計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 體系層次結(jié)構(gòu)的劃分
2019-11-04 20:49:31
供稿：網(wǎng)友
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過已有通信系統(tǒng)連接形成的，其功能是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程訪問和資源共享。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的問題主要是解決異地獨(dú)立工作的計(jì)算機(jī)之間如何實(shí)現(xiàn)正確、可靠的通信，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)模型正是為解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的這一要害問題而設(shè)計(jì)的。
分層的原則
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層思想主要遵循以下幾點(diǎn)原則：
1．功能分工的原則：即每一層的劃分都應(yīng)有它自己明確的與其他層不同的基本功能。
2．隔離穩(wěn)定的原則：即層與層的結(jié)構(gòu)要相對(duì)獨(dú)立和相互隔離，從而使某一層內(nèi)容或結(jié)構(gòu)的變化對(duì)其他層的影響小，各層的功能、結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。
3．分支擴(kuò)張的原則：即公共部分與可分支部分劃分在不同層，這樣有利于分支部分的靈活擴(kuò)充和公共部分的相對(duì)穩(wěn)定，減少結(jié)構(gòu)上的重復(fù)。
4．方便實(shí)現(xiàn)的原則：即方便標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
層次的劃分
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)的互連，它的基本功能是網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)通信根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可歸納為兩種基本方式：第一種為相鄰結(jié)點(diǎn)之間通過直達(dá)通路的通信，稱為點(diǎn)到點(diǎn)通信；第二種為不相鄰結(jié)點(diǎn)之間通過中間結(jié)點(diǎn)鏈接起來形成間接可達(dá)通路的通信，稱為端到端通信。很顯然，點(diǎn)到點(diǎn)通信是端到端通信的基礎(chǔ)，端到端通信是點(diǎn)到點(diǎn)通信的延伸。
點(diǎn)到點(diǎn)通信時(shí)，在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上必須要有相應(yīng)的通信軟件。這種通信軟件除了與各自操作治理系統(tǒng)接口外，還應(yīng)有兩個(gè)接口界面：一個(gè)向上，也就是向用戶應(yīng)用的界面；一個(gè)向下，也就是向通信的界面。這樣通信軟件的設(shè)計(jì)就自然劃分為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，形成用戶服務(wù)層US和通信服務(wù)層CS兩個(gè)基本層次體系。
端到端通信鏈路是把若干點(diǎn)到點(diǎn)的通信線路通過中間結(jié)點(diǎn)鏈接起來而形成的，因此，要實(shí)現(xiàn)端到端的通信，除了要依靠各自相鄰結(jié)點(diǎn)間點(diǎn)到點(diǎn)通信聯(lián)接的正確可靠外，還要解決兩個(gè)問題：第一，在中間結(jié)點(diǎn)上要具有路由轉(zhuǎn)接功能，即源結(jié)點(diǎn)的報(bào)文可通過中間結(jié)點(diǎn)的路由轉(zhuǎn)發(fā)，形成一條到達(dá)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的端到端的鏈路；第二，在端結(jié)點(diǎn)上要具有啟動(dòng)、建立和維護(hù)這條端到端鏈路的功能。啟動(dòng)和建立鏈路是指發(fā)送端結(jié)點(diǎn)與接收端結(jié)點(diǎn)在正式通信前雙方進(jìn)行的通信，以建立端到端鏈路的過程。維護(hù)鏈路是指在端到端鏈路通信過程中對(duì)差錯(cuò)或流量控制等問題的處理。
因此在網(wǎng)絡(luò)端到端通信的環(huán)境中，需要在通信服務(wù)層與應(yīng)用服務(wù)層之間增加一個(gè)新的層次來專門處理網(wǎng)絡(luò)端到端的正確可靠的通信問題，稱為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層NS。
對(duì)于通信服務(wù)層，它的基本功能是實(shí)現(xiàn)相鄰計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)到點(diǎn)通信,它一般要經(jīng)過兩個(gè)步驟：第一步，發(fā)送端把幀大小的數(shù)據(jù)塊從內(nèi)存發(fā)送到網(wǎng)卡上去；第二步，由網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)以位串形式發(fā)送到物理通信線路上去。在接收端執(zhí)行相反的過程。對(duì)應(yīng)這兩步不同的操作過程，通信服務(wù)層進(jìn)一步劃分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層，它的功能也由兩部分組成：一是建立、維護(hù)和治理端到端鏈路的功能；二是進(jìn)行路由選擇的功能。端到端通信鏈路的建立、維護(hù)和治理功能又可分為兩個(gè)側(cè)面，一是與它下面網(wǎng)絡(luò)層有關(guān)的鏈路建立治理功能，另一是與它上面端用戶啟動(dòng)鏈路并建立與使用鏈路通信的有關(guān)治理功能。對(duì)應(yīng)這三部分功能，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層劃分為三個(gè)層次：會(huì)晤層、傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層，分別處理端到端鏈路中與高層用戶有關(guān)的問題，端到端鏈路通信中網(wǎng)絡(luò)層以下實(shí)際鏈路聯(lián)接過程有關(guān)的問題，以及路由選擇的問題。
對(duì)于用戶服務(wù)層，它的功能主要是處理網(wǎng)絡(luò)用戶接口的應(yīng)用請(qǐng)求和服務(wù)。考慮到高層用戶接口要求支持多用戶、多種應(yīng)用功能，以及可能是異種機(jī)、異種OS應(yīng)用環(huán)境的實(shí)際情況，分出一層作為支持不同網(wǎng)絡(luò)具體應(yīng)用的用戶服務(wù)，取名為應(yīng)用層。分出另一層用以實(shí)現(xiàn)為所有應(yīng)用或多種應(yīng)用都需要解決的某些共同的用戶服務(wù)要求，取名為表示層。
結(jié)論
綜上所述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分為相對(duì)獨(dú)立的七層：應(yīng)用層、表示層、會(huì)晤層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、物理層。這樣，一個(gè)復(fù)雜而龐大的問題就簡化為了幾個(gè)易研究、處理的相對(duì)獨(dú)立的局部問題。
