当前位置:首页 » 网络连接 » 计算机网络架构
扩展阅读
电脑中毒账号密码 2024-12-23 14:46:43

计算机网络架构

发布时间: 2022-01-20 04:14:29

计算机网络的 基本结构

ISO/OSI开放系统互连参考模型(见图)

计算机网络的拓扑结构有:

总线型结构(BUS)

星型结构(Star)

树型结构(Tree)

环型结构(Ring)

网型结构(Mesh)

全互联型

什么是计算机网络体系结构

计算机网络是一个复杂的具有综合性技术的系统,为了允许不同系统实体互连和互操作,不同系统的实体在通信时都必须遵从相互均能接受的规则,这些规则的集合称为协议(Protocol)。

1、系统指计算机、终端和各种设备。

2、实体指各种应用程序,文件传输软件,数据库管理系统,电子邮件系统等。

3、互连指不同计算机能够通过通信子网互相连接起来进行数据通信。

4、互操作指不同的用户能够在通过通信子网连接的计算机上,使用相同的命令或操作,使用其它计算机中的资源与信息,就如同使用本地资源与信息一样。

计算机网络体系结构可以从网络体系结构、网络组织、网络配置三个方面来描述,网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述计算机网络,网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局,硬件、软件和通信线路来描述计算机网络,网络体系结构是从功能上来描述计算机网络结构。

(2)计算机网络架构扩展阅读:

计算机网络由多个互连的结点组成,结点之间要不断地交换数据和控制信息,要做到有条不紊地交换数据,每个结点就必须遵守一整套合理而严谨的结构化管理体系·计算机网络就是按照高度结构化设计方法采用功能分层原理来实现的,即计算机网络体系结构的内容。

通常所说的计算机网络体系结构,即在世界范围内统一协议,制定软件标准和硬件标准,并将计算机网络及其部件所应完成的功能精确定义,从而使不同的计算机能够在相同功能中进行信息对接。

一、计算机系统和终端

计算机系统和终端提供网络服务界面。地域集中的多个独立终端可通过一个终端控制器连入网络。

二、通信处理机

通信处理机也叫通信控制器或前端处理机,是计算机网络中完成通信控制的专用计算机,通常由小型机、微机或带有CPU的专用设备充当。在广域网中,采用专门的计算机充当通信处理机:在局域网中,由于通信控制功能比较简单,所以没有专门的通信处理机,而是在计算机中插入一个网络适配器(网卡)来控制通信。

三、通信线路和通信设备

通信线路是连接各计算机系统终端的物理通路。通信设备的采用与线路类型有很大关系:如果是模拟线路,在线中两端使用Modem(调制解调器);如果是有线介质,在计算机和介质之间就必须使用相应的介质连接部件。

四、操作系统

计算机连入网络后,还需要安装操作系统软件才能实现资源共享和管理网络资源。如:Windows 98、Windows 2000、Windows xp等。

五、网络协议

网络协议是规定在网络中进行相互通信时需遵守的规则,只有遵守这些规则才能实现网络通信。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

㈢ 计算机网络结构如下图:

先用搜索打开cmd,然后输入ipconfig,查看本机(B)的网络状态,然后用ping逐一测试与网关的连接,与A机等的连接情况。可能产生此类情况的原因,有可能是网络ip地址冲突,也有可能是硬件方面的原因,也有可能是网络设置的原因。如果是ip冲突就更换B机ip,如果是用错网线或的原因就更换网线,设置问题就更改设置。

㈣ 简述什么是计算机网络拓扑结构

计算机网络的拓扑结构,即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。网络的结点有两类:一类是转换和交换信息的转接结点,包括结点交换机、集线器和终端控制器等;另一类是访问结点,包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介,包括有形的和无形的。
计算机网络的拓扑结构主要有:总线型结构、星型结构、环型结构、树型结构和混合型结构。
总线型结构
总线型结构由一条高速公用主干电缆即总线连接若干个结点构成网络。网络中所有的结点通过总线进行信息的传输。这种结构的特点是结构简单灵活,建网容易,使用方便,性能好。其缺点是主干总线对网络起决定性作用,总线故障将影响整个网络。
总线型结构是使用最普遍的一种网络。
星型结构
星型结构由中央结点集线器与各个结点连接组成。这种网络各结点必须通过中央结点才能实现通信。星型结构的特点是结构简单、建网容易,便于控制和管理。其缺点是中央结点负担较重,容易形成系统的“瓶颈”,线路的利用率也不高。
环型结构
环型结构由各结点首尾相连形成一个闭合环型线路。环型网络中的信息传送是单向的,即沿一个方向从一个结点传到另一个结点;每个结点需安装中继器,以接收、放大、发送信号。这种结构的特点是结构简单,建网容易,便于管理。其缺点是当结点过多时,将影响传输效率,不利于扩充。
树型结构
树型结构是一种分级结构。在树型结构的网络中,任意两个结点之间不产生回路,每条通路都支持双向传输。这种结构的特点是扩充方便、灵活,成本低,易推广,适合于分主次或分等级的层次型管理系统。
混合型结构
混合型结构可以是不规则型的网络,也可以是点-点相连结构的网络。
局域网中常见的结构为总线型或星型。

