計算機(jī)文化基礎(chǔ)(第七版)第7章

第7本

什耳機(jī)網(wǎng)絡(luò)基勒

第7章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

7.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件與軟件組

目f

7.3WindowsXP的網(wǎng)絡(luò)功能

上一頁

下一頁

結(jié)

束

2

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1ft計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

7.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

目錄7.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

上一頁7.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

下一頁

結(jié)7.1.5計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與體系結(jié):

束

3

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是

指將一群具有獨(dú)立功能的

計算機(jī)通過通信設(shè)備及傳

輸媒體被互聯(lián)起來，在通

信軟件的支持下，實現(xiàn)計

目錄算機(jī)間資源共享、信息交

上一頁換或協(xié)同工作的系統(tǒng)。計

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)技術(shù)和

下一頁

通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物

結(jié)

束,兩者的迅速發(fā)展及相互

滲透，形成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖7-1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)示意圖

技術(shù)。

4

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

2.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程

1）以數(shù)據(jù)通訊為主的第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2）以資源共享為主的第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

目錄3）體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的第三代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

上一頁4）以Internet為核心的第四代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

下一頁

結(jié)

5

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

以數(shù)據(jù)通訊為主的第一代計算機(jī)網(wǎng)

>1954年，美國軍方的半自動地面防空系統(tǒng)

將遠(yuǎn)距離的雷達(dá)和測控儀器所探測到的信息

，通過通信線路匯集到某個基地的一臺IBM

計算機(jī)上進(jìn)行集中的信息處理，再將處理好

的數(shù)據(jù)通過通信線路送回到各自的終端設(shè)備

目錄

O

上一頁

下一頁>這種以單個計算機(jī)為中心、面向終端設(shè)

備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格來講，是一種聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

結(jié)

束,只是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形，我們一般稱之為

返

第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

6

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

以資源共享為主的第二代計算機(jī)網(wǎng)

絡(luò)

>美國國防部高級研究計劃局

(ARPA,AdvancedResearchProjects

Agency)于1968年主持研制，次年將分散在

不同地區(qū)的4臺計算機(jī)連接起來，建成了

ARPA網(wǎng)。

目f

上一頁>到了1972年，有50多家大學(xué)和研究所與

下一頁ARPA網(wǎng)連接，1983年，入網(wǎng)計算機(jī)達(dá)到100

結(jié)多臺。

束

返[>ARPA網(wǎng)的建成標(biāo)志著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)

入了第二代，它也是Internet的前身。

7

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

以資源共享為主的第二代計算機(jī)網(wǎng)

第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以分組交換

網(wǎng)為中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它與第一代計算機(jī)網(wǎng)

絡(luò)的區(qū)別在于：

>一是網(wǎng)絡(luò)中通信雙方都是具有自主處理能

目f力的計算機(jī)，而不是終端機(jī)；

上一頁

>二是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能以資源共享為主，而

下一頁

不是以數(shù)據(jù)通信為主。

結(jié)

束

返[

8

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的第三代計算機(jī)網(wǎng)

>由于ARPA網(wǎng)的成功，到了20世紀(jì)70年代，

不少公司推出了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。最著名的有

IBM公司的和DEC公司的DNA（DigitalNetwork

Architecture）。

J?隨著社會的發(fā)展，需要各種不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)

絡(luò)進(jìn)行互連，但是由于不同體系的網(wǎng)絡(luò)很難互連，

因此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1977年設(shè)立了

目錄一個分委員會，專門研究網(wǎng)絡(luò)通信的體系結(jié)構(gòu)。

上一頁>1983年，該委員會提出的開放系統(tǒng)互連參考模

下一頁型（OSI-RM）各層的協(xié)議被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)，給

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了一個可共同遵守的規(guī)則，從此計

;束算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展走上了標(biāo)準(zhǔn)化的道路，因此我們把

體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)稱為第三代計算機(jī)網(wǎng)

絡(luò)

9

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

以Internet為核心的第四代計算機(jī)網(wǎng)

