年計算機絡(luò)考研輔導(dǎo)講座計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、第一講 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2011年計算機專業(yè)考研大綱(摘錄)大綱考查范圍一 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)大綱考查范圍二 物理層大綱考查范圍三 數(shù)據(jù)鏈路層大綱考查范圍三 數(shù)據(jù)鏈路層大綱考查范圍四 網(wǎng)絡(luò)層大綱考查范圍四 網(wǎng)絡(luò)層大綱考查范圍五 傳輸層大綱考查范圍六 應(yīng)用層2011年考研大綱中的單項選擇題示例題型：單項選擇題、綜合應(yīng)用題2011年考研大綱中的綜合應(yīng)用題示例第一講：計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2011年考研大綱考查范圍大綱考查范圍：知識點歸納：（一）計算機網(wǎng)絡(luò)概述q 計算機網(wǎng)絡(luò)定義：能夠相互資源共享的互連起來的自治計算機系統(tǒng) 的集合。q 計算機網(wǎng)絡(luò)組成：資源子網(wǎng)通信子網(wǎng) 資源子網(wǎng)（邊緣部分）：主機、 終端

2、， - 端系統(tǒng)(c/s, p2p) 通信子網(wǎng)（核心部分）：通信結(jié)點 、 通信鏈路知識點歸納 其中，通信結(jié)點：路由器、結(jié)點交換機、 分組交換設(shè)備(pse)、 分組裝卸設(shè)備(pad)、 集中器(concentrator)、 通信控制處理器ccp（ arpanet中叫 接口報文處理機imp）等。q 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能： 通信、資源共享q 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類： 1.按網(wǎng)絡(luò)的分布范圍分類: 廣域網(wǎng)wan、城域網(wǎng)man、局域網(wǎng)lan、個人區(qū)域網(wǎng)pan 2.按使用者分類：公用網(wǎng)、專用網(wǎng) 3.按網(wǎng)絡(luò)的交換方式分類: 電路交換、報文交換、分組交換 4.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類: 星形、總線、環(huán)形、樹形、網(wǎng)形q 計算機網(wǎng)

3、絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史： 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個階段： 1. 面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)。用一臺中央主機連接大量的地理上處于分 散位置的終端。 2. 計算機計算機網(wǎng)絡(luò)。多臺計算機互連的系統(tǒng)，如ibm的sna網(wǎng)，dec 的dna網(wǎng)，相對獨立，未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 3. 開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織iso頒布了 “開放系統(tǒng)互連基 本參考模型” osi/rm七層模型。全世界網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的三個階段： 1. 從單個網(wǎng)絡(luò)arpanet向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。arpa70年代中期開始 研究多種網(wǎng)絡(luò)的互連，1983年tcp/ip，因特網(wǎng)誕生。 2. 建成三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。nsfnet三級計算機網(wǎng)，分為主干

4、網(wǎng)、地區(qū) 網(wǎng)、校園網(wǎng)(企業(yè)網(wǎng)) 3. 形成多層次isp結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。三層isp結(jié)構(gòu)，nap。知識點歸納q 計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作及相關(guān)組織計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作及相關(guān)組織知識點歸納知識點歸納各種各種 rfc 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： (rfc request for comments)（二）計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與參考模型知識點歸納q 協(xié)議的定義、協(xié)議三要素：協(xié)議的定義、協(xié)議三要素： 為進(jìn)行計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。協(xié)議總是指某一層協(xié)議，準(zhǔn)確地說，它是對同等層實體之間的通信制定的有關(guān)通信規(guī)則約定的集合。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素：1) 語法(syntax)：涉及數(shù)據(jù)及控制信息的

