网络架构和协议
网络体系结构及协议
问题亟待解决，向IPv6过渡成为必然趋势。
02
网络安全性问题
随着网络攻击手段不断升级，现有网络体系结构在安全性方面存在诸多
漏洞，如DDoS攻击、网络钓鱼等，需要加强安全防护。
03
网络可扩展性问题
现有网络体系结构在面对大规模数据传输和海量设备连接时，存在可扩
展性不足的问题，难以满足未来物联网、5G等应用场景的需求。
02
ICMP（互联网控制 消息协议）
用于在IP主机和路由器之间传递 控制消息，如网络不可达、超时 等。
03
IGMP（互联网组管 理协议）
用于IPv4网络中的多播组成员资 格管理。
数据链路层和物理层协议
数据链路层协议
如Ethernet、PPP等，负责将数据封装成 帧进行传输，并提供错误检测和流量控 制等功能。
内容过滤
检查数据包内容，拦截恶意代码、垃圾邮件等不良信息。
防火墙原理及功能介绍
日志记录
记录网络访问和数据传输情况，便于审计和 故障排查。
VPN支持
提供虚拟专用网络功能，保障远程访问的安 全性。
典型防火墙配置案例分析
案例一
小型企业网络防火墙配置
配置目标
保护内部网络免受外部攻击，限制员工上网行为。
典型防火墙配置案例分析
协议作用
网络协议是网络通信的基础，它使得 不同厂商生产的计算机和网络设备能 够相互通信，实现网络资源的共享和 信息的交换。
协议层次结构划分
OSI七层模型
01
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应
用层。
TCP/IP四层模型
02
网络接口层、网络层、传输层、应用层。
五层模型
03
计算机网络的架构和常用协议
计算机网络的架构和常用协议简介：计算机网络是指将多台计算机按照一定的方式连接起来，实现信息互通和资源共享的技术体系。
计算机网络的架构指的是网络系统的组织结构和层次关系，而常用协议是指网络中常用的通信协议。
本文将详细介绍计算机网络的架构和常用协议。
一、计算机网络的架构1. 客户端/服务器架构客户端/服务器架构是一种常见的网络架构，它将计算机分为客户端和服务器两部分。
客户端主要负责发送请求和接收服务器返回的数据，而服务器则负责处理客户端请求并返回响应结果。
这种架构适用于分布式计算和服务提供模式。
2. 对等网络（P2P）架构对等网络架构是一种去中心化的网络结构，其中的计算机都具有平等的地位，它们之间可以相互通信和共享资源。
对等网络常用于分布式文件共享和点对点通信等场景。
3. 客户端/服务器架构和对等网络（P2P）架构结合在实际应用中，常常会将客户端/服务器架构和对等网络架构结合起来，形成混合型架构。
通过服务器提供核心功能和资源，而对等网络用于辅助传输和共享。
二、常用协议1. TCP/IP协议TCP/IP是互联网所使用的通信协议，包括IP、TCP、UDP等多个子协议。
其中，IP协议负责地址分配和路由转发，TCP协议提供可靠的传输服务，UDP协议提供不可靠但效率高的传输服务。
TCP/IP协议是互联网通信的基础。
2. HTTP协议HTTP协议是超文本传输协议，用于在计算机网络上传输超文本数据。
它基于客户端/服务器模型，通过请求-响应模式进行通信。
HTTP协议常用于Web应用中，如浏览器请求网页、上传下载文件等。
3. FTP协议FTP协议是文件传输协议，用于在网络上进行文件的上传和下载。
它基于客户端/服务器模型，客户端通过FTP软件连接到服务器，进行文件的操作。
FTP协议在网站维护、文件共享等方面有广泛应用。
4. SMTP和POP3协议SMTP（简单邮件传输协议）和POP3（邮局协议版本3）是电子邮件服务所使用的协议。
计算机网络拓扑结构与协议选择的重要性
计算机网络拓扑结构与协议选择的重要性计算机网络在现代社会中扮演着至关重要的角色，它们连接了全球各地的计算机和设备，促进了信息和数据的传输。
在搭建计算机网络时，选择合适的拓扑结构和协议是至关重要的，因为它们直接影响到网络性能、安全性和可靠性。
本文将讨论计算机网络拓扑结构与协议选择的重要性，并探讨如何根据需求来做出正确的选择。
一、计算机网络拓扑结构的重要性拓扑结构是指计算机网络中各个节点之间连接的方式和形式。
选择适当的拓扑结构对于确保网络的高效性和可靠性非常重要。
以下是几种常见的拓扑结构：1. 星型拓扑结构：所有设备都直接连接到中央交换机或路由器。
这种结构简单易懂，易于维护，但是中央设备的故障会导致整个网络瘫痪。
2. 总线型拓扑结构：所有设备都通过共享的传输媒介连接起来。
这种结构成本低廉，但是当传输媒介出现问题时，整个网络将无法正常工作。
3. 环形拓扑结构：设备通过一个环形线路连接起来。
这种结构适用于小型网络，但是在大型网络中，环路可能会导致冲突和延迟。
4. 树型拓扑结构：将网络划分为多个层级，每层通过集线器或交换机连接。
这种结构能够提供良好的可维护性和扩展性。
选择合适的拓扑结构取决于网络的规模、要求和预算。
对于小型网络来说，星型结构可能是最好的选择，而大型企业网络可能会采用树型结构。
正确的拓扑结构可以提高网络的性能、可扩展性和可靠性。
二、协议选择的重要性协议是计算机之间进行通信和数据传输的规则和约定。
选择适当的协议对于确保网络的稳定和安全非常重要。
以下是几种常见的网络协议：1. TCP/IP协议：这是互联网上使用最广泛的协议，用于确保数据传输的可靠性和完整性。
它基于分组交换的方式，在全球范围内实现了计算机之间的通信。
2. HTTP协议：用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本资源。
它是建立和管理网页的基础协议，提供了网页的请求和响应机制。
