网络计算结构
第三章 计算机网络体系结构ppt课件
图1 OSI参考模型
最顶层
最底层
.
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
（A）
（P） （S） （T） （N）
（DL） （PH）
通信子网
.
OSI中数据流动过程
用户看到的据流向
向实 际 数 据 流
向实 际 数 据 流
实际数据流向
.
2.3 OSI-RM 各层主要功能概述
1、物理层
2.1 网络体系结构及协议概念
2.1.1 网络体系结构的概念
计算机网络体系结构与网络协议是计算机网络技术 中的关键。
计算机网络的实现需要解决很多复杂的技术问题。 例如：①支持多种通信介质；②支持多厂商和异种机互 联，其中包括软件的通信规定及硬件接口的规范；③支 持多种业务，如远程登录、数据库、分布式计算等；④ 支持高级人机接口。
服务数据单元是指（N）实体为完成（N） 服务用户请求的功能所设置的数据单元
.
2.4.3 、服务原语： 在OSI-RM中，上层使用下层的服务，必须通过下
层交换一些命令，这些命令称为服务原语。
请求：用户要求服务做某项工作
服务原语
指示：用户被告知某事件发生了 响应：用户表示对某事件的响应
确认：用户实体收到关于它的请求答复
● 数据链路层协议分为两类：
● 面向字符型的主要特点是利用已定义好的一组 控制字符完成数据链路控制功能。
● 面向比特型的数据链路层，其规程传送信息的单 位称为帧。帧分为控制帧和信息帧。
.
1、数据链路层的功能
传输链路 传输链路是用于传输数据的通信信道，由双绞线、
光纤、 同轴电缆、微波、卫星通信等构成。 信道分为链路与通路两种：
计算机网络的基本组成部分
计算机网络的基本组成部分计算机网络是由各种硬件设备和软件组建而成的，它们相互协作，使得计算机之间能够实现数据和信息的传输与交换。
计算机网络的基本组成部分包括硬件设备、协议与服务以及网络拓扑结构。
一、硬件设备在计算机网络中，各种硬件设备扮演着重要的角色，包括：1. 服务器：用于存储和处理数据的大型计算机，通常提供各种服务，如文件共享、打印和数据库等。
2. 终端设备：包括个人电脑、笔记本电脑、智能手机和平板电脑等，用于与网络进行交互和获取信息。
3. 路由器：负责网络中不同子网之间的数据传输，根据IP地址决定数据的转发路径。
4. 交换机：用于在局域网内进行数据的交换和转发，能够根据MAC地址进行精确的数据传送。
5. 集线器：将多台计算机连接成局域网或广域网的中央节点，实现数据的共享和传输。
二、协议与服务计算机网络依赖于各种协议与服务来保证数据的可靠传输和信息的安全。
其中，常见的协议和服务包括：1. TCP/IP协议：是互联网中最常用的协议，负责数据的分组、传输和路由，并实现网络间的通信。
2. HTTP协议：用于在Web上请求和传输超文本文档，是构建万维网的基础。
3. DNS服务：将域名与IP地址相互映射，使得用户可以通过域名访问特定的网站或资源。
4. DHCP服务：根据需要为计算机分配IP地址，并提供其他网络配置信息。
5. VPN服务：通过加密技术在公共网络上建立安全的专用网络，保护数据的传输安全性和隐私性。
三、网络拓扑结构计算机网络的拓扑结构决定了设备之间的连接方式和数据传输路径。
常见的网络拓扑结构有：1. 星型拓扑：中央设备（如集线器或交换机）连接到每台计算机，形成一个星形网络。
这种结构易于管理和维护，但中央设备的故障会导致整个网络中断。
2. 总线拓扑：所有计算机都连接到一个主线上，形成一个总线结构。
虽然成本较低，但总线故障会使整个网络瘫痪，并且性能可能会随着电缆长度增加而下降。
3. 环形拓扑：计算机按环形排列，每台计算机都连接到其前后的计算机。
计算机网络体系结构
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第3章 计算机网络体系结构
3.2.4 服务原语
服务原语（Service Primitive）是指服务用户与服务提 供者之间进行交互时所要交换的一些必要信息。 OSI/RM规定了四种服务原语类型，如表3-2所示。
第3章 计算机网络体系结构
本章学习目标
