計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)清點(diǎn)人數(shù)，組織教學(xué)。復(fù)習(xí)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及系統(tǒng)的組成和功能授新：一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中用于規(guī)定信息的格式以及如何發(fā)送和接收信息的一套規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱 為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，簡(jiǎn)稱協(xié)議。協(xié)議組成的三個(gè)要素是語(yǔ)法、語(yǔ)義和時(shí)序。語(yǔ)法規(guī)定了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)格式，以及通信中需要哪些控制信息，它 解決了怎么講的問題。語(yǔ)義規(guī)定了控制信息的具體內(nèi)容，以及發(fā)送主機(jī)或接收主機(jī)所要完成的工作，它主要解決 “講什么”的問題。時(shí)序規(guī)定計(jì)算機(jī)操作的執(zhí)行順序，以及通信過程中的速度匹配，主要解決“順序和速度”問 題。數(shù)據(jù)封裝一臺(tái)計(jì)算機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)必須

2、要先打包，打包的過程稱為封裝，如圖 10-10所示，封裝就是在用戶數(shù)據(jù)前面加上網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)定的頭部和尾部，這些頭信息包括數(shù)據(jù)包 發(fā)送主機(jī)的源地址、數(shù)據(jù)接收主機(jī)的目的地址、數(shù)據(jù)包采用的協(xié)議類型、數(shù)據(jù)包大小、數(shù)據(jù)包 的序號(hào)、數(shù)據(jù)包的糾錯(cuò)信息等內(nèi)容。而且，在網(wǎng)絡(luò)通信中，數(shù)據(jù)往往是多層次的封裝的。協(xié)議央部鼓據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層為了減少網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性，技術(shù)專家們把網(wǎng)絡(luò)通信問題劃分為許多小問題，然后為每一 個(gè)問題設(shè)計(jì)一個(gè)通信協(xié)議。這樣使得每一個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、編碼和測(cè)試都比較容易。協(xié)議 分層就是按照信息的流動(dòng)過程，將網(wǎng)絡(luò)的整體功能劃分為多個(gè)不同的功能層。每一層都建立在 它的下層之上，每一層的目的都是向它的上

3、一層提供一定的服務(wù)。分層原則層次結(jié)構(gòu)雖然有它的優(yōu)點(diǎn)，但是如果劃分的不合理，反而會(huì)帶來許多負(fù)面影響。通常要遵循如下一些原則：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次的數(shù)量不能過多，真正需要的時(shí)候才能劃分一個(gè)層次。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次的數(shù)量也不能過少，層次的數(shù)量應(yīng)該保證能從邏輯上將功能分開，不同的功能不要放在同一層。功能類似的服務(wù)應(yīng)當(dāng)放在同一層。在技術(shù)經(jīng)常變化的地方可以適當(dāng)增加層次。層次邊界的選擇要合理，用于信號(hào)控制的額外信息流量要盡量少。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層方法及其協(xié)議層與層之間接口的集合稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。如何劃分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的“層”，才能使它既便于理論研究又便于工程實(shí)施呢？國(guó)際上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論研究學(xué)者和網(wǎng)絡(luò)工程專家們提出

4、了很多種方案，出于各種目的，他們制定和公布了各自2的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。其中有些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)得到了理論界的推崇而被不斷地補(bǔ)充和完善；還有一 些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在工程中得到了廣泛的應(yīng)用；其中有些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）采納， 稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有OSI/RM （開放系統(tǒng)互連參考模型）、 TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）等。二、OSI/RM開放系統(tǒng)互連參考模型三、TCP/IP&示層應(yīng)用層H11P SMP口 NSMKP會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層IP地址網(wǎng)給摟【】層二 （I網(wǎng)珞盤口 M侗絡(luò)思口中網(wǎng)而費(fèi)詞卜仍始批IPV6是“Internet Protocol VerSio曾

