数据通信与计算机网络讲义 02章课件.pptVIP

第2章 网络模型 2.1 网络类型及分类 数据通信系统作为计算机网络的基础设施。 计算机网络是在数据通信技术和设施的基础上，由网络操作系统、网络管理、网络安全等系统软件对端系统和网络设备进行管理，并侧重面向应用（Application-oriented）和网络互通所涉及的技术、协议、硬件设施以及应用软件系统。 计算机网络的几种代表性描述： —— 以能够共享资源的方式相互连接起来，各自具有独立功能的计算机系统的集合体。 —— 计算机技术与通信技术相结合，使多台计算机相互连接起来，实现远程处理和资源共享的系统。 —— 计算机网络是建立在数据通信网基础上的面向应用的网络，是计算机通信网的高级实现形式。 —— 计算机网络 = 数据通信网 + 网络操作系统 + 网络应用系统 （网络应用系统：管理信息系统，分布 DB系统，远程检索系统，EDI系统，电子邮件系统……） 对网络进行分类的方式： (1)根据网络的拓扑结构，可将网络划分为总线型、星型、环型、树型、网型等。拓扑结构又分为物理拓扑和逻辑拓扑。物理拓扑是指网络中各设备通过介质的物理连接关系，逻辑拓扑是指报文在网络中各节点间的传递关系。 (2) 根据网络的传输交换体制，可将网络划分为电路交换网、分组交换网以及报文交换网。传统的电话网属于电路交换网；因特网是分组交换网；电报传输系统属于报文交换网。 (3) 根据传输介质的类型，可将网络划分为有线网（光缆、电缆）、无线网、卫星网等。 (4) 根据网络规模的不同，可将网络划分为局域网、城域网、广域网、互联网等。 2.2 分层体系结构 网络是个复杂的系统，包含有多种多样的软硬件部件，并要完成多方面的功能和任务。为了便于网络系统的设计、开发、维护和更新，现代网络系统按照模块化的设计思想，将网络设备所承担的诸多任务和功能划分成相对简单的模块，模块之间形成有序的信息传递和处理关系。各模块由相对简单的软硬件实现。这即是网络分层体系结构的概念。 以两个异国的科学家进行学术对话（“通信”）的简单过程为例，说明将整个通信任务按功能进行分层的必要性和作用。 若这两个科学家每人承担本方的全部通信任务，则需每个科学家: 1. 要具备对所讨论的同一学科的专业知识; 2. 要掌握双方均懂的一门语言; 3. 会使用某种相同的信息传递手段（如使用E-Mail、Fax，或者采用撰写信件并投递到邮箱等手段）。 将全部任务集于一身的方式，使各方的任务繁重、功能庞杂，且若一方的某项功能内容改变（如一方所用的语言改变），将要求对方整体改变（需更换对话的科学家）。 两个科学家只需顾及所要讨论的共同学术内容（即相同的主题）。 各方由一个翻译各自掌握同本方的科学家交流的语言（对本方上层服务的接口），两个翻译之间使用同一语言。 各方分别由一个秘书为本方的翻译服务。一方的秘书受理翻译的结果并传递出去；另一方的秘书接收传递来的报文，将其提交给本方的秘书。两方的秘书之间采用相同的传递方式（E-Mail、Fax，或信件等）。 将上述通信任务作功能分层的概念和做法： 功能分层的做法将每方的任务按功能分解，划分成为若干个功能模块。每一方中的诸模块之间呈现从下对上的“服务”关系，形成层次结构。两方的对等模块之间以相同规则形成对等层间的“虚拟通道”。 功能分层带来的好处是： 复杂的任务被分解为较简单的相对独立的功能块，利于开发和维护； 某一层内的具体实现内容的改变，不影响本方的其它层。（比如，两个翻译原使用英语作为双方的共同语言，之后要改为法语，这种改变不会影响到双方的上层科学家模块层及下层秘书模块层。又如，一方的科学家由德语改为西班牙语，只需在本方的翻译模块内部以及对层间接口作相应的局部改变，并不影响到其它层，更不影响到对方各层。） 将网络通信任务按功能进行分层，构成了“网络体系结构”。 在网络体系结构中，一个重要的概念是“协议”。所谓协议，是指通信的双方（或多方）的对等层之间为进行交互所遵循的共同规则。每个功能层通过本层的协议实体为网络的数据传输任务提供特定的服务。由各层协议组成的层次型集合称为协议栈或协议族。 2.3 因特网的层次体系结构 因特网的层次体系结构也称为TCP/IP协议族。目前各网络设备制造商、网络运营商都提供对TCP/IP协议族的支持。而传统的开放系统互连（Open System Interconnection，OSI）网络体系结构模型虽然在对网络功能的理论描述上具有清晰和严谨的特点，但如今很少在实际网络中被使用。 因特网的体系结构按五层划分: 1．应用层 （