l 了解开放系统互连参考模型中的若干重要概 念 l 熟悉OSI/RM各层协议的功能及基本原理并掌 握传输控制协议TCP
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第3章 计算机网络体系结构
3.1 网络体系结构概述
1974年，美国IBM公司首先公布了世界上第一个计算机 网络体系结构（SNA，System Network Architecture）， 凡是遵循SNA的网络设备都可以很方便地进行互连。 1977年3月，国际标准化组织ISO的技术委员会TC97成 立了一个新的技术分委会SC16专门研究“开放系统互 连”，并于1983年提出了开放系统互连参考模型，即著 名的ISO 7498国际标准（我国相应的国家标准是GB 9387），记为OSI/RM。
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第3章 计算机网络体系结构
3.4.2 具有最简单流量控制的数据链路层协议
为了使收方的接收缓冲区在任何情况下都不会溢出，最 简单的方法是发方从主机每取一个数据块，就将其送到 数据链路层的发送缓冲区中发送出去，然后等待；收方 收到数据帧后，将其放入数据链路层的接收缓冲区并交 付给主机，同时回应一信息给发送节点表示数据帧已经 上交给主机，接收任务已经完成；发方收到由接收站点 发过来的双方事先商定好的信息，则从主机取下一个新 的数据帧再发送。在这种情况下，收方的接收缓冲区的 大小只要能够装得下一个数据帧即可，这就是最简单最 基本的停止-等待（Stop-and-Wait）协议。
计算机网络的网络层次结构
计算机网络的网络层次结构
计算机网络的网络层次结构是指将计算机网络中的各种设备和
协议划分为不同的层次，以实现数据传输和通信的有效性和可靠性。
1. 物理层
物理层是网络层次结构的最底层，主要负责传输原始比特流。
它涉及硬件设备，例如网线、光纤和网络接口卡。
物理层的功能包
括数据传输的编码和解码，数据的传输速率控制，以及物理连接的
建立和维护。
2. 数据链路层
数据链路层位于物理层之上，负责将原始比特流划分为帧，并
提供基本的错误检测和纠正功能。
数据链路层主要解决点对点直连
的通信问题，确保数据在物理链路上的可靠传输。
3. 网络层
网络层是计算机网络中最重要的层次之一。
它负责为数据包选
择和设置最合适的路径以进行跨网络的传输。
网络层协议有IP
（Internet Protocol），它通过将数据包封装在各自的数据报中，使
得数据能够在不同网络之间传输。
4. 传输层
传输层负责在源主机和目标主机之间提供可靠的数据传输。
传
输层的主要协议是传输控制协议（TCP），它使用错误检测和重新
发送机制确保数据的完整性和可靠性。
5. 应用层
网络层次结构的设计和实现可以简化网络的管理和维护，提高
网络的可靠性和性能。
通过将不同的功能划分到不同的层次，网络
设备和协议可以更加独立地进行开发和升级。
总结：
计算机网络的网络层次结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
每个层次都有各自的功能和协议，以实现数据传
输和通信的可靠性和效率。
第2章 计算机网络体系结构
2．1．1．研究制定计算机网络体系结构的科学方法 在初期的自由竞争中，计算机网络体系结构在短时间内得 到了迅速发展，但是伴随着计算机网络形式的多样化、复杂 性，也出现了许多问题。 例如，用户的资源和数据存储在采用不同操作系统的主 机中，这些主机分布在网络的不同地方，需要在不同的传输 媒体上实现采用不同操作系统的主机之间的通信；如何解决 异种机和异种网络互连问题；特别是系统的互连成为一个大 问题。
