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身为网络工程师,你能说清楚网络的概念吗?

发布时间:2019-08-21 21:05:48 所属栏目:教程 来源:SPOTO思博网络
导读:一、计算机网络的定义 定义:能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。 自治的计算机是指计算机之间没有明显的主从关系,一台计算机不能强制地启动、停止或者控制网络中的其他计算机。 计算机网络的基本特征:资源共享。资源主要包括硬件、

协议是为网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由三个要素组成:

  • 语法:即用户数据与控制信息的结构和格式;
  • 语义:即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应;
  • 时序:即对事件实现顺序的详细说明。

(2) 网络体系结构

网络的体系结构是指计算机网络的分层、各层协议和各层接口之间的集合。

第一个网络体系结构是IBM的系统网络体系结构SNA。当前具有代表性的体系结构有两个:

  • OSI参考模型
  • TCP/IP参考模型

(3) 分层的好处

  • 各层之间相互独立。高层并不需要知道低层是如何实现的。
  • 灵活性好;
  • 各层都可以采用最合适的技术来实现,各层实现技术的改变不影响其他各层;
  • 易于实现和维护;
  • 有利于促进标准化。

2. 开放系统互连参考模型(OSI)

OSI(Open System Interconnect)开放系统互连参考模型是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的。

最大特点:开放性。“开放”是指:只要遵循OSI标准,一个系统就可以和位于世界上任何地方的也遵循同一标准的其他系统进行通信。

它从低到高分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

  • 物理层:传输比特流,规定网络接口的规格和特性。
  • 数据链路层:负责相邻节点(即在同一网络内部的节点)之间的无差错的数据传输。传输的数据单位为“帧”。该层使用的地址为物理地址(又称为MAC地址)
  • 网络层:负责在不同网络中的主机与主机之间的通信。为此,网络层要具备路由选择(即寻找路径,为网络层最主要功能)、拥塞控制与网络互连的功能。传输的数据单位为“分组”或“包”。该层使用的地址为IP地址。常见的网络层协议有IP、ICMP、IGMP、OSPF、RIP、ARP。
  • 传输层:是向用户提供可靠的端到端(即进程到进程)服务。是网络体系结构中最关键的一层。该层协议:TCP、UDP。 会话层:管理会话。
  • 表示层:负责数据格式转换、压缩等。
  • 应用层:向应用程序提供服务。该层结构最复杂,协议最多。

OSI的特点:

  • 网中各结点都有相同的层次
  • 不同结点的同等层具有相同的功能
  • 同一结点内相邻层之间通过接口通信
  • 每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务
  • 不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信

3. TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型是目前Internet中的流行标准。该模型包含很多协议,其中最重要的两个协议就是TCP和IP协议。

TCP/IP参考模型最早起源1969年美国国防部的ARPANET。该模型分为四层(从低到高):

  • 主机-网络层:对应OSI的物理层和数据链路层
  • 网络互连层:对应于OSI的网络层
  • 传输层:对应于OSI的传输层
  • 应用层:对应于OSI的应用层
  • 在TCP/IP没有OSI中的会话层和表示层。

4. OSI参考模型和TCP/IP参考模型的区别:

  • OSI采用七层模型,TCP/IP是四层结构(实际上是三层结构)
  • OSI的网络层提供面向连接和无连接两种服务,而TCP/IP的网络互联层只提供无连接服务。
  • 注:面向连接指的是双方通信之前先建立连接,然后发送数据,最后释放连接,通常提供的是可靠的数据传输。而无连接指发送方直接向接收方发送数据,不建立连接,一般提供的是不可靠服务。
  • OSI的传输层只提供面向连接服务,而TCP/IP的传输层提供面向连接和无连接两种服务。
  • OSI过于繁杂,实现起来很困难,效率低。被市场淘汰。

六、分组交换技术

身为网络工程师,你能说清楚网络的概念吗?

1. 电路交换

面向连接。需要建立一个实际的物理线路连接。

分为两种方式:

  • 时分交换
  • 空分交换

通信过程:

  • 电路建立
  • 数据传输
  • 电路拆除(电路释放)

特点:

  • 独占线路
  • 实时性好
  • 数据传输可靠、迅速、不丢失,且保持原来的序列
  • 电路空闲时信道被浪费

2. 报文交换

报文:把用户要发送的整个数据块称为一个报文。

报文交换的过程:先将用户的报文存储在中间交换节点的存储器中,并进行差错检测(若错误,则丢弃)。当所需要的输出线路空闲时,再将该报文发送给下一个节点。

需要给报文添加报文头,包括目标地址和源地址等信息。

特点:

  • 不独占线路
  • 无线路建立的过程,提高了线路的利用率
  • 支持多点传输(即可发往多个目的,相当于组播或者广播)
  • 增加了差错检测功能,避免出错数据的无谓传输
  • 中间节点需要具备很大的存储空间
  • 时延较大

3. 分组交换

也称包交换。

分组交换的思想是从报文交换而来的,分组交换与报文交换的不同在于:分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组,每个分组中有一个首部,含有目的地址和源地址以及其他控制信息,然后将各个分组进行传输。

4. 数据报和虚电路

分组交换又分数据报和虚电路两种。

虚电路是传输分组时建立逻辑连接,有虚电路建立、数据传输、虚电路拆除三个阶段。数据报在传输之前不需要建立逻辑连接。

在Internet中,网络层采用的是无连接的数据报服务。

七、无线网络的研究和应用

1. 无线网络的标准及结构

无线局域网采用的标准是IEEE802.11。

介质访问控制方法是CSMA/CA。

无线局域网的结构:

  • 网桥连接型
  • 基站接入型
  • HUB接入型
  • 无中心结构

2. 主要的无线局域网

  • 红外线局域网
  • 扩频无线局域网:两种技术:①跳频;②直接序列
  • 窄带微波无线局域网

3. 无线自组网(AD hoc网络)

是一种自组织、对等式、多跳的无线移动网络,是在分组无线网的基础上发展起来,是由一组用户组成、不需要基站的移动通信模式。

(编辑:核心网)

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