
在这一层上,包括了很多常见的协议,如HTTP、FTP、SMTP等。
2. 传输层传输层主要负责网络数据的传输和速率的控制,它负责把数据分成若干个数据包,并负责传输和接收。
这一层也包括了两个主要的协议:TCP和UDP。
3. 网络层网络层主要负责寻找最佳的路径,实现不同网络之间的数据传输,强调数据包在网络中的传输。
在这一层上最常见的协议是IP协议。
4. 数据链路层数据链路层位于物理层和网络层之间,主要负责将网络层传过来的数据包转换成适合物理层传输的数据包。
最常见的协议是以太网协议。
5. 物理层物理层负责传输和接收网络中的数据以及硬件的控制。
它决定了数据的传输速率、数据的格式和传输媒介等。
最常见的传输媒介是有线和无线两种。
二、物理架构网络物理架构是指网络系统中各个设备之间的连接方式和传输媒介等硬件设备的布局、位置和组成。
物理架构包括以下几种架构方式:1. 局域网(LAN)局域网是指在一个较小范围内的计算机网络,其覆盖范围通常在一个建筑物或者一个校园内。
局域网的传输速率非常快,最常常用的网线是双绞线。
2. 城域网(MAN)城域网是指在一个城市或者地理范围比较大的区域内的计算机网络。
城域网常用的传输媒介是光纤。
3. 广域网(WAN)广域网是指在一个大范围的区域内的计算机网络,它由多个局域网和城域网组成。
广域网的传输媒介是电话线路或者无线电波。
三、协议架构网络协议架构是指网络系统中使用的通信协议以及协议之间的关系。
网络体系结构和基本概念网络体系结构是指网络中各个组成部分之间的关系与组织方式。
它将网络分为不同的层次及模块,使得网络的设计和管理更加有序、灵活、高效。
同时,网络体系结构也为不同类型的应用提供了相应的技术支持和服务保障。
本文将详细介绍网络体系结构的基本概念和具体组成部分。
首先,网络体系结构通常包括以下几个层次:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
物理层负责将数字信号转换成物理信号,并进行传输;数据链路层负责建立逻辑连接、进行差错校验、流量控制和数据帧的封装;网络层负责进行数据包的路由选择和分组传输;传输层负责实现端到端的数据传输和流量控制;应用层负责提供不同的应用服务,并与网络的其他层进行交互。
其次,网络体系结构还有一些基本概念,如协议、接口、引线等。
协议是网络通信中约定的一组规则和标准,使得不同设备之间能够相互通信和协作。
接口是连接不同设备或不同网络之间的通道,通过它们可以进行信号传输和数据交换。
引线是将不同的电气信号引出到网络外部,如连接器、电缆、网线等。
在网络体系结构中,还有一些重要的组成部分,如路由器、交换机、集线器等。
路由器是将不同网络之间的数据包进行转发和交换的设备,可以实现不同网络之间的互通。
交换机是在局域网中传输数据包的设备,它能够根据数据包的MAC地址进行转发。
集线器是将多个设备连接在一个局域网中的设备,它可以实现设备之间的共享资源和通信。
此外,网络体系结构还涉及一些重要的技术和协议,如TCP/IP协议、以太网、无线网络等。
TCP/IP协议是互联网通信的基础协议,它通过将数据分成多个数据包进行传输,并在目的地重新组装,实现可靠的数据传输。
以太网是一种常用的局域网技术,它使用双绞线进行通信,并通过载波侦听、冲突检测等机制实现数据的高效传输。
无线网络则是利用无线通信技术实现设备之间的数据传输,如Wi-Fi、蓝牙等。
总之,网络体系结构是网络中各个组成部分之间的关系与组织方式。
它通过不同的层次和模块,实现了网络的有序、灵活、高效的设计和管理。
一.网络协议:是指为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
二.网络协议三要素,语义:涉及用于协调与差错处理的控制信号。
语法:涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
定时:涉及速度匹配和排序等。
三.协议与服务有何区别?和关系?
区别:网络协议是计算机网络中进行数据交换而设立的规则,标准或约定的集合。
二者的区别在于,首先协议的实现保证了能够向上一层进行服务,本层的服务用户只能看到服务而无法看到相应的协议,下面的协议对上面的服务用户是透明的,其协议是控制对等实体之间通信的规则而服务时由下层向上层通过层间接口提供的。
二者的关系在于在协议的控制下,二个对等实体间的通信使得本层能向上一层提供服务,要实现本层协议还需要使用下一层所提供的服务。
四.计算机网络采用层次结构模型的理由是?好处?
