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  • 计算机网络体系结构

    定义:计算机网络就是一些互联的,自治的计算机系统的集合。

    广义定义:计算机网络是以能够相互共享资源的方式互联起来、自治的计算机系统的集合。

    组成:

    物理组成:硬件、协议、软件三大部分

    1)硬件:主机、通信处理机(前端处理器)、通信线路(有线、无线)、交换设备

    2)软件:实现资源共享的软件和方便用户使用的各种工具软件

    3)协议:规则,数据传输规则

    工作方式:

    边缘部分:

    由所有连接在互联网上,供用户直接使用的主机组成,用来通信和资源共享。

    核心部分:

    由大量的网络和连接这些网络的路由器组成,它为边缘部分提供连通性和交换服务。

    功能组成:

    通信子网:(物理层、数据链路层、网络层

    由各种传输介质、通信设备和相关网络协议组成,为网络提供数据传输、交换和控制能力,实现联网计算机之间的数据通信。

    资源子网:

    由主机、终端以及各种软件资源组成,负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源和服务。

    功能:

    数据通信:(最基本、最重要)连接控制、传输控制、差错控制、流量控制、路由选择、多路复用等。

    资源共享:数据资源、软件资源、硬件资源。

    分布式处理:当计算机网络中的某个计算机负载过重时,可以将其处理的某个复杂任务分配给网络中的其他计算机系统,从而利用空闲的计算机资源以提高整个系统的利用率。

    提高可靠性:计算机网络中的各台计算机可以通过网络互为替代机。

    负载均衡:将工作任务均衡地分配给计算机网络中的各台计算机。

    分类:

    分布范围:

    广域网:(WAN)长距离通信,远程网。广域网是因特网的核心部分。几十千米到几千千米,连接广域网的各结点交换机的链路一般都是高速链路,具有较大的通信容量。

    城域网:(MAN)城域网覆盖范围约5~50km,采用以太网技术。

    局域网:(LAN)一般用微机或工作站通过高速线路相连,覆盖范围小,几十米到几千米,局域网一般采用广播技术,而广域网一般采用交换技术。

    个人区域网:(PAN)指个人工作的地方将消费电子设备用无线技术连接起来的网络。10m左右。

    传输技术:

    广播式网络:所有联网的计算机共享一个公共信道,当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时,所有计算机都会收听到这个分组。接收到分组的计算机通过检查目的地址来决定是否接收该分组。局域网、广域网中的无限、卫星通信网络也采用广播式通信技术。

    点对点网络:每条物理线路连接一对计算机。如果通信的两台主机之间没有直接连接的线路,那它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储、转发直至目的结点。

    是否采用分组存储转发与路由选择机制是点对点式网络与广播式网络的重要区别。

    拓扑结构:

    星型结构、总线性结构、环形结构、网状形结构。

    使用者:

    公用网、专用网

    传输介质:

    有线、无线

    交换技术:交换技术是指各台主机之间,各通信设备之间或主机与通信设备之间为交换信息所采用的数据格式和交换装置的方式。

    电路交换网络:在源节点和目的节点之间建立一条专用的通路用于传输数据,包括建立连接、传输数据、断开连接三个阶段。

                               优点:数据直接传送,时延小。

                               缺点:线路利用率低,不能充分利用线路容量,不便于进行差错控制。

    报文交换网络:用户数据加上源地址、目的地址、校验码等辅助信息,然后封装成报文。整个报文传送到相邻结点,全部储存后,再转发给下一个结点,重复这一                            过程直到到达目的结点。每个报文可以单独选择到达目的结点的路径。也称存储转发网络。主要特点:整个报文先传送到相邻结点,全部存储后查                            找转发表,转发到下一结点。

                              优点:充分利用线路容量,可以实现不同链路之间不同数据率的转换,可以实现格式转换,可以实现一对多、多对一的访问,可以实现差错控制。

                              缺点:增大了资源开销,增加了缓冲时延,需要额外的控制机制来保证多个报文的顺序不乱序,缓存区难以管理。

    分组交换网络:包交换网络,将数据分成较短的固定长度的数据块,在每个数据块加上目的地址、源地址等辅助信息组成分组(包),以存储转发的方式进行传                                输。

                             优点:缓冲易于管理,包的平均时延更小,网络占用的平均缓冲区更小,更易于标准化,更适合应用。

    计算机网络标准化:

    1)因特网草案

    2)建议标准

    3)草案标准

    4)因特网标准

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