网络硬件系统中的网络体系结构有哪些

1. 目前的网络体系结构有哪些

是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连（OSI-Open System Interconnection)的参考模型。OSI参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构，它的规范对所有的厂商是开放的，具有知道国际网络结构和开放系统走向的作用。它直接影响总线、接口和网络的性能。目前常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看，网络体系结构的关键要素是协议和拓扑。
网络体系结构 Network Architecture ↑
Network Architecture 网络体系结构 网络体系结构定义计算机设备和其他设备如何连接在一起以形成一个允许用户共享信息和资源的通信系统。存在专用网络体系结构，如IBM的系统网络系统结构(SNA)和DEC的数字网络体系结构(DNA)，也存在开放体系结构，如国际标准化组织(ISO)定义的开放式系统互联(OSI)模型。网络体系结构在层中定义(参见“分层体系结构”)。如果这个标准是开放的，它就向厂商们提供了设计与其他厂商产品具有协作能力的软件和硬件的途径。然而，OSI模型还保持在模型阶段，它并不是一个已经被完全接受的国际标准。考虑到大量的现存事实上的标准，许多厂商只能简单地决定提供支持许多在工业界使用的不同协议，而不是仅仅接受一个标准。
分层在一个“协议栈”的不同级别说明不同的功能。这些协议定义通信如何发生，例如在系统之间的数据流、错误检测和纠错、数据的格式、数据的打包和其它特征。基本结构如图N-9所示。
通信是任何网络体系结构的基本目标。在过去，一个厂商需要非常关心它自己的产品可以相互之间进行通信，并且如果它公开这种体系结构，那么其它厂商就也可以生产和此竞争的产品了，这样就使得这些产品之间的兼容通常是很困难的。在任何情况下，协议都是定义通信如何在不同操作的级别发生的一组规则和过程。一些层定义物理连接，例如电缆类型、访问方式、网络拓朴，以及数据是如何在网络之上进行传输的。向上是一些关于在系统之间建立连接和进行通信的协议，再向上就是定义应用如何访问低层的网络通信功能，以及如何连接到这个网络的其它应用
如上所述，OSI模型已经成为所有其它网络体系结构和协议进行比较的一个模型。这种OSI模型的目的就是协调不同厂商之间的通信标准。虽然一些厂商还在继续追求他们自己的标准，但是象DEC和IBM这样的一些公司已经将OSI和象TCP/IP这样的Internet标准一起集成到他们的联网策略中了。
当许多LAN被连接成企业网时，互操作性是很重要的。可以使用许多不同的技术来达到这一目的，其中包括在单一系统中使用多种协议或使用可以隐藏协议的“中间件”的技术。中间件还可以提供一个接口来允许在不同平台上的应用交换信息。使用这些技术，用户就可以从他们的台式应用来访问不同的多厂商产品了。

2. 常见的网络架构有哪些

常见网络架构的有星形、总线形、环形和网状形等。
1、星形网络拓扑结构：
以一台中心处理机（通信设备）为主而构成的网络，其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路，中心处理机采用分时或轮询的方法为入网机器服务，所有的数据必须经过中心处理机。
星形网的特点：
（1）网络结构简单，便于管理（集中式）；
（2）每台入网机均需物理线路与处理机互连，线路利用率低；
（3）处理机负载重（需处理所有的服务），因为任何两台入网机之间交换信息，都必须通过中心处理机；
（4）入网主机故障不影响整个网络的正常工作，中心处理机的故障将导致网络的瘫痪。
适用场合：局域网、广域网。
2、总线形网络拓扑结构：
所有入网设备共用一条物理传输线路，所有的数据发往同一条线路，并能够由附接在线路上的所有设备感知。入网设备通过专用的分接头接入线路。总线网拓扑是局域网的一种组成形式。
总线网的特点：
（1）多台机器共用一条传输信道，信道利用率较高；
（2）同一时刻只能由两台计算机通信；
（3）某个结点的故障不影响网络的工作；
（4）网络的延伸距离有限，结点数有限。
适用场合：局域网，对实时性要求不高的环境。
3、环形网络拓扑结构：
入网设备通过转发器接入网络，每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环形网的数据传输具有单向性，一个转发器发出的数据只能被另一个转发器接收并转发。所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。
环形网特点：
（1）实时性较好（信息在网中传输的最大时间固定）；
（2）每个结点只与相邻两个结点有物理链路；
（3）传输控制机制比较简单；
（4）某个结点的故障将导致物理瘫痪；
（5）单个环网的结点数有限。
适用场合：局域网，实时性要求较高的环境。
4、网状网络拓扑结构：
利用专门负责数据通信和传输的结点机构成的网状网络，入网设备直接接入结点机进行通信。网状网络通常利用冗余的设备和线路来提高网络的可靠性，因此，结点机可以根据当前的网络信息流量有选择地将数据发往不同的线路。适用场合：主要用于地域范围大、入网主机多（机型多）的环境，常用于构造广域网络。

