semantics計算機網路

1. 《計算機網路》數據交換有幾種方式，各自的優缺點是什麼

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計算機網路的應用
計算機網路在資源共享和信息交換方面所具有的功能，是其它系統所不能替代的。計算機網路所具有的高可靠性、高性能價格比和易擴充性等優點，使得它在工 業、農業、交通運輸、郵電通信、文化教育、商業、國防以及科學研究等各個領域、各個行業獲得了越來越廣泛的應用。我國有關部門也已制訂了"金橋"、"金關 "和"金卡"三大工程，以及其它的一些金字型大小工程，這些工程都是以計算機網路為基礎設施，為促使國民經濟早日實現信息化的主幹工程，也是計算機網路的具體 應用。計算機網路的應用范圍實在太廣泛，本節僅能涉及一些帶有普遍意義和典型意義的應用領域。
（1）辦公自動化OA（Office Automation）
辦公自動化系統，按計算機系統結構來看是一個計算機網路，每個辦公室相當於一個工作站。它集計算機技術、資料庫、區域網、遠距離通信技術以及人工智 能、聲音、圖像、文字處理技術等綜合應用技術之大成，是一種全新的信息處理方式。辦公自動化系統的核心是通信，其所提供的通信手段主要為數據/聲音綜合服 務、可視會議服務和電子郵件服務。
（2）電子數據交換EDI（Electronic Data Interchange）
電子數據交換，是將貿易、運輸、保險、銀行、海關等行業信息用一種國際公認的標准格式，通過計算機網路通信，實現各企業之間的數據交換，並完成以貿易為中心的業務全過程。EDI在發達國家應用已很廣泛，我國的"金關"工程就是以EDI作為通信平台的。
（3）遠程交換（Telecommuting）
遠程交換是一種在線服務（Online Serving）系統，原指在工作人員與其辦公室之間的計算機通信形式，按通俗的說法即為家庭辦公。
一個公司內本部與子公司辦公室之間也可通過遠程交換系統，實現分布式辦公系統。遠程交換的作用也不僅僅是工作場地的轉移，它大大加強了企業的活力與快速反應能力。近年來各大企業的本部，紛紛採用一種被之為"虛擬辦公室"（Virtual Office）的技術，創造出一種全新的商業環境與空間。遠程交換技術的發展，對世界的整個經濟運作規則產生了巨大的影響。
（4）遠程教育（Distance Ecation）
遠程教育是一種利用在線服務系統，開展學歷或非學歷教育的全新的教學模式。遠程教育幾乎可以提供大學中所有的課程，學員們通過遠程教育，同樣可得到正規大學從學士到博士的所有學位。這種教育方式，對於已從事工作而仍想完成高學位的人士特別有吸引力。
遠程教育的基礎設施是電子大學網路EUN（Electronic University Network）。EUN的主要作用是向學員提供課程軟體及主機系統的使用，支持學員完成在線課程，並負責行政管理、協作合同等。這里所指的軟體除系統軟 件之外，包括CAI課件，即計算機輔助教學（Computer Aided Instruction）軟體。CAI課件一般採用對話和引導式的方式指導學生學習發現學生錯誤還具有回溯功能，從本質上解決了學生學習中的困難。
（5）電子銀行
電子銀行也是一種在線服務系統，是一種由銀行提供的基於計算機和計算機網路的新型金融服務系統。電子銀行的功能包括：金融交易卡服務、自動存取款作 業、銷售點自動轉帳服務、電子匯款與清算等，其核心為金融交易卡服務。金融交易卡的誕生，標志了人類交換方式從物物交換、貨幣交換到信息交換的又一次飛 躍。
圍繞金融交易卡服務，產生了自動存取款服務，自動取款機（CD）及自動存取款機（ATM）也應運而生。自動取款機與自動存取款機大多採用聯網方式工 作，現已由原來的一行聯網發展到多行聯網，形成覆蓋整個城市、地區，甚至全國的網路，全球性國際金融網路也正在建設之中。
電子匯款與清算系統可以提供客戶轉帳、銀行轉帳、外幣兌換、托收、押匯信用證、行間證券交易、市場查證、借貸通知書、財務報表、資產負債表、資金調撥 及清算處理等金融通信服務。由於大型零售商店等消費場所採用了終端收款機（POS），從而使商場內部的資金即時清算成為現實。銷售點的電子資金轉帳是 POS與銀行計算機系統聯網而成的。
當前電子銀行服務又出現了智能卡（IC）。IC卡內裝有微處理器、存儲器及輸入輸出介面，實際上是一台不帶電源的微型電子計算機。由於採用IC卡，持卡人的安全性和方便性大大提高了，
（6）電子公告板系統BBS（Bulletin Board System）
電子公告板是一種發布並交換信息的在線服務系統。BBS可以使更多的用戶通過電話線以簡單的終端形式實現互聯，從而得到廉價的豐富信息，並為其會員提供網上交談、發布消息、討論問題、傳送文件、學習交流和游戲等的機會和空間。
（7）證券及期貨交易
證券及期貨交易是由於其獲利巨大、風險巨大，且行情變化迅速，投資者對信息的依賴格外顯得重要。金融業通過在線服務計算機網路提供證券市場分析、預 測、金融管理、投資計劃等需要大量計算工作的服務，提供在線股票經紀人服務和在線資料庫服務（包括最新股價資料庫、歷史股價資料庫、股指資料庫以及有關新 聞、文章、股評等）。
（8）廣播分組交換
廣播分組交換實際上是由一種無線廣播與在線系統結合的特殊服務，該系統使用戶在任何地點都可使用在線服務系統。廣播分組交換可提供電子郵件、新聞、文 件等傳送服務，無線廣播與在線系統通過數據機，再通過電話局可以結合在一起。移動式電話也屬於廣播系統。
（9）校園網（Campus Network）
校園網是在大學校園區內用以完成大中型計算機資源及其它網內資源共享的通信網路。一些發達國家已將校園網確定為信息高速公路的主要分支。無論在國內還 是國外，校園網的存在與否，是衡量該院校學術水平與管理水平的重要標志，也是提高學校教學、科研水平不可或缺的重要支撐環節。
共享資源是校園網最基本的應用，人們通過網路更有效地共享各種軟、硬體及信息資源，為眾多的科研人員提供一種嶄新的合作環境。校園網可以提供異型機聯網的 公共計算環境、海量的用戶文件存儲空間、昂貴的列印輸出設備、能方便獲取的圖文並茂的電子圖書信息，以及為各級行政人員服務的行政信息管理系統和為一般用 戶服務的電子郵件系統。
（10）信息高速公路
如同現代信息高速公路的結構一樣，信息高速公司也分為主幹、分支及樹葉。圖像、聲音、文字轉化為數字信號在光纖主幹線上傳送，由交換技術再送到電話線或電纜分支線上，最終送到具體的用戶"樹葉"。主幹部分由光纖及其附屬設備組成，是信息高速公路的骨架。
我國政府也十分重視信息化事業，為了促進國家經濟信息化，提出個"金橋"工程--國家公用經濟信息網工程、"金關"工程--外貿專用網工程、"金卡" 工程--電子貨幣工程。這些工程是規模宏大的系統工程，其中的"金橋工程"是國民經濟的基礎設施，也是其它"金"字系列工程的基礎。
