计算机网络体系结构与协议
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。
计算机网络体系结构与网络协议
第三章计算机网络体系结构与网络协议3.1 网络体系结构3.1.1 概述使相互通信的两个可能不同厂家、不同结构的计算机系统高度协调地交换数据，通信双方必须在有关信息内容、格式和传输顺序等方面遵守一些事先约定好的规则，如通信过程的同步方式、数据格式、编码方式等。
这些为进行网络中数据交换而制定的规则、标准与约定，称为网络协议。
考察一个实际社会中的邮政系统的结构、运行过程。
以下是邮政系统结构以及信件发送与接收过程的示意图。
3.1.2 网络体系结构的基本概念1. 协议（protocol）协议是一种通信规约。
不遵循双方事先约定好的规则与规定，就要出错。
计算机网络也是如此，网络中大量计算机之间要有条不紊地交换数据，就必须制定一系列的通信协议。
一个网络协议主要由三个要素组成：（1）语义：构成协议的协议元素的含义。
协议元素是指需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。
（2）语法：数据或控制信息的数据结构形式或格式（3）时序：对事件实现顺序的详细说明3. 接口（interface）接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接点。
低层向高层通过接口提供服务。
只要接口条件不变，低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。
4. 体系结构（architecture）对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构模型。
计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的。
将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构（Network Architecture）。
即关于计算机网络应该设置哪几层，每层应提供哪些功能。
3.1.3 网络体系结构的特点1. 各层之间互相独立2. 灵活性好3. 结构上可以分割开，各层都可以采用最适合的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其它层4. 易于实现和维护5. 有利于促进标准化3.2 开放系统互连参考模型3.2.1 OSI参考模型的制定开放系统互连参考模型OSI（Open system interconnection/Reference Model）是由国际标准化组织ISO制定的网络层次结构模型。
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
二计算机网络体系结构与协议
IP
Ethermet X.25
2.2.2 模型中的数据传输
协议数据 单位名称 APDU 发送进程 用户数据 应用层 表示层 H7 数据 应用层 表示层 接收进程
PPDU
SPDU
H6
H5
数据
数据
会话层
传输层
会话层
传输层
TPDU 数据分组
数据帧
H4
H3 H2
数据
数据 数据 T2
网络层
数据链路层
网络层
数据链路层
2.3.2 比较OSI与TCP/IP
OSI 的体系结构 TCP/IP 的体系结构
7
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层
4 应用层 (各种应用层协议如 TELNET, FTP, SMTP 等) 3 运输层(TCP) 2 网际层 IP 1 网络接口层
6
5 4 3
2 数据链路层 1 物理层
2.3.2 比较OSI与TCP/IP
表示层 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，数 据格式转换，数据加密与解密，数据压缩与恢复。 应用层 应用层是OSI参考模型的最高层，它与用户直接联系， 负责网络中应用程序与网络操作系统之间的联系。监督并 且管理相互连接起来的应用系统以及所使用的应用资源。 例如为用户提供各种服务，包括文件传输、远程登录、电 子邮件及网络管理等。
计算机A
虚通信
计算机B
（n+1层协议）
n+1层
（n层协议）
n+1层 n层
（n-1层协议）
n层 n-1层
n-1层
虚通信
物理介质
实通信
层次结构的要点归纳： 1、除在网络介质上进行的是实通信以外，其它各对等 实体间进行的都是虚通信。 2、对等的虚通信必须遵循该层协议。 3、n层的虚通信是通过n/n-1层接口处n-1层提供的服 务，以及n-1层的通信来实现的。
计算机网络体系结构及协议栈详解
计算机网络体系结构及协议栈详解计算机网络是指互连的计算机，用于共享资源、通信和协作。
计算机网络可以分为多个层次，每个层次提供不同的功能，这些层次被称为计算机网络体系结构。
计算机网络体系结构通常由以下七层构成：1. 物理层物理层是计算机网络中最底层的层次，它负责处理诸如电气信号和光信号等基本网络物理参数。
因此，它的主要功能是将比特流转换为物理信号，并确保这些信号能够在各种介质上传输。
2. 链路层链路层是负责控制物理层互联设备之间的数据传输的层次。
它的任务是在透明而可信赖的传输介质上提供数据的可靠传输，并确保数据在不同物理设备之间传输的正确性。
3. 网络层网络层是计算机网络中实现逻辑互联的层次。
