淺談計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)(一)

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淺談計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代科技隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機網(wǎng)絡的規(guī)模越來越大，各種應用不斷增加，網(wǎng)絡也因此變得越來越復雜。面對日益復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)，必須采用結(jié)構(gòu)化的方法來描述網(wǎng)絡系統(tǒng)的組織、結(jié)構(gòu)和功能，才能夠很好地研究、設計和實現(xiàn)網(wǎng)絡系統(tǒng)。

一、網(wǎng)絡體系的構(gòu)成

計算機網(wǎng)絡是一個非常復雜的系統(tǒng)，它不僅綜合了當代計算機技術(shù)和通信技術(shù)，還涉及其他應用領域的知識和技術(shù)。把不同廠家的軟硬件系統(tǒng)、不同的通信網(wǎng)絡及各種外部輔助設備連接，構(gòu)成網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)高速可靠的信息共享，這是計算機網(wǎng)絡發(fā)展面臨的主要的難題。為了解決這個問題，人們必須為網(wǎng)絡系統(tǒng)定義一個讓不同的計算機、不同的通信系統(tǒng)和不同的應用能夠互連（互相連接）和互操作（互相操作）的開放式網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。

互連意味著不同的計算機能夠通過通信子網(wǎng)互相連接起來進行數(shù)據(jù)通信；互操作意味著不同的用戶能夠在聯(lián)網(wǎng)的計算機上，用相同的命令或相同的操作使用其他計算機中的資源與信息，如同使用本地的計算機系統(tǒng)中的資源與信息一樣。因此，計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)應該為不同的計算機之間互連和互操作提供相應的規(guī)范和標準。網(wǎng)絡互連問題劃分為若干個較小的、單一的問題，并在不同層次上予以解決。計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)采用了層次結(jié)構(gòu)的方法來描述復雜的計算機網(wǎng)絡，把復雜的網(wǎng)絡連接問題劃分為若干小的，單一的問題，并在不同層次上予以解決。

二、網(wǎng)絡體系的分層結(jié)構(gòu)

1.層次結(jié)構(gòu)的概念：對網(wǎng)絡進行層次劃分就是將計算機網(wǎng)絡這個龐大的、復雜的問題劃分成若干較小的、簡單的問題。通常把一組相近的功能放在一起，形成網(wǎng)絡的一個結(jié)構(gòu)層次。計算機網(wǎng)絡層次結(jié)構(gòu)包含兩方面的含義，即結(jié)構(gòu)的層次性和層次的結(jié)構(gòu)性。層次的劃分依據(jù)層內(nèi)功能內(nèi)聚，層間耦合松散的原則，也就是說，在網(wǎng)絡中，功能相似或緊密相關(guān)的模塊應放置在同一層；層與層之間應保持松散的耦合，使在層與層之間的信息流動減到最小。層次結(jié)構(gòu)將計算機網(wǎng)絡劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定了相同層次的進程通信協(xié)議及相鄰層次之間的接口及服務。通常將網(wǎng)絡的層次結(jié)構(gòu)、相同層次的通信協(xié)議集和相鄰層的接口及服務，統(tǒng)稱為計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。

2.劃分層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

采用層次結(jié)構(gòu)有很多方面的優(yōu)勢，主要有以下幾點。

（1）把網(wǎng)絡操作分成復雜性較低的單元，結(jié)構(gòu)清晰，易于實現(xiàn)和維護。

（2）層與層之間定義了具有兼容性的標準接口，使設計人員能專心設計和開發(fā)所關(guān)心的功能模塊。

（3）每一層具有很強的獨立性——上層只需要通過層間接口了解下層需要提供什么樣的服務，并不需要了解下層的具體內(nèi)容，這個方法類似于“黑箱操作”方法。

（4）只要服務和接口不變，層內(nèi)實現(xiàn)方法可任意改變。

（5）一個區(qū)域網(wǎng)絡的變化不會影響另外一個區(qū)域的網(wǎng)絡，因此每個區(qū)域的網(wǎng)絡可單獨升級或改造。

2.層次結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容

層次結(jié)構(gòu)方法主要包括3個內(nèi)容：分層及每層功能，服務與層間接口，協(xié)議。

4.層次結(jié)構(gòu)劃分原則

在劃分層次結(jié)構(gòu)時，需遵循以下原則。

（1）以網(wǎng)絡功能作為劃分層次的基礎，每層的功能必須明確，層與層之間相互獨立。當某一層的具體實現(xiàn)方法更新時，只要保持上下層的接口不變，便不會對鄰層產(chǎn)生影響。