「金橋」工程包含信息源、信息通道和信息處理三個組成部分，通過衛星網與地面光纖網開發，並利用國家及各部委、大中型企業的信息資源為經濟建設服務。 「金卡」工程是在金橋網上運行的重要業務系統之一，主要包括電子銀行及信用卡等內容。「金卡」工程又稱為無紙化貿易工程，其主要實現手段為EDI，它以網 絡通信和計算機管理系統為支撐，以標准化的電子數據交換替代了傳統的紙面貿易文件和單證。其它的一些「金」字系列工程，如「金稅」工程、「金智」工程、 「金盾」工程等亦在籌劃與運作之中。這些重大信息工程的全面實施，在國內外引起了強烈反響，開創了我國信息化建設事業的新紀元。
（11）企業網路
集散系統和計算機集成製造系統是兩種典型的企業網路系統。
集散系統實質上是一種分散型自動化系統，又稱做以微處理機為基礎的分散綜合自動化系統。集散系統具有分散監控和集中綜合管理兩方面的特徵，而更將"集 "字放在首位，更注重於全系統信息的綜合管理。80年代以來，集散系統逐漸取代常規儀表，成為工業自動化的主流。工業自動化不僅體現在工業現場，也體現在 企業事務行政管理上。集散系統的發展及工業自動化的需求，導致了一個更龐大、更完善的計算機集成製造系統CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的誕生。
集散系統一般分為三級：過程級、監控級和管理信息級。集散系統是將分散於現場的以微機為基礎的過程監測單元、過程式控制制單元、圖文操作站及主機（上位 機）集成在一起的系統。它採用了區域網技術，將多個過程監控、操作站和上位機互連在一起，使通信功能增強，信息傳輸速度加快，吞吐量加大，為信息的綜合管 理提供了基礎。因為CIMS具有提高生產率、縮短生產周期等一系列極具吸引力的優點，所以已經成為未來工廠自動化的方向。
（12）智能大廈和結構化綜合布線系統
智能大廈（Intelligent Building）是近十年來新興的高技術建築形式，它集計算機技術、通信技術、人類工程學、樓宇控制、樓宇設施管理為一體，使大樓具有高度的適應性（柔 性），以適應各種不同環境與不同客戶的需要。智能大廈是以信息技術為主要支撐的，這也是其具有"智能"之名稱的由來。有人認為具有三A的大廈，可視為智能 大廈。所謂三A就是CA（通信自動化）、OA（辦公自動化）和BA（樓宇自動化）。概括起來，可以認為智能大廈除有傳統大廈功能之外，主要必須具備下列基 本構成要素：高舒適的工程環境、高效率的管理信息系統和辦公自動化系統、先進的計算機網路和遠距離通信網路及樓宇自動化。
智能大廈及計算機網路的信息基礎設施是結構化綜合布線系統SCS（Structure Cabling System）。在建設計算機網路系統時，布線系統是整個計算機網路系統設計中不可分割的一部分，它關繫到日後網路的性能、投資效益、實際使用效果以及日 常維護工作。結構化布線系統是指在一個樓宇或樓群中的通信傳輸網路能連接所有的話音、數字設備，並將它們與交換系統相連，構成一個統一、開放的結構化布線 系統。在綜合布線系統中，設備的增減、工位的變動，僅需通過跳線簡單插拔即可，而不必變動布線本身，從而大大方便了管理、使用和維護。
網路的分類
按照網路的類型特徵，對網路進行分類是了解網路、學習網路技術的重要基礎之一。從不同的角度對網路分類則有不同的分類方法。常見的分類方法有以下幾種：
1、按分布地理范圍分類
按分布地理范圍分類，計算機網路可以分為廣域網、區域網和城域網三種。
廣域網（Wide Area Network，簡稱WAN）又稱遠程網，其分布范圍可達數百公里乃至更遠，可以覆蓋一個地區，一個國家，更至全世界。
區域網（Local Area Network，簡稱LAN）是將小區域內的計算機及各種通信設備互連在一起的網路，其分布范圍局限在一個辦公室、一個建築物或一個企業內。
城域網（Metropolitan Area Network，簡稱MAN）的分布范圍介於區域網與廣域網之間，其目的是在一個較大的地理區域內提供數據、聲音和圖像的傳輸。
2、按交換方式分類
按網路的交換方式分類，計算機網路可以分為電路交換網，報文交換網和分組交換網三種。
電路交換（Circuit Switching）方式類似於傳統的電話交換方式，用戶在開始通信之前，必須申請建立一條從發送端到接收端的物理通道，並且在雙方通信期間始終佔用該信道。
報文交換（Message Switching）方式的數據單元是要發送一個完整報文，其長度不受限制。報文交換採用存儲轉發原理，這點像古代的郵政通信，郵件由途中的驛站逐個存儲 轉發一樣。每個報文中含有目的地址，每個用戶節點要為途徑的報文選擇適當的路徑，使其能最終達到目的端。
分組交換（Packet Switching）方式也稱包交換方式，1969年首次在ARPANET上使用，現在人們都公認ARPANET是分組交換網之父，並將分組交換網的出現 作為計算機網路新時代的開始。採用分組交換方式通信前，發送端先將數據劃分為一個個等長的單位（即分組），這些分組逐個由各中間節點採用存儲轉發方式進行 傳輸，最終達到目的端。由於分組長度有限，可以在中間節點機的內存中進行存儲處理，其轉發速度可大大提高。
3、按拓撲結構分類
按拓撲結構分類，計算機網路可分為星形網、匯流排網、環形網、樹型網和網形網。
星形網是最早採用的拓撲結構形式，其每個站點都通過連接電纜與主控機相聯，相關站點之間的通信都由主控機進行，所以要求主控機有很高的可靠性，這種結構是一種集中控制方式。
環形網中各工作站依次相互連接組成一個閉合的環形，信息可以沿著環形線路單向（或雙向）傳輸，由目的站點接收。環形網適合那些數據不需要在中心主控機上集中處理而主要在各站點進行處理的情況。
匯流排結構網中各個工作站通過一條匯流排連接，信息可以沿著兩個不同的方向由一個站點傳向另一個站點，是目前區域網中普遍採用的一種網路拓撲結構情形。
除了以上分類方法以外，還可按所採用的傳輸媒體分為雙絞線網，同軸電纜網、光纖網、無線網；按信道的帶寬分為窄帶網和寬頻網；按不同用戶分為科研網、教育網、商業網和企業網等。
計算機網路的拓撲結構和傳輸媒體
1、網路的拓撲結構
「拓撲」"這個名詞是從幾何學中借用來的。網路拓撲是指網路形狀，或者是它在物理上的連通性。下面介紹幾種最為主要的網路拓撲結構。
（1）星形拓撲
星形拓撲是由中央節點和通過點到點通信鏈路接到中央節點的各個站點組成，如圖 7.5所示。中央節點執行集中工通信控制策略，因此中央節點相當復雜，而各個站點的通信處理負擔都很小。星形網採用的交換方式有電路交換和報文交換，尤以 電路交換方式更為普遍。這種結構一旦建立通道連接，就可以無延遲地在連通的兩個站點之間傳送數據。目前流行的專用交換機 PBX（ Private Branch eXchange）就是星形拓撲結構的典型實例。