㈤ 计算机网络的组成

报文交换特点:1,在源与目的结点之间无须建立专用通道,对网络的故障适应能力较强;2,没有建立和拆除电路的时间延迟;3,线路利用率较高,可以进行速率上的调整;4,可靠性较高;5,每个节点对报文进行全面的处理,如果传输出错,要重发整个报文。

分组交换(packet switching):传输的信息是报文分组,将一个长的报文分割成若干个分组来传输。

高速交换:ATM(异步传输模式):把线路交换跟分组交换相结合。以固定长度(53字节:信元头5字节,正文48字节)。FR(帧中继):采用永久虚电路,只要接收完帧的目的地址(不是指向本结点就立即转发帧)若传输出错,则给下游结点发送错误指示,要它终止接收,并要求上游重发该帧。

9.以数据报为例叙述交换技术的工作过程

10.CSMA/CD总线型网络的拓朴结构,帧结构及其基本工作过程

CSMA/CD(Carrier sense Multiple Access with Collision Detection)带有冲突检测的载波侦听多路访问。

拓朴结构:?

11.令牌环网的拓朴结构,帧结构及其基本工作过程

12.计算机网络流量控制的目的和流量控制的级别

目的:1,防止网络因过载而引起吞吐量下降和延时的增加;2,减少拥塞,避免死锁;3,在互相竞争的用户之间公平合理地分配资源。

四种级别:1,相邻结点间的流量控制,2,源结点和目的结点间的流量控制;3,主机与源结点间的流量控制;4,源主机与目的主机间的流量控制。

13.关于源路由网桥的概念和工作原理(P102)

源路由网桥(IEEE802。5工作组选用的网桥,面向令牌环网):是指源站点要提供侦传送的路由信息,该路由信息(Routing Information)设置在该帧的头部,用于标识帧的传输路径(面向连接的网桥)。

工作原理:源站要向目的站通信前,必须寻找通向目的站的路径(实际上是建立连接的过程:源站首先向全网广播一个“探测帧”,该帧每经过一个网桥,网桥把自己相关路由信息写入该探测帧,为该到达目的站时,该数据包就记录下一张它所经过的路径图(路由表)。目的站会使这个探测帧返回(实际由目的站发出一个应答帧)当源站接收到应答帧时,则可以说连接已建立)。

14.关于透明网桥的概念和工作原理(P99)

所谓透明网桥是指网桥的操作过程对其端口上连接的网段上的工作站是“透明的”,换句话说,工作站用户并不知道网桥的存在。

15.路由器的基本工作过程及其作用

基本工作过程:

A, 路由器工作在网络层,它的传输单位是分组(packet),又称数据包

B, 当路由器接收到一个包时,首先进行拆包,把数据链路层的信息去掉,读取网络层的信息

C, 根据包的目的地址(指向)进行:本地提交(本网是目的结点所在网络);分组转发(选择转发路由)

D,数据安全性检查(转发检验)

E, 通过安全检查后,则进行打包,(封装)加入数据链路层的信息,转发该包。

基本功能:

1, 协议转换

2, 路由选择

3, 支持多协议的路由选择

4, 流量控制

5, 分组的分段与组装

6, 网络管理功能

(未完成)16.路由选择算法的分类和理想路由选择算法应具有的特点

路由算法有:距离矢量算法和链路状态算法。

距离矢量算法:以某一参考点到达目的结点的距离作为度量的算法。这里的距离指该路径上所经历的最少网关(也指路由器)数。

链路状态算法:实际上是一种“最短路径优先”的算法。

特点:?