3. FTP协议：用于在计算机之间传输文件。
它提供了文件的上传和下载功能，并可以进行文件的重命名、删除等操作。
网络体系结构及网络协议课件
目 录
• 网络体系结构概述 • OSI模型 • TCP/IP模型 • 网络协议详解 • 网络安全与协议 • 未来网络体系结构展望
01 网络体系结构概述
什么是网络体系结构
总结词
网络体系结构是计算机网络中各层功 能及其相互关系的集合，定义了网络 中数据传输和通信的规则。
DNS协议
总结词
域名系统，将域名转换为IP地址。
详细描述
DNS协议是互联网上用于将域名转换为IP地址的一种分布式数据库系统。通过DNS协议，用户可以在 浏览器中输入域名，而不是IP地址，来访问网站。DNS协议将域名解析为相应的IP地址，以便计算机 能够相互通信。
FTP协议
总结词
文件传输协议，用于在网络上传输文件。
远程办公 企业通过SSH协议建立安全的远程登 录通道，保证远程办公数据的安全性。
域名系统（DNS） DNS通过DNSSEC协议提供安全可靠 的域名解析服务，保护用户免受DNS 欺骗攻击。
06 未来网络体系结构展望
软件定义网络（SDN）
总结词
软件定义网络是一种新型网络体系结构，通过将网络控制与 转发分离，实现网络资源的灵活管理和调度。
DNSSEC协议
DNSSEC协议是一种DNS安全扩展协议，可以为DNS查询提供数据完 整性和源认证等安全保护。
网络安全协议的应用场景
电子商务 电子商务网站通过SSL/TLS协议对用户 提交的敏感信息进行加密传输，保证交
易数据的安全性。 虚拟专用网络（VPN） VPN通过IPsec协议建立安全的网络 连接，保护数据传输的安全性。
应用层
直接为用户提供服务，如文件传输、电子邮件和网页 浏览等。
表示层
网络协议与架构设计
网络协议与架构设计网络协议是指计算机网络中，为进行数据通信而在各个网络实体之间所达成的一种规则和约定。
它定义了在网络中进行数据传输的格式、序列和错误校验等基本要素，是确保网络正常运行的重要基础。
而网络架构设计则是指在设计和搭建计算机网络时所采用的结构和布局，包括网络拓扑、硬件设备和软件配置等方面的设计。
一、网络协议的分类网络协议可以根据其功能和层次结构进行分类。
常见的分层体系结构是TCP/IP模型，它包含了应用层、传输层、网络层和数据链路层四个层次。
1. 应用层：应用层协议负责定义应用程序之间的通信规则，例如HTTP协议（超文本传输协议）用于在万维网中传输超文本。
2. 传输层：传输层协议负责提供可靠的数据传输服务，例如TCP协议（传输控制协议）和UDP协议（用户数据报协议）。
3. 网络层：网络层协议负责将数据包从源主机传输到目标主机的过程中，选择合适的网络路径，并且提供路由功能，例如IP协议（互联网协议）就属于网络层协议。
4. 数据链路层：数据链路层协议负责在相邻节点之间可靠地传输数据帧，例如以太网协议。
二、网络架构设计的要素网络架构设计需要考虑多个要素，包括可扩展性、灵活性、可靠性和安全性等。
1. 可扩展性：网络架构设计需要具备足够的可扩展性，以应对未来的发展和扩展需求。
设计时应考虑到网络设备的性能、带宽和容量，以及网络拓扑的灵活性。
2. 灵活性：网络架构设计应具备一定的灵活性，使其能够适应不同的应用场景和需求变化。
采用模块化和可配置的设计可以提供更灵活的部署和管理方式。
3. 可靠性：网络架构设计需要确保网络的可靠性和稳定性，以保证数据传输的正常进行。
冗余设计、多路径传输和容错机制等都是提高可靠性的常用方法。
4. 安全性：网络架构设计需要考虑网络的安全性，以保护用户数据和隐私。
设计中应包括访问控制、加密和防火墙等安全保护措施。
三、网络协议与架构设计的关系网络协议和架构设计密切相关，二者相互影响，相互补充。
LTE网络架构和协议栈
LTE网络架构和协议栈随着移动通信技术的不断发展，LTE（Long Term Evolution）成为4G移动通信的主流技术。
LTE网络架构和协议栈是构建LTE系统的核心组成部分，下面将对LTE网络架构和协议栈进行详细介绍。
一、LTE网络架构LTE网络架构由两部分组成：E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）和EPC（Evolved Packet Core）。
1. E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）E-UTRAN是LTE系统的无线接入网络，包括基站和与之相连的核心网。
基站被称为eNodeB，负责无线信号的传输和接收。
eNodeB通过X2接口相连，用于基站之间的信号传输和协同。
与核心网的连接通过S1接口实现，包括控制面和用户面的传输。
2. EPC（Evolved Packet Core）EPC是LTE系统的核心网络，负责用户数据的传输和控制信息的处理。
EPC由三个主要组成部分构成：MME（Mobility Management Entity）、SGW（Serving Gateway）和PGW（Packet Data Network Gateway）。
MME负责移动性管理和控制平面的处理；SGW负责用户数据的传输；PGW连接到外部数据网络，负责数据分组的处理和路由。
二、LTE协议栈LTE协议栈由各种协议组成，实现系统中不同层次之间的通信和控制。
LTE协议栈按照OSI（Open Systems Interconnection）参考模型分为七层，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。
1. 物理层物理层负责数据的传输和调制解调。
