Ⅰ 計算機網路的組成和體系結構
一、計算機網路的基本組成
計算機網路是一個很復雜的系統,它由許多計算機軟體、硬體和通信設備組合而成。下面對一個計算機網路所需的主要部分,即伺服器、工作站、外圍設備、網路軟體作簡要介紹。
1.伺服器(Server)
在計算機網路中,伺服器是整個網路系統的核心,一般是指分散在不同地點擔負一定數據處理任務和提供資源的計算機,它為網路用戶提供服務並管理整個網路,它影響著網路的整體性能。一般在大型網路中採用大型機、中型機和小型機作為網路伺服器,可保證網路的可靠性。對於網點不多,網路通信量不大,數據安全性要求不太高的網路,可以選用高檔微機作網路伺服器。根據伺服器在網路中擔負的網路功能的不同,又可分為文件伺服器、通信伺服器和列印伺服器等。在小型區域網中,最常用的是文件伺服器。一般來說網路越大、用戶越多、伺服器負荷越大,對伺服器性能要求越高。
2.工作站(Workstation)
工作站有時也稱為「節點」或「客戶機(Client)」,是指通過網路適配器和線纜連接到網路上的計算機,是網路用戶進行信息處理的個人計算機。它和伺服器不同,伺服器是為整個網路提供服務並管理整個網路,而工作站只是一個接入網路的設備,它保持原有計算機的功能,作為獨立的計算機為用戶服務,同時又可按一定的許可權訪問伺服器,享用網路資源。
工作站通常都是普通的個人計算機,有時為了節約經費,不配軟、硬碟,稱為「無盤工作站」。
3.網路外圍設備
是指連接伺服器和工作站的一些連線或連接設備,如同軸電纜、雙絞線、光纖等傳輸介質,網卡(NIC)、中繼器(Repeater)、集線器(Hub)、交換機(Switch)、網橋(Bridge)等,又如用於廣域網的設備:數據機(Modem)、路由器(Router)、網關(Gateway)等,介面設備:T型頭、BNC連接器、終端匹配器、RJ45頭、ST頭、SC頭、FC頭等。
4.網路軟體
前面介紹的都是網路硬體設備。要想網路能很好地運行,還必須有網路軟體。
通常網路軟體包括網路操作系統(NOS)、網路協議軟體和網路通信軟體等。其中,網路操作系統是為了使計算機具備正常運行和連接上網的能力,常見的網路操作系統有UNIX、Linux、Novell Netware、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows XP等;網路協議軟體是為了各台計算能使用統一的協議,可以看成是計算機之間相互會話使用的語言;而運用協議進行實際的通信則是由通信軟體完成的。
網路軟體功能的強弱直接影響到網路的性能,因為網路中的資源共享、相互通信、訪問控制和文件管理等都是通過網路軟體實現的。
二、計算機網路的拓撲結構
所謂計算機網路的拓撲結構是指網路中各結點(包括連接到網路中的設備、計算機)的地理分布和互連關系的幾何構形,即網路中結點的互連模式。
網路的拓撲結構影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等指標,常見的網路拓撲結構有匯流排型、星型、環型等,通過使用路由器和交換機等互連設備,可在此基礎上構建一個更大網路。
1.匯流排型
在匯流排型結構中,將所有的入網計算機接入到一條通信傳輸線上,為防止信號反射,一般在匯流排兩端連有終端匹配器如圖6-1(a)。匯流排型結構的優點是信道利用率高,可擴充性好,結構簡單,價格便宜。當數據在匯流排上傳遞時,會不斷地「廣播」,第一節點均可收到此信息,各節點會對比數據送達的地址與自己的地址是否相同,若相同,則接收該數據,否則不必理會該數據。缺點是同一時刻只能有兩個網路結點在相互通信,網路延伸距離有限,網路容納的節點數有限。在匯流排上只要有一個結點連接出現問題,會影響整個網路運行,且不易找到故障點。
圖6-1 網路拓撲結構
2.星型
在星型結構中,以中央結點為中心,其他結點都與中央結點相連。每台計算機通過單獨的通信線路連接到中央結點,由該中央結點向目的結點傳送信息,如圖6-1(b),因此,中央結點必須有較強的功能和較高的可靠性。
在已實現的網路拓撲結構中,這是最流行的一種。跟匯流排型拓撲結構相比,它的主要的優勢是一旦某一個電纜線段被損壞了,只有連接到那個電纜段的主機才會受到影響,結構簡單,建網容易,便於管理。缺點是該拓撲是以點對點方式布線的,故所需線材較多,成本相對較高,此外中央結點易成為系統的「瓶頸」,且一旦發生故障,將導致全網癱瘓。
3.環型
