完整版网络体系结构知识点总结

计算机网络 网络体系结构的基本概念

计算机网络体系结构是指整个网络系统的逻辑结构和功能分配，定义和描述了计算机与通信设备之间互连的标准和规范集合。遵循这些标准和规范能够方便地实现计算机与通信设备之间的通信，下面我们介绍下网络体系结构中的一些基本概念。

1．实体

实体是指具有发送和接收信息功能的通信设备、计算机和应用程序。例如，应用程序、数据库管理系统、电子邮件服务器和计算机都属于实体。计算机网络中不同系统的实体之间能够相互通信，并且每个系统可以包含一个或者多个实体。

2．协议

协议是为网络中通信双方进行数据交换，而建立的一种双方都能够识别和理解的规则或标准。协议主要有以下三部分组成：

 语法 是指数据和控制信息的结构或格式，即对通信双采用的数据格式、编码方法等进行定义。例如，报文内容的顺序、格式等。

 语义 是对通信双方发出请求、执行动作，以及对方应答所做出的解释。例如，解释报文有几部分组成，哪些部分是用于控制数据，哪些部分是真正的数据内容。

 时序 是对事件实现顺序的详细说明。例如，传输数据时采用同步传输，还是采用异步传输，都要靠时序来实现。

3．网络体系结构

网络体系结构是层和协议的集合。它描述了实现不同计算机系统之间互连和通信的方法和机构。由于计算机网络是一个涉及通信系统和计算机系统的综合系统，为降低其设计和实现的难度，通常采用结构化设计方法，将计算机网络需要实现的功能划分成若干功能模块，形成层次分明的网络体系结构。

网络体系结构采用分层体系结构的优点主要体现在以下几个方面：

 各层之间相互独立

 灵活性好

 易于实现和维护

 有利于促进标准化

在每一对相邻层之间都有一个预先定义明确的界面，即接口。接口定义了下层向上层提供的原语操作和服务。如果网络中每一层都能完成一组有定义明确的功能，相邻层之间有一个定义清晰的接口，不仅能够减少层与层之间必须要传送的信息数量，还能够很方便的更改某一层功能的实现方法，有利于新通信技术和通信材料的使用。例如，在计算机网络中，使用红外线来代替现有电话线传输介质，不影响计算机之间的信息交换。

计算机网络体系结构这一章内容讲授方法的探讨

网络体系结构这一章主要应该讲的内容包括，协议的概念、协议分层、协议标准、各层协议功能以及协议举例等。这些内容都可以按照书中安排的顺序，按部就班地讲，并且可以讲的比较好，但协议分层，以及网络各层功能这2节的内容比较不好讲，因为，协议为什么要分层，各层的功能，以及各层之间的关系，这些是学生在学习的时候比较难以理解的，也给教师教学带来一定的困难。

一、关于协议分层

可以从这样几个角度来理解协议的分层，第1，实现通信，不可能是由一个独立的协议来完成的；第2，协议太复杂，因此，一定要分层，以便化整为零；第3，计算机网络组成的角度。

第1个角度。协议很复杂，对于解决如此复杂的问题，企图编制一个协议，来完成所有通信的功能是不可能的，所编制出来的协议一定很复杂，容易出现问题，这也几乎是不太可能实现的。事实上，通信功能由不同的协议来完成，人们编制一个通信协议软件，只能解决部分通信的功能，例如RS-232-C协议，只能解决计算机与网络之间的接口，不可能再用来解决数据传输差错控制等功能。

于是，人们编制了各种各样，形形色色的协议，分别来完成不同的功能，比如解决接口问题，解决数据传输问题，解决数据传输差错控制问题，解决数据在不同结点之间的路由问题，解决应用数据在不同应用程序间传输问题，解决具体的应用问题等。把这些协议集合起来，共同实现了数据通信，以及网络应用的问题。

第2个角度，复杂协议分层的解决方式。在计算机网络中，有个不成文的规定，凡是复杂的问题，都应该分层来进行研究和分析。比如计算机系统的组成，软件编写等都采用层次化，或者模块化的方法来解决。计算机网络是由计算机与通信相结合的技术组成的，因此更复杂，更应该用分层的方法进行设计、实现以及分析。分层以后，每一层的问题变得简单些了，得到了简化，这就是化整为零思想的体现。

第3个角度，计算机网络的组成。在概论中讨论计算机网络的组成，是由计算机和通信相结合的技术组成的，这实际上，就隐含着把计算机网络分为计算机和通信2部分，或者2个层次，把这2部分、2个层次分开来研究，可以使问题得到简化。但分成2个层次，还嫌分得过粗，因此，人们又把通信子网再细分为3层，把资源子网再细分为2层，最后形成5层的通用协议，即TCP/IP协议（物理层和链路层统称为网络接口层）。可见，这样的分析角度是比较自然的，也比较容易理解。

Osi参考模型

1、由于对等层通信并不是直接进行，因而称为虚拟通信。2、数据在垂直的层次中自上而下地逐层传递直至物理层，在物理层的两个端点进行物理通

信，这种通信称为实通信。3、OSI参考模型的传输层、会话层、表示层和应用层称为端到端层，物理层、数据链路层

和网络层称为结点到结点层。

4、表示层：解决格式和数据表示的差别，提供一致的数据格式，使字符、格式等有差异的

设备之间相互通信。

5、传输层：（1）在OSI参考模型中处理端到端的差错控制和流量控制。（2）起到将通信

子网的技术、设计和欠缺与上层相隔离作用的。传输层主要协议UDP（面向非连接）,TCP(面

向连接）

6、数据链路层：（1）主要功能差错控制（将数据码后面附加一定位数的循环码，从而实现

数据链路层的差错控制的功能），（2）链路管理（某些数据通信网络的数据链路层还提供

连接管理功能，即通信前建立数据链路，通信结束后释放数据链路，这种数据链路的建立、

维持和释放过程称为链路管理）

物理层：（1）主要功能是在传输介质上实现无结构比特流传输。无结构比特流是指不关心比特流实际代表的信息内容，只关心如何将0和1这些比特以合适的信号传送到目的地。（2）（提高部分）另一任务规定数据终端设备与数据通通信设备之间接口的相关特性，主要包括机械、电气、功能、和规程。

Osi模型有关术语

7、在层的实体之间传送的比特组称为数据单元。

在对等层之间传送数据单元是按照本层协议进行的，这时的数据单元称为协议数据单元(PDU)。PDU在不同层往往有不同的叫法，如在物理层称为位流或比特流，在数据链路层称

为帧，在网络层中称为分组或包，在传输层中称为数据段或报文段，在应用层中称为报文。

8、服务访问点（SAP）:相邻层的服务是通过其接口上的服务访问点进行的，N层SAP就是

（N+1）层可以访问N层的地方。

9、服务原语：osi参考模型中的每一层的真正功能是为其上一层服务的，第N层向（N+1）

层提供服务，或第（N+1）层提供服务，都是一组原语描述的。Osi参考模型有四类：请求（用户实体请求服务做某种工作，）指示（用户实体被告知某事件发生），响应（用户实体表示对某件事的响应），证实（用户实体收到关于它的请求的答复）。TCP参考模型

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。