网络体系结构

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。）

网络拓扑结构与网络体系结构

网络拓扑结构和网络体系结构都是计算机网络的基础性概念，它们都是描述网络结构和组织的方式。网络拓扑结构指的是网络各节点之间物理连接的组织方式，而网络体系结构是指网络中各层次之间的组织和关系。本文将分别从这两个角度来探讨网络拓扑结构和网络体系结构。

一、网络拓扑结构

网络拓扑结构是计算机网络中最基本的概念之一，它描述了网络中不同节点之间的连接方式和传输路径。常见的网络拓扑结构有总线型、环型、星型、树形、网状等几种。

1. 总线型

总线型拓扑结构是指所有节点都连接在一条主干线上，节点直接通过主干线来进行通信。主干线一般采用同轴电缆或光纤等传输介质。总线型结构具有简单、易维护、低成本等优点，但节点多时可能出现信号干扰等问题。

2. 环型

环型拓扑结构是指所有节点都连接在一个环状结构上，每个节点只与左右相邻的节点直接相连，数据沿着环形传输。环状结构使用双绞线或光纤作为传输介质。环型结构比总线型稳定，但节点多时，容易出现死锁或误码等问题。

3. 星型

星型拓扑结构是指所有节点都连接在一个中心节点上，数据通过中心节点进行转发。以太网等网络中采用的就是星型结构。星型结构具有稳定、可扩展性好、易维护等优点，但需要额外的设备成本。

4. 树形

树形拓扑结构是指以主干线为中心，向下分支成树状结构，每个分支连接若干个节点。树型结构比较稳定，可扩展性也好，但中心节点比较重要，一旦中心节点出现问题会直接影响整个网络。

5. 网状

网状拓扑结构是指所有节点之间互相连接，形成一张网状结构。网状结构可以采用网桥、路由器等设备来实现，具有高可靠性和容错性。但是，网状结构较为复杂，设备成本较高。

二、网络体系结构

网络体系结构描述了计算机网络的分层结构，每一层都有不同的功能和任务。网络体系结构可以分为OSI模型和TCP/IP模型两种。

1. OSI模型

OSI（Open System Interconnection）模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种分层结构，它将网络通信过程分为七个层次，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。

网络体系结构与网络协议

《易经》说:“天地万物 , 阴阳五行 , 相生相克 , 周而复始 , 皆有规律可循”。为

了使世间各种事情有条不紊、 规律的朝着人们所期待的方向行进, 我们总是喜欢 发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来,当前人在考虑计算机网 络的通信与资源交互时,必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规 定,以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。

如此,人们就制定了大量的标准,这些标准规定了计算机网络通信与数据 交换所需的共同遵守的条规, 这些标准就是协议。 大量的各种各样的协议共同构 成了一套完整的体系。 由于大量的协议体系过于复杂, 于是人为的将这套协议体 系划分为几个层次, 这样一来, 大量的协议就容易分门别类的化整为零, 将协议 一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能,,划分成定义明确的层次,规 定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务 (接口可理解为下层与上层 交互的门户,下层通过接口向上层提供特定的服务。这些层、同层进程通信的 协议及相邻层接口统称为网络体系结构。

在学习网络体系结构和协议时,不免要和 RFC 打交道。 RFC 是 tcp/ip协议族

的标准文档,里面写有 4000多个协议的定义。在那么多的协议中, tcp 、 ip 协议 可以说是互联网最基本的两个通信协议, tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。 这五层,从上往下依次是:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它 们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务, 混合上确认机制, 共 有四种服务类型。 分别是面向连接确认服务、 无连接确认服务、 面向连接不确认 服务和无连接不确认服务。 根据通信要求, 权衡效率与可靠性后, 可选择合适的 通信服务类型。

在最高层应用层里,有 FTP 协议、 Telnet 协议、 HTTP 协议、 DNS 协议等等。 在传输层中,有著名的 TCP 和 UDP 协议。

堡星堡　——　

计算机网络体　

闫可新　系结　构　

摘要：随着信息技术及其应用的迅猛发展，人类已经进入了网络时代，人们也开始关注于网络体系结构。网络体系结构是指通信系　

统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议存取控制和拓扑提供标准。　

关键词：ＯＳＩ参考模型；ＴＣＰ／１Ｐ参考模型与协议；ＴＣＰ／ＩＰ协议簇　

我们把计算机网络的层次划分及各层协议的集合称为计算机网络体　

系结构，简称网络体系结构。换句话说，所谓网络体系结构是指整个网　络系统的逻辑结构和功能划分，它包含了硬件和软件的组织与设汁所必　

须遵守的规定。计算机网络采用分层结构还有利于交流、理解和标准　

化。在网络发展过程中，已建立的网络体系结构很不一致，互不相容，　难以相互连接。为了使用网络系统标准化，国际标准化组织在２０世纪　

８０年代初正式公佰了一个网络体系结构模型作为国际标准，称为开放　系统互连参考模型。　

一、网络协议　计算机之间进行数据通信仅有传送数据的通路是不够的，还必须遵　

守一些事先约定好的规则，由这些规则明确所交换数据的格式及有关等　问题。计算机网络协议就是通信的实体之间有关通信规则约定的集合。　

只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信和交流。网络协议南３个　

要素组成，即：　（１）语法，即控制信息或数据的结构和格式。（２）语义，即需要发　

出何种控制信息，完成何种动作以及何种应答。（３）同步，即事件实现　

顺序的详细说明。　

二、ＯＳＩ参考模型　

开放系统互连参考模型ＯＳＩ／ＲＭ是抽象的概念，而不是一个具体的网　络。它将整个网络的功能划分成７个层次，南下到上分别为物理层、数据链　

路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每层都有它的功能以及　会自动完成一定的功能。两个终端通信实体之间的通信必须遵循这７层结　

构。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，在经过从下到上各层的转　

递，最后到达接收进程。在这里我简单地说一下各层的功能：