【正文】 結(jié)構(gòu)。 樹型結(jié)構(gòu) 是分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便 ，易診斷、易維護(hù) ，但除了葉節(jié)點(diǎn)及其相連的線路外，任一節(jié)點(diǎn)或其相連的線路故障都會(huì)使系統(tǒng)受到影響。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系（ OSI） OSI 是 Open Systems Interconnection 的英文縮寫 ,即“開放系統(tǒng)互聯(lián)”。這是一種數(shù)據(jù)通信模型。 OSI 模型把聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)喚醒應(yīng)用程序的活動(dòng)領(lǐng)域劃分為七層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、話路層、表示層和應(yīng)用層。 為什么會(huì)有這么復(fù)雜的一個(gè)分層體系那 ？ 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 6 因?yàn)閷?shí)際的計(jì)算機(jī)世界是復(fù)雜多彩的；有各種各樣的通信終端，比如 PC 機(jī)、蘋果機(jī)、工作站、小型機(jī)、大型機(jī)，還有各種掌上電腦和智能家電等等；通信介質(zhì)除了最常用的雙絞線，還有電話線、電纜、光纖、無線電波等等。我們需要一個(gè)好的標(biāo)準(zhǔn)體系來描述形形色色的網(wǎng)絡(luò)通信世界，定義好操作的規(guī)范，解決異種網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)所遇到的兼容性問題，只有這樣，才能組成協(xié)調(diào)互通的網(wǎng)絡(luò)。 加入分層的概念，是為了將整個(gè)體系的不同組成部分更好地按不同功能級(jí)別來劃分；同時(shí)在層次中引入了服務(wù)、接口和協(xié)議這三個(gè)概念，服務(wù)說明某層為上一層提供什么功能，接口說明上層如何使用下一層的服務(wù)，而協(xié)議定義如何實(shí)現(xiàn)本層的服務(wù)。 應(yīng)用層 面向用戶服務(wù) 表示層 數(shù)據(jù)表示 會(huì)話層 會(huì)話控制 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)包遞交信任監(jiān)測 網(wǎng)絡(luò)層 邏輯地址、路由等 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)物理地址、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線路存取方法 物理層 電及機(jī)械的有關(guān)定義 那么，七層的定義和職責(zé)各是什么呢？ 1. 物理層：物理層的任務(wù)就是保證點(diǎn)到點(diǎn)鏈路在光、電和機(jī)械上是可以傳送數(shù)據(jù)流的。它定義了物理鏈路的電氣和機(jī)械特性，以及激活、維護(hù)和關(guān)閉這條鏈路的各項(xiàng)操作。處理單位是 Bits。特征參數(shù)包括：電壓、數(shù)據(jù)傳輸率、最大 傳輸距離、物理連接媒體等。 2. 數(shù)據(jù)鏈路層：為區(qū)分和標(biāo)識(shí)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，引入了物理地址的概念；物理鏈路有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)就是在物理層的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)流進(jìn)行包裝組織，使有差錯(cuò)的物理鏈路2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 7 轉(zhuǎn)化成對沒有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)鏈路。它將位收集起來，按包處理數(shù)據(jù)。特征參數(shù)包括：物理地址、網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤警告機(jī)制、所傳數(shù)據(jù)幀的排序和流控等。 3. 網(wǎng)絡(luò)層：考慮一下： （ 1） 基于不同底層技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有不同類型的物理地址，比如用以太網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡或無線接入設(shè)備的物理地址就完全不同，這時(shí)該如何標(biāo)識(shí)不同 設(shè)備呢？ （ 2） 一條數(shù)據(jù)鏈路建立后，怎樣讓多對用戶共用這一條鏈路？ （ 3） 當(dāng)數(shù)據(jù)終端增多時(shí)，它們間用中繼設(shè)備相連，一臺(tái)終端通常會(huì)要求與多臺(tái)終端通信 ,怎樣把任意兩臺(tái)數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來？ 網(wǎng)絡(luò)層也叫網(wǎng)間網(wǎng)層，對于各種不同底層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，為了隱藏物理網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，引入了邏輯地址（ IP 地址）這個(gè)概念，對各網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，無論基于何種底層技術(shù)，都用邏輯地址來編號(hào)；類似的，也引入了包（ PACKET）這個(gè)概念，來隱藏不同物理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路的不同數(shù)據(jù)傳送模式。通過邏輯信道技術(shù) , 網(wǎng)絡(luò)層解決了鏈路復(fù)用的 問題，路由和尋徑概念的引入和實(shí)現(xiàn)，使任意兩臺(tái)數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來。 4. 傳輸層：網(wǎng)絡(luò)層關(guān)心的是 點(diǎn)到點(diǎn) 的逐點(diǎn)轉(zhuǎn)遞，傳輸層關(guān)注的是 端到端 的最終效果；各種通信子網(wǎng)在性能上有很大的差異，電話交換網(wǎng)，分組交換網(wǎng)，公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連，但它們的吞吐量，傳輸速率，數(shù)據(jù)延遲各不相同，傳輸層要負(fù)責(zé)隱藏各通信子網(wǎng)的差異，通過差錯(cuò)恢復(fù)，流量控制等功能，最終為會(huì)話層提供可靠的，無誤的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象主要是與會(huì)話層之間的界面端口。