LTE使用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术进行信号的调制和解调，以提高传输效率和抗干扰性能。
网络体系结构
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。
三、协议架构网络协议架构是指网络系统中使用的通信协议以及协议之间的关系。
网络分层架构七四层协议
网络分层架构七四层协议网络分层架构七层协议网络分层架构是指将网络通信划分为多个层次，并在每个层次中定义相应的协议以实现通信的目的。
目前最常用的网络分层架构是OSI 七层模型，其中各层各司其职，通过协作工作来确保网络通信的顺畅和可靠。
本文将详细介绍七层模型各层的功能和相应的协议。
1.物理层物理层是网络分层架构中最底层的一层，主要负责通过传输介质进行比特流的传输。
物理层主要关注物理和电子设备之间的接口、电压电流等技术规范。
常见的物理层协议有以太网、无线电频率协议等。
2.数据链路层数据链路层建立在物理层之上，负责将比特流划分为数据帧，并通过物理连接进行传输。
数据链路层包括两个子层：逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。
逻辑链路控制子层负责错误检测和纠正，介质访问控制子层负责在共享传输介质上进行数据传输。
常见的数据链路层协议有以太网、无线局域网等。
3.网络层网络层主要负责通过建立网络地址和路由来实现数据在网络中的传输。
网络层提供的是逻辑上的端到端通信，将数据分割为更小的数据包进行传输。
常见的网络层协议有IP协议。
4.传输层传输层主要负责两个主机之间的端到端通信，并提供了面向连接或无连接的服务。
传输层可以通过端口号将数据包分发给不同的应用程序。
常见的传输层协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
5.会话层会话层负责建立、维护和取消通信会话。
会话层可以通过协商建立会话，进行身份验证和权限控制等操作。
常见的会话层协议有SSL （安全套接字层）。
6.表示层表示层主要负责数据的编码、加密和压缩等操作，以确保数据在通信中的正确传输。
表示层可以处理不同系统之间的数据表示差异。
例如，将数据从ASCII码转换为Unicode编码。
常见的表示层协议有JPEG、MPEG等。
7.应用层应用层是网络分层架构中最高层的一层，该层提供网络服务接口，使应用程序能够进行网络通信。
应用层包含了大量的协议，如HTTP （超文本传输协议）、DNS（域名系统）等。
通信行业的通信协议与网络架构
通信行业的通信协议与网络架构通信行业的发展与进步，离不开通信协议与网络架构的支持与应用。
通信协议是指在通信过程中，通信双方遵循的一套规则和约定，用于确保数据的正确传输和处理。
而网络架构则是指通信系统中网络组织和布局的方式，包括硬件设备、协议和服务等。
一、通信协议的概念和分类通信协议是通信行业中非常重要的基础设施，它是通信系统中实现数据传输和通信功能的关键。
通信协议可以根据功能和作用进行分类。
1.1 传输协议传输协议是指网络系统中实现数据传输的规则，它定义了数据在网络中的传送方式、传输速率等。
常见的传输协议有TCP/IP协议、UDP协议等。
1.2 路由协议路由协议是指网络系统中实现路由选择和路径规划的规则，用于确定数据传输的最佳路径和路由。
常见的路由协议有OSPF协议、BGP协议等。
1.3 应用层协议应用层协议是指在通信系统中实现特定应用功能的规则，常见的应用层协议有HTTP协议、FTP协议等。
二、通信协议在通信行业中的应用通信协议在通信行业中的应用非常广泛，它是保障通信系统正常运行和数据传输的重要手段。
2.1 确保数据的可靠传输通信协议通过定义传输规则，确保数据在网络中的可靠传输。
例如，TCP/IP协议通过数据的分段和重传机制，保证了数据的完整性和可靠性。
2.2 实现不同网络设备的互操作性在通信行业中，通常会存在多种不同的网络设备，这些设备可能使用不同的通信协议。
为了实现这些设备之间的互联互通，通信协议扮演了桥梁的角色。
2.3 提供安全的通信环境随着互联网的快速发展，网络安全问题越来越受到关注。
通信协议可以采用加密和认证等手段，确保通信数据的安全性。
例如，SSL/TLS 协议能够为网络通信提供加密和身份认证的功能。
三、通信行业的网络架构网络架构是指通信系统中网络的组织和布局方式，包括网络拓扑结构、网络设备和协议等。
3.1 网络拓扑结构通信行业中常见的网络拓扑结构包括星型网络、总线型网络、环型网络和网状网络等。
了解互联网协议和网络架构
了解互联网协议和网络架构互联网协议和网络架构是构建互联网的基础。
了解互联网协议和网络架构对于理解互联网的工作原理和解决网络问题至关重要。
本文将介绍互联网协议和网络架构的基本概念和作用。
一、互联网协议互联网协议（Internet Protocol，简称IP）是互联网通信的基础协议。
它定义了数据在网络中的传输方式和规则。
互联网协议分为IPv4和IPv6两个版本。
1. IPv4IPv4是互联网协议的第四个版本，目前仍然是互联网上最广泛使用的协议。
IPv4使用32位地址来标识网络中的设备。
它将IP地址分为四个8位的字段，每个字段用十进制表示，范围从0到255。
例如，192.168.0.1就是一个IPv4地址。
IPv4的主要问题是地址空间有限。
由于IPv4地址的数量有限，随着互联网的快速发展，IPv4地址已经不够使用。
为了解决这个问题，IPv6被提出。
2. IPv6IPv6是互联网协议的第六个版本，它使用128位地址来标识网络中的设备。
