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计算机网络二层架构

发布时间: 2024-02-06 08:13:07

① 网络系统分层结构可以分为几个层次

OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯,因此其最主
要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输
物理层 : O S I 模型的最低层或第一层,该层包括物理连网媒介,如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。在你的桌面P C 上插入网络接口卡,你就建立了计算机连网的基础。换言之,你提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务,但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题,如电线断开,将影响物理层。
数据链路层: O S I 模型的第二层,它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输,从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包,它不仅包括原始数据,还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处,而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。

计算机网络问题:比较二层和三层架构客户/服务器模式,分析各自特点,以及适用场合。

1、简单说client直接访问DBserver为两层结构。
client通过中间件等应用服务器访问DBserver为三层结构。
三层结构比两层结构安全。
2、可以这样理解:客户端程序访问服务器的结构叫两层结构。中间加一个事务逻辑处理封装的中间件作为沟通就是三层结构,这样可以均衡数据负载!
3、拷贝一些基础知识你看一下。(没有图片)
附:相关知识
现代社会的软件开发体系结构简单概括就是N层体系结构,这里的N大于等于1。换而言之就是:单机体系(N=1)、Client/Server结构体系(N=2)、多层体系结构(N>2)。下面我们就对这几种体系结构进行简单的介绍和比较。
单机体系:这种软件适用于单机状态,一般情况下是针对某一种单一的应用,如字典软件、翻译软件等等。这种开发方式不适用于综合管理系统的开发。
C/S结构:c/s结构是在局域网上发展起来的,它具有数据集中管理的能力,在出现之初确实解决了很多计算机发展的难题,同时随着4GL语言的发展,用户的界面也比较丰富,在CLIENT端的事物处理能力也使整个系统的性能得到全面的提高,并使管理信息系统(MIS:Management Information System)得到快速的发展。其大概的图例见图1。
我们根据两层结构体系的概念来分解C/S结构的话,可以将他分为表现层(也叫表达层)和数据层。数据层提供数据存放的载体,而表现层则通过一定技术将数据层中数据取出,进行一定的分析并以某一种格式向用户进行显示。在两层体系结构中,表现层对数据库进行直接操作,且大部分的商业处理逻辑(Business Logic,数据之间的关系规则)也在表现层中实现.

图1:Client/Server 体系结构示例

三层体系结构:三层体系结构是N层体系结构的典型,所谓的三层体系结构就是将原来在两层体系结构中的商业逻辑部分从数据层和表现层中提炼出来,形成中间件服务器,所以三层就是:表现层、商业逻辑层(Business Logic)、数据层。在此之外,还有一种系统结构就是分布式系统,其结构系统图见图2。
图2:分布式系统的结构示意图

在分布式系统中,其介于客户端和数据端之间的仅仅是一个应用服务器,它管理客户端的软件,但不做性能调整,比如每一个客户端调用时均产生一个新的数据库连接,而不能够将连接保持形成一个连接缓冲池。虽然在分布式应用中已经结合了一些商业处理逻辑,但是并没有真正改变原来的C/S体系结构。
在三层体系结构中,表现层将主要提供与客户的交互功能,数据层提供系统中的所有的数据保存载体,而商业逻辑层将整个系统中的商业处理逻辑整和在一起,形成中间件,在三层中。中间件起了承前启后的作用,表现层将客户端的请求通过IDL调用中间件,中间件在将其转化成数据处理原则,并从数据库中获得相应的数据,返回给客户端的软件,转换成客户要求的方式显示。关于三层体系结构的示意图见图3。
图3:三层体系结构示意图

我们已经简单的介绍了C/S结构和三层体系结构,有关的优点已经昭然若揭,为了更好的让您了解两者的区别,我们将两者进行一些比较。
C/S结构的缺点:
缺乏有效的集权控制:在众多的C/S软件中我们不难看出,所有的构件不能够在一个地点(如一台机器)进行统一的管理,而不得不将他们分化在各个CLIENT的应用中,使得维护和安全保密均很困难。
缺乏安全性:在分散的计算机系统中,控制信息的访问安全是非常困难的,由于客户端经常需要对一些敏感的数据进行分析导致安全漏洞很容易发生。
客户端工作量重:当将一个应用中的所有的商业逻辑全部在各个客户端来实现的时候,仅仅是使用桌面电脑的客户端资源将发生不堪负载的情况。
软件的重用性差:由于C/S结构下的应用软件一般均是根据操作系统进行定制,且开发工具也是有一定的限定,一旦需要改变某一个要素的话,很可能只能重做,例如原来用C语言来开发,现在需要转向PB进行开发,那么,原来的所有工作都需要重新来过。
随着应用的不断复杂,桌面电脑将需要不断的升级以适应系统的性能需求,甚至有时侯会完全超出桌面系统能够承受的限度。例如:诸如多线程和对称多重处理技术等先进操作系统的特性可能不能在标准桌面电脑系统中提供,不通过访问具有这些技术的服务器,客户端的桌面系统将可能永远不能获得这些新的技术的性能。
针对这些问题,三层体系结构给予了很好的解决方案。
在三层体系结构中,提供在客户端和服务器端进行应用功能的分割,系统通过应用将用户定义的界面系统从商业处理逻辑中分割出去。通过将商业处理逻辑集中在中间件服务器中,将能够减小客户端的工作量并使敏感数据访问控制变得简单。
在三层结构中,客户端将与服务器端的数据变化隔离,简单的说,商业处理逻辑不受客户端的用户界面的改变而影响。三层体系中有一个非常重要的特性就是系统具有良好的组件重用性,例如在PB中开发的组件,可以在VC中进行使用。

