计算机网络体系结构

1、计算机网络体系结构清点人数，组织教学。复习：计算机网络的定义及系统的组成和功能授新：一、计算机网络体系结构的基本概念网络协议在计算机网络中用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规则、标准或约定称 为网络协议，简称协议。协议组成的三个要素是语法、语义和时序。语法规定了进行网络通信时，数据的传输和存储格式，以及通信中需要哪些控制信息，它 解决了怎么讲的问题。语义规定了控制信息的具体内容，以及发送主机或接收主机所要完成的工作，它主要解决 “讲什么”的问题。时序规定计算机操作的执行顺序，以及通信过程中的速度匹配，主要解决“顺序和速度”问 题。数据封装一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据必须

2、要先打包，打包的过程称为封装，如图 10-10所示，封装就是在用户数据前面加上网络协议规定的头部和尾部，这些头信息包括数据包 发送主机的源地址、数据接收主机的目的地址、数据包采用的协议类型、数据包大小、数据包 的序号、数据包的纠错信息等内容。而且，在网络通信中，数据往往是多层次的封装的。协议央部鼓据网络协议的分层为了减少网络协议的复杂性，技术专家们把网络通信问题划分为许多小问题，然后为每一 个问题设计一个通信协议。这样使得每一个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易。协议 分层就是按照信息的流动过程，将网络的整体功能划分为多个不同的功能层。每一层都建立在 它的下层之上，每一层的目的都是向它的上

3、一层提供一定的服务。分层原则层次结构虽然有它的优点，但是如果划分的不合理，反而会带来许多负面影响。通常要遵循如下一些原则：网络协议层次的数量不能过多，真正需要的时候才能划分一个层次。网络协议层次的数量也不能过少，层次的数量应该保证能从逻辑上将功能分开，不同的功能不要放在同一层。功能类似的服务应当放在同一层。在技术经常变化的地方可以适当增加层次。层次边界的选择要合理，用于信号控制的额外信息流量要尽量少。网络体系结构计算机网络协议的分层方法及其协议层与层之间接口的集合称为网络体系结构。如何划分网络协议的“层”，才能使它既便于理论研究又便于工程实施呢？国际上计算机网络理论研究学者和网络工程专家们提出

4、了很多种方案，出于各种目的，他们制定和公布了各自2的网络体系结构。其中有些网络体系结构得到了理论界的推崇而被不断地补充和完善；还有一 些网络体系结构在工程中得到了广泛的应用；其中有些网络协议被国际标准化组织（ISO）采纳， 称为计算机网络的国际标准。常见的计算机网络体系结构有OSI/RM （开放系统互连参考模型）、 TCP/IP（传输控制协议/网际协议）等。二、OSI/RM开放系统互连参考模型三、TCP/IP&示层应用层H11P SMP口 NSMKP会话层传输层网络层IP地址网给搂【】层二 （I网珞盘口 M侗络思口中网而费词卜仍始批IPV6是“Internet Protocol VerSio曾

5、如的缩写，一个iPV6的IP地址由-8个地址苹组成，每:壬10T I TC孕【P二上D引RM模堂 丁CPIP模里TCP IP主妾町议之间的爰系节包含16个地址位，以4个十六进制数书写，节与节之间用冒号分隔，IPv6是用于替代现行版 本IP协议IPv4的下一代IP协议。IPv6的主要优势体现在以下几方面：扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善服务质 量（Q oS）、安全性有更好的保证、支持即插即用和移动性、更好实现多播功能等。四、局域网技术1.局域网的组成局域网由网络硬件和网络软件两部分组成。网络硬件用于实现局域网的物理连接，为连接 在局域网上的计算机之间的通信，提供一条物理信道和实现局域网间

6、的资源共享。网络软件主 要用于控制并具体实现信息的传送和网络资源的分配与共享。这两部分互相依赖，共同完成局 域网的通信功能。局域网硬件设备包括网络服务器、网络工作站、网卡、交换机、路由器、防火墙、传输介 质及介质连接部件等，简单的局域网组成如图10-15所示。芥部脂务器防火墙-./一、以太炳L 一 4 归察珥IWeb服务FTP服务1 -mad 务传输仆敏匚作站HnnnOSSi内部服务器 提供g 1B苫暖务图10-15局域网纣成2.局域网的类型早期的局域网有多种类型，如Ethernet（以太网）、Token Ring （令牌环）网、FDDI （光纤分 布式数据接口）网、ATM（异步传输模式）网等

7、，以太网与其他局域网类型相比，具有性能高， 成本低，易于维护管理等优点，目前世界上90%以上的局域网都采用以太网技术，而其他局域 网技术已经被市场淘汰。局域网一般为一个单位所建，由所在单位或部门控制管理和使用，而广域网往往是面向一 个行业或全社会服务。局域网一般是采用双绞线、光纤等传输介质，而广域网则采用光纤和微 波进行信号传输。局域网与广域网的侧重点也不完全一样，局域网侧重于为企业内部提供信息 共享服务；而广域网侧重于准确无误地传输用户传输的信息，并为全社会提供网络服务。3.局域网CSMA/CD工作原理CSMA/CD （载波监听多点访问/冲突检测）工作原理如下。每台主机在发送数据前，先监听信道是否空闲，若是，则发送数据，并继续监听下去，一 旦监听到冲突，立即停止发送，并在短时间内连续向信道发出一串阻塞信号强化冲突；如果信 道忙，则暂不发送，退避一个随机时间后再尝试发送。4.IEEE 802系列网络标准以太网具有结构简单、成本低廉、带宽易于扩展等诸多优点，受到人们的极大关注。近年 来吉比特以太网的实用化及与光纤技术的有机结合，出现了 “光以太网”，使以太网信号可以实 现长距离传输。这不但使以太网技术占领了局域网领域，而且以太网技术也在逐步应用于城域 网设计。IEEE