01- 网络体系结构

网络的概念网络的概念

计算机网络 (Network) 是将位于 不同地理位置不同地理位置 且相互独立的

计算机计算机 或 设备设备，通过 传输介质传输介质 和

网络设备网络设备，按照特定的 结构 结构 和 协协

议议 相互连接起来，利用 网络操作网络操作

系统 系统 进行管理和控制，从而实现 信息传输 和 资源共享资源共享 的一种信息系统。

网络计算模型网络计算模型

主机主机 // 终端模型终端模型

一台计算机跟多个终端直接连接，用户通过各终端共同操作计算机。

终端只是一个输入输出设备，不是具有完整功能的计算机。

严格地说主机 / 终端模型构成的计算机系统不能称为计算机网络，但可以将它们看做网络的雏形。

对等模型对等模型

各计算机没有主从之分，彼此平等地共享资源。

客户客户 // 服务器模型服务器模型

又称为 C/S 模型、 Client / Server 模型、胖客户机模型。

服务器对资源进行集中管理，并提供给多个客户机使用。

客户机是独立的计算机，能够从服务器获取信息资源或计算资源。

浏览器浏览器 // 服务器模型服务器模型又称为 B/S 模型、 Browser / Server模型、 B/W/D 模型、 Browser / Web Server / Database Server 模型、瘦客户机模型。

浏览器层负责数据的表示， web 服务器层负责数据的处理，数据库服务器层负责数据的存储。

该模型可以进一步扩展，增加多个中间业务处理层。

与 C/S 模型相比，简化了客户端的安装和维护工作，适于大规模应用。

主要网络拓扑结构主要网络拓扑结构

星型拓扑结构星型拓扑结构优点：

方便管理；

故障易于检测和隔离。

缺点：

由于每个站点直接和中央节点相连，需要大量的电缆和接口；

中央节点容易成为网络瓶颈；

当中央节点发生故障时，整个网络不能工作。

总线型拓扑结构总线型拓扑结构优点：结构简单，成本较低，实现方便。

缺点：故障诊断和隔离困难。只要总线上出现一处故障，便全网瘫痪。总线不能太长，节点数量不能太多。所有站点共享总线，容易产生冲突或传输瓶颈。

环型拓扑结构环型拓扑结构

优点：

环上各节点地位平等。

可通过令牌技术避免冲突，提高线路利用率，实时性强。

缺点：

管理机制比较复杂。

树型拓扑结构树型拓扑结构

优点：

结构灵活，实现容易，可扩充性强。

层次分明，管理方便。

故障检测和隔离相对容易。

缺点：

过于依赖根节点。

网状拓扑结构网状拓扑结构

优点：

多通道传输，可靠性强。

能够实现负载均衡。

缺点：

实现技术难度高，控制和管理比较复杂。

当存在多条不同传输路径时，容易造成传输延迟不确定。

其它拓扑结构其它拓扑结构

星型总线

星型环

蜂窝

……

按地理范围划分网络按地理范围划分网络

分层通信分层通信

纵向通信

在分层结构中，低层服务为高层服务提供服务，高层服务调用低层服务提供的服务。

纵向通信的通信规则称为　服务服务。

横向通信

分层结构中，对应的分层协同工作，以保证能够成功的完成通信。

横向通信的通信规则称为　协议协议。

网络体系结构网络体系结构

网络体系结构（ Network Architecture）就是层、协议和服务构成的集合，具体来说就是为了使各种不同的计算机能够相互通讯，将所有需要完成的工作进行分类，划分成明确的层次，并规定出同等层进程的通信协议和上下层之间的接口及服务。

网络体系结构是计算机网络的一种抽象的、层次化的功能模型。

分层通信的抽象模型分层通信的抽象模型IDUInterface Data Unit ，接口数据单元

SAPService Access Point ，服务访问点

ICI Interface Control Information ，接口控制信息

SDUService Data Unit ，服务数据单元

PCIProtocol Control Information ，协议控制信息

PDUProtocol Data Unit ，协议数据单元

服务类型服务类型连接类型 服务类型 应用例子

面向连接的服务可靠的报文流 文件传输

可靠的字节流 远程登录

不可靠连接 数字化语音

无连接的服务不可靠的数据报 电子邮件

有确认的数据报 挂号邮件

请求 - 应答 数据查询

服务原语服务原语

服务在形式上是由一组原语（ primitive ）（或操作）在描述的。这些原语供用户和其他实体访问该服务。这些原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。

原语 含义 请求 一个实体希望得到完成某些操作的服务 指示 通知一个实体有某个事件发生 响应 一个实体希望响应一个事件 证实 返回对先前请求的响应

OSIOSI参考模型参考模型直接为用户应用程序提供网络服务。

数据格式转换、数据加密

建立和管理会话

端到端（连接、流量控制、差错检测和重传）数据传输的基本单位是报文报文

寻径（路由选择）、拥塞控制、数据包的分片与重组数据传输的基本单位是分组分组

点到点（帧同步、差错控制和流量控制）数据传输的基本单位是帧帧

电气接口匹配，传输比特流比特流 物理层 Physical

数据链路层 Data Link

网络层 Network

传输层 Transport

会话层 Session

表示层 Presentation

应用层 Application

由低层到高

层

OSIOSI 模型的数据封装模型的数据封装

第 7 层到第 2 层都要进行数据封装，在上层传来的数据前加封装头（Head ）。

第 2 层为了实现帧同步，不仅要加封装头（ Head ），而且要加封装尾（ Tail）。

第１层不再进行封装，直接传输比特流。

TCP/IPTCP/IP 参考模型参考模型直接为用户应用程序提供网络服务。

端到端连接、端到端流量控制差错检测和重传数据传输的基本单位是报文报文

寻径（路由选择）、拥塞控制数据包的分片与重组数据传输的基本单位是分组分组

委托各种局域网、广域网协议进行数据传输，由这些协议负责点到点通信的帧同步、差错控制和流量控制功能，实现数据帧数据帧和比特流比特流传输。

参考模型对比参考模型对比参考参考模型模型

OSIOSI参考模型参考模型

TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型

概念明确区分服务、接口、协议

没有明确区分服务、接口、协议

层数量 7 层 4 层

通信模式

网络层支持无连接和面向连接的通信

网络层只支持无连接通信

传输层仅支持面向连接的通信

传输层支持无连接和面向连接的通信

01-01- 网络体系结构网络体系结构

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