它的任务是通过路由选择在不同网络之间进行路由选择，并确保数据包及其关联的信息到达它的目的地。
4. 传输层传输层是控制在不同进程之间进行通信的层次。
它的任务是提供透明的、无差错的数据传输，并确保所传输的每个包到达目的地时的正确性和完整性。
5. 会话层会话层是与动态数据处理密切相关的层次。
它的任务是提供适当的会话控制和数据传输，以支持两个设备之间的互动。
6. 表示层表示层负责将计算机中的数据转换为网络上能够进行交流的格式，以便在不同计算机之间传输数据。
7. 应用层应用层是与最终用户密切相关的层次。
它负责在计算机网络中为各种应用提供支持，例如电子邮件、文件传输、Web浏览器等。
为了实现这些网络层次，需要使用一组协议栈。
协议栈是一组规定如何管理和分配网络通信的技术。
协议栈中的每一层都具有自己的协议，并且每个协议都应该遵循一系列标准，确保它可以与其他协议相互操作。
计算机网络的协议栈通常由以下四个层次组成：1. 应用层协议应用层协议是用于实现不同应用通信的协议，例如Web浏览器和邮件客户端使用HTTP和SMTP协议。
2. 传输层协议传输层协议是用于控制在网络中数据传输的协议。
例如TCP和UDP是两个常用的传输层协议，它们实现了可靠的数据传输。
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: 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。
第三章 计算机网络体系结构与协议
高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务 的具体实现方法。
2. 各层次间的关系
网络协议都是按层的方式来组织，如图3-1所示，每一层都能完成 一组特定的、有明确含义的功能，每一层的目的都是向上一层提供 一定的服务，而上一层不需要知道下一层是如何实现服务的。
3. 网络层
网络层的主要任务是：进行路由选择，以确保数据分组从发送端到 达接收端，并在数据分组发生阻塞时进行拥塞控制。
网络层还要解决异构网络的互连问题，以实现数据分组在不同类 型的网络中传输。
网络层协议的代表有：IP、IPX、RIP、OSPF等。
4. 传输层
传输层的主要任务是：为上一层进行通信的两个进程之间提供一个 可靠的端到端服务，使传输层以上的各层不再关心信息传输的问题。 端到端是指：进行相互通信的两个节点不是直接通过传输介质连 接起来的，相互之间有很多交换设备（如路由器）。 传输层从会话层接收数据，形成报文（Message），并且在必要时 将其分成若干个分组，然后交给网络层进行传输。 传输层协议的代表有：TCP、UDP、SPX等。
（3）传输层
与OSI参考模型的传输层类似，TCP/IP参考模型的传输层的主要功 能是：使发送方主机和接收方主机上的对等实体可以进行会话。 在传输层上定义了以下两个端到端的协议：传输控制协议（TCP） 和用户数据报协议（UDP）。 TCP是一个面向连接的可靠传输协议，而UDP是一个面向无连接 的不可靠传输协议。
图3-2 对等实体间通信示意图
3. 层次间的关系举例
具体实例请参照教材P46学习。
第二章 计算机网络体系结构与协议
现中，从那时起，TCP/IP就与UNIX操作系统关
系密切了，最近几年，用户促使供应商也把
TCP/IP加入其他操作系统中，现在，已有的每
个计算机平台上都有TCP/IP。
Internet协议族中重要的协议族是传 送控制协议(TCP)和网际协议(IP)。 TCP／IP的核心思想是把干差万别的 低层协议(网络层和数据链路层)硬件连结
称为网络控制协议(NCP)的协议。随着Interent的发
展，需要更复杂的协议。1973年，引进了传输控制 协议(TCP),接着，在1981年，引进了网际协议(IP)。 1982年，TCP和IP被标准化成为TCP/IP协议组，并 在1983年，取代了ARPANET上的NCP。
1983年，自由的电子通信和信息共享与其 他一些内容被加入了广为接受的TCP/IP,使其成 为大学和政府部门的标准。TCP/IP作为一个标 准组件被包含到柏克利标准发行中心UNIX的实
协调两个对等实体间通信的控制信息
（2）OSI将层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU (Service Data Unit)。
在任何相邻两层之间的关系可概括为下图所示的那样。在服务提
供者的上一层的实体，也就是“服务用户”，它使用服务提供者所提供 的服务。
服务用户
交换原语
协议
服务用户
交换原语
物理连接 物理服务数据单元(PSDU) (串行传 输方式1位，并行传输方式8位) 顺序化
引线数目和排列、固定和锁定 装置等等。
例如对各种规格的电源插头的尺寸都有 严格的规定。
（2）电气特性
说明在接口电缆的哪条线上出
现的电压应为什么范围，即什么样 的电压表示1或0
（3）功能特性
说明某条线上出现的某一电平
计算机网络的协议与体系结构
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
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。
计算机网络协议与体系结构
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机网络体系结
构与协议
1
第二章计算机网络体系结构与协议
【计划课时】 4课时(教材第二、三章)
2.1网络通信协议
2.1.1 协议(protocol) 教材P29