4．美国电气电子工程师学会 美国电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)于1963年由美国电气工程师 学会(AIEE)和美国无线电工程师学会(IRE)合并而成，是美 国规模最大的制定标准的专业学会。 IEEE由大约17万名从事电气工程、电子和有关领域的专 业人员组成，分设1O个地区和206个地方分会，设有31个技 术委员会。 IEEE制定的标准内容有：电气与电子设备、试验方法、元 器件、符号、定义以及测试方法等。 IEEE最引人注目的成就之一是通过802方案对LAN和城域网 MAN进行的标准化。802方案含局域网和城域网各方面上百个 单独的规范，符合IEEE的LAN包括以太网(IEEE 802．3)和令 牌环网(802，5)，802系列标准和所有规范限于物理层和／ 或数据链路层。
5．美国电子工业协会 美国电子工业协会(Electronic Industries Association， EIA)创建于1924年，当时名为无线电制造商协会(Radio Manufacturers Association，RMA)，总部设在弗吉尼亚的 阿灵顿。
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是指在计算机网络系统中，计算机的技术结构和通信协议的安排设计。
它涉及到各层的技术细节，包括数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层，物理层以及逻辑链路层等层次的技术体系。
计算机网络体系结构定义了计算机网络系统的实体和功能，这些实体和功能可以按照分层的方式进行组织。
从最底层开始，最基本的层是物理层，它定义了物理媒介如电线、光纤等及其制造和运行物理设备，从物理层开始，到网络层，它定义了用于传输数据的协议；再往上，传输层定义用于传输数据的介质和端口；接下来的层是会话层，它定义了网络的连接机制，以及两个终端之间的数据传输；然后是表示层，它定义了在两个终端之间传输复杂数据的一种标准格式；最后是应用层，它定义了各种应用软件如SMTP，POP3，HTTP等的基本标
准协议。
从另一方面来看，计算机网络体系结构不仅定义了各层的技术细节，它的实际应用也很有价值。
它为用户提供了更高效的网络服务，从而辅助用户实现信息化运营。
通过不断改进和发展计算机网络体系结构的技术理论，可以进一步提高网络性能，增强网络服务的安全性，改善网络的用户体验，提升企业的网络品牌形象。
此外，计算机网络体系结构还可以通过科学层次来实现主干网络、地区网络、本地网络的组织，用户可以在不同的网络层次之间定义资源，实现计算机的资源共享，以及用户之间的数据交换。
总而言之，计算机网络体系结构是计算机网络系统中的一个重要组成部分，它定义了计算机网络系统的实体和功能，以及计算机网络中各层的技术细节，提供了更高效的网络服务。
对于我们的生活，它给我们带来了极大的便利，同时也为用户提供了方便快捷的信息交互服务。
计算机网络的组成
二、按逻辑划分
1）资源子网：负责全网的数据处理业务
包括：主计算机（Host）、终端、 I/O设备、 各种软件资源和数据资源等。
2）通信子网：为资源子网提供传输、交 换数据信息的能力。
包括：通信控制处理机、通信线路、其他通信 设备如调制解调器等
资源子网终端Fra bibliotek主机通信子网
CCP CCP
CCP
CCP CCP
主机 局域网
服务器
路由器
通信子网
路由器
主机 局域网
服务器
主机
路由器 路由器
局域网
路由器 路由器
路由器 路由器
路由器 路由器
主机 局域网
服务器
服务器
现代计算机网络结构的简单示意
在资源子网中，大量 的微型计算机通过局域网 (包括校园网、企业网或 ISP提供的接入网等)连入 广域网；
在通信子网中，用于 实现广域网与广域网之间 互连的通信控制处理机普 遍采用被称为核心路由器 的路由设备；
在资源子网和通信子 网的边界，局域网与广域 网之间的互连也采用了路 由设备，并将这些路由设 备称为接入路由器或边界 路由器。
计算机网络技术
CCP 主机
主机 终端
终端
现代网络结构的变化
随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计 算机是通过局域网连入广域网，而局域网与 广域网、广域网与广域网的互连是通过路由 器实现的；
在Internet中，用户计算机需要通过校园网、 企业网或ISP联入地区主干网，地区主干网通 过国家主干网联入国家间的高速主干网，这 样就形成一种由路由器互联的大型、层次结 构的互联网络。
