1、对计算机网络体系结构的认识从网络技术的总体概括计算机网络的相关知识介绍，主要包括：计算机网络的产生与发展、计算机网络的涵义、计算机网络的特点、计算机网络的基本功能组成、计算机网络的根本目标、分组交换技术、网络功能基本机制网络体系结构与协议。 一、计算机网络概述 （一）计算机网络的产生与发展经历了四个阶段： (1) 远程联机系统 (2) 计算机互连网络 (3) 标准化网络阶段 (4) 网络互连与高速网络 远程联机系统是指：一台中央计算机连接多台、地理位置处于分散的终端构成的系统。最突出特点是：终端无独立的处理能力。 计算机互连网络是指：计算机和计算机之间互连以数据交换和信息传输为根本目的。 标准
2、化网络阶段是指：针对众多相同或不同体系结构的网络产品 ISO 提出 OSI 标准，实现广泛的互连。 网络互连和高速网络是指：以 INTERNET 为核心的高速计算机互连已经构成。 （二）计算机网络的涵义：将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设施连接起来，以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。 计算机网络系统概念的关键点是：分布的地理位置不同；互连的计算机系统具有独立的功能；通过通信设施连接；通过网络软件的控制和管理；以资源共享为核心目的。 计算机网络系统与联机分时多用户的区别：从共享和并行两个角度来看。 计算机网络系统：网络用户能够共享网络的全部资源。网络中的计算机具有独
3、立的数据处理能力，各主计算机的运行不受其它主计算机的干扰。而联机分时多用户系统：各终端用户只共享中心计算机资源。各终端用户只是在一段时间内并行，同一时刻不可能存在两个或两个以上的用户都在运行的情况。 （三）计算机网络的特点： (1) 计算机之间数据交换 (2) 各计算机是具有独立的功能的系统 (3) 网络构建周期短、见效快 (4) 成本低、效益高 (5) 用户使用简单、方便 (6) 易于实现分布式处理 (7) 系统灵活性、适应性更强 （四）计算机网络的根本目标： (1) 资源共享 (2) 提高系统的可靠性 (3) 提高工作效率 (4) 分散数据的综合处理 (5) 系统负载的均衡与调节 处于不同
4、目的，为满足具体需求建立的计算机网络，从不同角度可以将网络进行分类： 按距离划分：广域网 WAN、局域网 LAN、城域网 MAN。 按通信媒体划分：有线网、无线网。 按通信方式划分：点到点方式、广播方式。 按通信速度划分：低速网、中速网、高速网。 按数据交换方式划分：直接交换网、存储转发方式、混合交换方式。 按通信性能划分：资源共享计算机网络、分布式计算机网、远程通信网。 按使用范围划分：公用网、专用网。 按配置划分：同类网、单服务器网、混合网。 按对数据的组织方式划分：分布式数据组织网络系统、集中式数据组织网络系统。 （五）计算机网络的基本功能组成：通信子网（实现全网分为内的信息的传递功能）
5、 ，资源子网（实现全网的信息处理功能） 。 从网络拓扑图上看，计算机网络由网络节点和通信介质构成，网络节点又称为网络单元，是网络的各种数据处理设备、数据通信设备和数据终端设备。节点分为分转节点（中间节点）和访问节点（终端节点） 。 通常的网络单元有： 线路控制器 LC， 通信控制器 CC ，通信处理机 CP， 前端处理机 FEP ，集中器 C 接口报文处理机 IMP， 主计算机 HOST， 终端 T ，网间连接器 （六）计算机网络技术中里程碑性的技术分组交换技术。 它是现代计算机网络的技术基础。是信息在网络终传输技术，分组是网间传输的数据信息单位。分组交换过程为：是在一个主机向另一主机发送数据
6、时，首先将主机发出的数据划分成一个个分组，每个分组都带有关于目的地址的信息，系统根据分组中的目的地址信息，利用系统中的路径选择算法，确定分组的下一节点并将数据发往所确定的节点，最终将报文分组发往目的主机。 分组交换的特点： 节点暂时存储的一个个分组数据，而不是整个数据文件。 分组数据是暂时保存在节点的内存中，而不是被保存在节点外的外存中，从而保证了较高的交换率。 分组交换采用的是动态分配新到的策略，极大地提高了线路的利用率 分组数据在各节点存储转发时因排队而造成一定延迟、分组数据中带控制信息而产生的额外开销；管理控制复杂是缺点。 分组交换的任务：负责系统中分组数据的存储转发和选择合适的分组传输
7、路径。 （七）网络功能基本机制网络体系结构与协议： 网络协议：为实现网络节点间的有效通信和数据控制而制定规则、约定和标准。主要解决节点间交换数据与控制信息中的规则、格式和时序。 网络协议的三个要素，语法：数据与控制信息的结构或格式；语义：用于协调和进行差错处理的控制信息；时序：对事件实现顺序的说明。注意：协议只规定对象的外部特性，不对内部做具体实现规定。 网络体系结构： 网络体系结构采用结构化思想，分为若干层，层间的关系是服务与被服务的关系，网络上的节点间对应层遵守一致的规约。 分层结构的好处： 独立性强 功能简单 适应性强 易于实现和维护 结构可分割 易于交流和标准化 网络分层结构的组成部分
