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國際化計算機網路體系結構

發布時間:2022-07-01 01:49:45

計算機網路的組成和體系結構

一、計算機網路的基本組成

計算機網路是一個很復雜的系統,它由許多計算機軟體、硬體和通信設備組合而成。下面對一個計算機網路所需的主要部分,即伺服器、工作站、外圍設備、網路軟體作簡要介紹。

1.伺服器(Server)

在計算機網路中,伺服器是整個網路系統的核心,一般是指分散在不同地點擔負一定數據處理任務和提供資源的計算機,它為網路用戶提供服務並管理整個網路,它影響著網路的整體性能。一般在大型網路中採用大型機、中型機和小型機作為網路伺服器,可保證網路的可靠性。對於網點不多,網路通信量不大,數據安全性要求不太高的網路,可以選用高檔微機作網路伺服器。根據伺服器在網路中擔負的網路功能的不同,又可分為文件伺服器、通信伺服器和列印伺服器等。在小型區域網中,最常用的是文件伺服器。一般來說網路越大、用戶越多、伺服器負荷越大,對伺服器性能要求越高。

2.工作站(Workstation)

工作站有時也稱為「節點」或「客戶機(Client)」,是指通過網路適配器和線纜連接到網路上的計算機,是網路用戶進行信息處理的個人計算機。它和伺服器不同,伺服器是為整個網路提供服務並管理整個網路,而工作站只是一個接入網路的設備,它保持原有計算機的功能,作為獨立的計算機為用戶服務,同時又可按一定的許可權訪問伺服器,享用網路資源。

工作站通常都是普通的個人計算機,有時為了節約經費,不配軟、硬碟,稱為「無盤工作站」。

3.網路外圍設備

是指連接伺服器和工作站的一些連線或連接設備,如同軸電纜、雙絞線、光纖等傳輸介質,網卡(NIC)、中繼器(Repeater)、集線器(Hub)、交換機(Switch)、網橋(Bridge)等,又如用於廣域網的設備:數據機(Modem)、路由器(Router)、網關(Gateway)等,介面設備:T型頭、BNC連接器、終端匹配器、RJ45頭、ST頭、SC頭、FC頭等。

4.網路軟體

前面介紹的都是網路硬體設備。要想網路能很好地運行,還必須有網路軟體。

通常網路軟體包括網路操作系統(NOS)、網路協議軟體和網路通信軟體等。其中,網路操作系統是為了使計算機具備正常運行和連接上網的能力,常見的網路操作系統有UNIX、Linux、Novell Netware、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows XP等;網路協議軟體是為了各台計算能使用統一的協議,可以看成是計算機之間相互會話使用的語言;而運用協議進行實際的通信則是由通信軟體完成的。

網路軟體功能的強弱直接影響到網路的性能,因為網路中的資源共享、相互通信、訪問控制和文件管理等都是通過網路軟體實現的。

二、計算機網路的拓撲結構

所謂計算機網路的拓撲結構是指網路中各結點(包括連接到網路中的設備、計算機)的地理分布和互連關系的幾何構形,即網路中結點的互連模式。

網路的拓撲結構影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等指標,常見的網路拓撲結構有匯流排型、星型、環型等,通過使用路由器和交換機等互連設備,可在此基礎上構建一個更大網路。

1.匯流排型

在匯流排型結構中,將所有的入網計算機接入到一條通信傳輸線上,為防止信號反射,一般在匯流排兩端連有終端匹配器如圖6-1(a)。匯流排型結構的優點是信道利用率高,可擴充性好,結構簡單,價格便宜。當數據在匯流排上傳遞時,會不斷地「廣播」,第一節點均可收到此信息,各節點會對比數據送達的地址與自己的地址是否相同,若相同,則接收該數據,否則不必理會該數據。缺點是同一時刻只能有兩個網路結點在相互通信,網路延伸距離有限,網路容納的節點數有限。在匯流排上只要有一個結點連接出現問題,會影響整個網路運行,且不易找到故障點。

圖6-1 網路拓撲結構

2.星型

在星型結構中,以中央結點為中心,其他結點都與中央結點相連。每台計算機通過單獨的通信線路連接到中央結點,由該中央結點向目的結點傳送信息,如圖6-1(b),因此,中央結點必須有較強的功能和較高的可靠性。

在已實現的網路拓撲結構中,這是最流行的一種。跟匯流排型拓撲結構相比,它的主要的優勢是一旦某一個電纜線段被損壞了,只有連接到那個電纜段的主機才會受到影響,結構簡單,建網容易,便於管理。缺點是該拓撲是以點對點方式布線的,故所需線材較多,成本相對較高,此外中央結點易成為系統的「瓶頸」,且一旦發生故障,將導致全網癱瘓。