计算机网络技术
计算机网络的组成
一、从物理组成的角度
计算机网络的结构组成
计算机网络的结构组成计算机网络已经成为了当今社会不可或缺的一部分，它为人们的生活提供了许多便利。
计算机网络的发展离不开一个稳定、安全和高效的网络结构。
本文将介绍计算机网络的结构组成，并探讨其中的每个组成部分。
一、物理层物理层是计算机网络中最基础的一层。
它主要负责传输比特流（0和1）的信号以及数据的物理连接。
在网络中，物理层通过电缆、光纤、无线信号等传输媒介将数据从一个地方传输到另一个地方。
物理层的主要设备包括集线器、中继器和传输介质等。
二、数据链路层数据链路层负责将物理层传输的比特流组织为数据帧，并通过校验和纠错等技术确保数据的可靠传输。
此外，数据链路层还负责网络节点之间的数据链路管理和数据帧的流控制等任务。
典型的数据链路层设备包括网桥和交换机。
三、网络层网络层是计算机网络中的核心层，它负责将数据从源节点传输到目的节点。
网络层通过路由选择算法确定最佳路径，并将数据划分为数据包进行传输。
网络层还可以实现数据的拥塞控制和分组的重组等功能。
路由器是网络层的主要设备。
四、传输层传输层负责在源节点和目的节点之间提供端到端的可靠通信。
它通过将数据划分为数据段并为每个数据段编号，以便在网络中的不同路径上进行传输。
传输层还可以实现流量控制和拥塞控制等功能。
传输层的典型协议包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
五、会话层会话层负责在网络中的不同节点之间建立、维护和终止会话。
它提供了建立连接、数据传输和关闭连接的功能。
会话层还可以处理多个应用程序之间的并发会话。
在OSI模型中，会话层通常与传输层一起合并。
六、表示层表示层负责将数据转换为计算机可识别的格式，并提供数据加密和解密等功能。
它还可以处理数据的压缩和解压缩。
表示层可以确保数据在源节点和目的节点之间的正确解释和传递。
七、应用层应用层是计算机网络中最高层的一层，它直接为用户提供网络服务。
应用层包括各种应用程序，例如电子邮件、文件传输和远程登录等。
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网络计算结构第1章NCA的关键组成部分 (1)第2章什么是部件(cartridge)? (2)第3章ICX也能够在专用环境和NCA之间建立接口 (2)第4章用于网络计算的客户机系列 (3)Oracle全能应用服务器(Universal Application Server) (4)用于Web的可伸缩应用服务器............................................................ 错误！未定义书签。
用于网络计算的可伸缩应用服务器..................................................... 错误！未定义书签。
全能服务器(Universal Server) ............................................................... 错误！未定义书签。
第5章安全地扩展数据库............................................................................... 错误！未定义书签。
第6章开发基于部件(cartridge)的应用 . (4)第7章总结 (5)第8章附录A (6)第9章附录B (6)N C A的关键组成部分NCA的关键组成部分是：·为部件(cartridge)“可插入”对象，这些对象易于管理并可提供扩展功能·开放协议和标准化的接口，可使部件(cartridge)通过ICX(Inter-Cartridge Exchange)总线进行通信·可扩展的客户机、应用服务器和数据库服务器─客户机系列─Oracle全能应用服务器(Universal Application Server)─Oracle全能服务器(Universcal Server)·集成式的开发和管理部件(cartridge)的环境附图I网络计算结构什么是部件(c a r t r i d g e)?一个部件(cartridge)是一个可管理的对象。