星形拓撲結構有以下優點：
① 控制簡單。在星形網路中，任何一個站點只和中央節點相連接，因而媒體訪問控制方法很簡單，致使訪問協議也十分簡單。
② 故障診斷和隔離容易。在星形網路中，中央節點對網路連接線路可以逐一地隔離開來進行故障檢測和定位，單個連節點的故障隻影響一個設備，不會影響整個網路。
③ 方便服務。中央節點可方便地對各個站點提供服務和網路重新配置。
星形拓撲結構的缺點：
① 電纜長度和安裝工作量相當可觀。因為每個站點都要和中央節點直接連接，需要耗費大量的電纜、安裝、維護的工作量也劇增。
② 中央節點的負擔較重，易形成瓶頸。一旦發生故障，則全網受影響，因而對中央節點的可靠性和冗餘度方面的要求很高。
③ 各站點的分布處理能力較低。
星形拓撲結構廣泛應用於網路智能集中於某個中央站點的場合。從目前的趨勢看，計算機的發展已從集中的主機系統發展到大量功能很強的微型機和工作站，在這種形勢下，傳統的星形拓撲使用會有所減少。
（2）匯流排拓撲
匯流排拓撲結構採用一個信道作為傳輸媒體，所有站點都通過相應的硬體介面直接連到這一公共傳輸媒體上，該公共傳輸媒體即稱為匯流排。任何一個站發送的信號都沿著傳輸媒體傳播，而且能被所有的其它站點所接收。匯流排拓撲結構見圖 7.6所示。
因為所有站點共享一條公用的通信信道，所以一次只能有一個設備傳輸信號。通常採用分布式控制策略來確定哪個站點可以發送。發送時，發送站將報文分成分 組，然後逐個依次發送這些分組，有時還要與其它站來的分組交替地在傳輸媒體上傳輸。當分組經過各站時，其中的目的站會識別到分組所攜帶的目的地址，然後復 制下這些分組的內容。

