计算机网络的组成与体系结构

计算机应用基础6.2计算机网络的组成与体系结构计算机网络的组成与体系结构计算机网络系统的组成计算机网络的逻辑结构计算机网络的体系结构

计算机网络系统的组成计算机网络系统主要组成网络硬件系统计算机、通信设备、连接设备、辅助设备网络软件系统网络操作系统、网络通信软件、网络应用软件网络通信协议网络硬件系统—服务器一台速度快，存储量大的计算机网络系统的核心设备负责：网络资源管理和用户服务功能分类：文件服务器、远程访问服务器、数据库服务器、打印服务器

计算机网络系统的组成计算机网络系统的组成网络硬件系统—工作站具有独立处理能力的计算机户向服务器申请服务的终端设备网络硬件系统—网卡又称：网络适配器功能：接口：计算机和传输介质互相通信的接口计算机与通信设施相连接将计算机的数字信号转换成通信线路能够传送的电子信号或电磁信号计算机网络系统的组成网络硬件系统—调制解调器Modem：信号转换装置调制：把计算机的数字信号调制成通信线路的模拟信号解调：将通信线路的模拟信号解调为计算机的数字信号计算机网络系统的组成网络硬件系统—集线器Hub：局域网中使用的连接设备星型结构的中心设备：在局域网中常以集线器为中心，用双绞线将所有分散的工作站与服务器连接在一起，形成星形拓扑结构的局域网系统现在：一般使用交换机或者路由器替代计算机网络系统的组成网络硬件系统—交换机Switch：存贮转发机制像集线器类似，交换机提供了大量可供线缆连接的端口，采用星型拓扑布线计算机网络系统的组成网络硬件系统—网桥Bridge：局域网使用的连接设备作用1：扩展网络的距离，减轻网络的负载通过网桥将负担过重的网络分成多个网络段网桥隔开的网络段仍属于同一局域网，网络地址相同1计算机网络系统的组成网络硬件系统—路由器Router：互联网中使用的连接设备作用：将两个网络连接在一起，组成更大的网络可以连接不同的网络路由选择：路由器为数据包(或分组)选择一条合适的传送路径计算机网络系统的组成

计算机网络系统的组成网络硬件系统—网关Gateway又称：网间连接器、协议转换器作用：连接两个不同类型的网络计算机网络系统的组成网络软件系统网络操作系统数据通信软件网络应用软件计算机网络系统的组成网络软件系统—网络操作系统够控制和管理网络资源的软件功能：在服务器机器上，为在服务器上的任务提供资源管理在每个工作站机器上，向用户和应用软件提供一个网络环境的“窗口”计算机网络系统的组成网络软件系统—网络操作系统常用的网络操作系统有：WindowsServer系统Unix系统Linux系统

计算机网络系统的组成

网络通信协议通信协议：communicationsprotocol含义：指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定定义：数据单元的格式信息单元应该包含的信息与含义连接方式信息发送和接收的时序计算机网络系统的组成网络协议的组成三部分：语义、语法和时序语义：规定了用户控制信息的意义，以及完成控制的动作与响应语法：规定了用户数据与控制信息的结构与格式时序：是对事件实现顺序的详细说明，明确了通信的顺序、速率匹配和排序等计算机网络系统的组成常见的网络协议TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,传输控制协议/网际协议）协议HTTP（HypertextTransferProtocol，超文本传输协议）协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol，简单邮件传输协议）协议计算机网络的逻辑结构计算机网络的逻辑结构：网络功能组成通信子网资源子网

计算机网络的逻辑结构通信子网功能：完成网络数据传输、转发等通信处理任务组成：通信控制处理机（CCP）、通信线路与其他通信设备组成计算机网络的逻辑结构通信控制处理机称为：网络结点作为与资源子网的主机、终端连结的接口，将主机和终端连入网内作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用一般为：路由器和交换机计算机网络的逻辑结构资源子网组成：主机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源功能：实现全网的面向应用的数据处理和网络资源共享计算机网络的体系结构网络体系结构层和协议的集合含义：对构成计算机网络的各个组成部分以及计算机网络本身所必须实现的功能的一组定义、规定和说明计算机网络的体系结构网络分层结构分而治之降低协议设计的复杂性，采用结构化设计的方法，即将复杂的通信问题分解成若干个容易处理的子问题将网络按照功能分成一系列的层次，每一层完成一个特定的功能，相邻层中的较高层直接使用较低层提供的服务来实现本层的功能，同时又向它的上层提供服务服务的提供和使用都是通过相邻层的接口进行的计算机网络的体系结构OSI参考模型开放式系统互连

参考模型OSI(openSystemInterconnection)国际标准：国际化标准组织ISO制定

计算机网络的体系结构“系统”：指计算机、外部设备、终端、传输设备、操作人员以及相应软件“开放”：指按照参考模型建立的任意两系统之间的连接和操作网络体系结构

计算机网络的体系结构OSI参考模型的7层结构低三层：物理层、数据链路层和网络层高四层：传输层、会话层、表示层和应用层计算机网络的体系结构OSI参考模型的7层结构低三层：物理层、数据链路层和网络层高四层：传输层、会话层、表示层和应用层计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构OSI参考模型——物理层作用：在物理媒体上传输原始的数据比特流设计：用什么信号表示“1”，用什么信号表示“0”，信号电平是多少，收发双方如何同步等思考：网络的单位为何是bps(位每秒)计算机网络的体系结构OSI参考模型——数据链路层作用：通过校验、确认和反馈重发等手段将该原始的物理连结改造成无差错的数据链路帧：在数据链路层将比特组合成数据链路协议数据单元“帧”实现流量控制：协调收发双方的数据传输速率，以免接收方来不及处理对方发来的高速数据而引起缓存器溢出及线路阻塞计算机网络的体系结构OSI参考模型——网络层作用：如何把网络协议数据单元（通常称为分组）从源传送到目的地，即在通信子网中进行路由选择控制：避免在通信子网中出现过多的分组，会造成阻塞网际互连：当分组要跨越多个通信子网才能到达目的地时，需要解决网际互连的问题计算机网络的体系结构OSI参考模型——传输层第一个端对端的层即：主机到主机的层次作用：它为上层用户提供不依赖于具体网络的高效经济透明的端－端数据传输服务端到端的差错控制和流量控制，还可根据上层用户的传输连接请求，建立网络连接计算机网络的体系结构OSI参考模型——会话层管理不同主机上各进程间的对话计算机网络的体系结构OSI参考模型——表示层作用：上层用户提供数据或信息语法的表示变换负责：机器内部的数据表示与抽象数据表示之间的变换工作不同的机器内部表示数据的方法可能不同，为了便于信息的相互理解，需定义一种抽象的数据语法来表示各种数据类型和数据结构定义相关的编码形式作为传送数据的传送语法计算机网络的体系结构OSI参考模型——应用层最高层：面向用户功能：为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段如：域名服务、文件传输、电子邮件、虚拟终端等计算机网络的体系结构TCP/IP参考模型也称:TCP/IP协议(全称:传输控制/网际协议)TransferControlProtocol/InternetProtocol协议簇:包括上百个各种功能的协议如：远程登录、文件传输和电子邮件TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议计算机网络的体系结构TCP/IP参考模型基本传输单位:数据包

(Datagram）TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方计算机网络的体系结构TCP/IP参考模型数据重新传输:如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协