计算机网络技术与应用-计算机网络模型

计算机网络技术与应用-计算机网络模型CATALOGUE目录计算机网络概述计算机网络模型物理层技术数据链路层技术网络层技术传输层技术应用层技术01计算机网络概述计算机网络是指通过传输介质和通信设备相互连接的计算机集合，能够实现计算机之间的数据传输和资源共享。定义计算机网络技术自20世纪60年代开始发展，经历了面向终端的计算机网络、ARPANET和TCP/IP协议的诞生、互联网的兴起等阶段，如今已经进入了云计算和物联网时代。发展计算机网络的定义与发展

计算机网络的基本组成硬件包括传输介质（如双绞线、同轴电缆、光纤等）、网络接口卡、集线器、交换机、路由器等。软件包括操作系统、通信协议、各种应用软件等。网络协议是计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合，用于协调不同系统间数据传输的语法、语义和时序。计算机网络的功能与应用数据传输计算机网络提供快速、可靠的数据传输服务，使得不同地理位置的计算机之间可以方便地进行信息交换。资源共享计算机网络使得各种资源（如硬件、软件、数据等）可以在不同计算机之间共享，提高了资源利用率。信息检索计算机网络提供了丰富的信息资源和便捷的信息检索服务，方便用户获取所需信息。分布式处理计算机网络可以将一个大型复杂任务分解成若干个子任务，分布到不同的计算机上并行处理，提高了任务处理效率和可靠性。02计算机网络模型OSI七层模型OSI七层模型概述：OSI（OpenSystemsInterconnection）七层模型是一种理论模型，用于描述计算机网络中数据传输的过程。它包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七个层次。负责传输比特流，涉及电气、机械和定时接口的规范。物理层负责将比特流组合成帧，以及帧的发送和接收。数据链路层负责将数据包从源地址发送到目的地址，包括路径选择和逻辑地址寻址。网络层OSI七层模型负责提供端到端的数据传输服务，包括建立和维护通信会话。传输层负责建立、管理和终止会话。会话层负责将数据转换为能被应用层理解的格式。表示层负责处理特定的应用程序细节。应用层OSI七层模型TCP/IP四层模型TCP/IP四层模型概述：TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）四层模型是一种实际的模型，用于描述互联网协议的工作方式。它包括网络接口层、网络层、传输层和应用层四个层次。网络接口层负责将数据转换为能在网络上传输的格式。网络层负责将数据包从源地址发送到目的地址。传输层负责端到端的数据传输，包括建立和维护通信会话。应用层负责处理特定的应用程序细节。TCP/IP四层模型五层协议体系结构概述五层协议体系结构是一种简化的模型，用于描述计算机网络中数据传输的过程。它包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次。网络层负责将数据包从源地址发送到目的地址，包括路径选择和逻辑地址寻址。物理层负责传输比特流，涉及电气、机械和定时接口的规范。传输层负责提供端到端的数据传输服务，包括建立和维护通信会话。数据链路层负责将比特流组合成帧，以及帧的发送和接收。应用层负责处理特定的应用程序细节。五层协议体系结构03物理层技术物理层是计算机网络模型中的最底层，负责传输比特流，提供物理介质上的通信。物理层基本概念物理层的主要任务物理层协议物理层的主要任务是建立、维护和释放物理连接，以确保数据的可靠传输。物理层协议规定了如何使用物理介质进行数据传输，包括信号编码、数据速率、传输媒体的选择等。030201物理层基本概念双绞线、同轴电缆和光纤是有线传输介质，它们能够提供高速、稳定的数据传输。有线传输介质无线传输介质包括无线电波、微波和红外线等，它们在某些特定场景下具有优势。无线传输介质根据实际应用需求，选择合适的传输介质对于保证数据传输的质量和效率至关重要。