2.1 计算机网络协议和体系结构的概念

网络技术与应用南京邮电大学计算机学院Computer Network Technology and Application1第2章网络协议与计算机网络体系结构邮局分类打包填好信封写好一封信运输部门打包邮局拆包分类根据地址投递收到一封信运输部门拆包发信方收信方•简单地说，协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。

协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。

1、协议的定义2、协议的组成•语法：指数据与控制信息的结构或格式，确定通信时采用的数据格式，编码及信号电平等，回答“怎么讲”。

•语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释“讲什么”•同步：规定了事件的执行顺序3、网络体系结构的定义•网络体系结构是计算机网络的分层、每层的功能以及每层使用到的协议的集合。

1969年，世界上公认ARPANET是第一个计算机网络；☐资源共享☐分布式控制☐分组交换方式☐从逻辑上分为通信子网和资源子网☐采用层次化网络结构ARPANET1974年，IBM公司首先公布了SNA（系统网络体系结构）SNAISO/OSI-RM 1977年，ISO网络标准化，设SC16，1984年制定OSI-RM计算机A 计算机B┆n+1层n层n-1层┆(n+1)层与n层协议接口，n层提供服务n层与(n-1)层协议接口，(n-1)层提供服务┆n+1层n层n-1层┆n层协议n+1层协议n-1层协议对等端虚通信物理媒体实通信4、协议层次模型服务上层下层2.1 网络协议与分层体系结构5、分层的原则•按功能分层、归类，每层功能应明确、独立。

•层与层的接口适合于标准化，其边界的信息流应尽可能少。

•每一层只与相邻层有边界。

•为满足各种通信服务需要，在一层内可形成若干子层。

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。

第一章1.网络协议：指通信双方通信、进行数据交换时遵守的一系列约定或规范;协议实质上是实体间通信时所使用的一种语言,它主要由三个要素组成：语义、语法、时序或同步2.网络体系结构：计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构,是一种抽象概念对计算机网络及其部件功能进行定义3.分组交换：是分组转发的一种类型,分组就是将要发送的报文分成长度固定的格式进行存储转发的数据单元,长度固定有利于通信节点的处理;采用存储转发技术4.协议数据单元：PDU,已建立起连接的同层对等实体间交换信息的单元称为协议数据单元5.吞吐量：表示单位时间内通过某个网络信道、接口的实际数据量;6.带宽：带宽的本意是信号具有的频带宽度,其单位是赫兹;而常用的含义是指在信道上能够创送的数字信号的速率,即数据率或比特率,其单位是比特每秒第二章7.频分复用：FDM,每个用户分配到一定的频带后,通信时一直占据着自己的频带,即就是每个用户占用的是不同的带宽资源这里的带宽资源指的是频率带宽而不是数据的发送速率;8.时分复用：TDM ,是将时间划分为一段段等长的时分复用帧,再将每个帧划分等分给用户使用,每个时分复用的用户占用固定序号的时隙,每个用户所占的时隙是周期性地出现,其周期就是时分复用帧的长度,相比较频分复用,时分复用的所有用户是在不同的时间占用相同的频带宽度;9.波分复用：是将两种或多种不同波长的光载波信号携带各种信息在发送端经复用器亦称合波器,Multiplexer汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术10.码分复用：用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号,每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信,由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰：非对称数字用户线技术,是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使它能够承载宽带数字业务;：宽带光纤接入方式第三章13.透明传输：所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合,都应能够在链路上传送;14.差错控制：接收方可通过校验帧的差错编码 ,判断接收到的帧是否有差错;15.碰撞检测：也就是“边发送边监听”,即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况,以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据16.争用期碰撞窗口：以太网端到端往返时延2t每一个站在自己发送数据之后的一小段时间内,存在着遭遇碰撞的可能性;如果在争用期内没有发生碰撞,那么以后也不会发生碰撞;若发生了碰撞,就需要进行重发,需要用退避算法解决这个问题;: 在局域网中,硬件地址又称为物理地址或mac地址,是数据链路层和物理层使用的地址18:LAN:局域网,覆盖范围较小的一类网络,通常指一个大楼或一个工厂的范围;局域网有自己的明显一些特征第四章：19.无连接服务：在无连接服务的情况下,两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接,因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留;20.面向连接服务：面向连接服务是在数据交换之前,必须先建立连接;当数据交换结束后,则应终止这个连接;面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段;21.地址解析协议：ARP,地址解析协议用来实现 ip 地址与本地网络认知的物理地址以太网 mac 地址之间的映射22.硬件地址：MAC,是数据链路层和物理层使用的地址23.首部检验和：占16位的字段,该字段只检验数据报的首部,但不包括数据部分;24.隧道技术：是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式：网络地址转换,在所有使用本地地址的主机在和外界通信时,将其本地地址转换成全球IP地址,使其和互联网连接;：虚拟专用网,利用公用互联网作为机构各专用网之间的通信载体：网际控制报文协议,主要用于网络设备和结点之间的控制和差错报告报文的传输;icmp 可以反映数据报的投递情况,提高ip数据报交付成功的机会;：网际组管理协议,是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机参加或退出了某个多播组;第五章29.滑动窗口机制：滑动窗口是数据链路层的流量控制协议,主要是通过发送窗口和接收窗口来限制发送方和接收方所能发送和接收的分组数量达到流量控制的目的;30.流量控制：让发送方的发送速率不要太快,让接收方来得及接收31.保活计时器：保活计时器使用在某些实现中,用来防止在两个TCP之间的连接出现长时期的空闲32.持续计时器：当发送TCP收到一个窗口大小为零的确认时,就启动坚持计时器;当坚持计时器期限到时,发送TCP就发送一个特殊的报文段33.超时重传计时器：当TCP发送报文段时,就创建该特定报文段的重传计时器;可能发生两种情况：1、若在计时器截止时间到通常是60秒之前收到了对此特定报文段的确认,则撤销此计时器;2、若在收到了对此特定报文段的确认之前计时器截止期到,则重传此报文段,并将计时器复位;34.糊涂窗口综合症：再接收端和发送端速率不匹配的状况下,TCP协议栈滑动窗口动态调整机制产生的一种问题35.拥塞控制：在某段时间,若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分,网络的性能就要变坏的现像36.随机早期检测：RED为避免发生网络中的全局同步现象网络拥塞,在路由器采用的一种措施,它是端到端TCP拥塞控制的额补充第六章37.代理服务器：代理服务器是一种网络实体,又被称为万维网高速缓存;38.搜索引擎：在万维网中进行搜索的工具叫做搜索引擎39.ＤＮＳ：域名系统是互联网使用的命名系统,用来把便于人们使用的机器名字转换成IP地址;：动态主机配置协议,即插即连网的机制,允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与;:超文本传送协议,它定义了浏览器万维网客户进程怎么样向万维网服务器请求万维网文档,以及服务器怎么把文档传送给浏览器,HTTP是面向事务的应用层协议,是万维网上能够可靠交换文件的重要基础;42.ＵＲＬ：统一资源定位符,用来表示从互联网上得到的资源位置和访问这些资源的额方法;４３.ＳＭＴＰ：简单邮件传送协议,规定在两个ＳＭＲＰ进程之间进行信息交换的规则; ４４.ＭＩＭＥ：通过互联网扩充,多用途互联网邮件扩展类型;是设定某种的用一种来打开的方式类型,当该扩展名文件被访问的时候,会自动使用指定应用程序来打开;多用于指定一些的,以及一些媒体文件打开方式;第七章４５.访问控制：对访问网络的权限加以控制,并规定每个用户的访问权限４６.拒绝服务：攻击者向互联网上的某个服务器不停的发送大量分组,使该服务器无法提供正常服务,甚至完全瘫痪４７.防火墙：作为一种访问控制技术,通过严格控制进出网络边界的分组,禁止任何不必要的通信,从而减少潜在入侵的发生,尽可能降低这列安全威胁带来的安全风险４８.入侵检测系统：在入侵已经开始,但还没有造成危害或在造成更大危害之前,及时检测到入侵,以便尽快阻止入侵,把危害降低到最小;。

