2011年計算機網(wǎng)絡考研輔導講座(1、計算機網(wǎng)絡體系結構).ppt

第一講計算機網(wǎng)絡體系結構 2011年計算機專業(yè)考研大綱 摘錄 大綱考查范圍一計算機網(wǎng)絡體系結構 大綱考查范圍二物理層 大綱考查范圍三數(shù)據(jù)鏈路層 大綱考查范圍三數(shù)據(jù)鏈路層 大綱考查范圍四網(wǎng)絡層 大綱考查范圍四網(wǎng)絡層 大綱考查范圍五傳輸層 大綱考查范圍六應用層 2011年考研大綱中的單項選擇題示例 題型 單項選擇題 綜合應用題 2011年考研大綱中的綜合應用題示例 第一講 計算機網(wǎng)絡體系結構 2011年考研大綱考查范圍大綱考查范圍 知識點歸納 一 計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡定義 能夠相互資源共享的互連起來的自治計算機系統(tǒng)的集合 計算機網(wǎng)絡組成 資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng)資源子網(wǎng) 邊緣部分 主機 終端 端系統(tǒng) C S P2P 通信子網(wǎng) 核心部分 通信結點 通信鏈路 知識點歸納 其中 通信結點 路由器 結點交換機 分組交換設備 PSE 分組裝 卸設備 PAD 集中器 Concentrator 通信控制處理器CCP ARPANET中叫接口報文處理機IMP 等 計算機網(wǎng)絡的功能 通信 資源共享計算機網(wǎng)絡的分類 1 按網(wǎng)絡的分布范圍分類 廣域網(wǎng)WAN 城域網(wǎng)MAN 局域網(wǎng)LAN 個人區(qū)域網(wǎng)PAN2 按使用者分類 公用網(wǎng) 專用網(wǎng)3 按網(wǎng)絡的交換方式分類 電路交換 報文交換 分組交換4 按網(wǎng)絡的拓撲結構分類 星形 總線 環(huán)形 樹形 網(wǎng)形 計算機網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史 網(wǎng)絡發(fā)展的三個階段 1 面向終端的計算機網(wǎng)絡 用一臺中央主機連接大量的地理上處于分散位置的終端 2 計算機 計算機網(wǎng)絡 多臺計算機互連的系統(tǒng) 如IBM的SNA網(wǎng) DEC的DNA網(wǎng) 相對獨立 未有統(tǒng)一標準 3 開放式標準化網(wǎng)絡 國際標準化組織ISO頒布了 開放系統(tǒng)互連基本參考模型 OSI RM七層模型 全世界網(wǎng)絡產(chǎn)品有了統(tǒng)一標準 國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的三個階段 1 從單個網(wǎng)絡ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程 ARPA70年代中期開始研究多種網(wǎng)絡的互連 1983年TCP IP 因特網(wǎng)誕生 2 建成三級結構的因特網(wǎng) NSFNET三級計算機網(wǎng) 分為主干網(wǎng) 地區(qū)網(wǎng) 校園網(wǎng) 企業(yè)網(wǎng) 3 形成多層次ISP結構的因特網(wǎng) 三層ISP結構 NAP 知識點歸納 計算機網(wǎng)絡的標準化工作及相關組織 知識點歸納 知識點歸納 各種RFC之間的關系 RFC RequestForComments 二 計算機網(wǎng)絡體系結構與參考模型 知識點歸納 協(xié)議的定義 協(xié)議三要素 為進行計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則 標準或約定的集合 協(xié)議總是指某一層協(xié)議 準確地說 它是對同等層實體之間的通信制定的有關通信規(guī)則約定的集合 網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素 1 語法 Syntax 涉及數(shù)據(jù)及控制信息的結構或格式 2 語義 Semantics 需發(fā)出何種控制信息 完成何種動作 做出何種響應 3 定時 Timing 或叫同步 事件實現(xiàn)順序的詳細說明 計算機網(wǎng)絡分層結構 所謂網(wǎng)絡的體系結構 Architecture 就是計算機網(wǎng)絡各層次及其協(xié)議的集合 層次結構一般以垂直分層模型來表示 層次結構的要點 1 除了在物理媒體上進行的是實通信之外 其余各對等實體間進行的都是虛通信 2 對等層的虛通信必須遵循該層的協(xié)議 3 n層的虛通信是通過n n 1層間接口處n 1層提供的服務以及n 1層的通信 通常也是虛通信 來實現(xiàn)的 層次結構劃分的原則 1 每層的功能應是明確的 并且是相互獨立的 當某一層的具體實現(xiàn)方法更新時 只要保持上 下層的接口不變 便不會對鄰居產(chǎn)生影響 2 層間接口必須清晰 跨越接口的信息量應盡可能少 3 層數(shù)應適中 若層數(shù)太少 則造成每一層的協(xié)議太復雜 若層數(shù)太多 則體系結構過于復雜 使描述和實現(xiàn)各層功能變得困難 知識點歸納 網(wǎng)絡體系結構的特點 1 以功能作為劃分層次的基礎 2 第n層實體在實現(xiàn)自身定義的功能時 只能使用第n 1層提供的服務 3 第n層在向第n 1層提供服務時 此服務不僅包含第n層本身的功能 還包含由下層服務提供的功能 4 僅在相鄰層間有接口 且所提供服務的具體實現(xiàn)細節(jié)對上一層完全屏蔽 ISO