它使用IDL(界面定义语言)─一个语言中立的界面，可使部件(cartridge)在一个分布式系统中将自己与其它对象区分开。
同时，可以使用多种语言开发部件(cartridge)，如Java，Visual Basic，C/C++，SQL等。
部件(cartridge)可以访问全能部件服务(Universal Cartridge Services)：·安装─获取程序代码即软件自身的机制，将部件(cartridge)安装在网络中合适的计算机上·登录─可使一个特定部件(cartridge)进入服务状态，也就是使部件(cartridge)可用的机制·例程─可使一个特定部件(cartridge)被激活的机制，使部件(cartridge)可以处理请求服务的命令，一个部件(cartridge)可运行在几个不同的机器上，请求产生时可激活多个例程，而当请求消除时可撤消这些例程·引用─可使一个应用或另一个更通用的部件(cartridge)引用一个部件(cartridge)来完成其某一功能的机制·管理─用于控制版本、完成更新等功能的机制·监控——用于操作和监视一个部件(cartridge)活动的机制·完全性─保证对数据和计算资源的安全和合理使用的机制上述的部分服务是CORBA2.0标准中的一部分。
在一个由客户机/服务器、Internet和分布式对象技术组成的异构环境中，部件(cartridge)可以帮助管理和实施CORBA对象。
例如：使用IIOP访问服务器的基于CORBA的浏览器插件，如Java applet，它一旦访问全能部件服务，就演变成为一个部件(cartridge)。
所有这些功能都可以通过CORBA和IIOP来实现。
除了全能部件服务以外，部件(cartridge)还可通过名为ICX的软件总线访问可伸缩的部件服务(Scalable Cartridge Services)和特定部件服务(Specialized Cartridge Services)。
ICX(Inter-Cartridge Exchange)ICX是一个对象总线，分布于网络中的部件(cartridge)通过这条总线可以相互通信。
ICX 内部是使用IIOP和HTTP协议来完成通信的，也可根据需要在不同环境中进行转换，例如当在一个ActiveX PC应用程序访问一个基于Java和CORBA对象时，就如同访问一个DCOM 对象一样。
ICX是由一组库和存在于与网络相连的不同计算机上的服务实现的。
通过这些库，部件(cartridge)可以访问：·其它部件(cartridge)·客户机·服务器·服务I C X也能够在专用环境和N C A之间建立接口与COM集成的ICXActiveX/COM客户机可以通过一个桥接器与部件(cartridge)通信。
支持Java的ActiveX/COM客户机能够访问部件(cartridge)以及由全能应用服务器提供的可伸缩的事务处理、消息传送和排队服务。
与Java集成的ICX对于Jave,NCA通过CORBA IDL的Java语言映射，介于IIOP之上的客户机或服务器端的Java，以及用于开放数据库访问的JDBC将Java与CORBA/IIOP集成在一起。
与原有系统集成的ICX通过将原有系统接口封装在部件(cartridge)中，以及使用用于消息传送、排队和事务处理的互操作服务，NCA提供了与主机系统集成的方法。
附加的部件服务利用上述结构，可以HTTP和/或IIOP为基础编写分布式应用。
然而，对于建立“真正”的分布式应用，由HTTP和IIOP提供的基本通信功能是不够的。
其它功能，如安全服务、事务处理、持久性、并发控制，命名和目录服务等等，也起了很重要的作用。
为了提供一个开发效率更高的编程环境，附加的部件服务增加了许多新的功能，以便应用程序使用起来更加简便，而不必将代码嵌入其中。
这些服务是基于CORBA标准的，从而确保其具有开放性。
