《计算机网络应用与维护》
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计算机网络体系结构
网络层
数据以网络协议数据单元(分组)为单位进行传输。
主要解决如何使数据分组跨越各个子网从源地址传送到目的地址的问题，这
就需要在通信子网中进行路由选择。另外，为避免通信子网中出现过多的分组而
造成网络阻塞，需要对流入的分组数量进行控制。当分组要跨越多个通信子网才
服务 器
LAN 防火墙
LAN用户
主交换机
路由器
Internet
公用电话网
部门交换 机 远程移动用 户
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计算机网络体系结构
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计算机网络体系结构
发信者 书写信件 贴邮票 送邮箱 收集信件 盖邮戳 信件分拣 通信者活动 收信者 通信者活动 阅读信件
邮局服务业务
无线
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计算机网络的分类
内容 范围概述
网络覆盖的范 围 数据传输速率 传输介质 信息误码率 拓扑结构 用户安全
按地理范围分类
局域网（Local Area Network）简称 LAN，它是连接近距离计算机的网络，覆
LAN
较小范围计算机通信网 20千米以内 1Mbps~16Mbps~10G bps 有线介质：同轴 电缆，双绞线，光缆。无 线介质：微波、卫星 低 简单、总线型、星型、环 型、网状 各单位专用
传输层主要关心的问题是建立、维护和中断虚电路、传输差错校验和恢复以及信息
流量控制等。它提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两种服务。
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计算机网络体系结构
会话层的主要任务是实现会话进程间通信的管理和同步,允许不同机器上的用户
会话层
建立会话关系，允许进行类似传输层的普通数据的传输。会话层的具体功能是：
这时的数据包被称为服务数据单元（SDU，service data unit）。随着SDU一层
层向下传递，每一层都要加入自己的信息。
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计算机网络体系结构
主机1 应 用 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层 通信控制处理机 （如路由器等） 网 络 层 通信控制处理机 （如路由器等） 网 络 层 主机2 应 用 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层
络中的计算机看作一个节点，把通信线路看作一根连线，这就抽象出计算机网络
的拓扑结构。 局域网的拓扑结构主要有星型、总线型和环型三种 。
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计算机网络的分类
总线型拓扑结构
所有节点都直接连到一条
主干电缆上，这条主干电缆就
称为总线。该类结构没有关键
性节点，任何一个节点都可以
通过主干电缆与连接到总线上 的所有节点通信。
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计算机网络的分类
树型拓扑结构
树型拓扑结构是总线型结构 的扩展，它在总线网上加上分 支，其传输分支可以有多条分
支。有一定容错能力，一般一
个分支和结点故障不会影响另 外一分支结点的工作。
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计算机网络的分类
混合结构
混合结构是将多种拓扑结构 的局域网连在一起而形成的。 混合拓扑结构的网络兼并了不
③ 表示层对等实体之间连接的建立、数据传输和连接释放。
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计算机网络体系结构
应用层
应用层是OSI模型的最高层,是计算机网络与用户之间的界面，由若干个应用
进程(或程序)组成，包括电子邮件、目录服务、文件传输等应用程序。
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主机A
应用进程A
计算机网络体系结构
WAN
远程网或公用通信网 几千米到几万千米，可跨国 界，洲界 9.6Kbps~2Mbps~45Mbp s, 10Gbps 有线或无线传输介质和公用 数据网；PSTN、DDN、 ISDN、光缆、卫星、微波 高 复杂、网状 无政府状态
盖范围从几米到数公里。例如办公室或实
验室的网、同一建筑物内的网及校园网等。 城域网（Metropolitan Area Network）简称MAN，它是介于广域网和
局域网之间的一种高速网络，覆盖范围为
几十公里，大约是一个城市的规模。 广域网（Wide Area Network）简称 WAN，其覆盖的地理范围从几十公里到几
千公里，覆盖一个国家、地区或横跨几个
洲，形成国际性的远程网络。
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计算机网络的分类
按拓扑结构分类
拓扑结构就是网络的物理连接形式。如果不考虑实际网络的地理位置，把网
连性（interconnection）、互操作性（interoperation）与应用的可移植性
（portability）。
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计算机网络体系结构