OSI參考模型 開放系統(tǒng)互連 OpenSystemInterconnection 基本參考模型是由國際標準化組織 ISO 制定的標準化開放式計算機網(wǎng)絡層次結構模型 又稱ISO sOSI參考模型 開放 這個詞表示能使任何兩個遵守參考模型和有關標準的系統(tǒng)進行互連 知識點歸納 OSI包括了體系結構 服務定義和協(xié)議規(guī)范三級抽象 OSI的體系結構定義了一個七層模型 用以進行進程間的通信 并作為一個框架來協(xié)調(diào)各層標準的制定 OSI的服務定義描述了各層所提供的服務 以及層與層之間的抽象接口和交互用的服務原語 OSI各層的協(xié)議規(guī)范 精確地定義了應當發(fā)送何種控制信息及何種過程來解釋該控制信息 需要強調(diào)的是 OSI參考模型并非具體實現(xiàn)的描述 它只是一個為制定標準而提供的概念性框架 在OSI中 只有各種協(xié)議是可以實現(xiàn)的 網(wǎng)絡中的設備只有與OSI和有關協(xié)議相一致時才能互連 知識點歸納 實體 每一層中的活動元素 可以是任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程 許多情況下 實體就是一個特定的軟件模塊 對等實體 位于不同機器上同一層中的的實體 接口 相鄰兩層之間的邊界 在接口處規(guī)定了低層向上層提供的服務以及調(diào)用服務所使用的形式規(guī)范語句 服務原語 服務 某一層提供的功能 并能通過接口提供給其相鄰上層 N層 下層 是N 1層 上層 的服務提供者 N 1層是N層的服務用戶 服務訪問點 SAP 服務提供的地點 接口上相鄰兩層實體交換信息之處 協(xié)議棧 網(wǎng)絡各層協(xié)議按層次順序排列而成 畫在一起像一個棧結構 知識點歸納 上一層的PDU通過SAP傳到下一層 作為下一層PDU的數(shù)據(jù)字段 SDU 知識點歸納 ISOOSI RM 知識點歸納 信息流動過程 OSI RM各層功能簡述 應用層 是直接面向用戶的一層 它為應用進程提供訪問OSI環(huán)境的手段 同時為應用進程提供服務 對一些普遍需要的網(wǎng)絡應用 如文件傳輸 電子郵件 域名服務等 制定了一系列標準 表示層 提供數(shù)據(jù)或信息語法的表示變換 以確保不同表示方法的計算機能互相通信 涉及 各機器內(nèi)部的數(shù)據(jù)表示與網(wǎng)絡傳輸?shù)某橄髷?shù)據(jù)表示之間的變換 數(shù)據(jù)的壓縮 解壓縮 數(shù)據(jù)的加密 解密會話層 在兩個互相通信的進程之間建立 組織和同步會話 會話活動管理 對話控制 傳輸層 提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務 涉及 連接管理 建立連接 發(fā)收數(shù)據(jù) 拆除連接 報文分割和裝配 將上層的長數(shù)據(jù)報文分割成小的段進行傳輸 端到端的差錯控制與流量控制 分流和多路復用 知識點歸納 網(wǎng)絡層 將分組穿過通信子網(wǎng)從信源傳輸?shù)叫潘?路由選擇 如何經(jīng)過中間節(jié)點選擇路由 穿過子網(wǎng) 擁塞控制 控制分組流入子網(wǎng)的流量 以免子網(wǎng)過載 性能下降 數(shù)據(jù)分片和組裝 將長的分組分片 以使能在短分組網(wǎng)絡上傳輸 網(wǎng)絡互聯(lián) 多個子網(wǎng)之間進行互連數(shù)據(jù)鏈路層 在相鄰節(jié)點間無差錯地傳輸一幀數(shù)據(jù) 尋址和組幀 同步 差錯控制 以太網(wǎng) PPP只檢錯 HDLC WLAN有差錯控制 流量控制 以太網(wǎng) PPP無流量控制 HDLC WLAN有流量控制 物理層 在物理媒體上傳輸原始的數(shù)據(jù)比特流 機械特性 如接插件規(guī)格 電氣特性 如信號電平 功能特性 如引腳功能 規(guī)程特性 如何通信 知識點歸納 知識點歸納 TCP IP四層網(wǎng)絡模型與OSI RM七層網(wǎng)絡模型 TCP IP協(xié)議各層功能簡述 應用層 為用戶提供訪問Internet的一組高層協(xié)議 如FTP TELNET SMTP等 傳輸層 為源和目的主機的應用程序間提供端 端的數(shù)據(jù)傳輸服務 如TCP UDP 網(wǎng)絡互聯(lián)層 網(wǎng)際層 把分組獨立地從信源傳送到信宿 解決路由選擇 擁塞控制和網(wǎng)絡互聯(lián)等問題 如IP 網(wǎng)絡接口層 負責將IP分組封裝成適合在物理網(wǎng)絡上傳輸?shù)膸袷讲鬏?或將從物理網(wǎng)絡接收到的幀解封 取出IP分組交給網(wǎng)絡互聯(lián)層 如Ethernet PPP 學習計算機網(wǎng)絡原理時常采用五層協(xié)議的體系結構 綜合了OSI和TCP IP的優(yōu)點 既簡潔又能將概念講述清楚 知識點歸納 典型習題講解 例 根據(jù)下圖左列OSI的各層與右列列出的各種功能 在兩列間畫出對應連線 1 流量控制網(wǎng)絡層2 提供對最終用戶的訪問3 ASCII碼到EBCDIC碼轉換4 分組交換應用層5 可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸6 定義幀7 決定路由物理層8 數(shù)據(jù)流中插入同步點 故障時從最近同步點恢復9 建立 管理和終止會話10 在用戶間同步會話傳輸層11 提供機械的 電子的和功能的接口12 負責相鄰節(jié)點的信息交換13 通過物理介質(zhì)傳輸比特流表示層14 與用戶應用程序直接通信15