3.環型

在環型結構中,如圖6-1(c)所示,各網路結點連成封閉環路,數據只能是單向傳遞,每個收到數據包的結點都向它的下一結點轉發該數據包,環游一圈後由發送結點回收。當數據包經過目標結點時,目標結點根據數據包中的目標地址判斷出是自己接收,並把該數據包拷貝到自己的接收緩沖中。

環型拓撲結構的優點是:結構簡單,網路管理比較簡單,實時性強。缺點是:成本較高,可靠性差,網路擴充復雜,網路中若有任一結點發生故障都會使整個網路癱瘓。

三、計算機網路的體系結構

要弄清網路的體系結構,需先弄清網路協議是什麼

網路協議是兩台網路上的計算機進行通信時使用的語言,是通信的規則和約定。為了在網路上傳輸數據,網路協議定義了數據應該如何被打成包、並且定義了在接收數據時接收計算機如何解包。在同一網路中的兩台計算機為了相互通信,必須運行同一協議,就如同兩個人交談時,必須採用對方聽得懂的語言和語速。

由於網路結點之間的連接可能是很復雜的,因此,為了減少協議設計的復雜性,在制定協議時,一般把復雜成分分解成一些簡單成分,再將它們復合起來,而大多數網路都按層來組織,並且規定:(1)一般是將用戶應用程序作為最高層,把物理通信線路作為最低層,將其間再分為若干層,規定每層處理的任務,也規定每層的介面標准;(2)每一層向上一層提供服務,而與再上一層不發生關系;(3)每一層可以調用下一層的服務傳輸信息,而與再下一層不發生關系。(4)相鄰兩層有明顯的介面。

除最低層可水平通信外,其他層只能垂直通信。

層和協議的集合被稱為網路的體系結構。為了幫助大家理解,我們從現實生活中的一個例子來理解網路的層次關系。假如一個只懂得法語的法國文學家和一個只懂得中文的中國文學家要進行學術交流,那麼他們可將論文翻譯成英語或某一種中間語言,然後交給各自的秘書選一種通信方式發給對方,如圖6-2所示。

圖6-2 中法文學家學術交流方式

下面介紹兩個重要的網路體系結構:OSI參考模型和TCP/IP參考模型。

1.OSI參考模型

由於世界各大型計算機廠商推出各自的網路體系結構,不同計算機廠商的設備相互通信困難。為建立更大范圍內的計算機網路,必然要解決異構網路的互連,因而國際標准化組織ISO於1977年提出「開放系統互連參考模型」,即著名的OSI(Open system interconnection/Reference Model)。它將計算機網路規定為物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層等七層,受到計算機界和通信界的極大關注。

2.TCP/IP參考模型

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet protocol)協議是Internet使用的通信協議,由ARPANET研究中心開發。TCP/IP是一組協議集(Internet protocol suite),而TCP、IP是該協議中最重要最普遍使用的兩個協議,所以用TCP/IP來泛指該組協議。

TCP/IP協議的體系結構被分為四層:

(1)網路介面層 是該模型的最低層,其作用是負責接收IP數據報,並通過網路發送出去,或者從網路上接收網路幀,分離IP數據報。

(2)網路層 IP協議被定義駐留在這一層中,它負責將信息從一台主機傳到指定接收的另一台主機。主要功能是:定址、打包和路由選擇。

(3)傳輸層 提供了兩個協議用於數據傳輸,即傳輸控制協議TCP和通用數據協議UDP,負責提供准確可靠和高效的數據傳送服務。

(4)應用層 位於TCP/IP最高層,為用戶提供一組常用的應用程序協議。例如:簡單郵件傳輸協議SMTP、文件傳協議FTP、遠程登錄協議Telnet、超文本傳輸協議HTTP(該協議是後來擴充的)等。隨著Internet的發展,又開發了許多實用的應用層協議。

圖6-3是TCP/IP模型和OSI模型的簡單比較:

圖6-3 TCP/IP模型和OSI模型的對比

❷ 什麼是計算機網路體系結構什麼是協議

剛才說過網路體系結構的關鍵要素之一就是網路協議。而所謂協議(Protocol)就是對數據格式和計算機之間交換數據時必須遵守的規則的正式描述,它的作用和普通話的作用如出一轍。依據網路的不同通常使用Ethernet(乙太網)、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP協議。Ethernet是匯流排型協議中最常見的網路低層協議,安裝容易且造價便宜;而NetBEUI可以說是專為小型區域網設計的網路協議。對那些無需跨經路由器與大型主機通信的小型區域網,安裝NetBEUI協議就足夠了,但如果需要路由到另外的區域網,就必須安裝IPX/SPX或TCP/IP協議。前者幾乎成了Novell網的代名詞,而後者就被著名的Internet網所採用。

❸ 什麼是計算機網路體系結構 包括哪些內容

計算機網路體系結構可以從網路體系結構、網路組織、網路配置三個方面來描述,網路組織是從網路的物理結構和網路的實現兩方面來描述計算機網路,網路配置是從網路應用方面來描述計算機網路的布局,硬體、軟體和通信線路來描述計算機網路,網路體系結構是從功能上來描述計算機網路結構。

它是一個分層次的模塊式結構。

從宏觀角度著重剖析了它們之間的聯系,數據通信原理,各層的數據傳輸單元,各層數據封裝原理,以及共同的各層主要功能,各層主要功能實現原理、主要通信協議,以及相關的計算機網路基礎知識。

相互通信的兩個計算機系統必須高度協調工作才行,而這種「協調」是相當復雜的。

「分層」可將龐大而復雜的問題,轉化為若干較小的局部問題,而這些較小的局部問題就比較易於研究和處理。

(3)國際化計算機網路體系結構擴展閱讀:

網路體系結構的設計考慮:

層次之間的先後次序、任務是按照什麼先後順序來完成、層次之間的通信介面、任務的每個步驟之間如何協調

網路體系結構分層的好處:

促進標准化、各層相互獨立,技術升級和擴展靈活性好、便於方案設計和維護

❹ 計算機網路結構體系有哪些

計算機網路體系結構:是指計算機網路層次結構模型和各層協議的集合。它廣泛採用的是國際標准化組織(ISO)在1979年提出的開放系統互連(OSI-Open System Interconnection)的參考模型。OSI參考模型用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構,它的規范對所有的廠商是開放的,具有知道國際網路結構和開放系統走向的作用。它直接影響匯流排、介面和網路的性能。目前常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。從網路互連的角度看,網路體系結構的關鍵要素是協議和拓撲。

❺ 國際標准網路體系結構是什麼

在計算機網路技術中,國際網路的體系結構指的是國際上通信系統通用的整體設計,它的目的是為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准.現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(Open System Interconnection)的參考模型,它是用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構.你應該注意的是,網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能.而網路體系結構的關鍵要素恰恰就是協議和拓撲。cs.Phontol.com目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。cs.Phontol.com

❻ 6什麼是計算機網路的體系結構為什麼要採用分層次的結構

計算機網路體系結構是指計算機網路層次結構模型,它是各層的協議以及層次之間的埠的集合。

目前廣泛採用的是國際標准化組織(ISO)1997年提出的開放系統互聯(Open
System Interconnection,OSI)參考模型,習慣上稱為ISO/OSI參考模型。

在OSI七層參考模型的體系結構中,由低層至高層分別稱為物理層、數據鏈路層、網路層、運輸層、會話層、表示層和應用層

原因:為把在一個網路結構下開發的系統與在另一個網路結構下開發的系統互聯起來,以實現更高一級的應用,使異種機之間的通信成為可能,便於網路結構標准化;

並且由於全球經濟的發展使得處在不同網路體系結構的用戶迫切要求能夠互相交換信息;

為此,國際標准化組織ISO成立了專門的機構研究該問題,並於1977年提出了一個試圖使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標准框架,即著名的開放系統互連基本參考模型OSI/RM (Open System Interconnection Reference Model)。

(6)國際化計算機網路體系結構擴展閱讀:

OSI模型體系結構:

物理層(Physical,PH)物理層的任務就是為上層提供一個物理的連接,以及該物理連接表現出來的機械、電氣、功能和過程特性,實現透明的比特流傳輸。

數據鏈路層(Data-link,D)實現的主要功能有:幀的同步、差錯控制、流量控制、定址、幀內定界、透明比特組合傳輸等。

網路層(Network,N)網路層的主要任務是為要傳輸的分組選擇一條合適的路徑,使發送分組能夠正確無誤地按照給定的目的地址找到目的主機,交付給目的主機的傳輸層。

傳輸層(Transport,T)傳輸層向上一層提供一個可靠的端到端的服務,使會話層不知道傳輸層以下的數據通信的細節

會話層(Session,S)提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立以及維護應用之間的通信機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