IPv6的地址空间比IPv4大得多，可以提供更多的IP地址。
IPv6地址的表示方式是8个16位的字段，每个字段用十六进制表示，范围从0到FFFF。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334就是一个IPv6地址。
IPv6的推广和应用仍然面临一些挑战，但随着IPv4地址的枯竭，IPv6将成为未来互联网的主流协议。
二、网络架构网络架构是指互联网的组织结构和工作方式。
它包括网络拓扑结构、网络层次结构和网络服务等。
1. 网络拓扑结构网络拓扑结构是指网络中设备之间的物理或逻辑连接方式。
常见的网络拓扑结构有星型、总线型、环型和网状型等。
- 星型拓扑结构：所有设备都连接到一个中心设备，中心设备负责转发数据。
- 总线型拓扑结构：所有设备都连接到一个总线上，数据通过总线进行传输。
- 环型拓扑结构：所有设备连接成一个环形，数据沿着环形进行传输。
- 网状型拓扑结构：设备之间相互连接，形成复杂的网络结构。
LTE--网络架构和协议栈
LTE--⽹络架构和协议栈⼀、LTE⽹络参考模型整个TD-LTE系统由3部分组成：核⼼⽹（EPC，Evolved Packet Core），接⼊⽹（eNodeB），⽤户设备（UE）UE：全称是User Equipment，⽤户设备，就是指⽤户的⼿机，或者是其他可以利⽤LTE上⽹的设备。
eNB：是eNodeB的简写，它为⽤户提供空中接⼝（air interface），⽤户设备可以通过⽆线连接到eNB，也就是我们常说的基站，然后基站再通过有线连接到运营商的核⼼⽹。
在这⾥注意，我们所说的⽆线通信，仅仅只是⼿机和基站这⼀段是⽆线的，其他部分例如基站与核⼼⽹的连接，基站与基站之间互相的连接，核⼼⽹中各设备的连接全部都是有线连接的。
⼀台基站(eNB)要接受很多台UE的接⼊，所以eNB要负责管理UE，包括资源分配，调度，管理接⼊策略等等。
MME：Mobility Management Entity的缩写，提供：NAS 信令传输，⽤户鉴权与漫游管理（S6a），移动性管理，EPS承载管理。
移动性管理主要是有寻呼，TAI管理和切换。
S-GW：Serving Gateway，负责本地⽹络⽤户数据处理部分。
P-GW：PDN Gateway，负责⽤户数据包与其他⽹络的处理。
是PDN Gateway的缩写，其中PDN是Packet Data Network 的缩写，通俗地讲，可以理解为互联⽹，这是整个LTE架构与互联⽹的接⼝处，所以UE如果想访问互联⽹就必须途径P-GW实体， 从另外⼀⽅⾯说，如果想通过P-GW⽽访问互联⽹的话，必须要有IP地址，所以P-GW负责了UE的IP地址的分配⼯作，同时提供IP路由和转发的功能。
此外，为了使互联⽹的各种业务能够分配给不同的承载，P-GW提供针对每⼀个SDF和每⼀个⽤户的包过滤功能。
（也就是说在P-GW处，进出的每⼀个包属于哪个级别的SDF和哪⼀个⽤户都已经被匹配好了。
这⾥的SDF是服务数据流Service Data Flow的缩写，意思就是P-GW能区分每⼀个⽤户的不同服务的数据包，从⽽映射到不同的承载上去。
计算机网络体系结构及协议
计算机网络体系结构及协议计算机网络是指将多台计算机通过通信线路连接在一起，形成一个互相连接的网络系统。
在计算机网络中，体系结构和协议是非常重要的概念。
本文将介绍计算机网络的体系结构和协议，并深入探讨它们在计算机网络中的作用和重要性。
一、计算机网络体系结构计算机网络体系结构是计算机网络的基本架构，分为两个层次：OSI七层参考模型和TCP/IP参考模型。
下面将对这两个模型进行详细介绍。
1. OSI七层参考模型OSI七层参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种计算机网络通信协议体系结构。
它将计算机网络通信过程分为七个不同的层次，每个层次都有特定的功能和任务。
这七个层次从下到上分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
物理层：负责将比特流传输到物理媒介上，完成数据的物理传输。
数据链路层：负责在直连的两个节点之间传输数据帧。
网络层：负责将数据从源节点传输到目标节点，通过路由选择和拥塞控制等算法实现数据的传输。
传输层：负责建立和维护端到端的连接，并提供可靠的数据传输。
会话层：负责建立、管理和终止不同计算机之间的会话。
表示层：负责数据的格式化、编码和解码，以便不同的计算机之间能够相互理解。
应用层：为用户提供具体的网络应用服务，如文件传输、电子邮件等。
OSI七层参考模型将计算机网络通信过程划分为多个层次，各层次之间相互独立，可以独立进行升级和维护，提高了网络的可靠性和灵活性。
2. TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是互联网基于传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）开发的一种通信协议体系结构。
它将计算机网络通信过程分为四个层次，分别是：网络接口层、网络层、传输层和应用层。
网络接口层：负责将数据从主机传输到网络。
网络层：负责将数据从源主机传输到目标主机，通过IP协议实现数据的传输。
传输层：负责提供端到端的数据传输服务，包括TCP协议和UDP协议。
应用层：为用户提供具体的网络应用服务，如HTTP、FTP等。
网络架构与网络协议课件
网络架构的分类
基于规模
可以分为局域网、城域网、广域网和互联网等 。
基于连接方式
