计算机网络数据的通信过程

A. 简述数据通过计算机网络的通信过程。

过程：电脑将数据封装上一定的头部，转换成0,1等二进制信号在线路上传播给路由器，路由器根据路由表转发数据，直达目的主机，再拆去头部信息，将纯的数据交给应用程序。

c/s(客户机/服务器)有三个主要部件：数据库服务器、客户应用程序和网络。服务器负责有效地管理系统的资源，其任务集中于：
1.数据库安全性的要求
2.数据库访问并发性的控制
3.数据库前端的客户应用程序的全局数据完整性规则
4.数据库的备份与恢复

客户端应用程序的的主要任务是：
1.提供用户与数据库交互的界面
2.向数据库服务器提交用户请求并接收来自数据库服务器的信息
3.利用客户应用程序对存在于客户端的数据执行应用逻辑要求
4.网络通信软件的主要作用是，完成数据库服务器和客户应用程序之间的数据传输。
三层C/S结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分。
解决方案是：对这三层进行明确分割,并在逻辑上使其独立。
在三层C/S中， 表示层 是应用的用户接口部分,它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据,显示应用输出的数据。为使用户能直观地进行操作，一般要使用图形用户接口 (GUI)，操作简单、易学易用。在变更用户接口时，只需改写显示控制和数据检查程序，而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和值的范围，不包括有关业务本身的处理逻辑。
功能层 相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑地编入程序中。表示层和功能层之间的数据交往要尽可能简洁。
数据层 就是DBMS，负责管理对数据库数据的读写。DBMS必须能迅速执行大量数据的更新和检索。现在的主流是关系数据库管理系统 (RDBMS)。因此一般从功能层传送到数据层的要求大都使用SQL语言。
在三层或N层C/S结构中，中间件 (Middleware) 是最重要的部件。所谓中间件是一个用API定义的软件层,是具有强大通信能力和良好可扩展性的分布式软件管理框架。它的功能是在客户机和服务器或者服务器和服务器之间传送数据，实现客户机群和服务器群之间的通信。其工作流程是:在客户机里的应用程序需要驻留网络上某个服务器的数据或服务时，搜索此数据的C/S应用程序需访问中间件系统。该系统将查找数据源或服务，并在发送应用程序请求后重新打包响应,将其传送回应用程序。随着网络计算模式的发展，中间件日益成为软件领域的新的热点。中间件在整个分布式系统中起数据总线的作用，各种异构系统通过中间件有机地结合成一个整体。每个C/S环境，从最小的LAN环境到超级网络环境,都使用某种形式的中间件。无论客户机何时给服务器发送请求，也无论它何时应用存取数据库文件，都有某种形式的中间件传递C/S链路，用以消除通信协议、数据库查询语言、应用逻辑与操作系统之间潜在的不兼容问题。

三层C/S结构的优势主要表现在以下几个方面：
1.利用单一的访问点，可以在任何地方访问站点的数据库；
2.对于各种信息源，不论是文本还是图形都采用相同的界面；
3.所有的信息，不论其基于的平台，都可以用相同的界面访问；
4.可跨平台操作；
5.减少整个系统的成本；
6.维护升级十分方便；
7.具有良好的开放性；
8.系统的可扩充性良好；
9.进行严密的安全管理；
10.系统管理简单，可支持异种数据库，有很高的可用性。

B. 电脑怎样通过互联网传输数据

网络中数据传输过程

我们每天都在使用互联网，我们电脑上的数据是怎么样通过互联网传输到到另外的一台电脑上的呢？

我们知道现在的互联网中使用的TCP/IP协议是基于，OSI（开放系统互联）的七层参考模型的，（虽然不是完全符合）从上到下分别为 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层和物理层。其中数据链路层又可是分为两个子层分别为逻辑链路控制层（Logic Link Control，LLC ）和介质访问控制层（(Media Access Control，MAC )也就是平常说的MAC层。LLC对两个节点中的链路进行初始化，防止连接中断，保持可靠的通信。MAC层用来检验包含在每个桢中的地址信息。在下面会分析到。还要明白一点路由器是在网路层的，而网卡在数据链路层。

我们知道，ARP（Address Resolution Protocol，地址转换协议）被当作底层协议，用于IP地址到物理地址的转换。在以太网中，所有对IP的访问最终都转化为对网卡MAC地址的访问。如果主机A的ARP列表中，到主机B的IP地址与MAC地址对应不正确，由A发往B数据包就会发向错误的MAC地址，当然无法顺利到达B，结 果是A与B根本不能进行通信。

