【计算机网络】计算机网络体系结构

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一、计算机网络概述

概念组成和功能：利用通信设备和线路将地理位置不同的，功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议  信息交换方式   网络操作系统）实现网络中资源共享和信息传递的系统。

数据处理和资源共享是两大基本功能。

逻辑功能分为资源子网和通信子网：

• 资源子网：负责数据处理的主计算机与终端
• 通信子网：负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路

资源子网的概念

• 资源子网的组成：

主机  终端  终端控制器  外设   软件资源  信息资源

• 主机：

大型机 中型机  小型机  工作站或微机

• 终端：

用户访问网络的界面；终端可以是简单的输出终端，带有微处理机的智能终端；终端通过主机炼乳网内，也可以用过通信控制处理剂连入网内

通信子网的概念：

• 早期的ARPA net中承担通信控制处理机功能的设备是接口报文处理机IMP，也就是现在广泛使用的路由器
• 路由器将主机和终端连入网内
• 路由器完成分组接收、校验 存储  转发功能 
• 交换机

Internet网络结构：

通过校园网。企业网或ISP联入地区主干王，地区猪肝网通过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互连的大型。层次结构的国际网的Internet网络结构。

计算机网络的分类

• 网络分布范围分类：

广域网  城域网  局域网   个人区域网

• 使用者分类：

公用网  专用网

• 交换方式分类：

电路交换   报文交换  分组交换

• 拓扑结构分类：

星形  总线   环形  树形  网形

计算机网络的标准化工作及相关组织

• 标准化的重要性：

1. 实现不同厂商的硬软件之间的互连，必须遵从统一的标准

• 标准的分类：

1. 法定标准：权威机构指定的正式的合法的标准：OSI
2. 事实标准：某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了这些就成了标准  TCP/IP

ITU-T：国际电信联盟电信委员会

ISO：国际标准化组织

IEEE：美国电子 电器学工程师学会   IEEE802系列局域网标准

IETF：Internet工程任务组   RFC 

二、计算机网络体系结构

• 体系结构：计算机网络各层次及其协议的集合
• 层次结构以垂直分层模型来表示

除了在物理媒体上进行的是实通信之外，其余各对等实体间进行的都是虚通信，对等层的虚通信必须遵循该层的协议。

层次结构划分的原则：

• 每层的功能应是明确的，并且是相互独立的，当每一层的具体实现方法更新时，只要保持上下层的接口不变，变不会对邻居产生影响
• 层间接口必须清晰，跨越接口的信息应尽可能少
• 层数应适中，若层数太小，则造成协议太复杂，若层数太小，则体系结构过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。

三、计算机网络协议、接口、服务

1、协议

网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准。

网络协议的三要素：语义、语法、时序

语义：用于解释比特流的每一部分的意义

语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义

时序：事件实现顺序的详细说明

2、接口（服务访问点）

• 接口是同一节点内相邻层之间交换的连接点
• 同一个结点的相邻层之间存在着相同规定的接口，底层向高层通过接口提供服务
• 只要接口条件不变，底层功能不变，底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

3、服务

为保证上层对等提之间能相互通信。下层向上层提供的功能。

4、网络体系结构的特点

• 以功能作为划分层次的基础
• 第n层实体在实现自身定义的  只能使用第n-1层提供的服务
• 第n层在向第n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能
• 仅在相邻层间有接口，且所提供的服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。

概念理解：

• 网络协议是按层次结构来组织的
• 网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构
• 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义
• 体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬件和软件

ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

1、ISO/OSI参考模型

【计算机网络】计算机网络体系结构

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