可以分为有线网和无线网。
基于拓扑结构
可以分为星型、树型、环型、网状等。
网络架构的发展历程
早期网络架构
如ARPANET，主要用于学术和军事领域。
TCP/IP架构
随着互联网的发展，TCP/IP协议成为主流协议，实 现了不同网络之间的互联互通。
会话层
负责建立、管理和终止会话。
表示层பைடு நூலகம்
用于数据表示、加密和压缩等。
应用层
提供用于特定应用程序的接口和服务。
OSI模型的应用
网络设计和规划
OSI模型有助于理解网络需求，规划和设计 网络架构。
故障排除
OSI模型有助于分析和解决网络故障，确定 问题所在层。
协议开发
OSI模型为协议开发者提供了分层设计的概 念和框架。
云计算和SDN架构
随着云计算的兴起，网络架构逐渐向虚拟化 、软件定义的方向发展，如SDN（软件定义 网络）架构。
02
OSI模型
OSI模型简介
开放系统互联参考模型（OSI模型）是一个用于描述计算机网络协议的分 层框架。
它由国际标准化组织（ISO）制定，将网络协议划分为七个独立但相互关 联的层，以便更好地理解和开发网络应用程序。
，负责实现数据的传输和控制。
DNS协议
DNS协议用于将域名转换为IP地址，实现 域名的解析。
HTTP协议
HTTP协议是互联网上应用最广泛的协议 之一，用于实现网页的请求和响应。
SMTP协议
SMTP协议用于实现电子邮件的发送和接 收。
网络协议的未来发展
云计算协议
网络体系结构与协议
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。
计算机网络体系结构与协议
计算机网络体系结构与协议计算机网络体系结构是指计算机网络中各个层次之间的关系和功能划分，它是计算机网络的基础框架。
而协议则是计算机网络中用于实现通信的规则和约定。
本文将探讨计算机网络体系结构与协议的基本概念、分类以及重要协议的作用。
一、计算机网络体系结构的概念计算机网络体系结构是指计算机网络中各个层次之间的关系和功能划分。
通常情况下，计算机网络体系结构可以分为两大类：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。
1. OSI参考模型OSI参考模型是国际标准化组织（ISO）为了统一计算机网络的设计而提出的一种体系结构方法。
它将计算机网络通信划分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每个层次都有自己的功能和任务。
- 物理层：负责传输比特流，以传输数字信号。
- 数据链路层：负责进行节点之间的可靠数据传输。
- 网络层：负责数据在整个网络中的路由和转发。
- 传输层：负责提供端到端的可靠数据传输服务。
- 会话层：负责建立、维护和终止会话连接。
- 表示层：负责数据的格式化、加密和压缩等。
- 应用层：负责为用户提供特定的网络应用服务。
2. TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是互联网所采用的一种网络体系结构，它是由传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）构成的。
TCP/IP参考模型将计算机网络划分为四个层次：网络接口层、网络层、传输层和应用层。
- 网络接口层：负责将数据帧按照特定的协议传输到物理网络上。
- 网络层：负责数据在网络中的路由和转发。
- 传输层：负责提供端到端的可靠数据传输服务。
- 应用层：负责为用户提供特定的网络应用服务。
二、协议的分类协议是计算机网络中用于实现通信的规则和约定。
根据网络体系结构的不同，协议可以分为两种类型：传输层协议和应用层协议。
1. 传输层协议传输层协议位于网络体系结构的传输层，负责提供端到端的可靠数据传输服务。
常见的传输层协议有TCP和UDP。
蜂窝网络技术的架构和协议标准介绍(一)
蜂窝网络技术的架构和协议标准介绍蜂窝网络技术是现代移动通信中最基本的网络技术之一。
它的发展为人们在任何时间、任何地点都能够实现无线通信提供了可能。
本文将从蜂窝网络的架构和协议标准两个方面进行介绍。
一、蜂窝网络架构蜂窝网络的架构是由一系列基站和核心网组成的。
基站是网络中与用户直接接触的部分，负责提供无线信号覆盖，进行无线信号传输和接收。
核心网是网络中的控制中心，负责处理信令传输、用户管理以及数据交换。
在蜂窝网络架构中，基站被划分为多个蜂窝，每个蜂窝覆盖一定的区域。
这样的划分可以提高网络的覆盖范围和容量。
每个蜂窝中都有一个基站控制器（BSC）负责管理该蜂窝中的若干个基站。
同时，蜂窝网络还采用了移动交换中心（MSC）来处理电话呼叫和数据传输。
MSC负责连接不同的蜂窝，实现用户之间的通信。
另外，为了增加网络的容量和覆盖范围，蜂窝网络还引入了辅助交换中心（AUC）、网关GPRS支持节点（SGSN）和服务GPRS支持节点（GGSN）等设备。
二、蜂窝网络协议标准为了实现不同设备之间的互通和协同工作，蜂窝网络采用了一系列的协议标准。
其中，最重要的就是GSM（Global System for Mobile Communications）标准。
GSM是一种全球移动通信系统，是蜂窝网络中最早被采用和推广的一种标准。
它规定了无线信号的传输方式、信道的分配方式以及呼叫控制和数据传输等方面的协议。
GSM标准的推出为蜂窝网络的发展奠定了基础。
除了GSM，蜂窝网络还采用了一些其他的协议标准。
如GPRS （General Packet Radio Service）和EDGE（Enhanced Data ratesfor GSM Evolution）标准，它们在GSM的基础上增加了数据传输和互联网接入等功能。