首先我们分析一下在同一个网段的情况。假设有两台电脑分别命名为A和B，A需要相B发送数据的话，A主机首先把目标设备B的IP地址与自己的子网掩码进行“与”操作，以判断目标设备与自己是否位于同一网段内。如果目标设备在同一网段内，并且A没有获得与目标设备B的IP地址相对应的MAC地址信息，则源设备（A）以第二层广播的形式(目标MAC地址为全1)发送ARP请求报文，在ARP请求报文中包含了源设备（A）与目标设备（B）的IP地址。同一网段中的所有其他设备都可以收到并分析这个ARP请求报文，如果某设备发现报文中的目标IP地址与自己的IP地址相同，则它向源设备发回ARP响应报文，通过该报文使源设备获得目标设备的MAC地址信息。为了减少广播量，网络设备通过ARP表在缓存中保存IP与MAC地址的映射信息。在一次 ARP的请求与响应过程中，通信双方都把对方的MAC地址与IP地址的对应关系保存在各自的ARP表中，以在后续的通信中使用。ARP表使用老化机制，删除在一段时间内没有使用过的IP与MAC地址的映射关系。一个最基本的网络拓扑结构：

PC-A并不需要获取远程主机（PC-C）的MAC地址，而是把IP分组发向缺省网关，由网关IP分组的完成转发过程。如果源主机（PC-A）没有缺省网关MAC地址的缓存记录，则它会通过ARP协议获取网关的MAC地址，因此在A的ARP表中只观察到网关的MAC地址记录，而观察不到远程主机的 MAC地址。在以太网(Ethernet)中，一个网络设备要和另一个网络设备进行直接通信，

除了知道目标设备的网络层逻辑地址(如IP地址)外，还要知道目标设备的第二层物理地址(MAC地址)。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 数据包在网络中的发送是一个及其复杂的过程，上图只是一种很简单的情况，中间没有过多的中间节点，其实现实中只会比这个更复杂，但是大致的原理是一致的。

（1）PC-A要发送数据包到PC-C的话，如果PC-A没有PC-C的IP地址，则PC-A首先要发出一个dns的请求，路由器A或者dns解析服务器会给PC-A回应PC-C的ip地址，这样PC-A关于数据包第三层的IP地址信息就全了：源IP地址：PC-A，目的ip地址：PC-C。

（2）接下来PC-A要知道如何到达PC-C，然后，PC-A会发送一个arp的地址解析请求，发送这个地址解析请求，不是为了获得目标主机PC-C的MAC地址，而是把请求发送到了路由器A中，然后路由器A中的MAC地址会发送给源主机PC-A，这样PC-A的数据包的第二层信息也全了，源MAC地址：PC-A的MAC地址，目的MAC地址：路由器A的MAC地址，

（3）然后数据会到达交换机A,交换机A看到数据包的第二层目的MAC地址，是去往路由器A的，就把数据包发送到路由器A，路由器A收到数据包，首先查看数据包的第三层ip目的地址，如果在自己的路由表中有去往PC-C的路由，说明这是一个可路由的数据包。 （4）然后路由器进行IP重组和分组的过程。首先更换此数据包的第二层包头信息，路由器PC-A到达PC—C要经过一个广域网，在这里会封装很多广域网相关的协议。其作用也是为了找下一阶段的信息。同时对第二层和第三层的数据包重校验。把数据经过Internet发送出去。最后经过很多的节点发送到目标主机PC_C中。

现在我们想一个问题，PC-A和PC-C的MAC地址如果是相同的话，会不会影响正常的通讯呢！答案是不会影响的，因为这两个主机所处的局域网被广域网分隔开了，通过对发包过程的分析可以看出来，不会有任何的问题。而如果在同一个局域网中的话，那么就会产生通讯的混乱。当数据发送到交换机是，这是的端口信息会有两个相同的MAC地址，而这时数据会发送到两个主机上，这样信息就会混乱。因此这也是保证MAC地址唯一性的一个理由。

• 我暂且按我的理解说说吧。

先看一下计算机网络OSI模型的七个层次：

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│ 应用层 │←第七层

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│ 表示层 │

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│ 会话层 │

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│ 传输层 │

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│ 网络层 │

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│数据链路层│

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│ 物理层 │←第一层

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而我们现在用的网络通信协议TCP/IP协议者只划分了四成：

