武汉大学论文——计算机网络层次体系概论概要.docx

武汉大学《计算机网络》学生考试论文题 目： 计算机网络体系层次概论 指导教师：职 称：姓 名：学 号：班 级：年 级：专 业：软件工程2016年11月18日计算机网络体系层次概论摘要计算机网络技术是21世纪最热门技术之一，也是支持全球信息基础结构的主要技术之一，在各领域都发挥着巨大的作用。本文主要概述现在应用比较广泛的网络结构、网络体系分层原则及其相关的功能、协议。关键词：计算机网络 网络分层 TCP/IP背景上世纪60年代末期，早期的网络都是各公司根据用户的要求而设计的。虽然用户的应用要求千变万化，但对网络（通信）的要求相对一致。为使本公司的产品可以适应千变万化的应用要求，尤其是适应用户扩充应用的要求，同时也是为了满足市场的要求，保证新老产品的兼容性和可操作性，各公司提出了基于本公司产品的计算机网络体系结构随着计算机技术和通信技术的发展，通用的计算机网络体系结构逐渐浮出水面。现在应用比较广泛的网络体系结构为层次型网络体系结构，层次型网络体系结构是计算机网络出现以后第一个被提出来并实际使用的网络体系结构。直到目前，其产生和发展过程始终与计算机网络产生和发展的过程保持协调一致。为了简化网络设计与实现的复杂性，层次型网络体系结构将复杂的网络问题分解为若干个不同的小问题，每个层次专注于解决特定的问题，这样就比较容易对所解决本层次涉及的实际问题实现模块化和标准化，标准化的层次间的通信规则被称为协议。层次型网络体系结构是层和协议的集合。1.计算机网络及其分层1.1计算机网络的基本概念一般来讲,计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。1.2 计算机网络分层1.2.1 五层体系结构在学习计算机网络的原理是往往采取折中的办法，即综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种只有五层协议的体系结构（图1），这样既能简洁又能将概念阐述清楚。从上到下分别是应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层 ；其中高层（即5、4层）定义了应用程序的功能，下面3层（即3、2、1层）主要面向通过网络的端到端的数据流。图1 五层结构模型1.2.2网络分层的原因、优点及原则原因：为了简化网络设计与实现的复杂性，层次型网络体系结构将复杂的网络问题分解为若干个不同的小问题，每个层次专注于解决特定的问题。 优点：（1）人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。 （2）层间的标准接口方便了工程模块化。（3）创建了一个更好的互连环境。（4）降低了复杂度，使程序更容易修改，产品开发的速度更快。（5）每层利用紧邻的下层服务，更容易记住各层的功能。原则：（1）各个层之间有清晰的边界,便于理解; （2）每个层实现特定的功能; （3）层次的划分有利于国际标准协议的制定; （4）层的数目应该足够多，以避免各个层功能重复2.物理层2.1物理层的基本概念物理层是计算机网络五层协议体系结构模型中最低的一层，但却是整个开放系统的基础。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的、电子的、功能和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。2.2物理层的基本功能（1）为数据端设备提供数据的通路，数据通路可以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传达数据，终止物理连接。所谓激活就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据端设备间连接起来，形成一条通路（2）传输数据，物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽，以减少信道上的拥塞。3.数据链路层3.1数据链路层的基本概念数据链路层是五层协议体系结构模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。3.2 PPP协议点对点协议PPP是数据链路层使用的最多的一种协议。特点：简单：只检测差错，而不是纠正差错；不使用序号，也不进行流量控制；可同时支持多种网络层协议。功能：（1） 成帧：可以毫无歧义的分割出一帧的起始和结束。（2）链路控制：有一个称为LCP的链路控制协议，支持同步和异步线路，也支持面向字节的和面向位的编码方式，可用于启动路线、测试线路、协商参数、以及关闭线路。（3）网络控制：具有协商网络层选项的方法，并且协商方法与使用的网络层协议独立。3.