计算机网络是计算机的互连,它的基本功能是网络通信。网络通信根据网络系统不同的拓扑结构可归纳为两种基本方式:第一种为相邻结点之间通过直达通路的通信,称为点到点通信;第二种为不相邻结点之间通过中间结点链接起来形成间接可达通路的通信,称为端到端通信。很显然,点到点通信是端到端通信的基础,端到端通信是点到点通信的延伸。
点到点通信时,在两台计算机上必须要有相应的通信软件。这种通信软件除了与各自操作治理系统接口外,还应有两个接口界面:一个向上,也就是向用户应用的界面;一个向下,也就是向通信的界面。这样通信软件的设计就自然划分为两个相对独立的模块,形成用户服务层US和通信服务层CS两个基本层次体系。
端到端通信链路是把若干点到点的通信线路通过中间结点链接起来而形成的,因此,要实现端到端的通信,除了要依靠各自相邻结点间点到点通信联接的正确可靠外,还要解决两个问题:第一,在中间结点上要具有路由转接功能,即源结点的报文可通过中间结点的路由转发,形成一条到达目标结点的端到端的链路;第二,在端结点上要具有启动、建立和维护这条端到端链路的功能。启动和建立链路是指发送端结点与接收端结点在正式通信前双方进行的通信,以建立端到端链路的过程。维护链路是指在端到端链路通信过程中对差错或流量控制等问题的处理。
因此在网络端到端通信的环境中,需要在通信服务层与应用服务层之间增加一个新的层次来专门处理网络端到端的正确可靠的通信问题,称为网络服务层NS。
对于通信服务层,它的基本功能是实现相邻计算机结点之间的点到点通信,它一般要经过两个步骤:第一步,发送端把帧大小的数据块从内存发送到网卡上去;第二步,由网卡将数据以位串形式发送到物理通信线路上去。在接收端执行相反的过程。对应这两步不同的操作过程,通信服务层进一步划分为数据链路层和物理层。
对于网络服务层,它的功能也由两部分组成:一是建立、维护和治理端到端链路的功能;二是进行路由选择的功能。端到端通信链路的建立、维护和治理功能又可分为两个侧面,一是与它下面网络层有关的链路建立治理功能,另一是与它上面端用户启动链路并建立与使用链路通信的有关治理功能。对应这三部分功能,网络服务层划分为三个层次:会晤层、传输层和网络层,分别处理端到端链路中与高层用户有关的问题,端到端链路通信中网络层以下实际链路联接过程有关的问题,以及路由选择的问题。
对于用户服务层,它的功能主要是处理网络用户接口的应用请求和服务。考虑到高层用户接口要求支持多用户、多种应用功能,以及可能是异种机、异种OS应用环境的实际情况,分出一层作为支持不同网络具体应用的用户服务,取名为应用层。分出另一层用以实现为所有应用或多种应用都需要解决的某些共同的用户服务要求,取名为表示层。
B. 什么是网络体系结构举例诠释层次化网络体系结构。
是指通信系统的整体设计,它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织(ISO)在1979年提出的开放系统互连(OSI-Open System Interconnection)的参考模型。OSI参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构,它的规范对所有的厂商是开放的,具有知道国际网络结构和开放系统走向的作用。它直接影响总线、接口和网络的性能。目前常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看,网络体系结构的关键要素是协议和拓扑。
网络体系结构 Network Architecture ↑
Network Architecture 网络体系结构 网络体系结构定义计算机设备和其他设备如何连接在一起以形成一个允许用户共享信息和资源的通信系统。存在专用网络体系结构,如IBM的系统网络系统结构(SNA)和DEC的数字网络体系结构(DNA),也存在开放体系结构,如国际标准化组织(ISO)定义的开放式系统互联(OSI)模型。网络体系结构在层中定义(参见“分层体系结构”)。如果这个标准是开放的,它就向厂商们提供了设计与其他厂商产品具有协作能力的软件和硬件的途径。然而,OSI模型还保持在模型阶段,它并不是一个已经被完全接受的国际标准。考虑到大量的现存事实上的标准,许多厂商只能简单地决定提供支持许多在工业界使用的不同协议,而不是仅仅接受一个标准。
分层在一个“协议栈”的不同级别说明不同的功能。这些协议定义通信如何发生,例如在系统之间的数据流、错误检测和纠错、数据的格式、数据的打包和其它特征。基本结构如图N-9所示。
通信是任何网络体系结构的基本目标。在过去,一个厂商需要非常关心它自己的产品可以相互之间进行通信,并且如果它公开这种体系结构,那么其它厂商就也可以生产和此竞争的产品了,这样就使得这些产品之间的兼容通常是很困难的。在任何情况下,协议都是定义通信如何在不同操作的级别发生的一组规则和过程。一些层定义物理连接,例如电缆类型、访问方式、网络拓朴,以及数据是如何在网络之上进行传输的。向上是一些关于在系统之间建立连接和进行通信的协议,再向上就是定义应用如何访问低层的网络通信功能,以及如何连接到这个网络的其它应用
如上所述,OSI模型已经成为所有其它网络体系结构和协议进行比较的一个模型。这种OSI模型的目的就是协调不同厂商之间的通信标准。虽然一些厂商还在继续追求他们自己的标准,但是象DEC和IBM这样的一些公司已经将OSI和象TCP/IP这样的Internet标准一起集成到他们的联网策略中了。
当许多LAN被连接成企业网时,互操作性是很重要的。可以使用许多不同的技术来达到这一目的,其中包括在单一系统中使用多种协议或使用可以隐藏协议的“中间件”的技术。中间件还可以提供一个接口来允许在不同平台上的应用交换信息。使用这些技术,用户就可以从他们的台式应用来访问不同的多厂商产品了。
C. 计算机网络体系分为哪四层
1.、应用层
应用层对应于OSI参考模型的高层,为用户提供所需要的各种服务,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等.
