❶ 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
❷ 典型的計算機網路體系結構有哪些
OSI七層模型、TCP/IP四層模型、五層體系結構
一、OSI七層模型
OSI七層協議模型主要是:應用層(Application)、表示層(Presentation)、會話層(Session)、傳輸層(Transport)、網路層(Network)、數據鏈路層(DataLink)、物理層(Physical)。
二、TCP/IP四層模型
TCP/IP是一個四層的體系結構,主要包括:應用層、運輸層、網際層和網路介面層。從實質上講,只有上邊三層,網路介面層沒有什麼具體的內容。
三、五層體系結構
五層體系結構包括:應用層、運輸層、網路層、數據鏈路層和物理層。五層協議只是OSI和TCP/IP的綜合,實際應用還是TCP/IP的四層結構。為了方便可以把下兩層稱為網路介面層。
(2)計算機網路結構兩層擴展閱讀:
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。
❸ 計算機網路的結構包括哪兩部分
通信子網和資源子網.
通信子網實現網路通信功能,包括數據的加工、傳輸和交換等通信處理工作。即將一個主計算機的信息傳送給另一個主計算機。通信子網主要包括交換機、路由器、網橋、中繼器、集線器、網卡和纜線等設備及相關軟體。
資源子網實現資源共享功能,包括數據處理、提供網路資源和網路服務。資源子網主要包括主機及其外設、伺服器、工作站、網路列印機和其他外設及其相關軟體。計算機網路連接的計算機系統可以是巨型機、大型機、小型機、工作站、微型機或其他數據終端設備。
❹ 計算機網路的體系結構主要有哪兩種結構其主要分為哪些層次
ICP/IP協議分為:網路介面層,網際網層(IP層),傳輸層,應用層等四個層次。 作用: 1。網路介面層:接收IP數據並通過特定的網路進行傳輸,或從網路上接收物理幀,抽取IP數據報並轉交給網際層。 2。網際網層(IP層):該層負責相同或不同網路中計算機之間的通信,主要處理數據和路由。 3。傳輸層:主要功能是數據格式化、數據確認和丟失重傳等。 4。應用層:向用戶提供一組常用的應用層協議。 查看原帖>>
❺ 什麼是分層網路體系結構分層的含義是什麼
指的是將系統的組件分隔到不同的層中,每一層中的組件應保持內聚性,並且應大致在同一抽象級別;每一層都應與它下面的各層保持鬆散耦合。
分層架構的優點
1、開發人員的專業分工,專注理解某一層。由於某一層僅僅調用其相鄰下一層所提供的程序介面,只需要本層的介面和相鄰下一層的介面定義清晰完整,開發人員在開發某一層時就可以像關注集中於這一層所用的功能和技術。
2、可以很容易用新的實現來替換原有層次的實現。 只要前後提供的服務(介面)相同,即可替換。系統開發過程中,功能需求不斷變化,我們可以替換現有的層次以滿足新的需求變化。
3、降低了系統間的依賴。 比如業務邏輯層中的業務發生變化, 其他兩層即表現層以及數據訪問層程序也不需要變化。這大大降低了系統各層之間的依賴。
4、有利於復用。充分利用現有的功能程序組件,將已經辨識的具有相對獨立功能的層應用於新系統的開發,保證新系統開發的過程中,能夠將重點集中於辨識和實現應用系統特有的業務功能,最終縮短系統開發周期,提高系統的質量。
分層思想
分層是基於面向對象上的,是更高層次上的設計理念。在軟體開發技術的發展過程中,出現了很多優秀的思想與模式。這些思想和模式凝結了無數程序設計人員的實踐經驗和智慧,是軟體開發領域的精華。這其中有很多思想對分層架構設計有著重要的指導作用。
分層架構的弊端
1、級聯修改問題。一些復雜的業務中,由於業務流程發生變化,為了這個變化所有層都需要修改。
2、性能問題。本來是直接簡單的操作,需要在整個系統中層層傳遞,勢必造成性能的下降,同時也加大的開發的復雜度。
從上面的分析可以看出, 分層架構設計有許多優點同樣存在不足,在實際使用過程中,我們應該權衡利弊關系,選擇一種符合實際項目的最佳方案。
❻ 計算機網路分層體系結構包含哪兩方面的含義
在OSI出現之前,計算機網路中存在眾多的體系結構,其中以IBM公司的SNA(系統網路體系結構)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)數字網路體系結構最為著名。為了解決不同體系結構的網路的互聯問題,國際標准化組織ISO(注意不要與OSI搞混))於1981年制定了開放系統互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)。這個模型把網路通信的工作分為7層,它們由低到高分別是物理層(Physical Layer),數據鏈路層(Data Link Layer),網路層(Network Layer),傳輸層(Transport Layer),會話層(Session Layer),表示層(Presen tation Layer)和應用層(Application Layer)。