理由:1.计算机网络系统是一个十分复杂的系统。
将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统,然后“分而治之”逐个加以解决,这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。
分层就是系统分解的最好方法之一。
2.n层是n-1层的用户,又是n+1层的服务提供者。
n+1层虽然只直接使用了n层提供的服务,实际上它间接地使用了n-1层及以下所有各层的服务。
3.层次结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。
每一层不必知道下面一层是如何实现的,只要知道下层通过层间接口提供的服务时什么及本层向上层提供的什么服务就能独立的设计。
五.网络体系结构:计算机网络各层次结构模型及其协议的集合。
六.网络层次结构的特点:1.除了在物理介质上进行的是实通信外,其余各对等实体间进行的都是虚通信。
2.对等层的虚通信必须遵循该层的协议。
3.n层的虚通信是通过n/n-1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信(通常也是虚通信)来实现的。
七.层次结构的划分原则:1.每层的功能应是明确的,并且是互相独立的。
2.层次接口必须清晰,跨越接口的信息量应可能少。
3.层数应适中。
4.有利于促进标准化。
这主要是因为每一层的功能和所提供的服务都已有了精确的说明。
八.世界上第一个网络体系结构是IBM公司已1974年提出的,命名为系统网络体系结构SNA. 九. OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。
OSI的体系结构定义了一个七层模型,用以进行进程间的通信,并作为一个框架来协调各层标准的制定;OSI的服务定义描述了各层所提供的服务,以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语;OSI各层的协议规范,精确的定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释该控制信息。
十. OSI/RM参考模型讲网络划分为七层:网络层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层。
整个开放系统环境由作为信源和信宿的端开放系统及若干中继开发系统通过物理介质连接构成。
十一. OSI/RM中数据传输过程是发送进程发送给接收进程的数据,实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理介质,通过物理介质,传输到接收方后,在经过从上到下各层的传递,最后到达接收进程。
十二. OSI参考模型每一层功能:物理层使原始比特流能在物理介质上传输数据链路层将不可靠的物理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路网络层为分组完成路由选择传输层提供端到端的透明数据传输会话层的主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间的通信表示层为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换应用层保证用户告诉方便的使用网络资源
十三.面向连接与无连接的异同点面向连接和电话系统工作模式相类似。
其特点是数据传输过程钱必须经过建立连接、维护连接和释放链接的3个过程;各分组不需要些大赛目的节点
的地址,因此,传输可靠性好,但协议复杂,通信效率不高。
无连接服务于邮政系统相类似,其特点是:每个分组都要携带完整的目的节点的地址,各分组在通信子网中是独立传送的,因此,无连接服务中的数据传输过程不需要经过建立连接、维护连接、释放链接3个过程,由于无连接服务中发送的不同分组可能选择不同路径到达目的节点,先发送的不一定先打到,因此,无连接服务中的目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复、丢失的现象,其可靠性不是很好,但因其省去了建立连接的开销和许多保证机制,因此,通信协议相对简单,效率较高。
十四.确认重传机制:面向连接服务和无连接服务对数据传输可靠性有影响,但网络数据传输可靠性一般通过确认和重传机制保证。
确认是指数据分组接受节点在收到每个分组后要求向发送节点回送正确接受分组的确认信息,在规定时间内,如果发送节点没有接收到接受节点返回的确认信息,就认为该数据分组发送失败,发送节点重传该数据分组,确认和重传机制可以提高数据传输的可靠性,但是,它需要制定较为复杂的确认和重传协议,并且需要增加网络额外的通信开销,占用网络带宽。
十五. TCP/IP特点:开放的协议标准可以免费使用并且独立于特定的计算机硬件和操作系统;独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网,更适用于互联网中;统一的网络地址分配方案使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址;标准化的高层协议可以提供多种可靠的用户服务。
缺点:模型和协议自身的缺陷。
首先,该模型并没有清楚地区分那些事规范的哪些是实现,TCP/IP参考模型没有很好的做到这一点,这使得在使得新技术来设计新网络的时候,TCP/IP模型的指导意义显得不大,而且TCP/IP模型不适合于其他非TCP/IP协议簇;其次,TCP/IP模型的主机-网络层并不是常规意义上的一层,它是定义了网络层与数据链路层的接口,接口和层的区别是非常重要的,而TCP/IP模型却没有将他们区分开来。
十六. TCP/IP参考模型可分为四个层次:应用层(应用层)、传输层(传输层)、互联层(网络层)、主机-网络层(数据链路层、物理层)TCP提供传输层服务,IP提供网络服务
十七. OSI缺点:模型和协议自身的缺陷,其中的会话层和表示层这两层几乎是空的,而另外的数据链路层和网络层包含内容太多,有很多的子层插入,每个子层都有不同的功能,OSI 模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂,它们很难实现,有些功能,例如编址、流控制和差错控制都会在每一层上重复出现,这必然会降低系统的效率。
协议出现时机晚于TCP/IP 协议
十八. OSI与TCP/IP比较,相同点:两者都以协议栈的概念为基础,并且协议栈中的协议彼此相互独立,而且两个模型中都采用了层次结构的概念,各个层的功能也大体相似,不同点是,首先,OSI模型有七层,而TCP/IP只有四层,它们都有网络层(互联网层)、传输层和应用层,但其他的层并不相同;其次,在于无连接的面向连接的通信范围有所不同,OSI 模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信,但是传输层上只支持面向连接的通信,TCP/IP模型的网络层只有一种模式,即无连接通信,但是在传输层上同时支持两种通信模式。
十九.TCP/IP协议簇:。