匯流排拓撲結構的優點：
① 匯流排結構所需要的電纜數量少。
② 匯流排結構簡單，又無源工作，有較高的可靠性。
③ 易於擴充，增加和減少用戶比較方便。
匯流排拓撲結構的缺點：
① 匯流排傳輸距離有限，通信范圍受限制。
② 故障診斷和隔離比較困難。
③ 分布式協議不能保證信息的及時傳輸。
④ 不具有實時功能，站點必須是智能的，要有媒體訪問控制功能，從而增加了站點的硬體和軟體開銷。
（3）環形拓撲
環形拓撲網路由站點和連接站點的鏈路組成一個閉合環，如圖 7.7所示，每個站點能夠接收從一鏈路傳來的數據，並以同樣的速率串列地把該數據沿環送到另一鏈路上。這種鏈路可以是單向的，也可以是雙向的。數據以分組形式發送，如果環上 A站希望發送一個報文到 C站，就先要把報文分成若干個分組，每個分組除了數據還要加上某些控制信息，其中包括 C站的地址。 A站依次把每個分組送到環上，開始沿環傳輸， C站識別到帶有它自己地址的分組時，便將其中的數據復制下來。由於多個設備連接在一個環上，因此需要用分布式控制策略來進行控制。

環形拓撲結構的優點：
① 電纜的長度短。環形拓撲結構的網路所需的電纜長度和匯流排拓撲網路相似，但比起星形拓撲結構的網路要短得多。
② 減少或增加工作站時，僅需簡單的連接操作。
③ 可使用光纖。光纖的傳輸速度率很高，十分適合於環形拓撲的單向傳輸。
環形拓撲結構的缺點：
① 節點的故障會引起全網路的故障。這是因為環上的數據傳輸要通過接在環上的每一個節點，一旦環中某個節點發生故障就會引起全網路的故障。
② 故障檢測困難。這與匯流排拓撲結構相似，因為不是集中控制，故障檢測需要在網上各個節點進行，因此故障檢測就較為困難。
③ 環形拓撲結構的媒體訪問控制協議都採用令牌傳送的方式，在負載很輕時，信道利用率相對來說比較低。
總的來說，不管區域網或廣域網，網路的拓撲選擇，需要考慮諸多因素，網路要既利於安裝，又有利於擴展，網路的可靠性也是要考慮的重要因素，以外網路拓撲結構的選擇還會影響傳輸媒體的選擇和媒體訪問控制方法的確定。
2、傳輸媒體
傳輸媒體是通信網中發送方和接收方之間的物理通路，計算機網路中採用的傳輸媒體可以分為有線和無線兩大類。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體，無線電通信、微波通信、紅外線通信以及激光通信的信息載體都屬於無線傳輸媒體。
傳輸媒體的特性對網路數據通信質量有很大的影響，這些特性是：
① 物理特性，說明傳輸媒體的特徵。
② 傳輸特徵，包括信號形式、調制技術、傳輸速度及頻帶寬度等內容。
③ 連通性，採用點到點連接還是多點連接。
④ 地域范圍，網上各點間的最大距離。
⑤ 抗干擾性，防止雜訊、電磁干擾對數據傳輸影響的能力。
⑥ 相對價格，以元件、安裝和維護的價格為基礎。
以下分別介紹其中最為常用的傳輸媒體的特性。
（1）雙絞線
由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成，線對扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體，早就用於電話通信中的模擬信號傳輸，也 可用於數字信號的傳輸。雙絞線一般是銅質的，能提供良好的傳導率。雙絞線既可用於傳輸模擬信號，也可用於傳輸數字信號。對於模擬信號來說，大約每 5 -6km需要一個放大器；對於數字信號來說，每 2 -3km使用一個中繼器。
雙絞線也可用於區域網，如 10BASE-T和 100BASE-T匯流排，可分別提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的數據傳輸速率。通常將多對雙絞線封裝於一個絕緣套里組成雙絞線電纜，區域網中常用的 3類雙絞線和 5類雙絞線，均由 4對雙絞線組成，其中 3類雙絞線常用於 10BASE-T匯流排區域網， 5類雙絞線常用於 100BASE-T匯流排區域網。
雙絞線普遍話用於點到點的連接，雙絞線可以很容易地在 15km或更大范圍內提供數據傳輸。區域網的雙絞線主要用於一個建築物或幾個建築物間的通信，但在 10Mbit/s和 100Mbit/s傳輸速率的 10BASE-T和 100BASE-T的匯流排傳輸距離都不超過 100m。
雙絞線的抗干擾性能不如同軸電纜，但價格比同軸電纜要便宜。
（2）同軸電纜
同軸電纜也像雙絞線一樣由一對導體組成，但它們是按 "同軸 "的形式構成線對，其最里層是內芯，向外依次為絕緣層、屏蔽層，最外則是起保護作用的塑料外套，內芯和屏蔽層構成一對導體。
同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬頻同軸電纜。基帶同軸電纜又可以分為粗纜和細纜兩種，都用於直接傳送數字信號；寬頻同軸電纜用於頻分多路復用的模擬信號傳輸，也可用於不使用頻分多路復用的高速數據通信和模擬信號的傳輸，閉路電視所使用的 CATV電纜就是寬頻同軸電纜。
同軸電纜適用於點到點連接和多點連接，基帶電纜每段可支持幾百台設備，在大系統中還可以用轉接器將各段連接起來；寬頻同軸電纜可支持數千台設備，但在高數據傳輸速率（ 50Mbit/s）下使用寬頻電纜時，設備數目限制在 20-30台。