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，Internet的建立將

分散在世界各地的計算機(jī)和各種網(wǎng)絡(luò)連接起

來，形成了覆蓋世界的大網(wǎng)絡(luò)。隨著信息高

速公路計劃的提出和實施，Internet迅猛發(fā)

目f展起來，它將當(dāng)今世界帶入了以網(wǎng)絡(luò)為核心

上一頁

的信息時代。

下一頁

>目前這階段計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展特點呈現(xiàn)為

結(jié)

束

返[：高速互連、智能與更廣泛的應(yīng)用

10

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

A從物理連接上講，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由

計算機(jī)系統(tǒng)、通信鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成。

計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，通信鏈路

和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供通信功能。

?從邏輯功能上看，可以把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成

目f通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個子網(wǎng)。

上一頁

下一頁

結(jié)

束

返[

11

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

計算機(jī)系統(tǒng)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)數(shù)

據(jù)處理工作，它可以是具有強(qiáng)大功能的大型

計算機(jī)，也可以是一臺微機(jī)，其任務(wù)是進(jìn)行

信息的采集、存儲和加工處理。

目f

上一頁

下一頁

12

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中信息的發(fā)送、

接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的接口，計算

機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點向其他計算機(jī)發(fā)送信息，鑒

別和接收其他計算機(jī)發(fā)送來的信息。

目錄在大型網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點一般由一臺通

上-頁信處理機(jī)或通信控制器來擔(dān)當(dāng)，此時的網(wǎng)絡(luò)

一節(jié)點還具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)和路徑選擇的功能，在

局域網(wǎng)中使用的網(wǎng)絡(luò)適配器也屬于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

13

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

通信鏈路

通信鏈路是連接兩個節(jié)點的通信信道

,通信信道包括通信線路和相關(guān)的通信設(shè)

備

通信線路可以是雙絞線、同軸電纜和

光纖等有線介質(zhì)，也可以是微波、紅外等

目f無線介質(zhì)。

上-頁相關(guān)的通信設(shè)備包括中繼器、調(diào)制解

調(diào)器等，中繼器的作用是將數(shù)字信號放大

,調(diào)制解調(diào)器則能進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信

:束號的轉(zhuǎn)換，以便將數(shù)字信號通過只能傳輸

模擬信號的線路來傳輸。

14

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

通信子網(wǎng)

通信子網(wǎng)提供計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信功能

,由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和通信鏈路組成。通信子網(wǎng)是

由節(jié)點處理機(jī)和通信鏈路組成的一個獨(dú)立的

m錄數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

上一頁

下一頁

結(jié)

15

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)提供訪問網(wǎng)絡(luò)和處理數(shù)據(jù)的

了能力，由主機(jī)、終端控制器和終端組成。

j主機(jī)負(fù)責(zé)本地或全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，運(yùn)

行各種應(yīng)用程序或大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，向網(wǎng)

絡(luò)用戶提供各種軟硬件資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；

目錄終端控制器用于把一組終端連入通信

一子網(wǎng)，并負(fù)責(zé)控制終端信息的接收和發(fā)送。

:人終端控制器可以不經(jīng)主機(jī)直接和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

下一頁相連，當(dāng)然還有一些設(shè)備也可以不經(jīng)主機(jī)

結(jié)束直接和節(jié)點相連，如打印機(jī)和大型存儲設(shè)

返［備等。

16

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

.數(shù)據(jù)通信

2.資源共享

目f3.分布式處理

上一頁

下一頁4.提高系統(tǒng)的可靠性

結(jié)

17

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能之

一，用于實現(xiàn)計算機(jī)之間的信息傳送。

如在網(wǎng)上收發(fā)電子郵件，發(fā)布新聞消

息，進(jìn)行電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療

,傳遞文字、圖像、聲音、視頻等信息。

二3J冰

上一頁

下一頁

結(jié)