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 8 5. 會(huì)話層：維持 面向連接 傳輸，為會(huì)話實(shí) 體間建立連接；在兩個(gè)會(huì)話用戶之間實(shí)現(xiàn)有組織的，同步的數(shù)據(jù)傳輸；連接釋放。 6. 表示層：不同計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)所使用的數(shù)據(jù)表示法不同，表示層為異種機(jī)通信提供一種公共語言，完成應(yīng)用層數(shù)據(jù)所需的任何轉(zhuǎn)換，以便能進(jìn)行互操作。定義一系列代碼和代碼轉(zhuǎn)換功能，保證源端數(shù)據(jù)在目的端同樣能被識(shí)別，比如文本數(shù)據(jù)的 ASCII碼，表示圖象的 GIF 或表示動(dòng)畫的 MPEG 等。 7. 應(yīng)用層：最高層 ,是直接為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的。其作用是在實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)程相互通信的同時(shí)，完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù)，這些服務(wù)按其向應(yīng)用程序提供的 特性分成組，并稱為服務(wù)元素；有些可為多種應(yīng)用程序共同使用，有些則為較少的一類應(yīng)用程序使用。 在數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸中，發(fā)送方將數(shù)據(jù)送到自己的應(yīng)用層，加上該層的控制信息后傳給表示層；表示層也將數(shù)據(jù)加上自己的標(biāo)識(shí)傳給會(huì)話層；以此類推，每一層都在收到的數(shù)據(jù)上加上本層的控制信息并傳給下一層；最后到達(dá)物理層時(shí)，數(shù)據(jù)通過實(shí)際的物理媒體傳到接收方。接收端則執(zhí)行與發(fā)送端相反的操作，由下往上，將逐層標(biāo)識(shí)去掉，重新還原成最初的數(shù)據(jù)。由此可見，數(shù)據(jù)通訊雙方在對等層必須采用相同的協(xié)議，定義同一種數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)格式，這樣才可能保證數(shù)據(jù)的正確傳輸 。 實(shí)際使用的協(xié)議是否嚴(yán)格按照這七層來定義呢？ 并非如此， OSI 七層模型是一個(gè)理論模型，實(shí)際應(yīng)用則千變?nèi)f化，因此更多把它作為分析、評(píng)判各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的依據(jù)；對大多數(shù)應(yīng)用來說，只將它的協(xié)議族（即協(xié)議堆棧）與七層模型作大致的對應(yīng)，看看實(shí)際用到的特定協(xié)議是屬于七層中某個(gè)子層，還是包括了上下多層的功能。 TCP/IP 協(xié)議與七層模型的對應(yīng)關(guān)系： 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 9 應(yīng)用層 應(yīng)用層 表示層 會(huì)話層 傳輸層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)接口層 物理層 OSI 七層模型 TCP/IP TCP/IP 的多數(shù)應(yīng)用協(xié)議將 OSI 應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層的功能合在一起，組成應(yīng)用層，典型協(xié)議有： HTTP、 FTP、TELNET 等； TCP/UDP 協(xié)議對應(yīng) OSI 的傳輸層，提供上層數(shù)據(jù)傳輸保障； IP 協(xié)議對應(yīng) OSI 的網(wǎng)絡(luò)層； TCP/IP 的最底層功能由網(wǎng)絡(luò)接口層實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于 OSI 的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層， TCP/IP應(yīng)用已有的底層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳輸，對該層并未作嚴(yán)格定義。 網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè)備 數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是以“包”的形式傳遞的，但不同網(wǎng)絡(luò)的“包” , 其格式也是不一樣的。 如果在不同的網(wǎng)絡(luò)間傳送數(shù)據(jù)，由于包格式不同 , 導(dǎo)致數(shù) 據(jù)無法傳送，于是網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè)備就充當(dāng)“翻譯”的角色，將一種網(wǎng)絡(luò)中的“信息包”轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)的“信息包”。 信息包在網(wǎng)絡(luò)間的轉(zhuǎn)換，與 OSI 的七層模型關(guān)系密切。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的差別程度小，則需轉(zhuǎn)換的層數(shù)也少。例如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)互連，因?yàn)樗鼈儗儆谝环N網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)包僅需轉(zhuǎn)換到 OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），所需網(wǎng)間連接設(shè)備的功能也簡單（如2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 10 網(wǎng)橋）；若以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)相連，數(shù)據(jù)信息需轉(zhuǎn)換至 OSI 第三層（網(wǎng)絡(luò)層），所需中介設(shè)備也復(fù)雜（如路由器）；如果連接兩個(gè)完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)（如 PC LAN 與 IBM 主機(jī)），其數(shù)據(jù)包需做全部 七層的轉(zhuǎn)換，需要的連接設(shè)備也最復(fù)雜（如網(wǎng)關(guān)）。 中繼器（ Repeater） 在一種網(wǎng)絡(luò)中，每一網(wǎng)段的傳輸媒介均有其最大的傳輸距離（如細(xì)纜最大網(wǎng)段長度為 185 米，粗纜的是 500 米等），超過這個(gè)長度，傳輸介質(zhì)中的數(shù)據(jù)信號(hào)就會(huì)衰減。