8、： 系统：网络系统 子系统：系统内的一个个在功能上相互联系，有相对独立的逻辑部分，一个个层次单元 层次：子系统中一个子部分就是一个层次 实体：子系统中的一个活跃单元 等同实体：同一层次的实体 通信服务：通信系统中的通信功能的外部表现 物理通信：通信双方存在的某种媒体，通过某种手段实现双方信息交换。 虚拟通信：逻辑通信 网络软件的基本结构是层次结构。 （八）OSI/RM物理层（Physical Layer ）1.物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。在这一层，数据的单位称为比特（bit） 。属于物理层定义的
9、典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35 、RJ-45 等。2、数据链路层（Data Link Layer）数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（frame） 。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、 STP、帧中继等。3、网络层（Network Layer）网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包（packet） 。网络层协议的代表包括：IP、IP
10、X、RIP、OSPF 等。4、传输层（Transport Layer）传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。在这一层，数据的单位称为数据段（segment） 。传输层协议的代表包括：TCP、UDP 、SPX 等。5、会话层（Session Layer）会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。会话层协议的代表包括：NetBIOS 、ZIP（AppleTalk 区域信息协议）等。6、表示层（Presenta
11、tion Layer）表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。表示层协议的代表包括：ASCII、ASN.1 、JPEG、MPEG 等。7、应用层（Application Layer）应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP 等OSI 参考模型中的数据封装过程：(九)TCP/IP 参考模型：ISO 制定的 OSI 参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。与此对照，由技术人员自己开发的 TCP/IP 协议栈获得了更为广泛的应用。
12、如图所示，是 TCP/IP 参考模型和 OSI 参考模型的对比示意图。TCP/IP 参考模型分为四个层次：应用层、传输层、网际层和网络接口层。1、网络接口层实际上 TCP/IP 参考模型没有真正描述这一层的实现，只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口，以便在其上传递 IP 分组。由于这一层次未被定义，所以其具体的实现方法将随着网络类型的不同而不同。2、网际层网络互连层是整个 TCP/IP 协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。网络互连层
13、定义了分组格式和协议，即 IP 协议（Internet Protocol）。网络互连层除了需要完成路由的功能外，也可以完成将不同类型的网络（异构网）互连的任务。除此之外，网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。3、传输层在 TCP/IP 模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即：传输控制协议TCP（transmission control protocol）和用户数据报协议 UDP（user datagram protocol）。TCP 协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在
14、发送端，它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端，它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP 协议还要处理端到端的流量控制，以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。UDP 协议是一个不可靠的、无连接协议，主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。4、应用层TCP/IP 模型将 OSI 参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中，有基于 TCP协议的，如文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）、虚拟终端协议（TELNET）、超文本链接协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP），也有基于 UDP 协议。