表示層(Presentation,P)數據的壓縮和解壓縮、加密和解密等工作都由表示層負責。

應用層(Application,A)應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需求,以及提供網路與用戶軟體之間的介面服務。

❼ 什麼是計算機網路體系結構osi參考模型

OSI是Open System Interconnect的縮寫,意為開放式系統互聯。 一般都叫OSI參考模型,是ISO(國際標准化組織)組織在1985年研究的網路互聯模型。該體系結構標準定義了網路互連的七層框架(物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層),即ISO開放系統互連參考模型。在這一框架下進一步詳細規定了每一層的功能,以實現開放系統環境中的互連性、互操作性和應用的可移植性。[

❽ 計算機網路體系結構的ISO/OSI網路體系結構

國際標准化組織ISO(International Standards Organization)在80年代提出的開放系統互聯參考模型OSI(Open System Interconnection),這個模型將計算機網路通信協議分為七層。這個模型是一個定義異構計算機連接標準的框架結構,其具有如下特點:
①網路中異構的每個節點均有相同的層次,相同層次具有相同的功能。
②同一節點內相鄰層次之間通過介面通信。
③相鄰層次間介面定義原語操作,由低層向高層提供服務。
④不同節點的相同層次之間的通信由該層次的協議管理,
⑤每層次完成對該層所定義的功能,修改本層次功能不影響其它層、
⑥僅在最低層進行直接數據傳送。
⑦定義的是抽象結構,並非具體實現的描述。
在OSI網路體系結構中、除了物理層之外,網路中數據的實際傳輸方向是垂直的。數據由用戶發送進程發送給應用層,向下經表示層、會話層等到達物理層,再經傳輸媒體傳到接收端,由接收端物理層接收,向上經數據鏈路層等到達應用層,再由用戶獲取。數據在由發送進程交給應用層時,由應用層加上該層有關控制和識別信息,再向下傳送,這一過程一直重復到物理層。在接收端信息向上傳遞時,各層的有關控制和識別信息被逐層剝去,最後數據送到接收進程。
現在一般在制定網路協議和標准時,都把ISO/OSI參考模型作為參照基準,並說明與該參照基準的對應關系。例如,在IEEE802區域網LAN標准中,只定義了物理層和數據鏈路層,並且增強了數據鏈路層的功能。在廣域網WAN協議中,CCITT的X.25建議包含了物理層、數據鏈路層和網路層等三層協議。一般來說,網路的低層協議決定了一個網路系統的傳輸特性,例如所採用的傳輸介質、拓撲結構及介質訪問控制方法等,這些通常由硬體來實現;網路的高層協議則提供了與網路硬體結構無關的,更加完善的網路服務和應用環境,這些通常是由網路操作系統來實現的。 物理層建立在物理通信介質的基礎上,作為系統和通信介質的介面,用來實現數據鏈路實體間透明的比特 (bit) 流傳輸。只有該層為真實物理通信,其它各層為虛擬通信。物理層實際上是設備之間的物理介面,物理層傳輸協議主要用於控制傳輸媒體。
(1)物理層的特性
物理層提供與通信介質的連接,提供為建立、維護和釋放物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能的和規程的特性,提供在物理鏈路上傳輸非結構的位流以及故障檢測指示。物理層向上層提供位 (bit) 信息的正確傳送。
其中機械特性主要規定介面連接器的尺寸、芯數和芯的位置的安排、連線的根數等。電氣特性主要規定了每種信號的電平、信號的脈沖寬度、允許的數據傳輸速率和最大傳輸距離。功能特性規定了介面電路引腳的功能和作用。規程特性規定了介面電路信號發出的時序、應答關系和操作過程,例如,怎樣建立和拆除物理層連接,是全雙工還是半雙工等。
(2)物理層功能
為了實現數據鏈路實體之間比特流的透明傳輸,物理層應具有下述功能:
①物理連接的建立與拆除