如果需要比較長的傳輸距離，就需要安裝一個(gè)叫做 “ 中繼器 ” 的設(shè)備。如圖 。 圖 中繼器 中繼器可以“延長”網(wǎng)絡(luò)的距離，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中起到放大信號(hào)的作用。數(shù)據(jù)經(jīng)過中繼器，不需進(jìn)行 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換。中繼器連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在邏輯上是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 中繼器的主要優(yōu)點(diǎn)是安裝簡單、使用方便、價(jià)格相對低廉。它不僅起到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離的作用，還可將不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。中繼器工作在物理層，對于高層協(xié)議完全透明。 網(wǎng)橋（ Bridge） 當(dāng)兩種相同類型但又使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連時(shí)，就需要使用橋接器，也就是通常所說的網(wǎng)橋，如圖 。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 11 例如， LAN A 與 LAN B 是兩個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)， LAN A 使用的是IPX 協(xié)議， LAN B 使用 TCP/IP，當(dāng)連接 A 與 B 時(shí)，就必須用網(wǎng)橋，如圖 所示。 圖 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋的工作原理是這樣的：當(dāng)網(wǎng)橋剛安裝時(shí)，它對網(wǎng)絡(luò)中的各工作站一無所知。在工作站開始傳送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)橋會(huì)自動(dòng)記下其地址，直到建立起一張完整的網(wǎng)絡(luò)地址表為止，這是一個(gè)“學(xué)習(xí)”的過程。 一旦地址表建完，信息數(shù)據(jù)在通過網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋就根據(jù)信息包比較其目地地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與源地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是否相同。若不同，則進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將信息包傳過“橋”去；否則，不轉(zhuǎn)換，也不過“橋”。 網(wǎng)橋?qū)?yīng) OSI 參考模型的第二層（包括物理層 與鏈路層）。因此網(wǎng)橋只能連接同一類型的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)）。 路由器 (Router) 當(dāng)兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)彼此相連時(shí)，必須使用路由器。例如LAN A 是 Token Ring， LAN B 是 Ether，這時(shí)你就可用路由器將這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，如圖 所示。 2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 12 圖 路由器 路由器工作在 OSI 模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），因此它與高層協(xié)議有關(guān)；又由于它比網(wǎng)橋更高一層，因此智能性更強(qiáng)。它不僅具有傳輸能力，而且有路徑選擇能力。當(dāng)某一鏈路不通時(shí)，路由器會(huì)選擇一條好的鏈路完成通信。另外，路由 器有選擇最短路徑的能力。 由于路由器的復(fù)雜化，其傳輸信息的速度比網(wǎng)橋要慢，比較適合于大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接。 路由器可以深入到數(shù)據(jù)包中，閱讀每個(gè)數(shù)據(jù)包或令牌環(huán)幀中包含的信息，使用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)尋址過程來判斷適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)目標(biāo)。在從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，丟棄了數(shù)據(jù)外層，重新打包并重新傳輸數(shù)據(jù)，這樣做減少了通過局域網(wǎng)間通訊鏈路的比特?cái)?shù)，接收端的路由器重新將數(shù)據(jù)組成適合該局域網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包或幀，這樣使得路由器能通過 LAN 內(nèi)部電路，比網(wǎng)橋更有效地傳遞信息，盡量少使用昂貴的長途電路。 路由器根據(jù)分類方法的不同可 分為：近程路由器和遠(yuǎn)程路由器；內(nèi)部路由器和外部路由器；“靜態(tài)”路由器和“動(dòng)態(tài)”路由器；單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器等。路由器在工作時(shí)需要存在初始的路徑表，它使用這些表來識(shí)別其他網(wǎng)絡(luò)，以及通往其他網(wǎng)絡(luò)的路徑和最有效的選擇方法。路由器與網(wǎng)橋不同，它并不是使用路徑表來找到其他網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備的地址，而是依靠其它的路由器來完成此任務(wù)。也就是說，網(wǎng)橋是根據(jù)路徑表來轉(zhuǎn)發(fā)或過濾2020 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)華豫學(xué)院計(jì)算機(jī)系畢業(yè)論文 第 頁 13 信息包，而路由器是使用它的信息來為每一個(gè)信息包選擇最佳路徑。靜態(tài)路由器需要管理員來修改所有網(wǎng)絡(luò)的路徑表，它一般只用于小型的網(wǎng)間互連；而動(dòng)態(tài)路由器能根據(jù) 指定的路由協(xié)議來完成修改路由器信息。使用這些協(xié)議，路由器能自動(dòng)地發(fā)送這些信息，所以一般大型的網(wǎng)間連接均使用動(dòng)態(tài)路由器。路由器能夠在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互連能力，但路由器并不要求在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之