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计算机网络体系结构

?计算机网络概述?网络体系结构?数据链路层?网络层目录

01计算机网络概述

计算机网络定义010203计算机网络数据传输资源共享由多台计算机和其他设备组成，通过通信线路和设备连接在一起，实现数据传输和资源共享的系统。计算机网络中，数据从一个节点传输到另一个节点，通常需要经过多个中间节点。计算机网络中的资源，如文件、打印机、数据库等，可以被多个用户共享使用。

计算机网络发展历程面向终端的计算机网络0120世纪50年代，ARPANET的出现标志着计算机网络的诞生。当时的计算机网络是面向终端的，即所有的终端设备都通过线路连接到中心计算机上。分组交换网络02随着技术的发展，计算机网络逐渐采用分组交换技术，即数据被分成多个小段（分组），每个分组独立传输，并在到达目的地后重新组合成原始数据。国际标准化和互联网的兴起03随着计算机网络的发展，国际标准化组织开始制定网络标准，如TCP/IP协议。同时，互联网的兴起使得全球范围内的信息交流和资源共享成为可能。

计算机网络分类根据覆盖范围分类：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。根据拓扑结构分类：星型网络、总线型网络、环型网络、网状网络等。根据传输介质分类：有线网络和无线网络。根据使用目的分类：专用网和公用网。

02网络体系结构

OSI参考模型概述OSI（OpenSystemsInterconnection）参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于描述计算机网络协议的分层模型，它将网络协议划分为七个独立但相互关联的层。功能每一层都有特定的功能，如数据传输、数据封装、数据解封装、通信管理等，各层间通过协议数据单元（ProtocolDataUnit,PDU）进行通信。特点OSI模型是一个理论模型，实际应用中并非所有设备都完全支持七个层次。

TCP/IP模型概述TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）模型是一个四层的协议体系结构，它描述了网络协议的层次结构和各层的功能。功能最顶层的应用层对应于OSI的应用层、表示层和会话层，中间的传输层对应于OSI的传输层，最底层的网络层对应于OSI的网络层。特点TCP/IP模型简单明了，易于理解，广泛应用于互联网和局域网中。

局域网协议概述123局域网协议（LocalAreaNetworkProtocol）是指用于连接局域网中计算机的通信协议。主要协议包括以太网（Ethernet）、令牌环（TokenRing）、光纤分布式数据接口（FDDI）等。特点局域网协议具有高带宽、低延迟、高可靠性等特点，广泛应用于企业、学校、政府等机构的内部网络建设。

广域网协议概述广域网协议（WideAreaNetworkProtocol）是指用于连接广域网中计算机的通信协议。主要协议包括点对点协议（PPP）、串行线路接口协议（SLIP）、多协议标签交换（MPLS）等。特点广域网协议具有支持大范围通信、支持多种传输介质、支持多种服务质量等特点，广泛应用于企业、组织之间的远程通信。

03数据链路层

数据链路层功能数据封装与解封装差错控制将上层数据转换为可以在物理层传输的信号，并在接收端进行相反的转换。检测和纠正数据传输过程中的错误，保证数据的完整性和可靠性。流量控制物理地址寻址通过控制发送数据的速率，确保接收端能够处理并避免数据丢失。通过MAC地址识别网络中的设备，实现设备间的通信。

数据链路层协议PPP协议点对点协议，用于串行通信链路的建立和配置。ARP协议地址解析协议，将32位的IP地址转换为MAC地址。RARP协议逆地址解析协议，将MAC地址转换为32位的IP地址。HDLC协议高级数据链路控制协议，提供可靠的数据链路服务。

数据链路层设备网桥连接两个或多个网络的设备，根据MAC地址进行数据转发。交换机路由器多端口设备，根据MAC地址表实现数据交换。连接不同网络的设备，根据IP地址进行数据转发。

04网络层

网络层功能数据包的路由和转发网络层负责将数据包从一个网络节点路由到另一个网络节点，确保数据能够正确地到达目的地。逻辑地址寻址网络层负责将主机物理地址转换为逻辑地址，即IP地址，以便在网络上唯一标识每个主机。网络服务管理网络层负责管理网络服务，如域名解析、路由表管理和路由协议管理等。

网络层协议IP协议（InternetProtocol）：用于在互联网上传输数据包，实现主机之间的通信。ARP协议（AddressResolutionProtocol）：用于将32位的IP地址转换为MAC地址，实现主机之间的物理地址解析。RARP协议（ReverseARP）：用于将MAC地址转换为IP地址，通常用于无盘工作站或网络启动时的地址解析。ICMP协议