當數據鏈路層請求在兩個數據鏈路實體之間建立物理連接時,物理層能夠立即為它們建立相應的物理連接。若兩個數據鏈路實體之間要經過若干中繼數據鏈路實體時,物理層還能夠對這些中繼數據鏈路實體進行互聯,以建立起一條有效的物理連接。當物理連接不再需要時,由物理層立即拆除。
②物理服務數據單元傳輸
物理層既可以採取同步傳輸方式,也可以採取非同步傳輸方式來傳輸物理服務數據單元。
③物理層管理
對物理層收發進行管理,如功能的激活 (何時發送和接收、異常情況處理等)、差錯控制 (傳輸中出現的奇偶錯和格式錯)等。 數據鏈路層為網路層相鄰實體間提供傳送數據的功能和過程;提供數據流鏈路控制;檢測和校正物理鏈路的差錯。物理層不考慮位流傳輸的結構,而數據鏈路層主要職責是控制相鄰系統之間的物理鏈路,傳送數據以幀為單位,規定字元編碼、信息格式,約定接收和發送過程,在一幀數據開頭和結尾附加特殊二進制編碼作為幀界識別符,以及發送端處理接收端送回的確認幀,保證數據幀傳輸和接收的正確性,以及發送和接收速度的匹配,流量控制等。
(1)數據鏈路層的目的
提供建立、維持和釋放數據鏈路連接以及傳輸數據鏈路服務數據單元所需的功能和過程的手段。數據鏈路連接是建立在物理連接基礎上的,在物理連接建立以後,進行數據鏈路連接的建立和數據鏈路連接的拆除。具體說,每次通信前後,雙方相互聯系以確認一次通信的開始和結束,在一次物理連接上可以進行多次通信。數據鏈路層檢測和校正在物理層出現的錯誤。
(2)數據鏈路層的功能和服務
數據鏈路層的主要功能是為網路層提供連接服務,並在數據鏈路連接上傳送數據鏈路協議數據單元L-PDU,一般將L-PDU稱為幀。數據鏈路層服務可分為以下三種:
①無應答、無連接服務。發送前不必建立數據鏈路連接,接收方也不做應答,出錯和數據丟失時也不做處理。這種服務質量低,適用於線路誤碼率很低以及傳送實時性要求高的 (例如語音類的)信息等。
②有應答、無連接服務。當發送主機的數據鏈路層要發送數據時,直接發送數據幀。目標主機接收數據鏈路的數據幀,並經校驗結果正確後,向源主機數據鏈路層返回應答幀;否則返回否定幀,發送端可以重發原數據幀。這種方式發送的第一個數據幀除傳送數據外,也起數據鏈路連接的作用。這種服務適用於一個節點的物理鏈路多或通信量小的情況,其實現和控制都較為簡單。
③面向連接的服務。該服務一次數據傳送分為三個階段:數據鏈路建立,數據幀傳送和數據鏈路的拆除。數據鏈路建立階段要求雙方的數據鏈路層作好傳送的准備;數據傳送階段是將網路層遞交的數據傳送到對方;數據鏈路拆除階段是當數據傳送結束時,拆除數據鏈路連接。這種服務的質量好,是ISO/OSI參考模型推薦的主要服務方式。
(3)數據鏈路數據單元
數據鏈路層與網路層交換數據格式為服務數據單元。數據鏈路服務數據單元,配上數據鏈路協議控制信息,形成數據鏈路協議數據單元。
數據鏈路層能夠從物理連接上傳輸的比特流中,識別出數據鏈路服務數據單元的開始和結束,以及識別出其中的每個欄位,實現正確的接收和控制。能按發送的順序傳輸到相鄰結點。
(4)數據鏈路層協議
數據鏈路層協議可分為面向字元的通信規程和面向比特的通信規程。
面向字元的通信規程是利用控制字元控制報文的傳輸。報文由報頭和正文兩部分組成。報頭用於傳輸控制,包括報文名稱、源地址、目標地址、發送日期以及標識報文開始和結束的控制字元。正文則為報文的具體內容。目標節點對收到的源節點發來的報文,進行檢查,若正確,則向源節點發送確認的字元信息;否則發送接收錯誤的字元信息。
面向比特的通信規程典型是以幀為傳送信息的單位,幀分為控制幀和信息幀。在信息幀的數據欄位 (即正文)中,數據為比特流。比特流用幀標志來劃分幀邊界,幀標志也可用作同步字元。 廣域網路一般都劃分為通信子網和資源子網,物理層、數據鏈路層和網路層組成通信子網,網路層是通信子網的最高層,完成對通信子網的運行控制。網路層和傳輸層的界面,既是層間的介面,又是通信子網和用戶主機組成的資源子網的界限,網路層利用本層和數據鏈路層、物理層兩層的功能向傳輸層提供服務。