18

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

資源共享

計算機(jī)資源主要是指計算機(jī)的硬件、軟

件和數(shù)據(jù)資源。

A共享硬件資源可以避免貴重硬件設(shè)備

的重復(fù)購置，提高硬件設(shè)備的利用率；

?共享軟件資源可以避免軟件開發(fā)的重

目

f復(fù)勞動與大型軟件的重復(fù)購置，進(jìn)而實現(xiàn)分

上一頁布式計算的目標(biāo)；

下一頁A共享數(shù)據(jù)資源可以促進(jìn)人們相互交流

結(jié),達(dá)到充分利用信息資源的目的。

束

返[

19

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

分布式處理

對于綜合性大型科學(xué)計算和信息處理

問題，可以采用一定的算法，將任務(wù)分交

給網(wǎng)絡(luò)中不同的計算機(jī)，以達(dá)到均衡使用

目錄網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)分布處理的目的。

上一頁

下一頁

結(jié)

20

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

提高系統(tǒng)的可靠性

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以通過結(jié)構(gòu)

化和模塊化設(shè)計將大的、復(fù)雜的任務(wù)分別

交給幾臺計算機(jī)處理，用多臺計算機(jī)提供

冗余，以使其可靠性大大提高。當(dāng)某臺計

目f

算機(jī)發(fā)生故障，不至于影響整個系統(tǒng)中其

上一頁

他計算機(jī)的正常工作，使被損壞的數(shù)據(jù)和

下一頁

信息能得到恢復(fù)。

結(jié)

21

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分：

/局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)。

12.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分：總線型網(wǎng)絡(luò)、

星形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、樹狀網(wǎng)絡(luò)和

目f混合型網(wǎng)絡(luò)等。

上-頁3.按傳輸介質(zhì)劃分：有線網(wǎng)和無線網(wǎng)

下-頁4.按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)劃分：

結(jié)公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

22

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

局域網(wǎng)和城域網(wǎng)

》局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork),一般用

微機(jī)通過高速通信線路連接，覆蓋范圍從幾百米到幾

公里，通常用于覆蓋一個房間、一層樓或一座建筑物。

局域網(wǎng)傳輸速率高，可靠性好，適用各種傳輸介質(zhì)，

建設(shè)成本低。

目錄>城域網(wǎng)(MAN,MetropolitanAreaNetwork)

上一頁，是在一座城市范圍內(nèi)建立的計算機(jī)通信網(wǎng)，通常使

下一頁用與局域網(wǎng)相似的技術(shù)，但對媒介訪問控制在實現(xiàn)方

法上有所不同，它一般可將同一城市內(nèi)不同地點的主

束

機(jī)、數(shù)據(jù)庫以及LAN等互相連接起來。

23

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

廣域網(wǎng)環(huán)口國際互聯(lián)網(wǎng)

廣域網(wǎng)（WAN,WideAreaNetwork），用于

連接不同城市之間的LAN或MAN,廣域網(wǎng)的通信子

網(wǎng)主要采用分組交換技術(shù)，常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸

網(wǎng)（如電話網(wǎng)），這就使廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸相對較慢

,傳輸誤碼率也較高。隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，廣

域網(wǎng)的速度將大大提高。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個地區(qū)或

目錄國家。

上一頁國際互聯(lián)網(wǎng)，又叫因特網(wǎng)（Internet）,是覆

蓋全球的最大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但實際上不是一種具體

的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因特網(wǎng)將世界各地的廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等

'口束互聯(lián)起來，形成一個整體，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)通

返1信和資源共享。

24

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

把網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)等設(shè)備抽象為點，把

網(wǎng)絡(luò)中的通信媒體抽象為線，這樣就形成了

由點和線組成的幾何圖形，即采用拓?fù)鋵W(xué)方

目錄法抽象出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我們稱之為網(wǎng)絡(luò)的拓

上一頁撲結(jié)構(gòu)。

下一頁

結(jié)

25

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

總線型網(wǎng)絡(luò)

目f

上一頁

下一頁

結(jié)

26

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

星形網(wǎng)絡(luò)

27

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

目f

上一頁

下一頁

結(jié)

28

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

樹型網(wǎng)絡(luò)

29

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)

目f

上一頁

下一頁

結(jié)