而在3G时代，蜂窝网络引入了UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）和CDMA2000（Code Division Multiple Access）等协议标准，实现了更高的数据传输速率和更多的业务功能。
互联网通信协议与网络架构
互联网通信协议与网络架构互联网通信协议是指用于在互联网上进行数据传输的一系列规则和标准，它是互联网能够正常运作的基础。
网络架构则是指互联网的物理和逻辑结构，包括互联网的拓扑结构、网络设备和连接方式等。
本文将详细介绍互联网通信协议与网络架构，并探讨二者之间的关系。
一、互联网通信协议的分类及作用互联网通信协议按照层次结构可以分为多个不同的协议，其中最重要的是TCP/IP协议。
TCP/IP协议是互联网最基础、最广泛使用的通信协议，它包括传输层的传输控制协议（TCP）和网络层的因特网协议（IP）。
TCP/IP协议的作用是将数据分割成较小的包，并通过IP地址将这些数据包从发送端传输到接收端。
TCP则负责在传输过程中确保数据的完整性和可靠性，通过序号标识和确认机制来保证数据包的有序传输。
IP则负责将数据包路由到目标地址，通过IP地址和其他网络设备进行跳转、中转和传输。
除了TCP/IP协议外，还有许多其他的互联网通信协议，如HTTP 协议、FTP协议、SMTP协议等，它们分别用于在浏览器和服务器之间传输超文本、进行文件传输和发送电子邮件等特定的应用。
二、互联网通信协议的应用互联网通信协议在日常生活中扮演着重要的角色。
无论是在浏览网页、收发电子邮件，还是进行在线支付和社交媒体交流，都离不开通信协议的支持。
以访问网页为例，当浏览器请求特定网页时，它会先发送HTTP请求到服务器，通过互联网通信协议将请求传输给服务器。
服务器接收到请求后，通过HTTP协议将相应的网页内容分割成数据包，并通过TCP/IP协议将数据包传输给浏览器。
浏览器接收到数据包后，再通过HTTP协议将这些数据包重新组合成完整的网页，最终呈现给用户。
三、互联网通信协议与网络架构的关系互联网通信协议和网络架构之间存在紧密联系。
互联网通信协议规定了数据在互联网上的传输规则，而网络架构则提供了数据传输的物理和逻辑结构。
在互联网通信中，数据包通过不同的网络设备和连接方式进行传输，这就涉及到网络架构的设计。
网络协议和网络架构
网络协议和网络架构随着互联网的不断发展，网络协议和网络架构已经成为了其中非常重要的一部分。
网络协议是指在计算机网络中进行数据交换的规则和标准，它为网络中的各种设备和应用程序之间的通信提供了极为重要的支持。
而网络架构则是指网络的各种组成部分和它们之间的关系、功能以及承担的任务，它是正确设计和实现一个高效稳定的网络的关键。
本文旨在介绍网络协议和网络架构，并探讨它们对于互联网的重要性。
网络协议网络协议是在互联网中进行数据交换的规则和标准，它是实现互联网通信的基本手段。
网络协议分为多个层次，从物理层到应用层以一种逐层递进的方式组织，各层之间通过接口相连接，每层都将上一层传送过来的信息处理后传递给下一层，最终完成整个数据传输过程。
网络协议的重要性在于它提供了一个对于数据传输的有效管理和优化，确保了数据在网络中的传输具有高效性、准确性和可靠性。
网络协议的常用层次包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
物理层处理数据的物理传输问题，数据链路层解决数据帧的传输问题，网络层实现不同网络之间的连接和传输，传输层完成数据的分段和重组，应用层为用户提供各种服务。
不同的网络协议通过不同层次的设计和实现，为数据传输提供了有效的保障，并确保了整个传输过程的稳定性和可靠性。
网络架构网络架构是指网络中各种组成部分和它们之间的关系、功能以及承担的任务。
网络架构的设计和实现对于互联网的整体运作和性能具有极为重要的影响。
网络架构可以分为分布式架构和集中式架构两种。
分布式架构具有容错性能强、可伸缩性高、系统性能强等特点，在大型的系统开发中得到广泛的应用。
集中式架构则具有系统易于维护、成本低等特点，在一些小型企业或个人使用中较为常见。
网络架构的设计和实现需要综合考虑多种因素，包括网络的规模与复杂性、业务的需求和特点、安全性要求等等。
通过正确的网络架构设计和实现，可以实现高效稳定的数据通信和服务提供，同时也可以提高网络系统的可扩展性和可维护性，从而满足不断增长的业务需求。
网络架构协议书
网络架构协议书甲方（委托方）：_____________________乙方（受托方）：_____________________鉴于甲方因业务发展需要，委托乙方提供网络架构设计及实施服务，双方本着平等、自愿、公平和诚实信用的原则，经友好协商，达成如下协议：第一条服务内容1.1 乙方应根据甲方的业务需求，提供网络架构设计方案，并负责网络架构的搭建、配置及优化工作。
1.2 乙方应确保网络架构的安全性、稳定性和可扩展性，满足甲方的业务运行需求。
1.3 乙方应提供必要的技术支持和咨询服务，协助甲方解决网络架构实施过程中的技术问题。
第二条服务期限2.1 本协议自双方签字盖章之日起生效，服务期限为____年/月/日，自____年/月/日起至____年/月/日止。
第三条服务费用3.1 甲方应按照本协议约定向乙方支付服务费用，具体金额为人民币（大写）__________元整（￥__________）。
3.2 服务费用的支付方式为：__________（如：一次性支付、分期支付等）。
3.3 乙方在收到甲方支付的服务费用后，应向甲方开具正式发票。