3. 网络硬件基本组成是哪些

网络硬件基本组成的是：网卡、网线、集线器（HUB）和交换机、2台以上主机

一 网卡

网络接口卡（NETWORK INTERFACK CARD，NIC）我们通常称之为"网卡"，在局域网中的每一台计算机都必须通过传输介质（双绞线、同轴电缆或光纤）与网卡相连，才能在相互之间进行信息交流。由于网络技术的不同。网卡的分类也有所不同，如读者所熟知的ATM网卡，令牌环网卡和以太网网卡等。
目前约有80%的局域网采用以太网网卡，目前就以太网网卡而言，已有10Mb/s 100Mb/s 10/100Mb/s以及千兆以太网网卡。网卡插在pc机或服务器的扩展槽内，配合网络操作系统来控制网络信息的交流。网卡的选择恰当与否，将直接影响整个完国的数据传输率。基本选择原则是使网卡与工作站总线类型兼容。一般来说，工作站可配16位网卡，而为保证服务器的数据传输能力，服务器最好配上32位的网卡。与不同类型的网络介质相对应，网卡通常有以下三种端口的类型：
（1） RJ-45端口，为双绞线接口。如果你的网络采用10BaseT架设，UTP双绞线的两端应各接一个RJ-45接头，一端查在电脑，另一端则插在10BaseTHUB端口内。
（2）BNC端口，为细同轴电缆接口。
（3）AUI端口，为粗同轴电缆接口。目前也有些网卡在一块网卡上同时提供2种、甚至3种端口，用户应依据自己所选的传输介质选用相应的网卡
注意：如果网卡有两种或两种以上的接口一般为10M网卡
无线网卡，通过无线电波传输信号，速度不及有线得快，但是省去了网络布线的麻烦，并且传输距离比较大。