30

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

混合型網(wǎng)絡(luò)

31

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

有線網(wǎng)和無線網(wǎng)

有線網(wǎng)采用雙絞線、同軸電纜、

光纖或電話線作傳輸介質(zhì)。采用雙絞線和

同軸電纜連成的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)且安裝簡便，但

傳輸距離相對較短。以光纖為介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)

傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸率高，抗干擾能力強(qiáng)，

目f安全好用，但成本稍高。

上一頁無線網(wǎng)主要以無線電波或紅外線為傳

下一頁輸介質(zhì)，聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便，但聯(lián)網(wǎng)費(fèi)用

稍高，可靠性和安全性還有待改進(jìn)。另外

結(jié)

,還有衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，它是通過衛(wèi)星進(jìn)

行數(shù)據(jù)通信的。

32

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

公用網(wǎng)和專用網(wǎng)

公用網(wǎng)(PublicNetwork),是

一種付費(fèi)網(wǎng)絡(luò)，屬于經(jīng)營性網(wǎng)絡(luò)，由商家

建造并維護(hù)，消費(fèi)者付費(fèi)使用。

專用網(wǎng)(PrivateNetwork),是某個

部門根據(jù)本系統(tǒng)的特殊業(yè)務(wù)需要而建造的

網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)一般不對外提供服務(wù)。例

上一頁如軍隊、銀行、電力等系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)就屬于

下一頁專用網(wǎng)。

33

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.1.5計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)

1.協(xié)議的概念

2.協(xié)議分層

目f3.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

上一頁

1)OSI參考模型

下一頁

結(jié)2)TCP/IP

參考模型

34

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

數(shù)據(jù)交換、資源共享是計算機(jī)

網(wǎng)絡(luò)的最終目的。要保證有條不紊地進(jìn)行

數(shù)據(jù)交換，合理地共享資源，各個獨(dú)立的

計算機(jī)系統(tǒng)之間必須達(dá)成某種默契，嚴(yán)格

遵守事先約定好的一整套通信規(guī)程，包括

目f嚴(yán)格規(guī)定要交換的數(shù)據(jù)格式、控制信息的

上一頁格式和控制功能以及通信過程中事件執(zhí)行

下一頁的順序等。這些通信規(guī)程我們稱之為網(wǎng)絡(luò)

協(xié)議(Protocol)o

結(jié)

35

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個要素組成：

（1）語法，即用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)

構(gòu)或格式。

目錄（2）語義，即需要發(fā)出何種控制信息，

上一頁以及完成的動作與做出的響應(yīng)。

下一頁

（3）時序，是對事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說

返口束］卜明。

36

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

協(xié)議分層

>網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是不可缺少的

,一個功能完備的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要制定一

整套復(fù)雜的協(xié)議集。

,>對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來說，最好

的組織方式是層次結(jié)構(gòu)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)

目錄議就是分層的，層與層之間相對獨(dú)立，各

二頁層完成特定的功能，每一層都為上一層提

一頁供某種服務(wù)，最高層為用戶提供諸如文件

結(jié)束傳輸、電子郵件、打印等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

返[

37

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

協(xié)議分層

協(xié)議分層的原因有以下幾點：

（1）分層有助于網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)和維護(hù)

O

（2）分層有助于技術(shù)發(fā)展。

目f

（3）分層有助于網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的生產(chǎn)。

下-頁（4）分層能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

結(jié)

38

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

>計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議是按照層次結(jié)構(gòu)模

型來組織的，我們將網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體

系結(jié)構(gòu)或參考模型。

'>世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是IBM公

目錄司于1974年提出的，命名為“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體

上-頁系結(jié)構(gòu)SNA”。在此之后，許多公司紛紛

下一頁提出了各自的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如DEC公司

結(jié)的“數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA”、Honeywell

返束［公司的“分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)DSA”等。

39

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

>這些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的共同之處在于它們都采

用了分層技術(shù)，但層次的劃分、功能的分配

與采用的技術(shù)術(shù)語均不相同，結(jié)果導(dǎo)致了不

同網(wǎng)絡(luò)之間難以互連。

>1977年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開放系統(tǒng)