數據鏈路層的任務是在相鄰兩個節點間實現透明的無差錯的幀級信息的傳送,而網路層則要在通信子網內把報文分組從源節點傳送到目標節點。在網路層的支持下,兩個終端系統的傳輸實體之間要進行通信,只需把要交換的數據交給它們的網路層便可實現。至於網路層如何利用數據鏈路層的資源來提供網路連接,對傳輸層是透明的。
網路層控制分組傳送操作,即路由選擇,擁塞控制、網路互連等功能,根據傳輸層的要求來選擇服務質量,向傳輸層報告未恢復的差錯。網路層傳輸的信息以報文分組為單位,它將來自源的報文轉換成包文,並經路徑選擇演算法確定路徑送往目的地。網路層協議用於實現這種傳送中涉及的中繼節點路由選擇、子網內的信息流量控制以及差錯處理等。
(1)網路層功能
網路層的主要功能是支持網路層的連接。網路層的具體功能如下:
①建立和拆除網路連接
在數據鏈路層提供的數據鏈路連接的基礎上,建立傳輸實體間或者若干個通信子網的網路連接。互連的子網可採用不同的子網協議。
②路徑選擇、中繼和多路復用
網際的路徑和中繼不同與網內的路徑和和中繼,網路層可以在傳輸實體的兩個網路地址之間選擇一條適當的路徑,或者在互連的子網之間選擇一條適當的路徑和中繼。並提供網路連接多路復用的數據鏈路連接,以提高數據鏈路連接的利用率。
③分組、組塊和流量控制
數據分組是指將較長的數據單元分割為一些相對較小的數據單元;數據組塊是指將一些相對較小的數據單元組成塊後一起傳輸。用以實現網路服務數據單元的有序傳輸,以及對網路連接上傳輸的網路服務數據單元進行有效的流量控制,以免發生信息堵塞現象。
④差錯的檢測與恢復
利用數據鏈路層的差錯報告,以及其他的差錯檢測能力來檢測經網路連接所傳輸的數據單元,檢測是否出現異常情況。並可以從出錯狀態中解脫出來。
(2)數據報和虛電路
網路層中提供兩種類型的網路服務,即無連接服務和面向連接的服務。它們又被稱為數據報服務和虛電路服務。
①數據報 (Datagram)服務
在數據報方式,網路層從傳輸層接受報文,拆分為報文分組,並且獨立地傳送,因此數據報格式中包含有源和目標節點的完整網路地址、服務要求和標識符。發送時,由於數據報每經過一個中繼節點時,都要根據當時情況按照一定的演算法為其選擇一條最佳的傳輸路徑,因此,數據報服務不能保證這些數據報按序到達目標節點,需要在接收節點根據標識符重新排序。
數據報方式對故障的適應性強,若某條鏈路發生故障,則數據報服務可以繞過這些故障路徑而另選擇其他路徑,把數據報傳送至目標節點。數據報方式易於平衡網路流量,因為中繼節點可為數據報選擇一條流量較少的路由,從而避開流量較高的路由。數據報傳輸不需建立連接,目標節點在收到數據報後,也不需發送確認,因而是一種開銷較小的通信方式。但是發方不能確切地知道對方是否准備好接收、是否正在忙碌,故數據報服務的可靠性不是很高。而且數據報發送每次都附加源和目標主機的全網名稱降低了信道利用率。
②虛電路 (Virtue Circuit) 服務
在虛電路傳輸方式下,在源主機與目標主機通信之前,必須為分組傳輸建立一條邏輯通道,稱為虛電路。為此,源節點先發送請求分組Call-Request,Call-Request包含了源和目標主機的完整網路地址。Call-Request途徑每一個通信網路節點時,都要記下為該分組分配的虛電路號,並且路由器為它選擇一條最佳傳輸路由發往下一個通信網路節點。當請求分組到達目標主機後,若它同意與源主機通信,沿著該虛電路的相反方向發送請求分組Call-Request給源節點,當在網路層為雙方建立起一條虛電路後,每個分組中不必再填上源和目標主機的全網地址,而只需標上虛電路號,即可以沿著固定的路由傳輸數據。當通信結束時,將該虛電路拆除。
虛電路服務能保證主機所發出的報文分組按序到達。由於在通信前雙方已進行過聯系,每發送完一定數量的分組後,對方也都給予了確認,故可靠性較高。
③路由選擇
網路層的主要功能是將分組從源節點經過選定的路由送到目標節點,分組途經多個通信網路節點造成多次轉發,存在路由選擇問題。路由選擇或稱路徑控制,是指網路中的節點根據通信網路的情況 (可用的數據鏈路、各條鏈路中的信息流量),按照一定的策略 (傳輸時間最短、傳輸路徑最短等)選擇一條可用的傳輸路由,把信息發往目標節點。