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│ 应用层 │ ←包括OSI的上三层

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│ 传输层 │

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│ 网络层 │

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│网络接口层 │←包括OSI模型的下两层，也就是各种不同局域网。

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两台计算机通信所必须需要的东西：IP地址（网络层）+端口号（传送层）。

两台计算机通信（TCP/IP协议）的最精简模型大致如下：

主机A---->路由器（零个或多个）---->主机B

举个例子：主机A上的应用程序a想要和主机B上面的应用程序b通信，大致如下

程序a将要通信的数据发到传送层，在传送层上加上与该应用程序对应的通信端口号（主机A上不同的应用程序有不同的端口号），如果是用的TCP的话就加上TCP头部，UDP就加上UDP头部。

在传送成加上头部之后继续向往下传到网络层，然后加上IP头部（标识主机地址以及一些其他的数据，这里就不详细说了）。

然后传给下层到数据链路层封装成帧，最后到物理层变成二进制数据经过编码之后向外传输。

在这个过程中可能会经过许多各种各样的局域网，举个例子：

主机A--->（局域网1--->路由器--->局域网2）--->主机B

这个模型比上面一个稍微详细点，其中括号里面的可以没有也可能有一个或多个，这个取决于你和谁通信，也就是主机B的位置。

主机A的数据已经到了具体的物理介质了，然后经过局域网1到了路由器，路由器接受主机A来的数据先经过解码，还原成数据帧，然后变成网络层数据，这个过程也就是主机A的数据经过网络层、数据链路层、物理层在路由器上面的一个反过程。

然后路由器分析主机A来的数据的IP头部（也就是在主机A的网络层加上的数据），并且修改头部中的一些内容之后继续把数据传送出去。

一直到主机B收到数据为止，主机B就按照主机A处理数据的反过程处理数据，直到把数据交付给主机B的应用程序b。完成主机A到主机B的单方向通信。

这里的主机A、B只是为了书写方便而已，可能通信的双方不一定就是个人PC，服务器与主机，主机与主机，服务器与服务器之间的通信大致都是这样的。

再举个例子，我们开网页上网络：

就是我们的主机浏览器的这个应用程序和网络的服务器之间的通信。应用成所用的协议就是HTTP，而服务器的端口号就是熟知端口号80.

大致过程就是上面所说，其中的细节很复杂，任何一个细节都可以写成一本书，对于非专业人员也没有必要深究。

C. 计算机通信的主要原理是什么

计算机网络通信的工作原理1)TCP/IP协议的数据传输过程：
TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。所谓分组交换，简单说就是数据在传输时分成若干段，每个数据段称为一个数据包，TCP/IP协议的基本传输单位是数据包，TCP/IP协议主要包括两个主要的协议，即TCP协议和IP协议，这两个协议可以联合使用，也可以与其他协议联合使用，它们在数据传输过程中主要完成以下功能：
1)首先由TCP协议把数据分成若干数据包，给每个数据包写上序号，以便接收端把数据还原成原来的格式。
2)IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址，一旦写上的源地址和目的地址，数据包就可以在物理网上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路由选择的功能。
3)这些数据包可以通过不同的传输途径(路由)进行传输，由于路径不同，加上其它的原因，可能出现顺序颠倒、数据丢失、数据失真甚至重复的现象。这些问题都由TCP协议来处理，它具有检查和处理错误的功能，必要时还可以请求发送端重发。
简言之，IP协议负责数据的传输，而TCP协议负责数据的可靠性。

D. 计算机的两种基本通信方式是什么

计算机的两种基本通信方式是串行通信和并行通信。

串行通信是指在计算机总线或其他数据通道上，每次传输一个位元数据，并连续进行以上单次过程的通信方式。串行通信被用于长距离通信以及大多数计算机网络。

并行通信是在串行端口上通过一次同时传输若干位元数据的方式进行通信。多比特数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度宴迅大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。

(4)计算机网络数据的通信过程扩展阅读：

两种通信方式的特点：

串行通信：

1、节省传输线，这是显而易见的。尤陆大其是在远程通信时，此特点尤为重要。这也是串行通信的主要优点。

2、数据传送效率低。与并行通信比，这也这是显而易见的。这也是串行通信的主要缺点。

3、每次传输一个位元数据。

并行通信：

1、各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快速的场合。

2、并行传递的信息不要求固定的格式。

3、并行接口的数据传输率较快，比串行接口快8倍。

4、并行传输的传输的成本较早祥竖高。

5、并行通信抗干扰能力差。

6、适合外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换，通常传输距离小于30米。