目f

互連參考模型(OSI,OpenSystem

上一頁

Interconnection)的概念，1984年10月正

下一頁

式發(fā)布了整套OSI國際標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)

束

40

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

OSI參考模型

OSI參考模型將網(wǎng)絡(luò)的功能劃分為7個層次：

物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、

表示層和應(yīng)用層。如圖所不。

主機(jī)A主機(jī)B信息交換單位

Message（信息報文）

Message

目錄Message

上一頁Message

Packet（分組）

下一頁

Frame（幀）

結(jié)

Bits（二進(jìn)制流）

束

返

傳輸介質(zhì)路由器路由器傳輸介質(zhì)

圖7-2OSI參考模型

41

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

物理層

位于OSI參考模型的最底層，提供一個

物理連接，所傳數(shù)據(jù)的單位是比特。

其功能是對上層屏蔽傳輸媒體的區(qū)別，

提供比特流傳輸服務(wù)。也就是說，有了物理

目錄層后，數(shù)據(jù)鏈路層及以上各層都不需要考慮

使用的是什么傳輸媒體，無論是用雙絞線、

上一頁

光纖，還是用微波，都被看成是一個比特流

下一頁管道。

結(jié)

束

返[

42

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)鏈路層

A負(fù)責(zé)在各個相鄰節(jié)點間的線路上無差錯地傳送

以幀（Frame）為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括一定

數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。

/A其功能是對物理層傳輸?shù)谋忍亓鬟M(jìn)行校驗，并

采用檢錯重發(fā)等技術(shù)，使本來可能出錯的數(shù)據(jù)鏈

路變成不出錯的數(shù)據(jù)鏈路，從而對上層提供無差

上一頁錯的數(shù)據(jù)傳輸。

下一頁A換句話說，就是網(wǎng)絡(luò)層及以上各層不再需要考

慮傳輸中出錯的問題，就可以認(rèn)定下面是一條不

束

返出錯的數(shù)據(jù)傳輸信道，把數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)鏈路層，

它就能完整無誤地把數(shù)據(jù)傳給相鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)鏈

10/4/16路層。計算機(jī)文化基礎(chǔ)4

網(wǎng)絡(luò)層

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩臺計算機(jī)之

間可能要經(jīng)過多個節(jié)點和鏈路，也可能要經(jīng)

過多個通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的傳送單位是

分組或包（Packet）,它的任務(wù)就是要選

擇合適的路由，使發(fā)送端的傳輸層傳下來的

目錄分組能夠正確無誤地按照目的地址發(fā)送到接

上一頁收端，使傳輸層及以上各層設(shè)計時不再需要

下-頁考慮傳輸路由。

結(jié)

44

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

傳輸層

在發(fā)送端和接收端之間建立一條不會

出錯的路由，對上層提供可靠的報文傳輸

服務(wù)。

與數(shù)據(jù)鏈路層提供的相鄰節(jié)點間比特

目錄流的無差錯傳輸不同，傳輸層保證的是發(fā)

送端和接收端之間的無差錯傳輸，主要控

制的是包的丟失、錯序、重復(fù)等問題。

下一頁

結(jié)

45

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

會話層

會話層雖然不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，

但它卻對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理。

會話層建立在兩個互相通信的應(yīng)用進(jìn)

程之間，組織并協(xié)調(diào)其交互。例如，在半

雙工通信中，確定在某段時間誰有權(quán)發(fā)送

g,誰有權(quán)接收；或當(dāng)發(fā)生意外時（如已建

上一頁立的連接突然斷了），確定在重新恢復(fù)會

下-頁話時應(yīng)從何處開始，而不必重傳全部數(shù)據(jù)。

結(jié)

46

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

表示層

表示層主要為上層用戶解決用戶信息

的語法表示問題，其主要功能是完成數(shù)據(jù)

轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密。

表示層將欲交換的資料從適合于某一

用戶的抽象語法變換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)

