計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議

一，基本概念（1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在計算機網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)格式以及有關(guān)的同步問題1，定義：計算機網(wǎng)絡(luò)是由多個互連的結(jié)點組成，結(jié)點之間要不斷地交換數(shù)據(jù)和控制信息。為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、準則或約定即稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。2，組成：一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個要素組成（也可稱為關(guān)鍵要素）①語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式②語義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作及做出何種應(yīng)答③即事件實現(xiàn)順序的詳細說明3，分層的好處對于復雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其結(jié)構(gòu)最好采用層次式。分層可以有以下幾個好處：①各層之間是獨立的

②靈活性好③結(jié)構(gòu)上可分隔開④易于實現(xiàn)和維護⑤有利于標準化工作網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對計算機網(wǎng)絡(luò)是不可缺少的，一個功能完備的計算機網(wǎng)絡(luò)需要制定一套復雜的協(xié)議集，對于復雜的計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議最好的組織方式是層次結(jié)構(gòu)模型。我們將計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型和各層協(xié)議的集合定義為計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。換句話說，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是計算機網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)完成的功能的精確定義。體系結(jié)構(gòu)與其具體實現(xiàn)是不同的，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是抽象的，是對功能的精確描述，而實現(xiàn)是具體的是真正運行的硬件和軟件。（2）相關(guān)概念

下面介紹一些與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有關(guān)的相關(guān)的重要概念1，系統(tǒng)和實體系統(tǒng)也叫做網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或簡稱結(jié)點。是網(wǎng)絡(luò)中有自治能力的計算機或交換設(shè)備。實體包括硬件實體和軟件實體。是指每個層次中能夠發(fā)送和接受信息的任何東西。2，協(xié)議棧是指特定系統(tǒng)中所有層次的協(xié)議的列表

3，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指層次結(jié)構(gòu)與協(xié)議的集合

4，接口與服務(wù)

接口是相鄰兩層之間的邊界，底層通過接口為上層提供服務(wù)服務(wù)的使用者和提供者通過服務(wù)訪問點直接聯(lián)系所謂服務(wù)訪問點是指相鄰兩層實體之間通過接口調(diào)用服務(wù)或提供服務(wù)的聯(lián)系點

5，面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)服務(wù)分為面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)。面向連接的服務(wù)有一個面向連接的過程，這種服務(wù)可靠性高，而且保證數(shù)據(jù)順序傳輸。無連接的服務(wù)不需要維持連接，可靠性低，也不保證數(shù)據(jù)的傳輸順序。6，服務(wù)原語服務(wù)通常由一系列的服務(wù)原語來描述的，所謂原語就是不可再細分的意思7，服務(wù)訪問點服務(wù)訪問點是相鄰兩層實體之間通過接口調(diào)用服務(wù)方式或提供服務(wù)的聯(lián)系點8，協(xié)議數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元是對等實體之間通過協(xié)議傳送的單元位于不同系統(tǒng)的同一層次的實體叫做對等實體

9，接口數(shù)據(jù)單元接口數(shù)據(jù)單元又稱服務(wù)數(shù)據(jù)單元，是相鄰層之間通過接口傳遞的數(shù)據(jù)單元。10，服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系實體使用協(xié)議的最終目的是為了實現(xiàn)它所需提供的服務(wù)，每一層可以根據(jù)需要選擇和改變本層所使用的協(xié)議，而不影響高層軟件的實現(xiàn)3.2OSI參考模型