部件(cartridge)能够使用以下这些可伸缩的部件服务，如：·事务处理─能够支持一系列动作并将其作为基本操作·消息传送和排队─允许部件(cartridge)之间的异步互操作，这是一个已有OLTP和主机环境中建立好的服务·数据访问─能够通过开放的、公开的接口访问数据库服务器提供的服务另外，一个部件(cartridge)可根据自身所在的位置访问特定的部件服务：·在数据服务器上的数据部件(Data Cartridge)访问可扩展的数据库服务·在应用服务器上的应用服务部件(Application Server Cartridge)可访问分区服务和可伸缩的负载管理服务·客户机部件(Client Cartridge)可访问标准的用户界面服务可扩展的客户机、应用服务器、数据库服务器具有完全可扩展性的客户机、应用服务器和数据库服务器能够实现异构系统中的、跨平台的解决方案。
部件(cartridge)技术提供了NCA内部的可扩展性(见附录B)。
用于网络计算的客户机系列在客户机层，对于互操作性存在着几种互相竞争的标准，Netscape的ONE客户机由于使用IIOP，将成为可直接插入到NCA结构中的基于浏览器的客户机。
Microsoft的ActiveX 标准已在演变成为用于可重用用户接口部件的Windows桌面系统中的重要技术。
当基于Web的Intermet/Intranet应用大量出现时，HTML和Java同时成为客户机上开放的事实上的标准。
最后，同样重要的是，网络计算机(NC)作为一个低成本、易于管理的产品，可以在以网络为中心的体系结构中作为PC机的替代品，对此人们有着浓厚的兴趣。
什么是ActiveX/COM/DCOM?Microsoft的ActiveX控件是符合Microsoft对象模型的预定义好的部件包，用于提供在Windows 95或NT这类典型客户机桌面系统中的面向对象的可扩展性。
Microsoft的COM 是在一个给定的客户机或服务器内用于这些控件的框架。
对于机器间或网络间的对象互操作性，Microsoft提供DCOM(分布式COM)。
作为单一厂商“标准”的DCOM代表了一种同构系统中的互操作机制，它与用于由异构系统组成的网络中的、由多厂商支持的CORBA/IIOP标准形成鲜明对照。
当建立软件部件时，使用已建立好的工业标准是极其重要的，这可以确保当某一部分失效时，可以选择替换品。
同时也能够确保当可以获得一种更智能化的、功能更强的部件时，可以以新换旧。
只有使用工业标准规定的方法进行部件的建立，才能在选择众多的预构部件的过程中提前规划，确保在将其组合使用时能如期共同工作。
NCA支持其中的任何一种客户机，并且允许开发者选择Java, Javascript, C/C++, Visual Basic和基于SQL 的语言创建部件(cartridge)。
因为客户机和部件(cartridge)可通过ICX通信，开发商不再需要单独选择开发环境。
只要每组中的部件遵循开放的、标准的协议，每组部件(cartridge)都将保证可以在体系结构内部共同工作。
C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\练习题\A1.docC:\Documents and Settings\Administrator\桌面\练习题\A2.docC:\Documents and Settings\Administrator\桌面\练习题\A3.docC:\Documents and Settings\Administrator\桌面\练习题\A4.doc安全地扩展数据库在Oracle全能服务器内部，可扩展的数据库服务提供了对索引、查询引擎、管理以及数据库核心的其它关键部件的访问。
开发者将可扩展的数据库服务封装于IDL和SQL之间的高层接口中，就能创建特定的数据部件(Data cartridge)，有效地实现新的数据类型。
由于数据部件是由标准工具开发的，并通过全能部件服务在数据库中进行管理，因此，数据部件提供安全的、符合标准的技术，用于开发数据库中的新功能。
与专用扩展技术(如DataBlades)不同，Oracle全能服务器部件为使用Java、SQL和IDL实现数据逻辑提供了一个标准环境。
与其它形式的数据库扩展不同，通过安装和登录之类的全能部件服务标准的集合，部件(cartridge)支持网络操作。