二 集线器（HUB）和交换机

集线器（HUB）与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备。集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。集线器主要以优化网络布线结构，简化网络管理为目标而设计的。
集线器的分类
集线器的种类很多，集线器分类并没有特定的标准，为了便于大家认识集线器，我们还是给它分分类吧。
按照集线器所支持的带宽不同，可分为10Mbps、100Mbps、10/100Mbps三种。一般来说传输的内容不涉及语音、图像、传输量相对较小，10M的带宽就足够用了。如果传输量较大，且上联设备支持IEEE802.3U时应当选择100Mbps的集线器。现在有的厂商提供了一种新的解决方案10/100Mbps双速集线器，它已经内置10Mbps和100Mbps两条内部总线。双速集线器分为手动10/100Mbps切换和自动10/100Mbps切换，手动切换为每集线器10/100Mbps转换，自动切换为每端口切换。
按照配置的形式不同，可分为独立型集线器、模块化集线器和堆栈式集线器。独立型集线器是带有许多端口的单个盒子式的产品，独立型集线器之间用一段10Base－5同轴电缆把它们连接在一起，或者是在每个集线器上的独立端口之间用双绞线把它们连接起来。模块化集线器配有机架，带有多个卡槽，每个槽可放一块通信卡，每个卡的作用就相当于一个独立型集线器。堆栈式集线器可以将多个集线器"堆栈"使用，当它们连接在一起时，其作用就像一个模块化集线器一样，可以当作一个单元设备来进行管理。
按照管理的方式不同，可分为切换式、共享式和可堆栈共享式三种。切换式集线器可以使10Mbps和100Mbps的站点用于同一网段中。一个切换式集线器重新生成每一个信号并在发送前过滤每一个包，而且只将其发送到目的地址。共享式集线器提供了所有连接点的站点间共享一个最大频宽。共享式集线器不过滤或重新生成信号，所有与之相连的站点必须以同一速度工作（10Mbps或100Mbps）。堆栈共享式集线器可将多个堆放在一起，通过级连口互连在一起，所以也可以看作是局域网中的一个大集线器。当5个12口的集线器级连在一起时，可以看作是1个60口的集线器。其中一台集线器作为主工作集线器，并带有SNMP网管代理，其它集线器则由主工作集线器代为执行网管任务。当堆栈式集线器进行堆栈时，集线器的ID自上而下设置为1、2、3...，有些集线器是通过DIP开关的方式设置，有些集线器是自动设置的，这种集线器价格昂贵。
此外根据外形尺寸的不同，可分为机架式和桌面式两种；根据延护方式的不同，有分为可堆栈和不可堆栈两种；根据安装方式的不同，可分有内置和外置两种。
集线器是如何工作的
典型的集线器有多个用户端口，用来连接计算机和服务器，每一个端口支持一个来自网络的连接。Arcnet、10Base-T、10Base-F及许多其它专用网络都依靠集线器来连接各段电缆及把数据分发到各个网段。尽管每一个站是用它自己专用的双绞线连接到集线器的，但基于集线器的网络仍然是一个共享介质的局域网。
当某个端口发送数据包时，首先到达集线器，集线器对收到的信号进行放大和相位失真进行补偿后，将再生的信号向与集线器中的其他所有端口进行传送。当存在一个以上的端口同时发送时，集线器将从其端口检测到碰撞并产生碰撞强化信号（Jam）向集线器所连接的目标端口进行传送。
集线器的外部结构
我们常见到的集线器是长方体，其外部结构比较简单。
集线器是电子设备，因此需要电源，背部面板上主要有交流电源插座、电源开关。为了能够利用以前铺设的介质（如粗缆、细缆），有些集线器还设有BNC接口和AUI接口。RJ-45接口用于连接工作站或服务器，BNC接口或AUI接口用于连接主干网。因此在这类集线器的背部面板中还有一个AUI接口和一个BNC接口。当你的网卡和网卡之间的接口插槽不相同时，就可买一个转换器。它可以将RJ-45接头转换成BNC接头或AUI接头，反之亦然。
正面的面板大部分位置分布有一排N个RJ-45接口（视几口集线器而定，大家可根据自己设立的站点数选择不同口数的集线器）。多数集线器还有指示多种状态的LED指示灯，常见有（Power）电源指示灯、AUI端口状态指示灯、BNC端口状态指示灯、每个RJ-45接口对应的监视端口通信状态（主要显示各端口接收指示和链路状态指示）。另外还有一个碰撞（Collision）指示灯，由于以太网采用CSMA/CD协议，在传输过程中可能发生冲突，此时，Collision要闪烁。但是，如果Collision闪烁过分频繁，说明您的网络负载已经很重了，您就要对您的网络进行调整或者升级。

交换机

它工作在OSI模型的第二层，数据链路层。分为可网管和不可网管两种，前者比较高级，可以由网络管理员进行配置管理，实现许多功能。如：VLAN的配置，端口的管理。我们本次实验用的就是可网管的两层交换机uHammer24 V2.0，还有一种比较高级的智能三层交换机，具有路由功能。关于交换机的配置以及维护我们将字后面进行讨论

交换机的连接方式：级联和堆叠两种，前者可以通过级联口或者普通口进行连接称为级联；后者通过交换机专用的堆叠接口进行连接，注意堆叠应该选择同一品牌的交换机进行堆叠连接，不同的品牌交换机堆叠可能不兼容，级联没有这种问题

4. 典型的计算机网络体系结构有哪些

OSI七层模型、TCP／IP四层模型、五层体系结构

一、OSI七层模型

OSI七层协议模型主要是：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（DataLink）、物理层（Physical）。

二、TCP／IP四层模型

TCP／IP是一个四层的体系结构，主要包括：应用层、运输层、网际层和网络接口层。从实质上讲，只有上边三层，网络接口层没有什么具体的内容。

三、五层体系结构

五层体系结构包括：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。五层协议只是OSI和TCP／IP的综合，实际应用还是TCP／IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层。

(4)网络硬件系统中的网络体系结构有哪些扩展阅读：

世界上第一个网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的，它取名为系统网络体系结构SNA（System Network Architecture）。凡是遵循SNA的设备就称为SNA设备。这些SNA设备可以很方便地进行互连。此后，很多公司也纷纷建立自己的网络体系结构，这些体系结构大同小异，都采用了层次技术。