5、結(jié)構(gòu)或格式。2) 語義(semantics)：需發(fā)出何種控制信息、完成何種動作、做出何種響應(yīng)。 3) 定時(timing)：或叫同步，事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。q 計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)：計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)： 所謂網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) (architecture) 就是計算機網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合。層次結(jié)構(gòu)一般以垂直分層模型來表示。q 層次結(jié)構(gòu)的要點：層次結(jié)構(gòu)的要點： 1) 除了在物理媒體上進(jìn)行的是實通信之外，其余各對等實體間進(jìn)行的都 是虛通信。 2) 對等層的虛通信必須遵循該層的協(xié)議。 3) n 層的虛通信是通過 n / n-1層間接口處 n-1 層提供的服務(wù)以及 n-1 層 的通信（通常也是

6、虛通信）來實現(xiàn)的。q 層次結(jié)構(gòu)劃分的原則：層次結(jié)構(gòu)劃分的原則： 1) 每層的功能應(yīng)是明確的，并且是相互獨立的。當(dāng)某一層的具體實現(xiàn)方法 更新時，只要保持上、下層的接口不變，便不會對鄰居產(chǎn)生影響。 2) 層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。 3) 層數(shù)應(yīng)適中。若層數(shù)太少，則造成每一層的協(xié)議太復(fù)雜；若層數(shù)太多， 則體系結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，使描述和實現(xiàn)各層功能變得困難。知識點歸納q 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的特點：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的特點： 1) 以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。 2) 第n層實體在實現(xiàn)自身定義的功能時，只能使用第n-1層提供的服務(wù)服務(wù)。 3) 第n層在向第n+1層提供服務(wù)時，此服務(wù)不僅包含第n層本身的功

7、能， 還包含由下層服務(wù)提供的功能。 4) 僅在相鄰層間有接口接口，且所提供服務(wù)的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)對上一層完全屏蔽。q iso/osi 參考模型參考模型: 開放系統(tǒng)互連(open system interconnection)基本參考模型是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(iso)制定的標(biāo)準(zhǔn)化開放式計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型，又稱isos osi參考模型?！伴_放開放”這個詞表示能使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行互連。知識點歸納 osi包括了體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范三級抽象。 osi的體系結(jié)構(gòu)定義了一個七層模型，用以進(jìn)行進(jìn)程間的通信，并作為一個框架來協(xié)調(diào)各層標(biāo)準(zhǔn)的制定；osi的服務(wù)定義描述了各層所提供的服務(wù)

8、，以及層與層之間的抽象接口和交互用的服務(wù)原語；osi各層的協(xié)議規(guī)范，精確地定義了應(yīng)當(dāng)發(fā)送何種控制信息及何種過程來解釋該控制信息。 需要強調(diào)的是，osi參考模型并非具體實現(xiàn)的描述，它只是一個為制定標(biāo)準(zhǔn)而提供的概念性框架。在osi中，只有各種協(xié)議是可以實現(xiàn)的，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備只有與osi和有關(guān)協(xié)議相一致時才能互連。 知識點歸納 實體：每一層中的活動元素，可以是任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟 件進(jìn)程，許多情況下，實體就是一個特定的軟件模塊。 對等實體：位于不同機器上同一層中的的實體。 接口：相鄰兩層之間的邊界，在接口處規(guī)定了低層向上層提供的服務(wù)以 及調(diào)用服務(wù)所使用的形式規(guī)范語句( (服務(wù)原語) )。 服

9、務(wù)：某一層提供的功能，并能通過接口提供給其相鄰上層。n 層(下層) 是 n+1 層(上層)的服務(wù)提供者, n+1 層是 n 層的服務(wù)用戶。 服務(wù)訪問點(sap)：服務(wù)提供的地點, 接口上相鄰兩層實體交換信息之處。 協(xié)議棧： 網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議按層次順序排列而成，畫在一起像一個棧結(jié)構(gòu)。 知識點歸納上一層的上一層的pdu 通過通過sap傳到下一層，作為下一層傳到下一層，作為下一層pdu的數(shù)據(jù)字段的數(shù)據(jù)字段(sdu)知識點歸納iso osi/rm:知識點歸納信息流動過程：報文段信包/分組幀比特電/光脈沖封裝拆封應(yīng)用層：傳輸層：網(wǎng)絡(luò)層：數(shù)據(jù)鏈路層：物理層：數(shù)據(jù) 段頭數(shù)據(jù)段頭頭數(shù)據(jù)信包頭幀頭段頭數(shù)據(jù)信包頭頭幀