同軸電纜的傳輸距離取決於傳輸信號的形式和傳輸的速率，典型基帶電纜的電大距離限制在幾公里。在相同速率條件下，粗纜傳輸距離較細纜長。
同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線好，但在價格上較雙絞線貴，但比光纖要便宜。
（3）光纖
光纖是光纖纖維的簡稱，它由能傳導光波的石英玻璃纖維外加保護層構成。相對於金屬導線來說具有重量輕、線徑細的特點。用光纖傳輸信號時，在發送端先要將電信號轉換成光信號，而在接收端要由光檢測器還原成電信號。
光纖在計算機網路中普遍採用點到點連接，從地域范圍來看可以在 6 -8km的距離內不用中繼器傳輸，因此光纖適合於在幾個建築物之間通過點到點的鏈路連接區域網。由於光纖具有不受電磁干擾和噪音影響的獨有特徵，適宜在長 距離內保持高速數據傳輸率，而且能提供很好的安全性。
網路除了有線媒體以外，還可以通過無線傳輸媒體進行無線傳輸，目前常用的技術有無線電波、微波、紅外線和激光。隨著攜帶型計算機的出現和普及，以及在軍事、野外等特殊場合下移動產品的通信聯網需要，促進了無線通信網路的發展，出現了無線網路產品。
計算機網路的協議及其作用
兩個計算機間通信時對傳輸信息內容的理解、信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必需進行一個共同的約定，我們稱為協議（ Protocol）。一般來說，協議要由如下三個要素組成：
（1）語義（ Semantics）。涉及用於協調和差錯處理的控制信息。
（2）語法（ Syntax）。涉及數據及控制信息的格式、編碼及信號電平等。
（3）定時（ Timing）。涉及速度匹配和排序等。
協議本質上無非是一種網上交流的約定，由於聯網的計算機類型可以各不相同，各自使用的操作系統和應用軟體也不盡相同，為了保持彼此之間實現信息交換和資源共享，它們必須具有共同的語言，交流什麼、怎樣交流及何時交流，都必須遵行某種互相都能夠接受的規則。
目前，全球最大的網路是網際網路（ Internet），它所採用的網路協議是 TCP/IP協議。它是網際網路的核心技術。 TCP/IP協議，具體的說就是傳輸控制協議（ Transmission Control Protocol，即 TCP）和網際協議（ Internet Protocol，即 IP）。其中 TCP協議用於負責網上信息的正確傳輸，而 IP協議則是負責將信息從一處傳輸到另一處。
TCP/IP協議本質上是一種採用分組交換技術的協議。其基本思想是把信息分割成一個個不超過一定大小的信息包來傳送。目的是：一方面可以避免單個用戶長時間地佔用網路線路；另一方面，可以在傳輸出錯時不必重新傳送全部信息，只需重傳出錯的信息包就行了。
TCP/IP協議組織信息傳輸的方式是一種 4層的協議方式。下表是一種簡化了的層次模型：
應用層 Telnet、FTP和e-mail等
傳輸層 TCP和UDP
網路層 IP、ICMP和IGMP
網路介面層 設備驅動程序及介面卡
模型中，最底層為 TCP/IP的實現基礎，主要用於訪問具體區域網，如以大網等。中間兩層為 TCP/IP協議，其中的 UDP為一種建立在 IP協議基礎上的用戶數據協議（ User Data gram Protocol，即 UDP）。最上層為建立在 TCP/IP協議基礎上的一些服務： TELNET（遠程登錄），允許某個用戶登錄到網上的其它計算機上（要求用戶必須擁有該機帳號），然後像使用自己的計算機一樣使用遠端計算機： FTP（ File Transfer Protocol，文件傳輸協議），允許用戶在網上計算機之間傳送程序或文件； SMTP（ Simple Message Transfer Protocol，簡單郵件傳送協議），允許網上計算機之間互通信函； DNS（ Domain Name Service，域名服務協議），用於將域名地址轉換成 IP地址等。
網際網路（Internet）及其應用
網際網路概述
網際網路（ Internet）是一個建立在網路互連基礎上的最大的、開放的全球性網路。網際網路擁有數千萬台計算機和上億個用戶，是全球信息資源的超大型集合體。所有 採用 TCP/IP協議的計算機都可以加入網際網路，實現信息共享和互相通信。與傳統的書籍、報刊、廣播、電視等傳播媒體相比，網際網路使用更方便，查閱更快捷，內 容更豐富。今天，網際網路已在世界范圍內得到了廣泛的普及與應用，並正在迅速地改變人們的工作方式和生活方式。
網際網路起源於 20世紀 60年代中期由美國國防部高級研究計劃局（ ARPA）資助的 ARPANET，此後提出的 TCP/IP協議為網際網路的發展奠定了基礎。 1986年美國國家科學基金會（ NSF）的 NSFNET加入了網際網路主幹網，由此推動了網際網路的發展。但是，網際網路的真正飛躍發展應該歸功於 20世紀 90年代的商業化應用。此後，世界各地無數的企業和個人紛紛加入，終於發展演變成今天成熟的網際網路。
我國正式接入網際網路是在 1994年 4月，當時為了發展國際科研合作的需要，中國科學院高能物理研究所和北京化工大學開通了到美國的網際網路專