在環型結構中,如圖6-1(c)所示,各網路結點連成封閉環路,數據只能是單向傳遞,每個收到數據包的結點都向它的下一結點轉發該數據包,環游一圈後由發送結點回收。當數據包經過目標結點時,目標結點根據數據包中的目標地址判斷出是自己接收,並把該數據包拷貝到自己的接收緩沖中。
環型拓撲結構的優點是:結構簡單,網路管理比較簡單,實時性強。缺點是:成本較高,可靠性差,網路擴充復雜,網路中若有任一結點發生故障都會使整個網路癱瘓。
三、計算機網路的體系結構
要弄清網路的體系結構,需先弄清網路協議是什麼。
網路協議是兩台網路上的計算機進行通信時使用的語言,是通信的規則和約定。為了在網路上傳輸數據,網路協議定義了數據應該如何被打成包、並且定義了在接收數據時接收計算機如何解包。在同一網路中的兩台計算機為了相互通信,必須運行同一協議,就如同兩個人交談時,必須採用對方聽得懂的語言和語速。
由於網路結點之間的連接可能是很復雜的,因此,為了減少協議設計的復雜性,在制定協議時,一般把復雜成分分解成一些簡單成分,再將它們復合起來,而大多數網路都按層來組織,並且規定:(1)一般是將用戶應用程序作為最高層,把物理通信線路作為最低層,將其間再分為若干層,規定每層處理的任務,也規定每層的介面標准;(2)每一層向上一層提供服務,而與再上一層不發生關系;(3)每一層可以調用下一層的服務傳輸信息,而與再下一層不發生關系。(4)相鄰兩層有明顯的介面。
除最低層可水平通信外,其他層只能垂直通信。
層和協議的集合被稱為網路的體系結構。為了幫助大家理解,我們從現實生活中的一個例子來理解網路的層次關系。假如一個只懂得法語的法國文學家和一個只懂得中文的中國文學家要進行學術交流,那麼他們可將論文翻譯成英語或某一種中間語言,然後交給各自的秘書選一種通信方式發給對方,如圖6-2所示。
圖6-2 中法文學家學術交流方式
下面介紹兩個重要的網路體系結構:OSI參考模型和TCP/IP參考模型。
1.OSI參考模型
由於世界各大型計算機廠商推出各自的網路體系結構,不同計算機廠商的設備相互通信困難。為建立更大范圍內的計算機網路,必然要解決異構網路的互連,因而國際標准化組織ISO於1977年提出「開放系統互連參考模型」,即著名的OSI(Open system interconnection/Reference Model)。它將計算機網路規定為物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層等七層,受到計算機界和通信界的極大關注。
2.TCP/IP參考模型
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet protocol)協議是Internet使用的通信協議,由ARPANET研究中心開發。TCP/IP是一組協議集(Internet protocol suite),而TCP、IP是該協議中最重要最普遍使用的兩個協議,所以用TCP/IP來泛指該組協議。
TCP/IP協議的體系結構被分為四層:
(1)網路介面層 是該模型的最低層,其作用是負責接收IP數據報,並通過網路發送出去,或者從網路上接收網路幀,分離IP數據報。
(2)網路層 IP協議被定義駐留在這一層中,它負責將信息從一台主機傳到指定接收的另一台主機。主要功能是:定址、打包和路由選擇。
(3)傳輸層 提供了兩個協議用於數據傳輸,即傳輸控制協議TCP和通用數據協議UDP,負責提供准確可靠和高效的數據傳送服務。
(4)應用層 位於TCP/IP最高層,為用戶提供一組常用的應用程序協議。例如:簡單郵件傳輸協議SMTP、文件傳協議FTP、遠程登錄協議Telnet、超文本傳輸協議HTTP(該協議是後來擴充的)等。隨著Internet的發展,又開發了許多實用的應用層協議。
圖6-3是TCP/IP模型和OSI模型的簡單比較:
圖6-3 TCP/IP模型和OSI模型的對比
Ⅱ 什麼是計算機網路體系結構 包括哪些內容
計算機網路體系結構可以從網路體系結構、網路組織、網路配置三個方面來描述,網路組織是從網路的物理結構和網路的實現兩方面來描述計算機網路,網路配置是從網路應用方面來描述計算機網路的布局,硬體、軟體和通信線路來描述計算機網路,網路體系結構是從功能上來描述計算機網路結構。
它是一個分層次的模塊式結構。
從宏觀角度著重剖析了它們之間的聯系,數據通信原理,各層的數據傳輸單元,各層數據封裝原理,以及共同的各層主要功能,各層主要功能實現原理、主要通信協議,以及相關的計算機網路基礎知識。