10、尾：是直接面向用戶的一層。它為應(yīng)用進(jìn)程提供訪問osi環(huán)境的手段，同時 為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。對一些普遍需要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（如文件傳輸、電子 郵件、域名服務(wù)等）制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。提供數(shù)據(jù)或信息語法的表示變換，以確保不同表示方法的計算機能互相 通信。涉及： 各機器內(nèi)部的數(shù)據(jù)表示與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某橄髷?shù)據(jù)表示之間的變換 數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮 數(shù)據(jù)的加密/解密 在兩個互相通信的進(jìn)程之間建立、組織和同步會話、 會話活動管理、 對話控制。 提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。涉及： 連接管理：建立連接、發(fā)收數(shù)據(jù)、拆除連接 報文分割和裝配：將上層的長數(shù)據(jù)報文分割成小的段進(jìn)行傳輸 端到端的差錯控制與流量控制 分流和多路復(fù)用知識點歸納

11、將分組穿過通信子網(wǎng)從信源傳輸?shù)叫潘?路由選擇：如何經(jīng)過中間節(jié)點選擇路由，穿過子網(wǎng) 擁塞控制：控制分組流入子網(wǎng)的流量，以免子網(wǎng)過載，性能下降 數(shù)據(jù)分片和組裝：將長的分組分片，以使能在短分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：多個子網(wǎng)之間進(jìn)行互連 在相鄰節(jié)點間無差錯地傳輸一幀數(shù)據(jù) 尋址和組幀 同步 差錯控制（以太網(wǎng)、ppp只檢錯，hdlc 、wlan有差錯控制） 流量控制（以太網(wǎng)、ppp無流量控制，hdlc、wlan有流量控制）在物理媒體上傳輸原始的數(shù)據(jù)比特流。 機械特性：如接插件規(guī)格 電氣特性：如信號電平 功能特性： 如引腳功能 規(guī)程特性： 如何通信知識點歸納知識點歸納tcp/ip四層網(wǎng)絡(luò)模型與osi/rm七

12、層網(wǎng)絡(luò)模型：應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321osi 的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層 ip (各種應(yīng)用層協(xié)議如telnet, ftp, smtp 等)傳輸層(tcp 或 udp)tcp/ip 的體系結(jié)構(gòu)無連接分組交付服務(wù)傳輸服務(wù) (可靠或不可靠)各種應(yīng)用服務(wù)tcp/ip 的三個服務(wù)層次4321：為用戶提供訪問 internet 的一組高層協(xié)議 為源和目的主機的應(yīng)用程序間提供端-端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)把分組獨立地從信源傳送到信宿。解決路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等問題 負(fù)責(zé)將ip分組封裝成適合在物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膸袷讲鬏?，或?qū)奈锢砭W(wǎng)絡(luò)接收到的幀解封，取出ip分組交給網(wǎng)絡(luò)

13、互聯(lián)層 (如ethernet、ppp)學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)原理時常采用五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，綜合了osi和tcp/ip的優(yōu)點，既簡潔又能將概念講述清楚。知識點歸納典型習(xí)題講解 例 根據(jù)下圖左列osi的各層與右列列出的各種功能，在兩列間畫出對應(yīng)連線： 1. 流量控制 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層2. 提供對最終用戶的訪問3. ascii碼到ebcdic碼轉(zhuǎn)換4. 分組交換應(yīng)用層應(yīng)用層5. 可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸6. 定義幀7. 決定路由物理層物理層8. 數(shù)據(jù)流中插入同步點，故障時從最近同步點恢復(fù)9. 建立、管理和終止會話10. 在用戶間同步會話傳輸層傳輸層11. 提供機械的、電子的和功能的接口12. 負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點的信息交換13. 通過物理介質(zhì)傳輸比特流表示層表示層14. 與用戶