2. 簡述現代網路體系結構

網路體系結構是指通信系統的整體設計，它為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准。它廣泛採用的是國際標准化組織（ISO）在1979年提出的開放系統互連（OSI-Open System Interconnection)的參考模型。

中文名
網路體系結構

外文名
Network Architecture

解釋
通信系統的整體設計

目的
為網路硬體提供標准

提出
國際標准化組織

採用
開放系統互連的參考模型。

協議定義
1、網路體系結構（networkarchitecture）：是計算機之間相互通信的層次，以及各層中的協議和層次之間介面的集合。

2、網路協議：是計算機網路和分布系統中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的規則的集合。
3、語法（syntax）:包括數據格式、編碼及信號電平等。
4、語義（semantics）：包括用於協議和差錯處理的控制信息。
5、定時（timing）：包括速度匹配和排序。

計算機網路是一個非常復雜的系統，需要解決的問題很多並且性質各不相同。所以，在ARPANET設計時，就提出了「分層」的思想，即將龐大而復雜的問題分為若干較小的易於處理的局部問題。

簡介
1974年美國IBM公司按照分層的方法制定了系統網路體系結構SNA（System NetworkArchitecture）。SNA已成為世界上較廣泛使用的一種網路體系結構。

一開始，各個公司都有自己的網路體系結構，就使得各公司自己生產的各種設備容易互聯成網，有助於該公司壟斷自己的產品。但是，隨著社會的發展，不同網路體系結構的用戶迫切要求能互相交換信息。為了使不同體系結構的計算機網路都能互聯，國際標准化組織ISO於1977年成立專門機構研究這個問題。1978年ISO提出了「異種機連網標准」的框架結構，這就是著名的開放系統互聯基本參考模型 OSI/RM (Open Systems InterconnectionReferenceModle),簡稱為 OSI 。

OSI得到了國際上的承認，成為其他各種計算機網路體系結構依照的標准，大大地推動了計算機網路的發展。20世紀70年代末到80年代初，出現了利用人造通信衛星進行中繼的國際通信網路。網路互聯技術不斷成熟和完善，區域網和網路互聯開始商品化。

OSI參考模型用物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構，它的規范對所有的廠商是開放的，具有指導國際網路結構和開放系統走向的作用。它直接影響匯流排、介面和網路的性能。常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。從網路互連的角度看，網路體系結構的關鍵要素是協議和拓撲

3. 網路體系結構的協議定義

1、網路體系結構（network architecture）：是計算機之間相互通信的層次，以及各層中的協議和層次之間介面的集合。
2、網路協議：是計算機網路和分布系統中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的規則的集合。3、語法（syntax）:包括數據格式、編碼及信號電平等。4、語義（semantics）：包括用於協議和差錯處理的控制信息。5、定時（timing）：包括速度匹配和排序。
計算機網路是一個非常復雜的系統，需要解決的問題很多並且性質各不相同。所以，在ARPANET設計時，就提出了「分層」的思想，即將龐大而復雜的問題分為若干較小的易於處理的局部問題。

4. 什麼是可能世界語義(Possible World Semantics)

利用「可能世界」的思想去定義邏輯上可能性、必然性和偶然性的一種語義。

可能世界語義（possible world semantics）是2018年公布的計算機科學技術名詞。又名關系語義學,現代模態邏輯的主要語義理論之一,其主要貢獻者有:卡爾納普、克里普克(S...以上所述為模態命題邏輯的語義學。不過，模態謂詞邏輯的語義學依然是可能世界語義學，其中心概念依然是模型。

相關拓展

語義：

語言所蘊含的意義就是語義(semantic)。簡單的說，符號是語言的載體。符號本身沒有任何意義，只有被賦予含義的符號才能夠被使用，這時候語言就轉化為了信息，而語言的含義就是語義。

語義可以簡單地看作是數據所對應的現實世界中的事物所代表的概念的含義，以及這些含義之間的關系，是數據在某個領域上的解釋和邏輯表示。

語義具有領域性特徵，不屬於任何領域的語義是不存在的。而語義異構則是指對同一事物在解釋上所存在差異，也就體現為同一事物在不同領域中理解的不同。對於計算機科學來說，語義一般是指用戶對於那些用來描述現實世界的計算機表示（即符號）的解釋，也就是用戶用來聯系計算機表示和現實世界的途徑。

以上內容參考網路-語義

5. 網路體系結構為什麼要採用分層次的結構

原因：為把在一個網路結構下開發的系統與在另一個網路結構下開發的系統互聯起來，以實現更高一級的應用，使異種機之間的通信成為可能，便於網路結構標准化；

並且由於全球經濟的發展使得處在不同網路體系結構的用戶迫切要求能夠互相交換信息；

為此，國際標准化組織ISO成立了專門的機構研究該問題，並於1977年提出了一個試圖使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標准框架，即著名的開放系統互連基本參考模型OSI/RM (Open System Interconnection Reference Model)。

1、網路體系結構（network architecture）：是計算機之間相互通信的層次，以及各層中的協議和層次之間介面的集合。

2、網路協議：是計算機網路和分布系統中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的規則的集合。

3、語法（syntax）:包括數據格式、編碼及信號電平等。

4、語義（semantics）：包括用於協議和差錯處理的控制信息。

5、定時（timing）：包括速度匹配和排序。

計算機網路是一個非常復雜的系統，需要解決的問題很多並且性質各不相同。所以，在ARPANET設計時，就提出了「分層」的思想，即將龐大而復雜的問題分為若干較小的易於處理的局部問題。