17.距离向量算法和RIP的工作过程(p110)

距离向量算法的基本思想:以某一参考点到目的结点的距离作为算法的度量。

RIP(routing Information Protocol)路由信息协议工作过程:1,初始化(启动RIP协议);2,路由表交换路由信息;3,路由表更新(最知线路优先)。(P113)

18.路由器的主机名和端口配置使用方法

配置主机名(路由器):每台路由器主机的缺省名Router。假设把它配置为路由器R2则输入命令:

router (config) #host name Router (R2)

显示:Router R2 (config) #

端口配置(端口地址配置):

① Router R2 (config) # interface eithernet 0

② Router R2 (config-if) # ip address 200.111.50.1 255.255.255.0

配置端口的IP地址:200.111.50.1

相应的子网掩码:255.255.255.0

③ Router R2 (config ) # interface serial 0 (0是串行口)

④ Router R2 (config-if)# ip address 128.120.1.1 255.255.255.0

19.奈奎斯特和香农定律原理

(离散信号的信道容量)奈奎斯特定律:C = 2 F log2 L (bps) 每秒的信道容量,信道的最大传输速率

C:信道容量。 F:带宽。 L:符号的离散取值。

(连续信号的信道容量)香农定律:C = F log2 (1+S/N)

S:通过的信号平均功率。 N:噪声(干扰信号)的功率。所谓噪声是指干扰信号(噪声)在所有频率上的强度都一样。 S/N:采用信噪比来代替。 SNR 其单位是分贝。DB

分贝值 = 10 log10 (S/N) 分贝值是可测量的。则可利用分贝值得到S/N。

20.计算机网络中常用的编码技术

(1) 单极性不归零编码(NRZ)

(2) 曼彻斯特编码(Manchester Encoding)

(3) 差分曼彻斯特编码

21.画图说明频移键控法的工作原理

22.PCM技术的基本工作步骤

1, 取样:按照一定的时间间隔采样测量模拟信号幅值

2, 量化:将取样点测量的信号幅值分级取整

3, 编码:将量化的结果(整数据)用二进制数表示出来

23.异步传输的编码结构

也叫“起/停方式”:每传送1个字符(5bit/8bit)都在字符前面加入一位开始位(“0”表示使用停电平表示传送开始),而在代码校验(奇/偶)后面跟随停止位(1位,3/2位或2位,用“1”高电平表示,代表字符传输结束)

以ASCII码的A字符为例(11位异步码结构)

A字符:41H = 1000001 编码后:01000001111

24.HDLC的帧结构和基于比特流的传输控制流程规程的主要特性

HDLC(High Data Link Control)高级数据链路控制:基于比特传输的控制规程。主要特征如下:

① 通信方式:全双工

② 差错控制:循环冗余码(CRC)

③ 同步方式:同步

④ 电码:随机码(任意二进制编码)

⑤ 信息长度:可变区

⑥ 速率:2400bps以上

⑦ 发关方式:连续发送,即发送方送出一个信息帧后,不等接收方的应答,则继续发关随后的帧,接收方的应答信号是利用全双工的另一信道在它发送给发送方的信息帧的控制字段中夹带回“已收到某编号的信息帧”(期待接收某个编号的帧)这表明此号帧以前的信息帧已正确接收。如果发现传输出错,则请求重传该号帧及其随后的帧。

HDLC的帧结构:

F
A
C
I
FCS
F

同步标志(01111110) 地址 控制字段 正文 循环冗余码 标志

25.计算机网络中使用的循环冗余码校验的工作原理

26.多路复用的基本思想和种类

多路复用原理:就是让一条线路复用成多个子信道来使用

种类有:

1, 频分多路复用(FDM):分割线路的带宽,形成多个子信道(频度)

2, 同步时分多路复用(TDM):分割线路的传输时间形成多个子信道(一个时间片)时隙

3, 统计时分多路复用(STDM):分割线路的传输时间。但动不是固定给用户分配时间片,而是需要传送时,才给它分配时间片。

4, 波分多路复用(WOM):光纤上使用分割的是信号光的波长

27.频分多路复用的工作原理

28.时分多路复用的种类和各自的工作特性

29.会话层的同步方法

为了控制信息流同时能够从软件或操作失误中恢复过来,会话层允许在数据中插入同步点,当出现故障时,找到故障处的前一个同步点并从该同步点进行恢复,这个过程称为再同步。对话过程中可以插入次同步点,如果传输中出了故障,控制流可以退回到对话中的一个或多个次同步上进行恢复。主同步点必须被确认,次同步点不需要确认。

