計算機網(wǎng)絡(luò)原理第八章

計算機網(wǎng)絡(luò)原理第八章計算機網(wǎng)絡(luò)概述物理層原理與技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層原理與技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層原理與技術(shù)傳輸層原理與技術(shù)應(yīng)用層原理與技術(shù)contents目錄計算機網(wǎng)絡(luò)概述CATALOGUE01計算機網(wǎng)絡(luò)是由一組自主的計算機互聯(lián)形成的系統(tǒng)，這些計算機可以通過網(wǎng)絡(luò)共享資源、傳遞信息。定義從20世紀60年代的ARPANET開始，經(jīng)歷了分組交換網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等階段，逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)今的互聯(lián)網(wǎng)。發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）；根據(jù)傳輸技術(shù)可分為廣播式網(wǎng)絡(luò)和點對點網(wǎng)絡(luò)。常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀型等，不同的拓撲結(jié)構(gòu)具有不同的特點和適用場景。計算機網(wǎng)絡(luò)的分類與拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機之間通信的規(guī)則和約定，包括語法、語義和時序三個要素。常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有TCP/IP、HTTP、FTP等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)和各層協(xié)議的集合。OSI七層模型（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）和TCP/IP四層模型（網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層）是兩種典型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)物理層原理與技術(shù)CATALOGUE02物理層的基本概念物理層是計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的最低層，負責(zé)在傳輸介質(zhì)上實現(xiàn)無結(jié)構(gòu)比特流的透明傳輸，為數(shù)據(jù)鏈路層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。物理層的功能物理層的主要功能包括物理連接的建立、維持與釋放，物理層服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸，以及物理層管理。物理層的基本概念與功能

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由信源、信宿、信道以及傳輸介質(zhì)等組成，其中信道是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐罚瑐鬏斀橘|(zhì)則是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砻浇?。?shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式包括并行通信與串行通信、同步通信與異步通信、單工、半雙工與全雙工通信等。數(shù)據(jù)編碼技術(shù)為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院陀行?，需要對?shù)據(jù)進行編碼。常見的編碼技術(shù)包括不歸零編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼等。物理層設(shè)備物理層設(shè)備主要包括中繼器、集線器等，用于擴展網(wǎng)絡(luò)傳輸距離和提供多端口連接服務(wù)。物理層接口物理層接口定義了物理層設(shè)備與傳輸介質(zhì)之間的連接方式和電氣特性。常見的物理層接口包括RJ-45接口、光纖接口等。物理層標準為了保證不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備能夠互聯(lián)互通，國際標準化組織制定了一系列物理層標準，如EIA/TIA-568標準、IEEE802.3標準等。這些標準規(guī)定了物理層的電氣特性、機械特性、功能特性以及規(guī)程特性等。物理層設(shè)備與接口數(shù)據(jù)鏈路層原理與技術(shù)CATALOGUE03數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層是計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的一層，位于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間，負責(zé)建立、管理和釋放數(shù)據(jù)鏈路，以及實現(xiàn)相鄰節(jié)點間的可靠數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能包括鏈路管理、幀同步、差錯控制、流量控制等，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念與功能數(shù)據(jù)鏈路層采用各種差錯控制技術(shù)，如奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗（CRC）等，以檢測并糾正傳輸過程中的錯誤。差錯控制流量控制是數(shù)據(jù)鏈路層的重要功能之一，用于防止發(fā)送方過快地發(fā)送數(shù)據(jù)，確保接收方能夠及時處理接收到的數(shù)據(jù)。常見的流量控制方法包括停止-等待協(xié)議、滑動窗口協(xié)議等。流量控制差錯控制與流量控制數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)定了相鄰節(jié)點間如何進行通信和數(shù)據(jù)傳輸。常見的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議包括PPP（點對點協(xié)議）、HDLC（高級數(shù)據(jù)鏈路控制）等。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備主要包括網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡）、網(wǎng)橋（Bridge）、交換機（Switch）等。這些設(shè)備在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)，提供不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的連接和通信。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議與設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層原理與技術(shù)CATALOGUE04網(wǎng)絡(luò)層的基本概念與功能網(wǎng)絡(luò)層的基本概念網(wǎng)絡(luò)層是OSI七層模型中的第三層，負責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包，提供路由選擇和邏輯地址尋址等功能。