6. 試述五層協議的網路體系結構的要點，包括各層的主要功能

1.應用層

應用層的任務是通過應用進程間的交互來完成特定網路應用。應用層協議定義的是應用進程間通信和交互的規則。

不同的網路應用需要不同的協議，如萬維網應用的HTTP協議，支持電子郵件的SMTP協議，支持文件傳送的FTP協議等

2.運輸層

運輸層的任務是負責為兩個主機中進程之間的通信提供通用的數據傳輸服務。應用進程利用該服務傳送應用層 報文。

所謂通用，是指並不針對某個特定網路的應用。而是多種應用可以使用同一個運輸層服務。

運輸層主要使用以下兩種協議：

傳輸控制協議TCP （提供面向連接的，可靠的數據傳輸服務，數據傳輸的單位是報文段）

用戶數據報協議UDP(提供無連接的，盡最大努力交付，其數據傳輸的單位是用戶數據報)

3.網路層

網路層為分組交換網上不同主機提供通信服務。網路層將運輸層產生的報文段或用戶數據報封裝成分組和包進行傳送。

4.數據鏈路層

兩台主機間的數據傳輸，總是一段一段在數據鏈路上傳送的，這就需要使用專門的鏈路層協議。在兩個相鄰節點間的鏈路上傳送幀，每一幀包括數據和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差錯控制等）

三個基本問題：封裝成幀，透明傳輸，差錯檢測

5.物理層

在物理層上所傳數據單位是比特。

(6)semantics計算機網路擴展閱讀：網路體系結構是指通信系統的整體設計，它為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准。它廣泛採用的是國際標准化組織（ISO）在1979年提出的開放系統互連（OSI-Open System Interconnection)的參考模型。

7. 網路體系結構是什麼的集合

1、網路體系結構（networkarchitecture）：是計算機之間相互通信的層次，以及各層中的協議和層次之間介面的集合。

2、網路協議：是計算機網路和分布系統中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的規則的集合。
3、語法（syntax）:包括數據格式、編碼及信號電平等。
4、語義（semantics）：包括用於協議和差錯處理的控制信息。
5、定時（timing）：包括速度匹配和排序。

計算機網路是一個非常復雜的系統，需要解決的問題很多並且性質各不相同。所以，在ARPANET設計時，就提出了「分層」的思想，即將龐大而復雜的問題分為若干較小的易於處理的局部問題。
網路體系結構網路體系結構定義計算機設備和其他設備如何連接在一起以形成一個允許用戶共享信息和資源的通信系統。存在專用網路體系結構，如IBM的系統網路系統結構(SNA)和DEC的數字網路體系結構(DNA)，也存在開放體系結構，如國際標准化組織(ISO)定義的開放式系統互聯(OSI)模型。網路體系結構在層中定義(參見「分層體系結構」)。如果這個標準是開放的，它就向廠商們提供了設計與其他廠商產品具有協作能力的軟體和硬體的途徑。然而，OSI模型還保持在模型階段，它並不是一個已經被完全接受的國際標准。考慮到大量的現存事實上的標准，許多廠商只能簡單地決定提供支持許多在工業界使用的不同協議，而不是僅僅接受一個標准。

8. 簡述具有五層協議的網路體系結構中各層的主要功能。

物理層：乙太網·數據機· 電力線通信(PLC) ·SONET/SDH· G.709 ·光導纖維· 同軸電纜 · 雙絞線等

物理層（或稱物理層，Physical Layer）是計算機網路OSI模型中最低的一層。物理層規定:為傳輸數據所需要的物理鏈路創建、維持、拆除，而提供具有機械的，電子的，功能的和規范的特性。簡單的說，物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。區域網與廣域網皆屬第1、2層。

物理層是OSI的第一層，它雖然處於最底層，卻是整個開放系統的基礎。物理層為設備之間的數據通信提供傳輸媒體及互連設備，為數據傳輸提供可靠的環境。如果您想要用盡量少的詞來記住這個第一層，那就是「信號和介質」。

OSI採納了各種現成的協議，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理層協議。

數據鏈路層：Wi-Fi(IEEE 802.11) · WiMAX(IEEE 802.16) ·ATM · DTM ·令牌環·乙太網·FDDI ·幀中繼· GPRS · EVDO ·HSPA · HDLC ·PPP· L2TP ·PPTP · ISDN·STP 等

數據鏈路層是OSI參考模型中的第二層，介乎於物理層和網路層之間。數據鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源自網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。為達到這一目的，數據鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將數據組合成數據塊，在數據鏈路層中稱這種數據塊為幀（frame），幀是數據鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節發送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網路實體之間提供數據鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。

移動通信系統中Uu口協議的第二層，也叫層二或L2。

網路層協議：IP (IPv4 · IPv6) · ICMP· ICMPv6·IGMP ·IS-IS · IPsec · ARP · RARP等

網路層是OSI參考模型中的第三層，介於傳輸層和數據鏈路層之間，它在數據鏈路層提供的兩個相鄰端點之間的數據幀的傳送功能上，進一步管理網路中的數據通信，將數據設法從源端經過若干個中間節點傳送到目的端，從而向運輸層提供最基本的端到端的數據傳送服務。主要內容有：虛電路分組交換和數據報分組交換、路由選擇演算法、阻塞控制方法、X.25協議、綜合業務數據網（ISDN）、非同步傳輸模式（ATM）及網際互連原理與實現。

