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计算机网络体系结构2-3计算机网络概述网络体系结构基础物理层与数据链路层网络层与传输层应用层协议与服务网络安全与管理技术总结与展望01计算机网络概述计算机网络的定义与发展定义计算机网络是由多台独立计算机通过通信设备和线路连接起来，在操作系统、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。发展历程计算机网络经历了从ARPANET、NSFNET到Internet的发展历程，从最初的军事应用到如今的商业、科研、教育等各个领域。计算机网络的功能与应用功能计算机网络具有数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡等功能。应用计算机网络的应用广泛，包括电子邮件、远程登录、文件传输、万维网浏览、电子商务、在线教育等。计算机网络的分类与拓扑结构分类根据网络覆盖范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。根据网络拓扑结构，可分为星型、环型、总线型、树型和网状型等。拓扑结构拓扑结构是指网络中各个节点之间的连接方式和布局。不同的拓扑结构具有不同的特点和适用场景，如星型结构易于维护和管理，但中心节点故障会导致整个网络瘫痪；网状型结构具有较高的可靠性和灵活性，但实现和维护成本较高。02网络体系结构基础网络协议与层次结构网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。网络协议由语法、语义和同步三个要素组成。层次结构将计算机网络体系结构划分为多个层次，每个层次完成特定的功能，层与层之间通过接口进行通信。这种分层结构有利于网络协议的设计和实现，也便于网络的管理和维护。OSI七层模型物理层负责传输比特流，提供物理连接和电气特性。数据链路层负责将数据组合成数据帧，并进行错误检测和流量控制。网络层负责路由选择和逻辑地址寻址，实现不同网络之间的数据交换。OSI七层模型传输层会话层提供端到端的可靠数据传输服务，确保数据的完整性和顺序性。负责建立、管理和终止会话，提供会话控制服务。表示层应用层对数据进行编码、转换和加密等操作，确保数据的可理解性和安全性。提供网络应用服务，如文件传输、电子邮件、远程登录等。TCP/IP四层模型网际层对应于OSI的网络层，负责路由选择和逻辑地址寻址。网络接口层对应于OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传输和接收。应用层提供网络应用服务，如文件传输、电子邮件、远程登录等，与OSI的应用层功能相同。传输层提供端到端的可靠数据传输服务，与OSI的传输层功能相同。03物理层与数据链路层物理层概述及传输介质物理层基本概念物理层是计算机网络体系结构中的最底层，负责传输比特流。它提供了为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性。传输介质类型传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常见的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输介质等。数据链路层概述及功能数据链路层基本概念数据链路层功能数据链路层是OSI参考模型中的第二层，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物理层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。数据链路层的主要功能包括链路管理、帧同步、流量控制、差错控制等。其中，链路管理负责数据链路的建立、维持和释放；帧同步使得接收方能够确定一个帧的开始和结束；流量控制用于防止发送方发送数据的速率超出接收方的处理能力；差错控制则用于检测并纠正数据传输过程中可能出现的错误。常见数据链路层协议HDLC协议PPP协议以太网协议HDLC（High-LevelDataLinkControl，高级数据链路控制）协议是一种面向比特的同步数据链路控制协议，它采用比特填充技术来实现透明传输。PPP（Point-to-PointProtocol，点对点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。以太网协议定义了在一组计算机和其他设备之间传输数据的规范。以太网使用一种称为CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，带冲突检测的载波监听多路访问）的访问控制方法来确定网络上的计算机何时可以发送数据。04网络层与传输层网络层概述及功能网络层定义网络层是OSI参考模型中的第三层，负责在网络节点之间传输数据。主要功能网络层的主要功能包括路由选择、数据包的分片与重组、拥塞控制等，确保数据能够可靠地从源节点传输到目的节点。IP协议详解IP协议定义IP协议是网络层的核心协议，负责在网络上传输数据报。主要内容IP协议规定了数据报的格式、寻址方式、路由选择等。其中，IP地址是标识网络节点的唯一标识，路由表是实现数据包转发的重要依据。重