30.表示层的局部语法和传送语法

局部语法:某一具体计算机所使用的语法称为局部语法。局部语法的差异使得同一数据对象在不同的计算机中被表示成不同的比特序列。

传送语法:符全传送过程要求的语法。数据以传送语法的形式在网络中传送,发送方将符合自己局部语法的比特序列转换成符合传送语法的比特序列。

31.交换机的交换结构和各自的特点

交换结构有:软件执行交换结构、矩阵交换结构、总线交换结构、共享存储器交换结构。

软件执行交换结构:借助CPU和RAM的硬件环境,用特定的软件来实现端口之间的帧交换。所有功能均由软件来实现,操作灵活,但随着端品数和增加,CPU的负担加重。

矩阵交换:采用硬件方法进行交换。优点是利用硬件交换,结构紧凑,交换速度快,延迟时间短,缺点是随着端口的增加,监控和管理变得困难。

总线交换:对总线的带宽要求较高,造价高,但性能也好。

存储交换:结构简单、容易实现,但通过RAM操作会产生延时。

32.交换机的组成和各部分的主要作用

大多数交换器都有一块背板,把各种板卡插在其上面,实现相应连接,交换器的主要部件包括控制、逻辑、阵列、及端口四个。

1, 控制部件:其作用是控制、管理交换器,识别连接到各端口的局域网的类型,并自动地进行交换器的测试

2, 逻辑部件:其作用是读取输入数据帧的目的地址,并以此目的地址与端口地址表中的内容进行比较,找出该目的地址对应的端口号,批示阵列部件按通对应的(输出端口)矩阵开头(来接到输出端口)

3, 阵列部件:一旦接收到逻辑部件的指令时,启动源端口(输入)与目的端口(输出)之间的交叉连接,并保持该连接直到该帧全部传送完

4, 端口部件:可以看成一组物理接口

33.交换机的转发率和过滤率

交换器的过滤率是在某段时间内(通常为1秒)所解释多少帧的目的地址,这种能力称为过滤率。

转发率是指在某段时间内(1秒)所转发帧的数目,称为转发率。

34.如何使用交换机、集线器、路由器、防火墙和常用传输介质组建企业网络

35.关于VLAN的定义和其主要功能(P87)

VLAN(virtual LAN)虚拟局域网:建立在物理交换机之上的,它利用软件进行逻辑工作组的划分和管理。

36.X.25的协议体系结构

X.25协议是CCITT关于公用数据网上以分组方式工作的DTE与DCE之间的接口标准,其功能是为公用数据网在分组交换方式下提供终端操作,它不涉及通信子网的内部结构。

层次结构:自下至上分别称为物理级、帧级、分组级。

37.帧中继的基本工作原理

38.ATM的协议参考模型(P141)

39.ATM交换技术的特点

特点:

(1) 采用面向连接的工作方式。

(2) 采用异步时分多路方式

(3) 网络没有逐段链路的差错控制和流量控制。

(4) 信头功能简单

(5) 小的信元长度

40.ATM交换虚连接的工作过程(P132)

41.什么是ISDN,定义了哪些设备和接口

ISDN是用来解决一些小的办公室或拨号用户需要比传统电话拨号服务能提供更宽传输带宽的应用,同时ISDN也可用来提供线路备份。

42.IP地址结构和子网划分的作用

结构:每个IP地址共有32位,分为4段,以X。X。X。X表示,每个X为8位,取值为0~255。分为网络地址和主机地址两部分,其中网络地址表示一个网络,主机地址用来表示这个网络中的一台主机。

子网划分作用:

㈥ 常见的计算机网络拓扑结构有

1、总线型

这种网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连,它所采用的介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆),不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的,如ATM网、Cable Modem所采用的网络等都属于总线型网络结构。

总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上,各工作站地位平等,无中心节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。

2、环形结构

环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环,这种结构使公共传输电缆组成环型连接,数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。

这种结构的网络形式主要应用于令牌网中,在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的,最后形成一个闭环,整个网络发送的信息就是在这个环中传递,通常把这类网络称之为"令牌环网"。

3、星型结构

星型拓扑结构是用一个节点作为中心节点,其他节点直接与中心节点相连构成的网络。中心节点可以是文件服务器,也可以是连接设备。常见的中心节点为集线器。

星型拓扑结构的网络属于集中控制型网络,整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理,各节点间的通信都要通过中心节点。每一个要发送数据的节点都将要发送的数据发送中心节点,再由中心节点负责将数据送到目地节点。因此,中心节点相当复杂,而各个节点的通信处理负担都很小,只需要满足链路的简单通信要求。