5、如的縮寫，一個(gè)iPV6的IP地址由-8個(gè)地址蘋組成，每:壬10T I TC孕【P二上D引RM模堂 丁CPIP模里TCP IP主妾町議之間的爰系節(jié)包含16個(gè)地址位，以4個(gè)十六進(jìn)制數(shù)書寫，節(jié)與節(jié)之間用冒號(hào)分隔，IPv6是用于替代現(xiàn)行版 本IP協(xié)議IPv4的下一代IP協(xié)議。IPv6的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾方面：擴(kuò)大地址空間、提高網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量、改善服務(wù)質(zhì) 量（Q oS）、安全性有更好的保證、支持即插即用和移動(dòng)性、更好實(shí)現(xiàn)多播功能等。四、局域網(wǎng)技術(shù)1.局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件兩部分組成。網(wǎng)絡(luò)硬件用于實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的物理連接，為連接 在局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)之間的通信，提供一條物理信道和實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)間

6、的資源共享。網(wǎng)絡(luò)軟件主 要用于控制并具體實(shí)現(xiàn)信息的傳送和網(wǎng)絡(luò)資源的分配與共享。這兩部分互相依賴，共同完成局 域網(wǎng)的通信功能。局域網(wǎng)硬件設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)工作站、網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器、防火墻、傳輸介 質(zhì)及介質(zhì)連接部件等，簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)組成如圖10-15所示。芥部脂務(wù)器防火墻-./一、以太炳L 一 4 歸察珥IWeb服務(wù)FTP服務(wù)1 -mad 務(wù)傳輸仆敏匚作站HnnnOSSi內(nèi)部服務(wù)器 提供g 1B苫暖務(wù)圖10-15局域網(wǎng)紂成2.局域網(wǎng)的類型早期的局域網(wǎng)有多種類型，如Ethernet（以太網(wǎng)）、Token Ring （令牌環(huán)）網(wǎng)、FDDI （光纖分 布式數(shù)據(jù)接口）網(wǎng)、ATM（異步傳輸模式）網(wǎng)等

7、，以太網(wǎng)與其他局域網(wǎng)類型相比，具有性能高， 成本低，易于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)，目前世界上90%以上的局域網(wǎng)都采用以太網(wǎng)技術(shù)，而其他局域 網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰。局域網(wǎng)一般為一個(gè)單位所建，由所在單位或部門控制管理和使用，而廣域網(wǎng)往往是面向一 個(gè)行業(yè)或全社會(huì)服務(wù)。局域網(wǎng)一般是采用雙絞線、光纖等傳輸介質(zhì)，而廣域網(wǎng)則采用光纖和微 波進(jìn)行信號(hào)傳輸。局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的側(cè)重點(diǎn)也不完全一樣，局域網(wǎng)側(cè)重于為企業(yè)內(nèi)部提供信息 共享服務(wù)；而廣域網(wǎng)側(cè)重于準(zhǔn)確無誤地傳輸用戶傳輸?shù)男畔ⅲ槿鐣?huì)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。3.局域網(wǎng)CSMA/CD工作原理CSMA/CD （載波監(jiān)聽多點(diǎn)訪問/沖突檢測(cè)）工作原理如下。每臺(tái)主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先監(jiān)聽信道是否空閑，若是，則發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽下去，一 旦監(jiān)聽到?jīng)_突，立即停止發(fā)送，并在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)向信道發(fā)出一串阻塞信號(hào)強(qiáng)化沖突；如果信 道忙，則暫不發(fā)送，退避一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后再嘗試發(fā)送。4.IEEE 802系列網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、帶寬易于擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到人們的極大關(guān)注。近年 來吉比特以太網(wǎng)的實(shí)用化及與光纖技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，出現(xiàn)了 “光以太網(wǎng)”，使以太網(wǎng)信號(hào)可以實(shí) 現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。這不但使以太網(wǎng)技術(shù)占領(lǐng)了局域網(wǎng)領(lǐng)域，而且以太網(wǎng)技術(shù)也在逐步應(yīng)用于城域 網(wǎng)設(shè)計(jì)。IEEE