相互通信的兩個計算機系統必須高度協調工作才行,而這種「協調」是相當復雜的。
「分層」可將龐大而復雜的問題,轉化為若干較小的局部問題,而這些較小的局部問題就比較易於研究和處理。
(2)計算機網路體系結構的標准化包括擴展閱讀:
網路體系結構的設計考慮:
層次之間的先後次序、任務是按照什麼先後順序來完成、層次之間的通信介面、任務的每個步驟之間如何協調
網路體系結構分層的好處:
促進標准化、各層相互獨立,技術升級和擴展靈活性好、便於方案設計和維護
Ⅲ 計算機網路發展經過哪幾個階段各有什麼特點
1. 第一階段:誕生階段s(7|4
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20世紀60年代中期之前的第一代計算機網路是以單個計算機為中心的遠程聯機系統。典型應用是由一台計算機和全美范圍內2 000多個終端組成的飛機定票系統。終端是一台計算機的外部設備包括顯示器和鍵盤,無CPU和內存。PV'v
隨著遠程終端的增多,在主機前增加了前端機(FEP)。當時,人們把計算機網路定義為「以傳輸信息為目的而連接起來,實現遠程信息處理或進一步達到資源共享的系統」,但這樣的通信系統已具備了網路的雛形。u,n,
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2. 第二階段:形成階段R%
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20 世紀60年代中期至70年代的第二代計算機網路是以多個主機通過通信線路互聯起來,為用戶提供服務,興起於60年代後期,典型代表是美國國防部高級研究計劃局協助開發的ARPANET。主機之間不是直接用線路相連,而是由介面報文處理機(IMP)轉接後互聯的。IMP和它們之間互聯的通信線路一起負責主機間的通信任務,構成了通信子網。通信子網互聯的主機負責運行程序,提供資源共享,組成了資源子網。這個時期,網路概念為「以能夠相互共享資源為目的互聯起來的具有獨立功能的計算機之集合體」,形成了計算機網路的基本概念。`
3. 第三階段:互聯互通階段,F?
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20 世紀70年代末至90年代的第三代計算機網路是具有統一的網路體系結構並遵循國際標準的開放式和標准化的網路。ARPANET興起後,計算機網路發展迅猛,各大計算機公司相繼推出自己的網路體系結構及實現這些結構的軟硬體產品。由於沒有統一的標准,不同廠商的產品之間互聯很困難,人們迫切需要一種開放性的標准化實用網路環境,這樣應運而生了兩種國際通用的最重要的體系結構,即TCP/IP體系結構和國際標准化組織的OSI體系結構。rMUJ
4. 第四階段:高速網路技術階段'
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20世紀90年代末至今的第四代計算機網路,由於區域網技術發展成熟,出現光纖及高速網路技術,多媒體網路,智能網路,整個網路就像一個對用戶透明的大的計算機系統,發展為以Internet為代表的互聯網。{
Ⅳ 計算機網路結構體系有哪些
計算機網路體系結構:是指計算機網路層次結構模型和各層協議的集合。它廣泛採用的是國際標准化組織(ISO)在1979年提出的開放系統互連(OSI-Open System Interconnection)的參考模型。OSI參考模型用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構,它的規范對所有的廠商是開放的,具有知道國際網路結構和開放系統走向的作用。它直接影響匯流排、介面和網路的性能。目前常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。從網路互連的角度看,網路體系結構的關鍵要素是協議和拓撲。
Ⅳ 計算機網路發展可分為幾個階段每個階段各有什麼特點
1.
面向終端的計算機網路,特點是由單個具有自主處理功能的計算機和多個沒有自主處理功能的終端組成網路。
2.
計算機-計算機網路,特點是由具有自主處理功能的多個計算機信亮組成獨立的網路系統。
3.
開放式標准化網路,特點是由多個計算機組成容易實現網路之間互相連接的開放式網路系統。
4.