③ 计算机网络层次结构是怎样的

从第一层至第七层依次是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

拓展资料:

OSI(Open System Interconnect)

即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型,是ISO(国际标准化组织)组织在1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层),即ISO开放系统互连参考模型。

在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能,以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。

第7层应用层:

OSI中的最高层。为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作,而且还要作为应用进程的用户代理,来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括:文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造报文规范MMS、目录服务DS等协议;应用层能与应用程序界面沟通,以达到展示给用户的目的。 在此常见的协议有:HTTP,HTTPS,FTP,TELNET,SSH,SMTP,POP3等。

第6层表示层:

主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。

第5层会话层:

在两个节点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置,尽管可以在层4中处理双工方式 ;会话层管理登入和注销过程。它具体管理两个用户和进程之间的对话。如果在某一时刻只允许一个用户执行一项特定的操作,会话层协议就会管理这些操作,如阻止两个用户同时更新数据库中的同一组数据。

第4层传输层:

—常规数据递送-面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务;传输层把消息分成若干个分组,并在接收端对它们进行重组。不同的分组可以通过不同的连接传送到主机。这样既能获得较高的带宽,又不影响会话层。在建立连接时传输层可以请求服务质量,该服务质量指定可接受的误码率、延迟量、安全性等参数,还可以实现基于端到端的流量控制功能。

第3层网络层:

本层通过寻址来建立两个节点之间的连接,为源端的运输层送来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据 ;除了选择路由之外,网络层还负责建立和维护连接,控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。

第2层数据链路层:

在此层将数据分帧,并处理流控制。屏蔽物理层,为网络层提供一个数据链路的连接,在一条有可能出差错的物理连接上,进行几乎无差错的数据传输(差错控制)。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。常用设备有网桥、交换机;

第1层物理层:

处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明的传送比特流。常用设备有(各种物理设备)网卡、集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。

④ 何为计算机网络的二级子网结构

二级子网结构指资源子网和通信子网。

网络可分为资源子网和通信子网。资源子网提供访问网络和处理数据的能力,它由主计算机系统、终端控制器和终端组成。通信子网提供网络通信功能,它由网络结点、通信链路和信号变换设备组成。

而网络中通信子网的结构直接影响网络结构,通信子网按其传送数据的技术可分为点-点通信信道和广播通信信道两种。

(4)计算机网络二层架构扩展阅读

为了确定网络区域,分开主机和路由器的每个接口,从而产生了若干个分离的网络岛,接口端连接了这些独立网络的端点。

IP地址是以网络号和主机号来表示网络上的主机的,只有在一个网络号下的计算机之间才能“直接”互通,不同网络号的计算机要通过网关才能互通。

⑤ OSI七层型的层次结构是什么

OSI七层型从低到高依次是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1、应用层:网络服务与最终用户的一个接口。

2、表示层:数据的表示、安全、压缩。(在五层模型里面已经合并到了应用层),格式有,JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等。

3、会话层:建立、管理、终止会话。(在五层模型里面已经合并到了应用层),对应主机进程,指本地主机与远程主机正在进行的会话。



4、传输层:定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。

协议有:TCP、UDP,数据包一旦离开网卡即进入网络传输层。

5、网络层:进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。

协议有:ICMP、IGMP、IP(IPV4、IPV6)。

6、数据链路层:建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。将比特组合成字节进而组合成帧,用MAC地址访问介质,错误发现但不能纠正。

7、物理层:建立、维护、断开物理连接。

TCP/IP 层级模型结构,应用层之间的协议通过逐级调用传输层、网络层和物理数据链路层而可以实现应用层的应用程序通信互联。

⑥ 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

⑦ 计算机网络的分层体系结构

第一层:物理层(PhysicalLayer),规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲,机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义,即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能;规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程,是指在物理连接的建立、维护、交换信息是,DTE和DCE双放在各电路上的动作系列。
在这一层,数据的单位称为比特(bit)。
属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

第二层:数据链路层(DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输,并进行各电路上的动作系列。
数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
在这一层,数据的单位称为帧(frame)。
数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

第三层是网络层(Network layer)

在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点, 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。

如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层,数据的单位称为数据包(packet)。
网络层协议的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。

第四层是处理信息的传输层(Transport layer)。第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为段(segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所为透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。
传输层协议的代表包括:TCP、UDP、SPX等。

第五层是会话层(Session layer)

这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不再另外命名,统称为报文。会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

第六层是表示层(Presentation layer)

这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩, 加密和解密等工作都由表示层负责。

第七层应用层(Application layer),应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
应用层协议的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。