1，OSI參考模型的基本概念國際標準化組織ISO發(fā)布的最著名的標準是ISO/IEC7498，又稱為X.200建議,該體系結(jié)構(gòu)標準定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的七層框架,即ISO開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型.開放系統(tǒng)互聯(lián)參考描述了通過網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、信息或數(shù)據(jù)是如何從一臺計算機的一個應(yīng)用程序到達網(wǎng)絡(luò)中的另一臺計算機的一個應(yīng)用程序。開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標準，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的也遵循這同一標準的其他任何系統(tǒng)進行通信。國際互聯(lián)涉及到把兩個網(wǎng)絡(luò)連接在一起的問題。2，OSI參考模型在OSI參考模型中，計算機之間傳送信息的問題被分為7個較小的且更易于管理的問題。每一個小問題都是由模型中的一層來解決。把7個更小更易于管理的問題映射為不同的網(wǎng)絡(luò)功能叫分層。模型中的每一層都解決一個不同的問題OSI參考模型的底層（1-3）負責在網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)的傳送常常又把它們叫做介質(zhì)層。OSI參考模型的上層（4-7）在下3層進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕殖＝凶鲋鳈C層大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按7層實現(xiàn)主機層：保證主機之間精確的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)層：控制網(wǎng)絡(luò)上信息的物理傳輸3，OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)1，第7層應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI模型中最靠近用戶的一層，它為用戶的應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)它不同于其他層的地方就在于它不為OSI模型7層協(xié)議中任何其他層提供服務(wù)，但它為在OSI模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù)。

2，第6層表示層所謂表示層就是由一個端點用戶所產(chǎn)生的報文要在另一個端點用戶上表示出來的形式。表示層保證一個系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)出的信息被另一個系統(tǒng)的應(yīng)用層讀出。如果必要，表示層用一種通用的數(shù)據(jù)表示格式在多種數(shù)據(jù)之間進行轉(zhuǎn)換。3，第5層會話層會話層負責在應(yīng)用進程之間建立、組織和同步會話。解決應(yīng)用進程之間會話的許多具體問題。會話層為表示層提供服務(wù)，同時會話層也同步表示層實體之間的對話，管理它們之間的數(shù)據(jù)交換。4，第4層傳輸層傳輸層是整個協(xié)議層次結(jié)構(gòu)中最核心的一層，傳輸層把數(shù)據(jù)分段并且組裝成數(shù)據(jù)流，傳輸層為數(shù)據(jù)的傳輸提供服務(wù)