4、树型结构

树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。

5、分布式结构/网状结构

网状形网络如下图所示,其为分组交换网示意图。图种虚线以内部分为通信子网,每个结点上的计算机称为结点交换机。图中虚线以外的计算机(Host)和终端设备统称为数据处理子网或资源子网。

㈦ 计算机网络分为哪几种结构

按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类,按地理范围分类 ①局域网 ②城域网 ③广域网
按传输速率分类 ,传输速率快的称高速网 ,传输速率慢的称低速网。
按传输介质分类 ①有线网 ②无线网
按拓扑结构分类 ①总线拓扑结构 ②星型拓扑结构 ③环型拓扑结构 ④树型拓扑结构

㈧ 计算机网络的组成和体系结构

一、计算机网络的基本组成

计算机网络是一个很复杂的系统,它由许多计算机软件、硬件和通信设备组合而成。下面对一个计算机网络所需的主要部分,即服务器、工作站、外围设备、网络软件作简要介绍。

1.服务器(Server)

在计算机网络中,服务器是整个网络系统的核心,一般是指分散在不同地点担负一定数据处理任务和提供资源的计算机,它为网络用户提供服务并管理整个网络,它影响着网络的整体性能。一般在大型网络中采用大型机、中型机和小型机作为网络服务器,可保证网络的可靠性。对于网点不多,网络通信量不大,数据安全性要求不太高的网络,可以选用高档微机作网络服务器。根据服务器在网络中担负的网络功能的不同,又可分为文件服务器、通信服务器和打印服务器等。在小型局域网中,最常用的是文件服务器。一般来说网络越大、用户越多、服务器负荷越大,对服务器性能要求越高。

2.工作站(Workstation)

工作站有时也称为“节点”或“客户机(Client)”,是指通过网络适配器和线缆连接到网络上的计算机,是网络用户进行信息处理的个人计算机。它和服务器不同,服务器是为整个网络提供服务并管理整个网络,而工作站只是一个接入网络的设备,它保持原有计算机的功能,作为独立的计算机为用户服务,同时又可按一定的权限访问服务器,享用网络资源。

工作站通常都是普通的个人计算机,有时为了节约经费,不配软、硬盘,称为“无盘工作站”。

3.网络外围设备

是指连接服务器和工作站的一些连线或连接设备,如同轴电缆、双绞线、光纤等传输介质,网卡(NIC)、中继器(Repeater)、集线器(Hub)、交换机(Switch)、网桥(Bridge)等,又如用于广域网的设备:调制解调器(Modem)、路由器(Router)、网关(Gateway)等,接口设备:T型头、BNC连接器、终端匹配器、RJ45头、ST头、SC头、FC头等。

4.网络软件

前面介绍的都是网络硬件设备。要想网络能很好地运行,还必须有网络软件。

通常网络软件包括网络操作系统(NOS)、网络协议软件和网络通信软件等。其中,网络操作系统是为了使计算机具备正常运行和连接上网的能力,常见的网络操作系统有UNIX、Linux、Novell Netware、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows XP等;网络协议软件是为了各台计算能使用统一的协议,可以看成是计算机之间相互会话使用的语言;而运用协议进行实际的通信则是由通信软件完成的。

网络软件功能的强弱直接影响到网络的性能,因为网络中的资源共享、相互通信、访问控制和文件管理等都是通过网络软件实现的。

二、计算机网络的拓扑结构

所谓计算机网络的拓扑结构是指网络中各结点(包括连接到网络中的设备、计算机)的地理分布和互连关系的几何构形,即网络中结点的互连模式。

网络的拓扑结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等指标,常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型等,通过使用路由器和交换机等互连设备,可在此基础上构建一个更大网络。

1.总线型

在总线型结构中,将所有的入网计算机接入到一条通信传输线上,为防止信号反射,一般在总线两端连有终端匹配器如图6-1(a)。总线型结构的优点是信道利用率高,可扩充性好,结构简单,价格便宜。当数据在总线上传递时,会不断地“广播”,第一节点均可收到此信息,各节点会对比数据送达的地址与自己的地址是否相同,若相同,则接收该数据,否则不必理会该数据。缺点是同一时刻只能有两个网络结点在相互通信,网络延伸距离有限,网络容纳的节点数有限。在总线上只要有一个结点连接出现问题,会影响整个网络运行,且不易找到故障点。