網(wǎng)絡(luò)層的功能網(wǎng)絡(luò)層的主要功能包括路由選擇、擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等，確保數(shù)據(jù)能夠在網(wǎng)絡(luò)中可靠、高效地傳輸。路由選擇與擁塞控制路由選擇是指網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)路由表信息，將數(shù)據(jù)包從源主機傳輸?shù)侥康闹鳈C的過程。路由選擇算法是網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)之一，常見的路由選擇算法有最短路徑算法、洪泛算法等。路由選擇擁塞控制是指網(wǎng)絡(luò)層在傳輸數(shù)據(jù)時，通過一定的機制避免或減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。常見的擁塞控制算法有慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)等。擁塞控制VS網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是規(guī)定網(wǎng)絡(luò)層如何進行數(shù)據(jù)傳輸和交互的一組規(guī)則和標準。常見的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有IP協(xié)議、ICMP協(xié)議、IGMP協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備是指在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和交互的設(shè)備，如路由器、交換機等。這些設(shè)備根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議進行工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由、轉(zhuǎn)發(fā)和過濾等功能。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議與設(shè)備傳輸層原理與技術(shù)CATALOGUE05傳輸層是計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中負責(zé)端到端通信的一層，它向應(yīng)用層提供可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，同時屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。傳輸層的主要功能包括建立、管理和終止會話，數(shù)據(jù)分段與重組，流量控制，差錯控制等。通過這些功能，傳輸層確保了數(shù)據(jù)的可靠傳輸和高效利用網(wǎng)絡(luò)資源。傳輸層的基本概念傳輸層的功能傳輸層的基本概念與功能傳輸層協(xié)議常見的傳輸層協(xié)議包括TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）。TCP提供面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而UDP則提供無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。服務(wù)質(zhì)量傳輸層協(xié)議通過一系列機制來保障服務(wù)質(zhì)量，如TCP的擁塞控制機制、重傳機制等。這些機制確保了數(shù)據(jù)的可靠傳輸和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。傳輸層協(xié)議與服務(wù)質(zhì)量傳輸層設(shè)備在傳輸層中，常見的設(shè)備包括路由器、交換機等。這些設(shè)備負責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和交換，確保數(shù)據(jù)能夠正確地到達目的地。要點一要點二傳輸層接口傳輸層向上提供了一組接口供應(yīng)用層調(diào)用，這些接口包括套接字（socket）等。通過這些接口，應(yīng)用層可以方便地使用傳輸層提供的服務(wù)進行通信。同時，傳輸層也向下與網(wǎng)絡(luò)層進行交互，調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)來完成數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層設(shè)備與接口應(yīng)用層原理與技術(shù)CATALOGUE06應(yīng)用層的基本概念應(yīng)用層是計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的最高層，負責(zé)為用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。它通過應(yīng)用層協(xié)議與傳輸層進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換。數(shù)據(jù)處理對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行處理，如壓縮、加密、編碼等，以滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蟆?yīng)用層的功能應(yīng)用層的主要功能包括以下幾個方面會話管理負責(zé)建立、管理和終止網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用會話，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。用戶接口為用戶提供友好的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口，方便用戶與網(wǎng)絡(luò)進行交互。同步與協(xié)同在多用戶、多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，實現(xiàn)不同用戶和應(yīng)用之間的同步與協(xié)同工作。應(yīng)用層的基本概念與功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是指基于計算機網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用程序，如電子郵件、遠程登錄、文件傳輸、萬維網(wǎng)等。這些應(yīng)用程序通過應(yīng)用層協(xié)議與傳輸層進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是指為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供的各種服務(wù)，如域名解析、文件共享、打印服務(wù)等。這些服務(wù)通常由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)或?qū)ｉT的服務(wù)器提供，為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供必要的支持和保障。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與服務(wù)應(yīng)用層協(xié)議是定義在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間傳輸數(shù)據(jù)時所遵循的規(guī)則和標準的集合。常見的應(yīng)用層協(xié)議包括HTTP、FTP、SMTP、DNS等。這些協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)的格式、傳輸方式、錯誤處理等方面的內(nèi)容，確保網(wǎng)絡(luò)應(yīng)