網路路由選擇演算法是網路層軟體的一部分,負責確定所收到的分組應傳送的路由。當網路內部採用無連接的數據報方式時,每傳送一個分組都要選擇一次路由。當網路層採用虛電路方式時,在建立呼叫連接時,選擇一次路徑,後繼的數據分組就沿著建立的虛電路路徑傳送,路徑選擇的頻度較低。
路由選擇演算法可分為靜態演算法和動態演算法。靜態路由演算法是指總是按照某種固定的規則來選擇路由,例如,擴散法、固定路由選擇法、隨機路由選擇法和流量控制選擇法。動態路由演算法是指根據拓撲結構以及通信量的變化來改變路由,例如,孤立路由選擇法、集中路由選擇法、分布路由選擇法、層次路由選擇法等 從傳輸層向上的會話層、表示層、應用層都屬於端一端的主機協議層。傳輸層是網路體系結構中最核心的一層,傳輸層將實際使用的通信子網與高層應用分開。從這層開始,各層通信全部是在源與目標主機上的各進程間進行的,通信雙方可能經過多個中間節點。傳輸層為源主機和目標主機之間提供性能可靠、價格合理的數據傳輸。具體實現上是在網路層的基礎上再增添一層軟體,使之能屏蔽掉各類通信子網的差異,向用戶提供一個通用介面,使用戶進程通過該介面,方便地使用網路資源並進行通信。
(1) 傳輸層功能
傳輸層獨立於所使用的物理網路,提供傳輸服務的建立、維護和連接拆除的功能;選擇網路層提供的最適合的服務。傳輸層接收會話層的數據,分成較小的信息單位,再送到網路層,實現兩傳輸層間數據的無差錯透明傳送。
傳輸層可以使源與目標主機之間以點對點的方式簡單地連接起來。真正實現端一端間可靠通信。傳輸層服務是通過服務原語提供給傳輸層用戶(可以是應用進程或者會話層協議),傳輸層用戶使用傳輸層服務是通過傳送服務埠TSAP實現的。當一個傳輸層用戶希望與遠端用戶建立連接時,通常定義傳輸服務訪問點TSAP。提供服務的進程在本機TSAP埠等待傳輸連接請求,當某一節點機的應用程序請求該服務時,向提供服務的節點機的TSAP埠發出傳輸連接請求,並表明自己的埠和網路地址。如果提供服務的進程同意,就向請求服務的節點機發確認連接,並對請求該服務的應用程序傳遞消息,應用程序收到消息後,釋放傳輸連接。
傳輸層提供面向連接和無連接兩種類型的服務。這兩種類型的服務和網路層的服務非常相似。傳輸層提供這兩種類型服務的原因是因為,用戶不能對通信子網加以控制,無法通過使用通信處理機來改善服務質量。傳輸層提供比網路層更可靠的端一端間數據傳輸,更完善的查錯糾錯功能。傳輸層之上的會話層、表示層、應用層都不包含任何數據傳送的功能。
(2)傳輸層協議類型
傳輸層協議和網路層提供的服務有關。網路層提供的服務於越完善,傳輸層協議就越簡單,網路層提供的服務越簡單,傳輸層協議就越復雜。傳輸層服務可分成五類:
0類:提供最簡單形式的傳送連接,提供數據流控制。
1類:提供最小開銷的基本傳輸連接,提供誤差恢復。
2類:提供多路復用,允許幾個傳輸連接多路復用一條鏈路。
3類:具有0類和1類的功能,提供重新同步和重建傳輸連接的功能。
4類:用於不可靠傳輸層連接,提供誤差檢測和恢復。
基本協議機制包括建立連接、數據傳送和拆除連接。傳輸連接涉及四種不同類型的標識:
用戶標識:即服務訪問點SAP,允許實體多路數據傳輸到多個用戶。
網路地址:標識傳輸層實體所在的站。
協議標識:當有多個不同類型的傳輸協議的實體,對網路服務標識出不同類型的協議。
連接標識:標識傳送實體,允許傳輸連接多路復用。 會話是指兩個用戶進程之間的一次完整通信。會話層提供不同系統間兩個進程建立、維護和結束會話連接的功能;提供交叉會話的管理功能,有一路交叉、兩路交叉和兩路同時會話的3種數據流方向控制模式。會話層是用戶連接到網路的介面。
(1)會話層的主要功能
會話層的目的是提供一個面向應用的連接服務。建立連接時,將會話地址映射為傳輸地址。會話連接和傳輸連接有三種對應關系,一個會話連接對應一個傳輸連接;多個會話連接建立在一個傳輸連接上;一個會話連接對應多個傳輸連接。
數據傳送時,可以進行會話的常規數據、加速數據、特權數據和能力數據的傳送。