图6-1 网络拓扑结构

2.星型

在星型结构中,以中央结点为中心,其他结点都与中央结点相连。每台计算机通过单独的通信线路连接到中央结点,由该中央结点向目的结点传送信息,如图6-1(b),因此,中央结点必须有较强的功能和较高的可靠性。

在已实现的网络拓扑结构中,这是最流行的一种。跟总线型拓扑结构相比,它的主要的优势是一旦某一个电缆线段被损坏了,只有连接到那个电缆段的主机才会受到影响,结构简单,建网容易,便于管理。缺点是该拓扑是以点对点方式布线的,故所需线材较多,成本相对较高,此外中央结点易成为系统的“瓶颈”,且一旦发生故障,将导致全网瘫痪。

3.环型

在环型结构中,如图6-1(c)所示,各网络结点连成封闭环路,数据只能是单向传递,每个收到数据包的结点都向它的下一结点转发该数据包,环游一圈后由发送结点回收。当数据包经过目标结点时,目标结点根据数据包中的目标地址判断出是自己接收,并把该数据包拷贝到自己的接收缓冲中。

环型拓扑结构的优点是:结构简单,网络管理比较简单,实时性强。缺点是:成本较高,可靠性差,网络扩充复杂,网络中若有任一结点发生故障都会使整个网络瘫痪。

三、计算机网络的体系结构

要弄清网络的体系结构,需先弄清网络协议是什么。

网络协议是两台网络上的计算机进行通信时使用的语言,是通信的规则和约定。为了在网络上传输数据,网络协议定义了数据应该如何被打成包、并且定义了在接收数据时接收计算机如何解包。在同一网络中的两台计算机为了相互通信,必须运行同一协议,就如同两个人交谈时,必须采用对方听得懂的语言和语速。

由于网络结点之间的连接可能是很复杂的,因此,为了减少协议设计的复杂性,在制定协议时,一般把复杂成分分解成一些简单成分,再将它们复合起来,而大多数网络都按层来组织,并且规定:(1)一般是将用户应用程序作为最高层,把物理通信线路作为最低层,将其间再分为若干层,规定每层处理的任务,也规定每层的接口标准;(2)每一层向上一层提供服务,而与再上一层不发生关系;(3)每一层可以调用下一层的服务传输信息,而与再下一层不发生关系。(4)相邻两层有明显的接口。

除最低层可水平通信外,其他层只能垂直通信。

层和协议的集合被称为网络的体系结构。为了帮助大家理解,我们从现实生活中的一个例子来理解网络的层次关系。假如一个只懂得法语的法国文学家和一个只懂得中文的中国文学家要进行学术交流,那么他们可将论文翻译成英语或某一种中间语言,然后交给各自的秘书选一种通信方式发给对方,如图6-2所示。

图6-2 中法文学家学术交流方式

下面介绍两个重要的网络体系结构:OSI参考模型和TCP/IP参考模型。

1.OSI参考模型

由于世界各大型计算机厂商推出各自的网络体系结构,不同计算机厂商的设备相互通信困难。为建立更大范围内的计算机网络,必然要解决异构网络的互连,因而国际标准化组织ISO于1977年提出“开放系统互连参考模型”,即着名的OSI(Open system interconnection/Reference Model)。它将计算机网络规定为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层等七层,受到计算机界和通信界的极大关注。

2.TCP/IP参考模型

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet protocol)协议是Internet使用的通信协议,由ARPANET研究中心开发。TCP/IP是一组协议集(Internet protocol suite),而TCP、IP是该协议中最重要最普遍使用的两个协议,所以用TCP/IP来泛指该组协议。

TCP/IP协议的体系结构被分为四层:

(1)网络接口层 是该模型的最低层,其作用是负责接收IP数据报,并通过网络发送出去,或者从网络上接收网络帧,分离IP数据报。

(2)网络层 IP协议被定义驻留在这一层中,它负责将信息从一台主机传到指定接收的另一台主机。主要功能是:寻址、打包和路由选择。

(3)传输层 提供了两个协议用于数据传输,即传输控制协议TCP和通用数据协议UDP,负责提供准确可靠和高效的数据传送服务。

(4)应用层 位于TCP/IP最高层,为用户提供一组常用的应用程序协议。例如:简单邮件传输协议SMTP、文件传协议FTP、远程登录协议Telnet、超文本传输协议HTTP(该协议是后来扩充的)等。随着Internet的发展,又开发了许多实用的应用层协议。

图6-3是TCP/IP模型和OSI模型的简单比较:

图6-3 TCP/IP模型和OSI模型的对比