第四条保密条款4.1 双方应对在本协议履行过程中知悉的对方商业秘密和技术秘密负有保密义务，未经对方书面同意，不得向第三方披露。
4.2 保密期限自本协议生效之日起至双方业务关系终止后五年。
第五条违约责任5.1 如一方违反本协议约定，应承担违约责任，并赔偿对方因此遭受的损失。
5.2 因不可抗力导致任何一方不能履行或完全履行本协议的，该方应及时通知对方，并提供相应的证明，双方应协商解决。
第六条争议解决6.1 本协议在履行过程中发生的任何争议，双方应首先通过友好协商解决；协商不成时，任何一方均可向甲方所在地人民法院提起诉讼。
第七条其他7.1 本协议的修改和补充应以书面形式进行，经双方协商一致后签署。
7.2 本协议一式两份，甲乙双方各执一份，具有同等法律效力。
甲方（盖章）：_____________________授权代表签字：_____________________日期：____________________________乙方（盖章）：_____________________授权代表签字：_____________________日期：_____________________________（本协议书结束）。
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[1 ]LTE系统目前定义了5种下行信道：物理下行共享信道PDSCH、物理广播信道PBCH、物理多播信道PMCH、物理控制格式指示信道PC－FICH、物理下行控制信道PDCCH。
系统还定义了3种上行物理信道：物理随机接入信道PRACH、物理上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH[2] MME ( Mobility Management Entity) 移动性管理实体TA （Tracking Area）跟踪区RRC （Radio Resource control）无线资源控制PDCP （Packet data Convergence Protocol）分组数据汇聚RLC （Radio Link control）无线链路控制MAC （Media Access Control）媒体接入控制NAS （Non-Access Stratum）非接入层[3]TD-LTE对TD-SCDMA的网络架构进行了优化，采用了扁平化的网络架构，为了降低用户面延迟，取消了RNC节点（取消了网络控制器）【4】TD-LTE的下行传输模式主要包括以下几种：1. TM1，单天线端口传输：主要应用于单天线传输的场合。
2. TM2，发射分集模式：适合于小区边缘信道情况比较复杂，干扰较大的情况，有时候也用高速的情况，分集能够提供分集增益。
3. TM3，延迟分集模式：适合于终端（UE）高速移动的情况。
4. TM4，闭环空间复用：适合于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输。
5. TM5，MU-MIMO传输模式：主要用来提高小区的容量。
6. TM6，Rank1的传输：主要适合于小区边缘的情况。
7. TM7，Port5的单流Beamforming模式：主要也是小区边缘，能够有效对抗干扰。
8. TM8，双流Beamforming模式：可以用于小区边缘也可以应用于其他场景。
9. TM9, 传输模式9是LTE-A中新增加的一种模式，可以支持最大到8层的传输，主要为了提升数据传输速率。
其中TM2和TM7都是单流模式TM3和TM8是双流模式Request 请求 Indication指示 Response 响应 Confirm确认 Inter Cell小区间Configuration 配置 Provision 上报 Admission 接纳，允许Scheduler 调度 Dynamic 动态 Allocation分配 Serving Gateway（S-GW）服务网关PDN-GW分组数据网络网关【5】接入网就是说基站中的MAC,PHY层中的开发核心网就是MME(SGSN),GW(GGSN)中linux平台软件开发[6] TD-LTE 网络结构TD-LTE 对 TD-SCDMA 的网络架构进行了优化，采用扁平化,IP化的网络结构。
取消 RNC 节点，接入网侧仅包含 Node B 一种实体，这简化了网络设计，降低了后期维护的难度。
各网络节点之间的接口使用 IP 传输，网络结构趋近于 IP 宽带网络。
TD-LTE 系统由演进型分组核心网（Evolved Packet Core，EPC）、演进型基站（eNodeB）和用户设备（UE）三部分组成，如图 2-1 所示。
其中，EPC 负责核心网部分，EPC 控制处理部分称为 MME，数据承载部分称为 SAE Gateway (S-GW)；eNode B 负责接入网部分，也称 E-UTRAN；UE 指用户终端设备。
如图所示，E-UTRAN由eNB组成，EPC由MME，S-GW，P-GW组成。
如图 2‐1 所示，eNode B 与 EPC 通过 S1 接口连接；eNode B 之间通过 X2 接口连接；eNodeB 与 UE 之间通过 Uu 接口连接。
因为 TD‐LTE 系统在 TD‐SCDMA 系统的基础上对网络架构做了较大的调整。
相应的，其核心网和接入网的功能划分也有所变化，如图 2‐2 所示：其中浅黄色的方块代表逻辑节点，蓝色长方形条代表逻辑节点中的各层无线协议，白色长方形条代表逻辑节点中的控制平面的功能实体。
eNodeB功能包含以下几个方面：（1）无线资源管理的相关功能，如无线承载控制，接纳控制，连接移动性管理，上/下行动态资源分配/调度等。