2.、传输层
传输层对应于OSI参考模型的传输层,为应用层实体提供端到端的通信功能,保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP).
TCP协议提供的是一种可靠的、通过“三次握手”来连接的数据传输服务;而UDP协议提供的则是不保证可靠的(并不是不可靠)、无连接的数据传输服务.
3.、网际互联层
网际互联层对应于OSI参考模型的网络层,主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址,它还负责数据包在多种网络中的路由。
该层有三个主要协议:网际协议(IP)、互联网组管理协议(IGMP)和互联网控制报文协议(ICMP)。
IP协议是网际互联层最重要的协议,它提供的是一个可靠、无连接的数据报传递服务。
4.、网络接入层(即主机-网络层)
网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上,TCP/IP本身并未定义该层的协议,而由参与互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议,然后与TCP/IP的网络接入层进行连接。地址解析协议(ARP)工作在此层,即OSI参考模型的数据链路层。
(3)为什么传输层是计算机网络体系扩展阅读:
OSI将计算机网络体系结构(architecture)划分为以下七层:
物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。
数据链路层: 决定访问网络介质的方式。
在此层将数据分帧,并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址,相当于邮局中的装拆箱工人。
网络层: 使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。
传输层: 提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。
会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。
表示层: 协商数据交换格式 相当公司中简报老板、替老板写信的助理。
应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口老板。
D. 6什么是计算机网络的体系结构为什么要采用分层次的结构
计算机网络体系结构是指计算机网络层次结构模型,它是各层的协议以及层次之间的端口的集合。
目前广泛采用的是国际标准化组织(ISO)1997年提出的开放系统互联(Open
System Interconnection,OSI)参考模型,习惯上称为ISO/OSI参考模型。
在OSI七层参考模型的体系结构中,由低层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层
原因:为把在一个网络结构下开发的系统与在另一个网络结构下开发的系统互联起来,以实现更高一级的应用,使异种机之间的通信成为可能,便于网络结构标准化;
并且由于全球经济的发展使得处在不同网络体系结构的用户迫切要求能够互相交换信息;
为此,国际标准化组织ISO成立了专门的机构研究该问题,并于1977年提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架,即着名的开放系统互连基本参考模型OSI/RM (Open System Interconnection Reference Model)。
(4)为什么传输层是计算机网络体系扩展阅读:
OSI模型体系结构:
物理层(Physical,PH)物理层的任务就是为上层提供一个物理的连接,以及该物理连接表现出来的机械、电气、功能和过程特性,实现透明的比特流传输。
数据链路层(Data-link,D)实现的主要功能有:帧的同步、差错控制、流量控制、寻址、帧内定界、透明比特组合传输等。
网络层(Network,N)网络层的主要任务是为要传输的分组选择一条合适的路径,使发送分组能够正确无误地按照给定的目的地址找到目的主机,交付给目的主机的传输层。
传输层(Transport,T)传输层向上一层提供一个可靠的端到端的服务,使会话层不知道传输层以下的数据通信的细节
会话层(Session,S)提供包括访问验证和会话管理在内的建立以及维护应用之间的通信机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
表示层(Presentation,P)数据的压缩和解压缩、加密和解密等工作都由表示层负责。
应用层(Application,A)应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需求,以及提供网络与用户软件之间的接口服务。
E. 简述计算机网络的组成,以及各个组成部分的作用
计算机网络由七层组成:
1、物理层:传递信息需要利用一些物理传输媒体,如双绞线、同轴电缆、光纤等。物理层的任务就是为上层提供一个物理的连接,以及该物理连接表现出来的机械、电气、功能和过程特性,实现透明的比特流传输。
2、数据链路层:数据链路层负责在2个相邻的结点之间的链路上实现无差错的数据帧传输。在接收方接收到数据出错时要通知发送方重发,直到这一帧无差错地到达接收结点,数据链路层就是把一条有可能出错的实际链路变成让网络层看起来像不会出错的数据链路。
3、网络层:网络中通信的2个计算机之间可能要经过许多结点和链路,还可能经过几个通信子网。网络层数据传输的单位是分组。网络层的主要任务是为要传输的分组选择一条合适的路径,使发送分组能够正确无误地按照给定的目的地址找到目的主机,交付给目的主机的传输层。
4、传输层:传输层的主要任务是通过通信子网的特性,最佳地利用网络资源,并以可靠与经济的方式为2个端系统的会话层之间建立一条连接通道,以透明地传输报文。传输层向上一层提供一个可靠的端到端的服务,使会话层不知道传输层以下的数据通信的细节。
5、会话层:在会话层以及以上各层中,数据的传输都以报文为单位,会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建立以及维护应用之间的通信机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
6、表示层:这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将要交换的数据从适合某一用户的抽象语法,转换为适合OSI内部表示使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩、加密和解密等工作都由表示层负责。
7、应用层:这是OSI参考模型的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需求,以及提供网络与用户软件之间的接口服务。
(5)为什么传输层是计算机网络体系扩展阅读:
传输层作为整个计算机网络的核心,是惟一负责总体数据传输和控制的一层。因为网络层不一定保证服务的可靠,而用户也不能直接对通信子网加以控制,因此在网络层之上,加一层即传输层以改善传输质量。
传输层利用网络层提供的服务,并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口,使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面和不可靠的数据传输方面的问题。
F. 请问什么是网络体系结构为什么要定义网络体系结构
计算机网络7层开放系统互联(open systems interconnection, OSI)标准.其核心内容包含高,中,低三大部分,高层是面向网络应用,低层是面向网络通信的各种功能划分,而中间层是起信息转换,信息交换(或转接)和传输路径选择等作用,即路由选择核心.