目f部使用的傳送語法。有了這樣的表示層，

上一頁用戶就可以把精力集中在他們所要交談的

下一頁問題本身，而不必更多地考慮對方的某些

特性。

結(jié)

束

返[

47

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

應(yīng)用層

應(yīng)用層是OSI參考模型中的最高層。

應(yīng)用層確定進(jìn)程之間的通信性質(zhì)以滿足用

戶的需要，負(fù)責(zé)用戶信息的語義表示，并

在兩個通信者之間進(jìn)行語義匹配。這就是

說，應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的

目f信息交換等操作，而且還要作為互相作用

上一頁的進(jìn)程的用戶代理，來完成一些為進(jìn)行語

下一頁義上有意義的信息交換所必需的功能。

結(jié)

48

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

OSI模型各層主要功能的歸納總結(jié)

?應(yīng)用層：與用戶應(yīng)用進(jìn)程的接口，即相當(dāng)于“做什

么?”

?表示層：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即相當(dāng)于“對方看起來像

什么？”

?會話層：會話的管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，即相?dāng)于“

輪到誰講話和從何處講？”

目錄?傳輸層：從端到端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)透明地傳送報文，即相當(dāng)于

上一頁“對方在何處？”

A網(wǎng)絡(luò)層：分組交換和路由選擇，即相當(dāng)于“走哪條路

下一頁

可到達(dá)該處？”

結(jié)

束A數(shù)據(jù)鏈路層：在鏈路上無差錯的傳送幀，即相當(dāng)于“

每一步該怎么走？”

?物理層：將比特流送到物理媒體上傳送，即相當(dāng)于“

10/4/對上一層的每一步應(yīng)該蠅利用物理媒體？”

OSI模型各層主要功能的歸納總結(jié)

OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)功能可分為三組，

下兩層解決網(wǎng)絡(luò)信道問題，第三、四層解

決傳輸服務(wù)問題，上三層處理應(yīng)用進(jìn)程的

目錄訪問，解決應(yīng)用進(jìn)程通信問題。

上一頁

下一頁

結(jié)

束

50

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

TCP/IP參考模型

TCP/IP協(xié)議是1974年由VintonCerf和Robert

Kahn開發(fā)的，隨著Internet的飛速發(fā)展，TCP/IP協(xié)

議現(xiàn)已成為事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP協(xié)議實際上

是一組協(xié)議，是一個完整的體系結(jié)構(gòu)。如圖7?3所示

O

應(yīng)用層TelnetFTPSMTPDNSSNMP

目錄

上一頁傳輸層TCPUDP

Tp|工GMP|工CMP

五

下一頁ARP|

結(jié)?

TokenFrame

網(wǎng)絡(luò)接口層Bthemot.ATM

RingRelay

圖7-3TCP/IP參考模型及各層對應(yīng)的協(xié)議

51

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

OSI參考模型與TCP/IP參考模型的

比較

TCP/IP參考模型中沒有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，只有網(wǎng)

絡(luò)與數(shù)據(jù)鏈路層的接口，可以使用各種現(xiàn)有的鏈路層、物

理層協(xié)議。

TCP/IP模型的網(wǎng)際層（也稱互聯(lián)層）對應(yīng)于OSI模型

的網(wǎng)絡(luò)層，包括IP（網(wǎng)際協(xié)議）、ICMP（網(wǎng)際控制報文

協(xié)議）、IGMP（網(wǎng)際組報文協(xié)議）以及ARP（地址解析

協(xié)議），這些協(xié)議處理信息的路由以及主機(jī)地址解析。

目錄

傳輸層對應(yīng)于OSI模型的傳輸層，包括TCP（傳輸控

上一頁

制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議），這些協(xié)議負(fù)責(zé)提供

下一頁流控制、錯誤校驗和排序服務(wù)，完成源到目標(biāo)間的傳輸任

結(jié)務(wù)。

束

應(yīng)用層對應(yīng)于OSI模型的應(yīng)用層、表示層和會話層，

它包括了所有的高層協(xié)議，并且不斷有新的協(xié)議加入。

52

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

常用的應(yīng)用層協(xié)議

(1)超文本傳輸協(xié)議HTTP,用來傳遞制

作的網(wǎng)頁文件。

(2)文件傳輸協(xié)議FTP,用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)