網際網路的廣泛應用與高速網路技術的發展,特點是網路系統具備高度的可靠性與完善的管理機制,網路覆蓋范圍廣泛。
計算機網路的歷史:
Internet的最早起源於美國國防部高級研究計劃署DARPA(Defence
Advanced
Research
Projects
Agency)的前身ARPAnet,該網於1969年投入使用。由此,ARPAnet成為現代計算機網路誕生的標志。
從六十年代起,由ARPA提供經費,聯合計算機公司和大學共同研製而發展起來的ARPAnet網路。最初,ARPAnet主要是用於軍事研究目的,它主要是基於這樣的指導思想:網路必須經受得住故障的考驗而維持正常的工作,一旦發生戰爭升者,當網路的某一部分因遭受攻擊而失去工作能力時,網路的其他部分應能維持正常的通信工作。ARPAnet在技術上的另一個重大貢獻是TCP/IP協議簇的開發和利用。作為Internet的早期骨幹網,ARPAnet的試驗並奠定了Internet存在和發展的基礎,較好地解決了異種機網路互聯的一系列理論和技術問題。
計算機網路體系結構標准化:
隨著計算機網路技術的飛速發展,計算機網路的逐漸普及,各種計算機網路怎麼連接起來就顯得相當的復雜,因此需要把計算機網路形成一個統一的標准,使之更好的連接,因為網路體系結構標准化就顯得相當重要,在這樣的背景下形成了體系結構標准化的計算機網路.
為什麼要使計算機結構標准化呢,有兩個原因,第一個就是因為為了使不同設備之間的兼容性和互操作性更加緊密.第二個就是因為體系結構標准化是為了更好的實現計算機網路的資源共享,所以計算機網路體系結構標准化具有相當吵坦薯重要的作用.
Ⅵ 計算機網路體系結構是指什麼
本教程操作環境:windows7系統、Dell G3電腦。
計算機網路體系結構
計算機網路體系結構是指計算機網路層次結構模型,它是各層的協議以及層次喚耐畝之間的埠的集合。在計算機網路中實現通信必須依靠網路通信協議,目前廣泛採用的是國際標准化組織(ISO)1997年提出的開放系統互聯(Open System Interconnection,OSI)參考模型,習慣上稱為ISO/OSI參考模型。
簡介
計算機網路結構可以從網路體系(Network Architecture)結構,網路組織和網路配置三個方面來描畝賀述。網路體系結構是從功能上來描述,指計算機網路層次結構模型和各層協議的集合;網路組織是從網路的物理結構和網路的實現兩方面來描述;網路配置是從網路應用方面來描述計算機網路的布局、硬體、軟體和通信線路。
計算機網路體系結和森構是計算機網路及其部件所應該完成功能的精確定義。這些功能究竟由何種硬體或軟體完成,是遵循這種體系結構的。體系結構是抽象的,實現是具體的,是運行在計算機軟體和硬體之上的。
世界上第一個網路體系結構是美國IBM公司於1974年提出的,它取名為系統網路體系結構SNA(System Network Architecture)。凡是遵循SNA的設備就稱為SNA設備。這些SNA設備可以很方便地進行互連。此後,很多公司也紛紛建立自己的網路體系結構,這些體系結構大同小異,都採用了層次技術。
Ⅶ 計算機網路理論的網路體系結構
計算機網路體系結構是一組用於規劃、設計、組建計算機網路所需遵循的原則和依據,包括層次結構、功能劃分、協議規范、過程描述等內容。對計算機網路發展最有影響的網路體系結構是國際標准化組織(ISO)建議的開放系統互連(OSI)參考模型 。它是通過體系模型、服務定義和協議規范3 個抽象級別,逐步深入、逐步細化加以制定和描述的。體系結構模型是OSI 最高級別的抽象,它從功能和概念級上建造了一個抽象的、具有層次結構的體系模型,刻畫了開放系統的整體性能 、結構要素 、行為特徵、層次關系 、數據格式等內容 。OSI 體系結構模型由應用層、表示層、會話層、運輸層、網路層、數據鏈路層和物理層等7層組成。服務定義是OSI低一級別的抽象,它更詳細地定義每層提供的服務,規定各層的外特性和層間抽象介面,但不涉及是否實現和如何實現的細節。協議規范是 OSI最低級別的抽象,它精確地定義某層實體為了協同工作和交互活動所需傳送控制信息的語義和語法,以及採用什麼樣的規程去分析、解釋和加工它們。體系結構模型進一步發展趨向是研究、制定網路應用體系結構模型,目的是為網路用戶創造良好的運行環境和開發環境。例如,一些網路專家在 OSI模型的基礎上,提出開放應用體系結構(OAA)模型的設想。OAA由操作環境和開發維護環境兩部分組成。
Ⅷ 計算機網路體系分為哪四層
1.、應用層
應用層對應於OSI參考模型的高層,為用戶提供所需要的各種服務,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等.