网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等)。
假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。
解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。
另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准),即所谓”协议”。
该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。
【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准)
协议由语义、语法和时序三部分组成。
语义规定通信双方彼此”讲什么”(含义),语法规定”如何讲”(格式),时序关系则规定了信息交流的次序(顺序)。
P29
实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有”协议”(例:讲话/赛跑)
廖鸿鹏<NT Server 4.0建站指南>:”当一个中国人碰上一个日本人
时,如果中国人说她的中文,日本人说她的日文,那么恐怕两个人就是
讲到天黑,都不会有什么结果……网络上各节点之间若需要传送数据
时,也要有一个共通的语言,这就是通信协议”。
理论上只要有一套协议即可,但由于网络技术在不断发展,应用领域在不断拓宽,加上历史的原因(７０年代各大计算机公司在网络领域”诸侯割据”,纷纷推出自己的网络通信协议,既为网络技术的发展作出了贡献,亦造成协议品种杂多的局面),因此当前一套统一可用的网络协议。
正如理论上人类只要一种语言就能够相互沟通,但实际上却有许许多多的语言存在一样。
学习网络的重要任务之一就是了解各种常见的通信协议。
对于网络开发/集成工程师,则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。
用于普通网络用户,则只需知道访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议,而无须知道这些协议的具体含义。
封闭的协议——协议内容(规范)不对公众公布
开放的协议——协议内容对公众公布
NT4.0可同时具有5种协议,犹如一个懂最常见的五国语言的人,在世界各地旅行,便畅行无阻。
NT Server 4.0提供的五种协议
* Mocintosh 美国Apple电脑公司系列PC IBM Mainframe 美国IBM公司大型机
2.1.2 常见的网络通信协议
有三个最具影响力的团体为网络通信制定了各自的协议:
·OSI(开放系统互连,Open Systems Interconnection)协议
ISO(国际标准化组织)81年公布(理论标准)
从网络角度看,未连网的计算机都是所谓”信息孤岛”型的计算机系统,只按某一公司/厂商的网络通信体系结构标准连网的属于相对封闭的网络系统,而所有符合OSI网络通信体系结构的计算机系统能够在全球范围内互联起来,故称为”开放系统”。
·IEEE 802 LAN 协议
IEEE(电气和电子工程师学会)802委员会(80年2月成立)制定,其部分标准已被ISO正式确定为局域网的国际标准
·TCP/IP(网际互连/传输控制)协议
美国防部高级计划研究局(DARPA)83年为”阿帕”网(ARPAnet,今发展为Internet)而开发,用于经过UNIX系统控制实现异种计算机网络的互连,乃很多大学(如斯坦福大学)及研究所经多年研究及商业化后得出的结果,现为最hot的网际互连协议,亦为公认的工业标准。
另外,在局域网中,常见还有Novell网专用的通信协议IPX/SPX(网际分组交换/顺序分组交换)。
2.1.3 网络通信与分层结构
1、分层的概念
能够将人与人的”通信”分为三个相关的层次:认识层、语言层、传输层。
【例1】如果让一莆田老妪与北京一科学家进行如下的”通信”
莆田老妪北京科学家结果用网络术语表示结果
谈论内容莆田城内菜价计算机网络技术”不可理喻”认识层”协议”不兼容
所用语言莆田方言英语”不知所云”语言层”协议”不兼容
通信方式电话电脑无法联通传输层”协议”不兼容
【例2】如果让一莆田老妪与北京的莆田藉科学家林兰英进行如下的”通信”
莆田老妪林兰英院士结果用网络术语表示结果
谈论内容莆田城市变化家乡情况 OK 认识
层”协议”兼容
所用语言莆田方言莆田方言 OK 语言层”协议”兼容
通信方式电话电话 OK 传输层”协议”兼容
因此,人们为了能够彼此交流思想,需借助一个分层次的通信结构;其次,层次之间不是相互孤立的,而是密切相关的,上层的功能是建立在下层的基础上,下层为上层提供某些服务,而且每层还应有一定的规则。
网络通信情况同样如此,只是区分更细一些。
2、网络通信分层的概念
计算机之间的通信可归纳为两种基本方式:
·点-点通信(P-P) 相邻结点之间经过直达通路的通信(称”线路通信”)·端-端通信(E-E) 不相邻结点之间经过中间结点链接起来所形成间接可达通路的通信(”链路通信”)
点-点通信是端-端通信的基础,端-端通信是点-点通信的延伸
a. 点-点通信的分层
两台相邻计算机经过直达通信线路通信时,其所用通信软件将自然分成两个相对独立的模块(层):
·用户服务层处理用户的通信应用请求
·通信服务层经过通信线路收发数据
分层的优点:用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信。