中交互式文件傳輸功能。

(3)電子郵件協(xié)議SMTP,用于實現(xiàn)互聯(lián)

網(wǎng)中電子郵件傳送功能。

(4)網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議TELNET,用于實現(xiàn)互

聯(lián)網(wǎng)中遠(yuǎn)程登錄功能。

目錄(5)域名服務(wù)DNS,用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名

字到IP地址的映射服務(wù)。

上一頁(6)路由信息協(xié)議RIP,用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之

下一頁間交換路由信息。

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議用來收集

結(jié)(7)SNMP,

束和交換網(wǎng)絡(luò)管理信息。

(8)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS,用于網(wǎng)絡(luò)中不同

主機(jī)間的文件共享。

53

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

TCP/IP與OSI參考模型的對

比

OSI參考模型與TCP/IP參考模型都采用了層次

結(jié)構(gòu)的概念，但二者在層次劃分與使用的協(xié)議上是有

很大區(qū)別的。

>OSI參考模型概念清晰，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)起來比

較困難，特別適合用來解釋其他的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

目錄>TCP/IP參考模型在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別尚不

上一頁夠清楚，這就不能把功能與實現(xiàn)方法有效地分開，增

加了TCP/IP利用新技術(shù)的難度，但經(jīng)過30多年的發(fā)

下一頁展,TCP/IP模型贏得了大量的用戶和投資，伴隨著

結(jié)Internet的發(fā)展而成為目前公認(rèn)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

束

54

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

TCP/IP與OSI參考模型的對比

TCMP榷申

目錄

上一頁網(wǎng)后Q

下一頁

同洛接口府

結(jié)

束

圖7-4TCP/IP與OSI參考模型的

對比

55

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件與軟件組

成

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由硬件、軟件和規(guī)程三

部分內(nèi)容組成。

硬件包括主體設(shè)備、連接設(shè)備和傳輸介

質(zhì)三大部分。

目錄

軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，網(wǎng)

上一頁絡(luò)中的各種協(xié)議也以軟件形式表現(xiàn)出來。

下一頁

結(jié)

束

56

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件與軟件組

成

7.2.1網(wǎng)絡(luò)的主體設(shè)備

7.2.2網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備

目錄

上一頁7.2.3網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)

下一頁7.2.4簡單的網(wǎng)絡(luò)連接

結(jié)

束

57

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.2.1網(wǎng)絡(luò)的主體設(shè)備

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主體設(shè)備稱為主機(jī)

（Host）,一般可分為中心站（又稱為服務(wù)器）

和工作站（客戶機(jī)）兩類。

服務(wù)器是為網(wǎng)絡(luò)提供共享資源的基本設(shè)

備，在其上運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，是網(wǎng)絡(luò)鬢制的核

心。其工作速度、磁盤及內(nèi)存容量的指標(biāo)要求都

較高，攜帶的外部設(shè)備多且大翰為高級設(shè)備。

目工作站是網(wǎng)絡(luò)用戶入網(wǎng)操作的節(jié)點，有自己

的操作系統(tǒng)。用戶既可以通過運(yùn)行工作站上的網(wǎng)

上一頁絡(luò)軟件共享網(wǎng)絡(luò)上的公共資源，也可以不進(jìn)入網(wǎng)

下一頁絡(luò)，單獨(dú)工作。用作工作站的客戶機(jī)一般配置要

求不是很高，大多采用個人微機(jī)并攜帶相應(yīng)的外

結(jié)部設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀、鼠標(biāo)等。

58

10/4/16計算機(jī)文化基礎(chǔ)

7.2.2網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備

卡

網(wǎng)

線

集

器

繼

中

器

網(wǎng)

橋

器

路

由

目

機(jī)

交

換

上

-

下

網(wǎng)

關(guān)

幺

一

一

士

口

束

返

59

10/4/16