(2)IP头压缩和用户数据流的加密（3）UE附着时的MME选择（4）提供到SAE网关的用户面数据的路由（5）寻呼消息的发送和调度（6）系统广播消息的发送和调度(7)测量与测量报告的配置（8）上行传输层数据包的分类表示MME 的功能主要包括：（1）Idle 状态的移动性管理；(2)SAE承载控制（3）NAS信令的加密和完整性保护（4）寻呼消息的发送.即MME负责将寻呼消息按照一定的原则分发到相关的eNB（5）安全控制（6）漫游跟踪区列表管理S‐GW 的功能主要包括： (1)数据的路由和传输，以及用户面数据的加密。
(2)支持由于UE移动性产生的用户平面切换（3）终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包（4）在网络触发建立初始承载过程中，缓存下行数据包（5）切换过程中，进行数据的前传（6）上下行传输层数据包的分类表示（7）在漫游时，实现基于UE，PDN，和QCI粒度的上下行计费（8）合法性监听P-GW 分组数据网网关(PDN-GW)的功能主要包括：主要负责非3GPP的接入（1）基于单个用户的数据包过滤（2）UE IP地址分配（3）上下行传输层数据包的分类表示（4）合法性监听[7] 空中接口协议栈空中接口是指终端和接入网之间的接口，通常也称之为无线接口。
无线接口协议主要是用来建立、重配置和释放各种无线承载业务。
无线接口协议栈根据用途分为用户平面协议栈和控制平面协议栈。
2.1 控制平面协议控制平面负责用户无线资源的管理，无线连接的建立，业务的 QoS 保证(调度策略，缓冲队列的管理，链路层的配置等)和最终的资源释放，如图 2‐3 所示：控制平面协议栈主要包括非接入层（Non‐Access Stratum，NAS）、无线资源控制子层（Radio Resource Control，RRC）、分组数据汇聚子层（Packet Date Convergence Protocol，PDCP）、无线链路控制子层（Radio Link Control，RLC）及媒体接入控制子层（Media AccessControl，MAC）。
控制平面的主要功能由上层的 RRC 层和非接入子层（NAS）实现。
NAS 控制协议实体位于终端UE 和移动管理实体MME 内，主要负责非接入层的管理和控制。
实现的功能包括：EPC 承载管理，鉴权，产生LTE‐IDLE 状态下的寻呼消息，移动性管理，安全控制等。
RRC 协议实体位于UE 和eNode B 网络实体内，主要负责接入层的管理和控制，实现的功能包括：RRC 连接管理，系统消息广播，寻呼建立、管理、释放，，无线承载（Radio Bearer，RB）管理，移动性功能，终端的测量和测量上报控制。
PDCP、MAC 和RLC 的功能和在用户平面协议实现的功能相同，详见2.2.2 节。
2.2.2 用户平面协议用户平面用于执行无线接入承载业务，主要负责用户发送和接收的所有信息的处理，如图2‐4 所示：用户平面协议栈主要由PDCP，RLC，MAC 三个子层构成。
PDCP 主要任务是IP头压缩，用户面数据流加密。
RLC 实现的功能包括数据包的封装和解封装，ARQ 过程，数据的重排序和重复检测，协议错误检测和恢复等。
MAC 子层实现与数据处理相关的功能，包括信道管理与映射、数据包的封装与解封装，HARQ 功能，数据调度，逻辑信道的优先级管理等。
2.3.2 S1 接口控制平面S1 控制平面接口（S1‐MME）是指连接在eNode B 和MME 之间的接口。
S1 控制平面接口如图2‐6 所示。
与用户平面类似，传输网络层建立在IP 传输基础上；不同之处在于IP 层之上采用SCTP 层来实现信令消息的可靠传输。
应用层协议栈可参考S1‐AP(S1 应用协议)。
在IP 传输层， PDU 的传输采用点对点方式。
每个S1‐MME 接口实例都关联一个单独的SCTP2.3.3 主要功能S1 接口主要具备以下功能：（1）S1 接口管理功能。
如错误指示、S1 接口建立等（2）S1 接口UE 上下文管理功能。
（4）S1 接口寻呼功能。
寻呼功能支持向UE 注册的所有跟踪区域内的小区中发送寻呼请求。
基于服务MME 中UE 的移动性管理内容中所包含的移动信息，寻呼请求将被发送到相关eNode B。
（5）NAS 节点选择功能。
（6）NAS 信令传输功能。
提供UE 与核心网之间非接入层的信令的透明传输。
（7）EPS 承载服务管理功能，包括EPS 承载的建立、修改和释放。
（8）网络共享功能。
（9）漫游与区域限制支持功能。
2.4 X2 接口协议栈2.4.1 X2 接口用户平面X2 接口用户平面提供eNode B 之间的用户数据传输功能。
X2 的用户平面协议栈如图2‐7所示，与S1‐UP 协议栈类似，X2‐UP 的传输网络层基于IP 传输，UDP/IP 之上采用GTP‐U、来传输eNode B 之间的用户面PDU。
2.4.2 X2 接口控制平面X2 控制面接口(X2‐CP)定义为连接eNB 之间接口的控制面。
X2 接口控制面的协议栈如图2‐8 所示，传输网络层是建立在SCTP 上，SCTP 是在IP 上。
应用层的信令协议表示为X2‐AP(X2应用协议)。
2.4.3 主要功能（1）支持UE 在EMM‐CONNECTED 状态时的LTE 接入系统内的移动性管理功能。
如在切换过程中由源eNB 到目标eNB 的上下文传输；源eNB 与目标eNB 之间用户平面隧道的控制；切换取消等。
（2）上行负载管理功能。
（3）一般性的X2 管理和错误处理功能，如错误指示等。
LTE/SAE总体的协议结构如下图：。