會話釋放時,允許正常情況下的有序釋放;異常情況下由用戶發起的異常釋放和服務提供者發起的異常釋放。
(2)會話活動
會話服務用戶之間的交互對話可以劃分為不同的邏輯單元,每個邏輯單元稱為活動。每個活動完全獨立於它前後的其他活動,且每個邏輯單元的所有通信不允許分隔開。
會話活動由會話令牌來控制,保證會話有序進行。會話令牌分為四種,數據令牌、釋放令牌、次同步令牌和主同步令牌。令牌是互斥使用會話服務的手段。
會話用戶進程間的數據通信一般採用互動式的半雙工通信方式。由會話層給會話服務用戶提供數據令牌來控制常規數據的傳送,有數據令牌的會話服務用戶才可發送數據,另一方只能接收數據。當數據發完之後,就將數據令牌轉讓給對方,對方也可請求令牌。
(3)會話同步
在會話服務用戶組織的一個活動中,有時要傳送大量的信息,如將一個文件連續發送給對方,為了提高數據發送的效率,會話服務提供者允許會話用戶在傳送的數據中設置同步點。一個主同步點表示前一個對話單元的結束及下一個對話單元的開始。在一個對話單元內部或者說兩個主同步點之間可以設置次同步點,用於會話單元數據的結構化。當會話用戶持有數據令牌、次同步令牌和主同步令牌時就可在發送數據流中用相應的服務原語設置次同步點和主同步點。
一旦出現高層軟體錯誤或不符合協議的事件則發生會話中斷,這時會話實體可以從中斷處返回到一個已知的同步點繼續傳送,而不必從文件的開頭恢復會話。會話層定義了重傳功能,重傳是指在已正確應答對方後,在後期處理中發現出錯而請求的重傳,又稱為再同步。為了使發送端用戶能夠重傳,必須保存數據緩沖區中已發送的信息數據,將重新同步的范圍限制在一個對話單元之內,一般返回到前一個次同步點,最多返回到最近一個主同步點。 應用層作為用戶訪問網路的介面層,給應用進程提供了訪問OSI環境的手段。
應用進程藉助於應用實體 (AE)、實用協議和表示服務來交換信息,應用層的作用是在實現應用進程相互通信的同時,完成一系列業務處理所需的服務功能。當然這些服務功能與所處理的業務有關。
應用進程使用OSI定義和通信功能,這些通信功能是通過OSI參考模型各層實體來實現的。應用實體是應用進程利用OSI通信功能的唯一窗口。它按照應用實體間約定的通信協議 (應用協議),傳送應用進程的要求,並按照應用實體的要求在系統間傳送應用協議控制信息,有些功能可由表示層和表示層以下各層實現。
應用實體由一個用戶元素和一組應用服務元素組成。用戶元素是應用進程在應用實體內部,為完成其通信目的,需要使用的那些應用服務元素的處理單元。實際上,用戶元素向應用進程提供多種形式的應用服務調用,而每個用戶元素實現一種特定的應用服務使用方式。用戶元素屏蔽應用的多樣性和應用服務使用方式的多樣性,簡化了應用服務的實現。應用進程完全獨立於OSI環境,它通過用戶元素使用OSI服務。
應用服務元素可分為兩類,公共應用服務元素 (CASE)和特定應用服務元素 (SASE)。公共應用服務元素是用戶元素和特定應用服務元素公共使用的部分,提供通用的最基本的服務,它使不同系統的進程相互聯系並有效通信。它包括聯系控制元素、可靠傳輸服務元素、遠程操作服務元素等;特定應用服務元素提供滿足特定應用的服務。包括虛擬終端、文件傳輸和管理、遠程資料庫訪問、作業傳送等。對於應用進程和公共應用服務元素來說,用戶元素具有發送和接收能力。對特定服務元素來說,用戶元素是請求的發送者,也是響應的最終接收者。

❾ 計算機網路體系結構的國際標准與實際標准分別是什麼有什麼異同

國際標准就是學習的那個總共7個層的比如會話層,物理鏈路層和網路層等
而實際的是TCP/IP協議,因為理論上的只是標准中的幾個層並沒有全部的包含,協議採用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己的需求。其實國際協議都是實際中應用廣泛以後訂立的標准,只是這個標准太繁瑣。僅適用於理論的教學在實際的應用中不適合。

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