为进行网络中的数据交换而建立的规则,标准或约定称为网络协议.网络协议主要由下列三个要素组成: 语法,语义和同步(指事件实现中顺序的详细说明).
网络的体系结构定义:指计算机网络的各层及其协议的集合(architecture).或精确定义为这个计算机网络及其部件所应完成的功能.计算机网络的体系结构综合了OSI和TCP/IP的优点,本身由5层组成:应用层,运输层,网络层,物理层和数据链路层.
为的就是安全和有个全世界公用的标准来限制。
G. 计算机网络技术:TCP/IP体系结构将网络分为哪几层TCP/IP体系结构与OSI模型的对应关系是
计算机网络技术:TCP/IP体系结构将网络分为应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层。
TCP/IP体系结构与OSI模型的对应关系是:osi的上三层对应tcp的应用层,传输层与网络层是一一对应的。
应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大,所以在TCP/IP协议中,它们被合并为应用层一个层次。由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要,所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。
(7)为什么传输层是计算机网络体系扩展阅读:
对不同种类的应用程序它们会根据自己的需要来使用应用层的不同协议,邮件传输应用使用了SMTP协议、万维网应用使用了HTTP协议、远程登录服务应用使用了有TELNET协议。
在TCP/IP协议中,网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以,网络接口层既是传输数据的物理媒介,也可以为网络层提供一条准确无误的线路。
H. 网络五层结构
计算机网络五层结构是指应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
1、应用层
专门针对某些应用提供服务。
2、传输层
网络层只把数据送到主机,但不会送到进程。传输层负责负责进程与主机间的传输,主机到主机的传输交由网络层负责。传输层也称为端到端送。
3、网络层
把包里面的目的地址拿出来,进行路由选择,决定要往哪个方向传输。
负责从源通过路由选择到目的地的过程,达到从源主机传输数据到目标主机的目的。
4、数据链路层
通过物理网络传送包,这里的包是通过网络层交过来的数据报。
只完成一个节点到另一个节点的传送(单跳)。
5、物理层
通过线路(可以是有形的线也可以是无线链路)传送原始的比特流。
只完成一个节点到另一个节点的传送(单跳)。
(8)为什么传输层是计算机网络体系扩展阅读:
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
计算机网络也称计算机通信网。关于计算机网络的最简单定义是:一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。若按此定义,则早期的面向终端的网络都不能算是计算机网络,而只能称为联机系统(因为那时的许多终端不能算是自治的计算机)。但随着硬件价格的下降,许多终端都具有一定的智能,因而“终端”和“自治的计算机”逐渐失去了严格的界限。若用微型计算机作为终端使用,按上述定义,则早期的那种面向终端的网络也可称为计算机网络。
I. 计算机网络体系结构详解(7层、5层、4层的区别)
在学习计算机网络体系结构模型的时候,相信大家经常会有这样的疑惑?计算机网络体系结构到底是多少层模型?其实,无论是说7层、5层还是4层都是可以的。下面让我带着大家深入了解它们之间的区别。
什么是OSI?其中文名叫做国际标准化组织,那么这个组织是干嘛的呢?这个组织属实厉害,正如它的名字一样,专门为全球制定一些标准。制定了标准后,那么世界各地的国家就不会动什么歪心思,想着自己制定一个标准来让其他国家遵循。(例如美国典型的霸权主义思想hh)好的,废话少说,下面我们先看表再解释:
计算机网络体系结构5层模型是OSI和TCP/IP的综合,是市场生产出来的模型。(主要是因为官方的7层模型太过麻烦复杂)因此主要差别是去掉了会话层和表示层,而传输层改为了运输层,因为他们觉得运输名字更贴切。
可以看到,TCP/IP(传输控制协议/网际协议)只有4层,变得更加简洁、高效。