第一層到第三層屬於OSI參考模型的低三層,負責創建網路通信連接的鏈路;第四層到第七層為OSI參考模型的高四層,具體負責端到端的數據通信。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務,並且所有層次都互相支持,而網路通信則可以自上而下(在發送端)或者自下而上(在接收端)雙向進行。當然並不是每一通信都需要經過OSI的全部七層,有的甚至只需要雙方對應的某一層即可。物理介面之間的轉接,以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進行即可;而路由器與路由器之間的連接則只需經過網路層以下的三層即可。總的來說,雙方的通信是在對等層次上進行的,不能在不對稱層次上進行通信。OSI 標准制定過程中採用的方法是將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題,這就是分層的體系結構辦法。在OSI中,採用了三級抽象,既體系結構,服務定義,協議規格說明。ISO將整個通信功能劃分為七個層次,劃分層次的原則是:1、網中各節點都有相同的層次。2、不同節點的同等層次具有相同的功能。3、同一節點能相鄰層之間通過介面通信。4、每一層使用下層提供的服務,並向其上層提供服務。5、不同節點的同等層按照協議實現對等層之間的通信。第一層:物理層(PhysicalLayer),規定通信設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性,用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講,機械特性規定了網路連接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等;電氣特性規定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義,即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能;規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程,是指在物理連接的建立、維護、交換信息是,DTE和DCE雙放在各電路上的動作系列。在這一層,數據的單位稱為比特(bit)。屬於物理層定義的典型規范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。第二層:數據鏈路層(DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控制提供數據幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸,並進行各電路上的動作系列。 數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。在這一層,數據的單位稱為幀(frame)。數據鏈路層協議的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。 第三層是網路層(Network layer)在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點, 確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網路地址。 如果你在談論一個IP地址,那麼你是在處理第3層的問題,這是「數據包」問題,而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協議和地址解析協議(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。在這一層,數據
❼ 計算機網路OSI體系結構的下兩層分別是
計算機網路OSI體系結構這個總共有7層,分別是:
應用,表示,會話,傳輸,網路,數據鏈路,物理
下兩層就是數據鏈路,物理。
❽ 請問什麼叫雙層網路結構
雙宿主堡壘主機結構是圍繞著至少具有兩塊網卡的雙宿主主機而構成的。雙宿主主機內外的網路均可與雙宿主主機實施通信,但內外網路之間不可直接通信,內外部網路之間的數據流被雙宿主主機完全切斷。雙宿主主機可以通過代理或讓用戶直接注冊到其上來提供很高程度的網路控制。它採用主機取代路由器執行安全控制功能,故類似於包過濾防火牆。雙宿主機即一台配有多個網路介面的主機,它可以用來在內部網路和外部網路之間進行定址。當一個黑客想要訪問你內部設備時,他(她)必須先要攻破雙宿主堡壘主機,這有希望讓你有足夠的時間阻止這種安全侵入和作出反應。