5. 计算机网络系统的硬件系统主要由哪四部分组成

计算机网络系统是由计算机系统、数据通信和网络系统软件组成的，从硬件来看主要有下列组成部分：
（1）终端：用户进入网络所用的设备，如电传打字机、键盘显示器、计算机等。在局域网中，终端一般由微机担任，叫工作站，用户通过工作站共享网上资源。
（2）主机：有于进行数据分析处理和网络控制的计算机系统，其中包括外部设备、操作系统及其它软件。在局域网中，主机一般由较高档的计算机（如486和586机）担任，叫服务器，它应具有丰富的资源，如大容量硬盘、足够的内存和各种软件等。
（3）通信处理机：在接有终端的通信线路和主机之间设置的通信控制处理机器，分担数据交换和各种通信的控制和管理。在局域网中，一般不设通讯处理机，直接由主机承担通信的控制和管理任务。
（4）本地线路：指把终端与节点蔌主机连接起来的线路，其中包括集中器或多路器等。它是一种低速线路，费用和效率均较低。

6. 网络体系结构

网络体系结构是指通信系统的整体设计，是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。主要包括以下几个层次：

1、物理层（PhysicalLayer）：

规定通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。

2、数据链路层（DataLinkLayer)

在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，敬或并进行各电路上的动作系列。

3、网络层（Network layer）：

在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层报头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。

4、传输层（Transport layer）：

第4层的数据单元也称作处理信息的传输层（Transport layer）。它为上层提供端到端（最终用户到最终用户）的透明的、可拿稿辩靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。

5、会话层（Session layer）：

这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

6、表示层（Presentation layer）：

这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于 OSI 系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。例如图像格式的显示，就是由位于表示层的协议来支持。

7、应用层（Application layer）

应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括 Telnet、FTP、HTTP、SNMP 等。

“网络体系结构”的相关概念：

1、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。

2、语法（syntax）：包括数据格式、编码及信消缺号电平等。

3、语义（semantics）：包括用于协议和差错处理的控制信息。

4、定时（timing）：包括速度匹配和排序。

以上内容参考：网络-网络体系结构

7. 常见的网络架构有哪些

常见的网络拓扑结构有以下几种：1.总线型网络拓扑结构；2.星型网络拓扑结构；3.环形网络拓扑结构；4.树型网络拓扑结构；5.网状网络拓扑结构；6.混合网络型拓扑结构。网络拓扑结构是指用传输媒体对各种设备进行连接的物理布局。
1.总线型网络拓扑结构
总线型结构是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上，结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。 总线型结构就像一张树叶,有一条主干线,主干线上面由很多分支。
2.星型网络拓扑结构
星型结构是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网，特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。
3.环形网络拓扑结构
环形结构各结点通过通信线路组成闭合回路，环中数据只能单向传输，信息在每台设备上的延时时间是固定的，特别适合实时控制的局域网系统。环形结构就如一串珍珠项链,环形结构上的每台计算机就是项链上的一个个珠子。
4.树型网络拓扑结构
树型拓扑结构是一种层次结构，结点按层次连结，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。树型拓扑结构是就是数据结构中的树。
5.网状网络拓扑结构
网络拓扑结构又称作无规则结构，结点之间的联结是任意的，没有规律。
6.混合网络型拓扑结构
混合型网络拓扑结构就是指同时使用上面的5种网络拓扑结构种两种或两种以上的网络拓扑结构。

8. 网络常见结构有哪些

计算机网络的最主要的拓扑结构有总线型拓扑、环形拓扑、树形拓扑、星形拓扑、混合型拓扑以及网状拓扑。除了总线型、橡告凳环型、星型还有树形、混合型和网状拓扑结构。

环形拓扑、星形拓扑、总线型拓扑是三个最基本的拓扑结构。在局域网中，使用最多的是星形结构。

1、总线型拓扑：

总线型拓扑是一种基于多点连接的拓扑结构，是将网络中的所有的设备通过相应的硬件接口直接连接在共同的传输介质上。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道，每台PC只要连一条线缆即可。在总线型拓扑结构中，所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上， 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能被总线中任何一个结点所接收。

7、蜂窝拓扑结构：

蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。