计算机网络协议与体系结构计算机网络协议与体系结构是计算机科学领域中的重要概念与技术，它们对于实现互联网的顺畅运行和数据通信的成功传输起着至关重要的作用。

本文将着重介绍计算机网络协议与体系结构的基本概念和作用。

一、计算机网络协议的概念与作用计算机网络协议是指计算机网络中不同设备之间进行通信所需遵守的规则和约定。

它规定了数据在网络中的传输方式、数据的格式和处理过程，以及设备之间的通信规则等。

计算机网络协议具有以下几个重要作用：1. 数据传输：计算机网络协议定义了数据在网络中的传输方式，包括数据的封装、分割与组装，以及数据的传输路径和传输速度等。

通过协议的规定，数据可以在网络中准确地按照设定的规则传输，确保了数据的可靠传输。

2. 错误处理：计算机网络协议还规定了数据在传输过程中的错误处理机制。

当数据在传输过程中发生错误或丢失时，协议可以通过校验和机制、重传机制等方式进行错误检测和纠正，保证数据的完整性和可靠性。

3. 数据路由：计算机网络协议定义了数据在网络中的传输路径和路由选择方法。

通过协议规定的路由算法和路由表，数据可以按照最优的路径传输，提高网络的传输效率和响应速度。

4. 设备管理：计算机网络协议还包括对网络设备的管理和监控功能。

通过协议规定的设备管理机制，网络管理员可以对网络设备进行配置、监控和故障排除，确保网络的稳定运行。

二、计算机网络体系结构的概念与分类计算机网络体系结构是指计算机网络的组织结构和层次体系。

它将网络中的不同功能和任务分配给不同的层次，并使用适当的协议实现层与层之间的通信。

常见的计算机网络体系结构包括OSI模型和TCP/IP模型。

1. OSI模型：OSI（Open System Interconnection）模型是国际标准化组织（ISO）制定的通信协议体系结构。

它将计算机网络划分为七个不同的层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

每个层次负责不同的网络功能，通过适当的协议进行通信。