计算机网络体系结构

时间:2024-05-04 20:51:41

一、计算机网络概念

1、计算机网络定义

将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享的系统。

与多终端系统的区别:

  • 传统多终端系统是由*处理器、多个联机终端及一个多用户操作系统组成。终端本身不具备独立的数据处理能力
  • 计算机网络系统是由许多独立的计算机【拥有自己的资源和数据处理能力】组成

与分布式系统的区别:

  • 两者在硬件连接、系统拓扑结构、通信控制上一致
  • 计算机网络以资源共享为目的,是松耦合系统
  • 所谓分布式计算机系统,是指由多台分散的计算机,经互连网络的联接而形
  • 成的系统,系统的处理和控制功能分布在各个计算机上
  • 分布式系统以多台计算机协调完成同一个任务,是紧耦合系统

2、计算机网络组成

物理组成

  • 硬件:主机【服务器、客户端】、前端处理器/通信控制处理机【网卡、调制解调器】、路由/交换设备【集线器、交换机、路由器、网桥、中继器】、通信线路

软件:实现资源共享的各种工具软件

协议

  • 语法一一传输数据的格式

  • 语义一一控制协调、差错处理机制

  • 时序一一各种操作的时间顺序关系

功能组成

  • 口资源子网【边缘部分】、通信子网【核心部分】

3、计算机网络分类

按分布范围划分:广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)

按拓扑结构划分:

  • 总线型【负载高、通信效率低】
  • 星型【成本高、中心节点要求高】
  • 环型【适合对时间敏感的网络,实时控制局域网】
  • 树型【适合层次分明的部门】
  • 网状型【每个节点至少有两条路径,控制复杂、线路成本高,用于Internet主干网络】

image-20240502151338807

二、计算机网络体系结构

1、基础概念

OSI参考模型示意图

image-20240502152927776

数据在各层中的单位名称

image-20240502154348378

相邻两层模型之间的联系称为服务接入点(Service Access Point)

层与层之间交换数据的单位称为服务数据单元SDU

数据的封装与解封装

image-20240502153929663

2、各层功能

物理层:

  • 口两个硬件之间如何通信;具体而言就是一台客户端发送比特流,另一台客户端进行接收,负责双向传输
  • 口定义了电气、机械、功能、规程特性,并建立、拆除物理链路

数据链路层:

  • 提供数据链路的建立、维护与拆除
  • 负责数据帧的封装、传输与同步
  • 提供错误检测功能
  • 提供流量控制功能
  • MAC地址

网络层:

  • 提供了通讯过程中必须使用的逻辑P地址
  • 负责连接不同的媒介类型
  • 根据运行的不同路由选择协议来选择不同的最佳路径(RIP、OSPF、IS-IS、BGP、IGRP、I-IGRP)
  • 在最佳路径上负责路由数据包

传输层:

  • 提供了端口号码
  • 提供了端到端的连接
  • 建立、维护、拆除虚拟链路,并确保数据传输的可靠性
  • 提供数据检测

会话层:

  • 在两个应用程序之间建立、维护并拆除会话
  • 负责建立和管理应用程序之间的通信

表示层:

  • 从应用层协商数据的转换,解决不同系统之间的通信语法问题,确保系统接
  • 收的数据是可读的
  • 口提供数据加密

应用层:

  • 网络进程的应用
  • 为应用进程提供网络服务【电子邮件、文件传输、电子竞技】
  • 提供与用户之间的接口(UI)

3、总结

image-20240502161500220

OSI的4/5层模型,各层协议

image-20240502161809319

image-20240502161859427

三、网络体系结构例题

第一题

image-20240502162029342

第二题

image-20240502162128137

第三题

image-20240502162150252

第四题

image-20240502162224555