特別重要要的是：：網(wǎng)絡(luò)中中的數(shù)據(jù)據(jù)的可靠靠傳輸是是如何完完成的，，是傳輸輸層最關(guān)關(guān)心的問問題。為為了提供供可靠的的服務(wù)，，傳輸層層提供建建立、維維護和有有序地中中斷虛電電路，傳傳輸差錯錯校驗和和恢復以以及信息息流控制制機制。。5，第3層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層層網(wǎng)絡(luò)層是是一個復復雜的層層，它為為處在兩兩個不同同地理位位置上的的網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)中的的終端設(shè)設(shè)備之間間提供連連接和路路徑選擇擇6，第2層數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路層數(shù)據(jù)鏈路路層在物物理線路路上提供供可靠的的數(shù)據(jù)傳傳輸，因因此，數(shù)數(shù)據(jù)鏈路路層關(guān)心心的問題題包括物物理地址址、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)拓撲、、線路的的規(guī)劃等等7，第1層物物理層層物理層定定義了激激活，維維護和關(guān)關(guān)閉終端端用戶之之間電氣氣的、機機械的、過程程的和功功能的特特性。4，對等等通信在OSI參考模模型中，，兩個不不同的終終端系統(tǒng)統(tǒng)通信過過程，不不包括對對等層之之間的直直接通信信，為了了完成這這些任務(wù)務(wù)，它必必須使用用別的方方式和另另一個系系統(tǒng)中的的對等層層進行通通信。我們可為為每個對對等層協(xié)協(xié)議之間間要交換換的信息息單元起起一個統(tǒng)統(tǒng)一的名名字，叫叫協(xié)議數(shù)數(shù)據(jù)單元元5，數(shù)據(jù)據(jù)封裝為了理解解網(wǎng)絡(luò)中中的結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理，，用戶應(yīng)應(yīng)該記住住網(wǎng)絡(luò)中中的數(shù)據(jù)據(jù)都是從從源端發(fā)發(fā)出經(jīng)過過網(wǎng)絡(luò)傳傳送到目目的端。。在網(wǎng)絡(luò)中中發(fā)送的的信息叫叫做數(shù)據(jù)據(jù)或數(shù)據(jù)據(jù)包。如果一臺臺計算機機要發(fā)送送數(shù)據(jù)到到另一臺臺計算機機數(shù)據(jù)首首先必須須打包，，該過程程叫做封封裝。數(shù)據(jù)封封裝過過程（以發(fā)發(fā)送E-MAIL為為例））5個個轉(zhuǎn)換換步驟驟：1，生生成數(shù)數(shù)據(jù)2，打打包生生成端端到端端傳輸輸?shù)臄?shù)數(shù)據(jù)3，在在頭部部加入入網(wǎng)絡(luò)絡(luò)地址址4，把把物理理地址址加入入到數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路層層的數(shù)數(shù)據(jù)頭頭部5，把把信息息轉(zhuǎn)換換為比比特流流3.3TCP/IP參考考模型型1，發(fā)發(fā)展過過程INTERNET在在全世世界的的飛速速發(fā)展展與TCP/IP協(xié)協(xié)議應(yīng)應(yīng)用對對網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展都都有很很深的的影響響ARPANET是最最早出出現(xiàn)的的計算算機網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之之一，，現(xiàn)代代計算算機網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的很多多概念念和方方法都都是從從APRANET基基礎(chǔ)上上發(fā)展展出來來的最初ARPANET使用用的是是租用用線路路，當當衛(wèi)星星通信信系統(tǒng)統(tǒng)與通通信網(wǎng)網(wǎng)發(fā)展展起來來之后后，ARPANET最初初開發(fā)發(fā)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)協(xié)議使使用在在通信信可靠靠性較較差的的通信信子網(wǎng)網(wǎng)中出出現(xiàn)了了不少少問題題，這這就導導致了了新的的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議議TCP/IP的出出現(xiàn)雖然TCP協(xié)議議，IP協(xié)協(xié)議都都不是是OSI標標準，，但他他們是是目前前最流流行的的商業(yè)業(yè)化的的協(xié)議議，并并被公公認為為當前前的工工業(yè)標標準或或事實實上的的標準準。在TCP/IP協(xié)議議出現(xiàn)現(xiàn)之后后，出出現(xiàn)了了TCP/IP參考考模型型。TCP/IP參參考模模型最最早是是由KAHN在在1974年定定義的的，1985年年LEINER等人人進一一步對對它發(fā)發(fā)展了了研究究，1988年年CLARK在在參考考模型型出現(xiàn)現(xiàn)之后后對其其設(shè)計計思想想進行行了討討論①TCP/IP網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)議議TCP/IP（（傳輸輸控制制協(xié)議議/網(wǎng)網(wǎng)際協(xié)協(xié)議））網(wǎng)絡(luò)絡(luò)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)源于于美國國ARPANET工工程，，由它它的兩兩個主主要協(xié)協(xié)議即即TCP協(xié)協(xié)議和和IP協(xié)議議而得得名。。實際際上TCP/IP框框架包包含大大量的的協(xié)議議和應(yīng)應(yīng)用，，TCP/IP是多多個獨獨立定定義的的協(xié)議議的集集合，，簡稱稱TCP/IP協(xié)議議集。。②TCP/IP參考考模型型與層層次1，模模型分分析2，層層次主機-網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層：是TCP/IP參參考模模型的的最低低層，，負責責通過過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)發(fā)送送和接接受IP數(shù)數(shù)據(jù)報報。主主機-網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層也也稱為為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接口口層，，負責責將數(shù)數(shù)據(jù)包包送到到電纜纜上，，是實實際的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)硬件件接口口。