传输介质的选择物理层传输介质网卡是计算机连接到网络所需的硬件设备，它实现了物理层的功能。网卡中继器和集线器是常见的网络设备，用于扩展网络的覆盖范围和连接更多的计算机。中继器和集线器调制解调器用于将数字信号转换为模拟信号，以便通过电话线等模拟介质进行传输。调制解调器物理层设备04数据链路层技术03数据链路层还负责流量控制和错误控制，以确保数据帧能够可靠地传输。01数据链路层是OSI参考模型中的第二层，负责将物理层提供的数据传输服务与网络层提供的服务进行衔接。02数据链路层的主要功能是控制数据帧的传输，包括帧的生成、发送、接收和检测等。数据链路层基本概念PPP协议（点对点协议）用于点对点连接的数据链路层协议，支持异步数据传输和同步数据传输。HDLC协议（高级数据链路控制协议）一种通用的数据链路层协议，用于串行通信链路的可靠数据传输。SLIP协议（串行线路接口协议）用于串行通信的数据链路层协议，支持IP协议的数据传输。数据链路层协议调制解调器用于数字信号与模拟信号之间的转换，实现数据的调制和解调。交换机一种基于MAC地址进行数据帧转发的网络设备，实现数据链路层的交换功能。网卡用于连接网络设备和物理层的设备，实现数据帧的生成和接收。数据链路层设备05网络层技术123网络层是OSI参考模型中的第三层，负责将数据包从源端传输到目的端。网络层的主要功能是路由和转发，即将数据包从一个网络节点传送到下一个网络节点。网络层使用IP协议，负责将数据包从一个网络发送到另一个网络。网络层基本概念IP协议用于将数据包从一个网络发送到另一个网络，通过IP地址进行寻址。ICMP协议用于在IP主机和路由器之间传递控制消息，用于诊断网络问题。ARP协议用于将32位的IP地址转换为MAC地址，以便在以太网上传输数据包。网络层协议路由器用于连接不同的网络，根据IP地址将数据包从一个网络转发到另一个网络。网关用于连接多个网络，实现不同协议之间的转换。交换机用于将数据包从一个端口转发到另一个端口，根据MAC地址进行转发。网络层设备06传输层技术传输层的主要目标是提供可靠的、面向连接的数据传输服务，确保数据能够正确、完整地从源端传输到目的端。传输层的主要功能包括数据分段、数据排序、流量控制和拥塞控制等。传输层是网络体系结构中的第四层，位于应用层和网络层之间，负责提供端到端的数据传输服务。传输层基本概念TCP（传输控制协议）TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，主要用于因特网协议（IP）网络中的数据传输。TCP提供了可靠的数据传输服务，通过确认机制、重传机制、流量控制和拥塞控制等机制确保数据的正确传输。UDP（用户数据报协议）UDP是一种无连接的、不可靠的传输层协议，主要用于不需要可靠传输的应用，如流媒体、实时游戏等。UDP简单易用，不提供数据顺序的保证和错误纠正，因此可能会出现数据丢失或乱序的情况。传输层协议路由器路由器是网络中的主要设备之一，负责数据的路由和转发。在传输层，路由器主要根据传输层协议（如TCP/UDP）对数据进行处理和转发。交换机交换机是一种基于MAC地址的数据交换设备，主要用于局域网中的数据交换。在传输层，交换机主要根据传输层协议对数据进行处理和转发。网关网关是网络中连接不同协议或不同网络的设备，能够实现不同协议或网络之间的转换和通信。在传输层，网关主要负责对传输层协议进行转换和处理。传输层设备07应用层技术010203应用层是计算机网络模型中的最高层，直接为用户提供各种网络服务。它负责处理用户与应用程序之间的通信，为用户提供应用程序接口。应用层的主要任务是实现各种应用协议，如HTTP、FTP、SMTP等，以支持各种网络应用。应用层基本概念用于Web浏览器和Web服务器之间的通信，支持网页浏览和数据传输。HTTP协议FTP协议SMTP协议DNS协议用于文件传输，允许用户在计算机网络上上传和下载文件。用于电子邮件传输，支持电子邮件的发送和接收。用于域名解析，将域名转换为IP