傳輸層協議：TCP · UDP · TLS ·DCCP· SCTP · RSVP · OSPF 等

傳輸層（Transport Layer）是ISO OSI協議的第四層協議，實現端到端的數據傳輸。該層是兩台計算機經過網路進行數據通信時，第一個端到端的層次，具有緩沖作用。當網路層服務質量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網路層服務質量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網路連接上創建多個邏輯連接。

傳輸層在終端用戶之間提供透明的數據傳輸，向上層提供可靠的數據傳輸服務。傳輸層在給定的鏈路上通過流量控、分段/重組和差錯控制。一些協議是面向鏈接的。這就意味著傳輸層能保持對分段的跟蹤，並且重傳那些失敗的分段。

應用層協議：DHCP ·DNS· FTP · Gopher · HTTP· IMAP4 · IRC · NNTP · XMPP ·POP3 · SIP · SMTP ·SNMP · SSH ·TELNET · RPC · RTCP · RTP ·RTSP· SDP · SOAP · GTP · STUN · NTP· SSDP · BGP · RIP 等

應用層位於物聯網三層結構中的最頂層，其功能為「處理」，即通過雲計算平台進行信息處理。應用層與最低端的感知層一起，是物聯網的顯著特徵和核心所在，應用層可以對感知層採集數據進行計算、處理和知識挖掘，從而實現對物理世界的實時控制、精確管理和科學決策。

物聯網應用層的核心功能圍繞兩個方面：

一是「數據」，應用層需要完成數據的管理和數據的處理；

二是「應用」，僅僅管理和處理數據還遠遠不夠，必須將這些數據與各行業應用相結合。例如在智能電網中的遠程電力抄表應用：安置於用戶家中的讀表器就是感知層中的感測器，這些感測器在收集到用戶用電的信息後，通過網路發送並匯總到發電廠的處理器上。該處理器及其對應工作就屬於應用層，它將完成對用戶用電信息的分析，並自動採取相關措施。

(8)semantics計算機網路擴展閱讀

TCP/IP協議毫無疑問是這三大協議中最重要的一個，作為互聯網的基礎協議，沒有它就根本不可能上網，任何和互聯網有關的操作都離不開TCP/IP協議。不過TCP/IP協議也是這三大協議中配置起來最麻煩的一個，單機上網還好，而通過區域網訪問互聯網的話，就要詳細設置IP地址，網關，子網掩碼，DNS伺服器等參數。

TCP/IP盡管是目前最流行的網路協議，但TCP/IP協議在區域網中的通信效率並不高，使用它在瀏覽「網上鄰居」中的計算機時，經常會出現不能正常瀏覽的現象。此時安裝NetBEUI協議就會解決這個問題。

NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ，或NetBios增強用戶介面。它是NetBIOS協議的增強版本，曾被許多操作系統採用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI協議在許多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系統的預設協議。NetBEUI協議是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協議，安裝後不需要進行設置，特別適合於在「網路鄰居」傳送數據。所以建議除了TCP/IP協議之外，小型區域網的計算機也可以安上NetBEUI協議。另外還有一點要注意，如果一台只裝了TCP/IP協議的WINDOWS98機器要想加入到WINNT域，也必須安裝NetBEUI協議。

IPX/SPX協議本來就是Novell開發的專用於NetWare網路中的協議，但是也非常常用--大部分可以聯機的游戲都支持IPX/SPX協議，比如星際爭霸，反恐精英等等。雖然這些游戲通過TCP/IP協議也能聯機，但顯然還是通過IPX/SPX協議更省事，因為根本不需要任何設置。除此之外，IPX/SPX協議在非區域網絡中的用途似乎並不是很大.如果確定不在區域網中聯機玩游戲，那麼這個協議可有可無。

參考資料：網路-網路七層協議

9. ()是網路傳輸必不可少的設備,將計算機內部的信號格式與網路上傳輸的信號相互

摘要 一） 計算機網路概述

10. 選擇計算機網路協議要遵循什麼原則

不管是做事還是做人我們就需要有一個規則來約束我們。在計算機網路的世界中也是如此。那麼，這種約束力的產生者就是計算機網路協議。這個協議就如同我們使用的法律一般，約束著計算機網路的各項工作。

1.計算機網路協議(Protocol)

為進行計算機網路中的數據交換而建立的規則?標准或約定的集合?協議總是指某一層協議,准確地說,它是對同等實體之間的通信制定的有關通信規則約定的集合?

計算機網路協議的三個要素:

1)語義(Semantics)?涉及用於協調與差錯處理的控制信息?

2)語法(Syntax)?涉及數據及控制信息的格式?編碼及信號電平等?

3)定時(Timing)?涉及速度匹配和排序等?

2.網路的體系結構及其劃分所遵循的原則

計算機網路系統是一個十分復雜的系統?將一個復雜系統分解為若干個容易處理的子系統,然後「分而治之",這種結構化設計方法是工程設計中常見的手段?分層就是系統分解的最好方法之一?

在計算機網路協議(圖1)所示的一般分層結構中,n 層是n-1層的用戶,又是n+1層的服務提供者?n+1層雖然只直接使用了n層提供的服務,實際上它通過n層還間接地使用了n-1層以及以下所有各層的服務?