二、计算机网络的分类
1.根据"计算系统"的分类
(1)计算机网络系统
计算机网络是由传输线路相互连接的自主运行的计算机设备的集合。即特点是每一台网络中的设备都在自主运行,美一台设备都拥有自身的计算资源,能够独立完成工作。
(2)多终端分时系统
多终端分时网络系统其主要结构为多个无计算资源的终端,以主机为核心构建的系统,各国终端共同使用核心主机的计算资源。
(3)分布式系统
比计算机网络更高级的计算系统。分布式系统在计算机网络基础之上为用户提供了透明的集成应用环境。用户可用账户、命令调用网络中的各种资源,也就是将计算机网络中散布的各种功能进行虚拟集成,或将一个功能分发在多个物理机上共同实现。
(4)多机系统
与计算机网络类似的计算系统。指同一物理空间范围内的计算机设备组成功能欠打、高速并行处理的计算机系统。
2.根据组成元素分类
(1)网络节点
端节点。端节点即信源、信宿节点,比如说客户端。
**转发节点。**即计算机网络中进行网络传输控制、信息转发的节点,比如说交换机。
(2)通信链路
通信链路指的是计算机网络在信息传输过程中,信息的载体和传输的信道,如电话线、同轴电缆、无线电、卫星、微波中继、光纤等。
3.根据用途分类
(1)资源子网
即为计算机网络提供资源的个体组成的集合,它们都是端节点。
(2)通信子网
即为计算机网络提供网络传输服务整体,它们由转发节点和通信链路组成。
4.根据连接规模、通信方式分类
(1)WAN广域网
实现国内、国际的计算机网络远程传输,这些网络由各国通信运营公司所拥有。
(2)MAN城域网
实现城市内、建筑间的网络区域传输,这些网络由多个公司共有或公用。
(3)LAN局域网
实现公司内、社区、家庭、个人的局域内网络传输,这些网络由个人或组织拥有。
三、计算机网络体系结构
1.计算机网络的功能特性
(1)研究计算机网络的基本办法
了解计算机网络的功能特性,即端节点是如何在计算机网络的服务下实现互联互通的。
(2)端对端和差异性
即从端节点到另外一个端节点(信源到信宿)之间由计算机网络提供一条传输链路来实现网络传输,并且可能会经过一些中间节点。以及会话的建立、维系、断连、重连问题。
而差异性表现为端节点之间字符集、数据格式等差异。
(3)间歇性和突发性
即用户使用网络通信、服务的过程中并不是连续的,而是存在长时间的沉默状态和突然的网络使用行为。也就是通信链路在单一用户情景下并没有实现资源的最优化利用,因为长时间处于空置,因此多用户实现了通信链路的复用,实现了资源的高效利用;而在多用户情况下,线路实现了高效的利用,但也出现传输效率减缓的问题,也就是突发性,而面对这种突发性就要求通信链路的高带宽。
为此出现了报文交换、分组交换技术、同步分时复用、统计分时复用。通过对传入计算机网络的信息进行传输控制,解决间歇性、突发性带来的网络信息传输与资源的有效利用之间的平衡。
同步分时复用
通信链路根据排序固定地分配传输资源,但存在占用传输线路而不传输数据的现象。
统计分时复用
通信链路动态地分配传输资源,即用即分配,针对性解决多用户突发性信息传输行为。
报文交换
报文交换通过将信源的信息直接发送到网络中,让转发节点实现完全接收后的存储转发实现数据的传输。
分组交换
分组交换通过将信源的信息通过切分放到网络中进行传输,并携带上分组控制信息。
分组控制的信息主要有两种。一种是用于验证数据信息是否正确接收的差错控制信息;一种是信源、信宿的地址信息。
(4)可靠性和稳定性
解决了网络传输的突发性、间歇性问题后,新的问题又出现了。即传输的可靠性、稳定性问题。也就是当传输在计算机网络中的数据信息出现拥挤、堵塞、丢失、误传等问题要如何解决。因此差错控制、寻址、链路控制等技术出现了。丢失和误传可以通过分组交换技术解决。
链路控制功能(DLC):当计算机网络中多个节点进行分组发送时,需由网络自行决定如何进行传输。而携带这类控制信息实现在网络中通过一个个节点正确前进的控制功能,叫数据链路控制功能。
**寻址功能:**计算机网络中有多个转发节点,而一个转发节点收到数据信息后需要具备判断该数据前往下一个节点的功能,而这就是寻址功能。
**流量控制功能:**避免数据信息在转发节点转发的过程中造成某一节点的拥挤及堵塞。
**阻塞控制功能:**当计算机网络中某一转发节点数据信息堵塞之后的处理办法。
2.开放系统互连参考模型
(1)参考模型层级之间相互关系
- 处于同一层的实体叫做对等体
- 一个层次由多个实体组成
- 处于同一开放系统中的各个层次的实体代表了其系统的协议处理能力
- 任何一层都可以称之为N层,其上层为N+1层,下层为N-1层
- 每一层都为其上层的功能实现提供基础,而N+1层实体通过N实体的SAP服务访问点获得服务,SAP是N层实体与N+1层实体之间的逻辑接口;
- 一个SAP只能能由一个N层实体提供服务,并被一个N+1层实体使用;而N层实体可以提供多个SAP,且N+1层实体也能利用多个SAP为其服务
(2)OSI-RM七层网络体系结构
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| 应用层:直接面向用户服务,提供分布式处理环境 |
| 表示层:保证对等体之间的信息传达无误和完整性。主要负责加密解密、转码、格式转换等 |
| 会话层:实现对等体之间的交互功能,主要分为会话管理和会话服务。会话管理也就是对等体之间的会话建立和断连;会话服务决定对等体之间的数据交换过程,分组交换、同步分时复用、统计分时复用等。 |
| 传输层:实现真正意义上的端到端的信息传输,而不必考虑低层工作细节,提供透明的数据传输服务。也就是将该层以下与高层划分开来。 |
| 网络层:网络层的功能属于通信子网(由转发节点+通信链路组成),该层主要负责计算机网络传输的可靠性问题、稳定性问题,提供路由寻址、路径选择、流量控制、差错控制。 |
| 数据链路层:建立该层实体之间数据链路的连接建立、维系、释放,让该层表现为一条无差错的数据传输信道。相邻节点的数据交换是以帧为单位进行传输的,并通过接收端的校验检测、应答确保可靠性。也提供数据重发、流量控制、差错控制等功能。 |
| 物理层:规定物理通信设备之间规格,建立、维持、释放数据链路层实体之间的连接,保障比特流的稳定传输。 |