OSI参考模型的结构
根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为7个层次。划分层次的主要
原则是：
（1）网中各结点都具有相同的层次。
能到达目的地时，还要解决网际互连的问题。
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计算机网络体系结构
传输层的主要任务是完成同处于资源子网中的源主机和目的主机之间的连接和数据传输，
传输层
具体功能是：
① 为高层数据传输建立、维护和拆除传输连接，实现透明的端到端数据传送。 ② 提供端到端的错误恢复和流量控制。 ③ 信息分段与合并，将高层传递的大段数据分段形成传输层报文。 ④ 考虑复用多条网络连接，提高数据传输的吞吐量。
在PDU进入下层之前.会在PDU中加入新的控制信息.这种控制信息称为协议控制
信息（PCI，protocol control information）。 接下来，会在PDU中加入发送给下层的指令，这些指令称为接口控制信息 （ICI，interface control information）。PDU、PCI与ICI共同组成了接口数据 单元（IDU，interface data unit）。下层接收到IDU后，就会从IDU中去掉ICI。
主机B
应用进程B
主机A
应用进程A
主机B 数据
应用进程B
应 用 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层 数据链路层 物 理 层
应 用 层 表 示 层 会 话 层
同拓扑结构的优点。
《计算机网络应用与维护》1 Nhomakorabea计算机网络的分类
按传榆介质分类
传输介质就是指用于网络连接的通信线路。目前常用的传输介质有同轴电缆、
双绞线、光纤、卫星、微波等有线或无线传输介质，相应地可将网络分为同轴电
缆网、双绞线网、光纤网、卫星网和无线网。
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计算机网络分类
邮局服务业务
信件投递 信件分拣
信件打包 送运输部门
邮局转送业务
邮局转送业务
分发邮件 邮件拆包
路由选择 运输
运输部门的邮件运输业务
转送邮局 接收邮包
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计算机网络体系结构
网络体系结构的提出
在1974年，IBM公司提出了世界上第一个网络体系结构，这就是系统网络体
系结构（SNA，system network architecture）。
① 提供进程间会话连接的建立、维持和中止功能，可以提供单方向会话或双向 同时进行会话。 ② 在数据流中插入适当的同步点，当发生差错时，可以从同步点重新进行会话， 而不需要重新发送全部数据。
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计算机网络体系结构
表示层
表示层的主要任务是完成语法格式转换，在计算机所处理的数据格式与网络传输
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计算机网络体系结构
网络协议与结构概述
• 网络协议 • 层次与接口 • 网络体系结构的提出
OSI参考模型
• OSI参考模型的产生 • OSI参考模型的概念 • OSI参考模型的结构 • OSI参考模型的各层功能 • OSI环境中的数据传输
TCP/IP参考模型
• TCP/IP参考模型的发展 • TCP/IP参考模型各层的功能
（portability）。
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计算机网络体系结构
OSI参考模型的产生
1974年，ISO发布了著名的ISO/IEC 7498标准.它定义了网络互连的7层框架.
也就是开放系统互连（OSI，Open System Internetwork）参考模型。
在OSI框架下，进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互
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计算机网络体系结构
计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间需
网络协议
要不断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数 据，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。这些规 则明确地规定了所交换数据的格式和时序。这些为网络数 据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议。 网络协议主要由以下三个要素组成： （1）语法：用户数据与控制信息的结构与格式。 （2）语义：需要发出何种控制信息，以及完成的动作 与做出的响应。 （3）时序：对事件实现顺序的详细说明
总线型网是典型的广播式网络
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计算机网络的分类
星型拓扑结构
以一台设备作为中央节点， 其他外围节点都单独连接在中 央节点上。各外围节点之间不
能直接通信，必须通过中央节
点进行通信 。
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计算机网络的分类
环型拓扑结构
各节点形成闭合的环，信 息在环中作单向流动，可实现 环上任意两节点间的通信。