2.、傳輸層
傳輸層對應於OSI參考模型的傳輸層,為應用層實體提供端到端的通信功能,保證了數據包的順序傳送及數據的完整性。該層定義了兩個主要的協議:傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP).
TCP協議提供的是一種可靠的、通過「三次握手」來連接的數據傳輸服務;而UDP協議提供的則是不保證可靠的(並不是不可靠)、無連接的數據傳輸服務.
3.、網際互聯層
網際互聯層對應於OSI參考模型的網路層,主要解決主機到主機的通信問題。它所包含的協議設計數據包在整個網路上的邏輯傳輸。注重重新賦予主機一個IP地址來完成對主機的定址,它還負責數據包在多種網路中的路由。
該層有三個主要協議:網際協議(IP)、互聯網組管理協議(IGMP)和互聯網控制報文協議(ICMP)。
IP協議是網際互聯層最重要的協議,它提供的是一個可靠、無連接的數據報傳遞服務。
4.、網路接入層(即主機-網路層)
網路接入層與OSI參考模型中的物理層和數據鏈路層相對應。它負責監視數據在主機和網路之間的交換。事實上,TCP/IP本身並未定義該層的協議,而由參與互連的各網路使用自己的物理層和數據鏈路層協議,然後與TCP/IP的網路接入層進行連接。地址解析協議(ARP)工作在此層,即OSI參考模型的數據鏈路層。
(8)計算機網路體系結構的標准化包括擴展閱讀:
OSI將計算機網路體系結構(architecture)劃分為以下七層:
物理層: 將數據轉換為可通過物理介質傳送的電子信號相當於郵局中的搬運工人。
數據鏈路層: 決定訪問網路介質的方式。
在此層將數據分幀,並處理流控制。本層指定拓撲結構並提供硬體定址,相當於郵局中的裝拆箱工人。
網路層: 使用權數據路由經過大型網路 相當於郵局中的排序工人。
傳輸層: 提供終端到終端的可靠連接 相當於公司中跑郵局的送信職員。
會話層: 允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接 相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書。
表示層: 協商數據交換格式 相當公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理。
應用層: 用戶的應用程序和網路之間的介面老闆。
Ⅸ 計算機網路由幾部分組成各有什麼功能
計算機網路通常由三個部分組成,它們是資源子網、通信子網和通信協議。
所謂通信子網就是計算機網路中負責數據通信的部分;資源子網是計算機網路中面向用戶的部分,負責全網路面向應用的數據處理工作;而通信雙方必須共同遵守的規則和約定就稱為通信協議,它的存在與否是計算機網路與一般計算機互連系統的根本區別。
(9)計算機網路體系結構的標准化包括擴展閱讀:
一般地說,將分散的多台計算機、終端和外部設備用通信線路互聯起來,彼此間實現互相通信,並且計算機的硬體、軟體和數據資源大家都可以共同使用,實現資源共享的整個系統就叫做計算機網路。
連入網上的每台計算機本身都是一台完整獨立的設備。它自己可以獨立工作。例如 們可以對它進行啟動、運行和停機等操作。 們還可以通過網路去使用網路上的另外一台計算機。
計算機之間可以用雙絞線、電話線、同軸電纜和光纖等有線通信,也可以使用微波、衛星等無線媒體把它們連接起來。
參考資料:計算機網路系統_網路
Ⅹ 計算機網路體系結構的標准有哪些
計算機網路體系結構是指計算機網路層次結構模型,它是各層的協議以及層次之間的埠的集合。在計算機網路中實現通信必須依靠網路通信協議,目前廣泛採用的是國際標准化組織(ISO)1997年提出的開放系統互聯(Open System Interconnection,OSI)參考模型,習慣上稱為ISO/OSI參考模型。
計算機網路體系結構的標准
由國際化標准組織ISO制定的網路體系結構國際標準是 OSI七層模型,但實際中應用最廣泛的是 TCP/IP體系結構。換句話說,OSI七層模型只是理論上的、官方制定的國際標准,而TCP/IP體系結構才是事實上的國際標准。這看起來是不可理喻的,但這卻是實際存在的,是一些歷史原因造成的,無疑這些原因又是復雜的。
OSI標準的制定者以專家、學者為主,他們缺乏實際經驗和商業驅動力,並且OSI標准自身運行效率也不怎麼好。與此同時,由於Inernet在全世界覆蓋了相當大的范圍,並且佔領市場的標準是TCP/IP體系結構,因此導致OSI標准沒有市場背景,也就只是理論上的成果,並沒有過多地應用於實踐。