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接接口層層協(xié)議議定義義了主主機如如何連連接到到網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，管管理著著特定定的物物理介介質(zhì)。?；ミB層層：主要要功能能是負負責將將源主主機的的報文文分組組發(fā)送送到目目的主主機，，源主主機與與目的的主機機可以以在一一個網(wǎng)網(wǎng)上，，也可可以在在不同同的網(wǎng)網(wǎng)上。。網(wǎng)絡(luò)絡(luò)互連連層是是TCP/IP模型型的關(guān)關(guān)鍵部部分，，它所所使用用的協(xié)協(xié)議是是IP協(xié)議議。它它把傳傳輸層層送來來的消消息組組裝成成IP數(shù)據(jù)據(jù)報文文，并并把IP數(shù)數(shù)據(jù)報報文傳傳遞給給主機機-網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層層傳輸層：TCP/IP參考模模型的傳輸輸層定義了了兩種協(xié)議議，即傳輸輸控制協(xié)議議（TCP）與用戶戶數(shù)據(jù)報協(xié)協(xié)議（UDP）應(yīng)用層：應(yīng)用層包括括了所有的的高層協(xié)議議，并且不不斷有新的的協(xié)議加入入。3.4OSI與TCP/IP的比較較1,模型對對比①OSI采用的是是七層模型型,而TCP/IP是四層結(jié)結(jié)構(gòu)(實際際上是三層層結(jié)構(gòu))②TCP/IP參參考模型的的網(wǎng)絡(luò)接口口層實際上上沒有真正正的定義,而OSI參考模型型不僅分了了兩層,,而且每一一層的功能能都很詳盡盡③TCP/IP參考考模型中,沒有了會會話層和表表示層④傳輸層層3.5NovellNetware參參考模模型目前使用最最多的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)模型還有有NOVELLNETWARE參考考模型1,NOVELLNETWARE與與OSI參參考模型對對比圖2,它使用用IPX/SPX協(xié)協(xié)議,該協(xié)協(xié)議專門為為局域網(wǎng)而而研制,是是NOVELLNETWARE體系系結(jié)構(gòu)中最最重要的協(xié)協(xié)議3.6局局域網(wǎng)協(xié)協(xié)議舉例1,NetBEUI協(xié)議這是網(wǎng)絡(luò)基基本輸入輸輸出系統(tǒng)擴擴展用戶接接口協(xié)議,通常用于于小于200臺計算算機的部門門級局域網(wǎng)網(wǎng)協(xié)議.它它不具備跨跨網(wǎng)段工作作的功能,也就是不不具備路由由功能,因因此不具備備組建大型型網(wǎng)絡(luò)的能能力.2,IPX/SPX協(xié)議IPX/IP協(xié)議它它具有強大大的路由功功能,可以以連接多個個網(wǎng)段適合大型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)使用,IPX協(xié)協(xié)議不能保保證數(shù)據(jù)被被有序和正正確地傳輸輸?shù)浇邮辗椒?它是一一種無連接接的服務(wù),SPX會會檢測數(shù)據(jù)據(jù)包是否被被正確和完完整地傳輸輸?shù)搅私邮帐辗?是一一個面向連連接的協(xié)議議.補充:操作作題目1,協(xié)議的的安裝2,協(xié)議的的綁定9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。20:49:3420:49:3420:4912/29/20228:49:34PM11、以我我獨沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2220:49:3420:49Dec-2229-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。20:49:3420:49:3420:49Thursday,December29,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2220:49:3420:49:34December29,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。29十二月月20228:49:34下午20:49:3412月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月228:49下下午午12月月-2220:49December29,202216、行動出成成果，工作作出財富。。。2022/12/2920:49:3420:49:3429December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點的射線線向前。。8:49:34下午8:49下下午20:49:3412月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功??！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。20:49:3420:49:3420:4912/29/20228:49:34PM11、成成功功就就是是日日復復一一日日那那一一點點點點小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2220:49:3420:49Dec-2229-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。20:49:3420:49:3420:49Thursday,December29,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2220:49:3420:49:34December29,202214、意志志堅強強的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥塊一一樣任任意揉揉捏。。29十十二二月20228:49:34下下午20:49:3412月月-2215、楚塞三湘接接，荊門九派派通。。。十二月228:49下下午12月-2220:49December29,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/2920:49:3420:49:3429December202217、空山新新雨后，，天氣晚晚來秋。。。8:49:34下午午8:49下午午20:49:3412月-229、楊柳散和和風，青山山澹吾慮。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、閱閱讀讀一一切切好好書書如如