浅谈计算机网络体系结构(一)

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浅谈计算机网络体系结构

现代科技随着计算机网络技术的不断发展，计算机网络的规模越来越大，各种应用不断增加，网络也因此变得越来越复杂。面对日益复杂的网络系统，必须采用结构化的方法来描述网络系统的组织、结构和功能，才能够很好地研究、设计和实现网络系统。

一、网络体系的构成

计算机网络是一个非常复杂的系统，它不仅综合了当代计算机技术和通信技术，还涉及其他应用领域的知识和技术。把不同厂家的软硬件系统、不同的通信网络及各种外部辅助设备连接，构成网络系统，实现高速可靠的信息共享，这是计算机网络发展面临的主要的难题。为了解决这个问题，人们必须为网络系统定义一个让不同的计算机、不同的通信系统和不同的应用能够互连（互相连接）和互操作（互相操作）的开放式网络体系结构。

互连意味着不同的计算机能够通过通信子网互相连接起来进行数据通信；互操作意味着不同的用户能够在联网的计算机上，用相同的命令或相同的操作使用其他计算机中的资源与信息，如同使用本地的计算机系统中的资源与信息一样。因此，计算机网络的体系结构应该为不同的计算机之间互连和互操作提供相应的规范和标准。网络互连问题划分为若干个较小的、单一的问题，并在不同层次上予以解决。计算机网络的体系结构采用了层次结构的方法来描述复杂的计算机网络，把复杂的网络连接问题划分为若干小的，单一的问题，并在不同层次上予以解决。

二、网络体系的分层结构

1.层次结构的概念：对网络进行层次划分就是将计算机网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。通常把一组相近的功能放在一起，形成网络的一个结构层次。计算机网络层次结构包含两方面的含义，即结构的层次性和层次的结构性。层次的划分依据层内功能内聚，层间耦合松散的原则，也就是说，在网络中，功能相似或紧密相关的模块应放置在同一层；层与层之间应保持松散的耦合，使在层与层之间的信息流动减到最小。层次结构将计算机网络划分成有明确定义的层次，并规定了相同层次的进程通信协议及相邻层次之间的接口及服务。通常将网络的层次结构、相同层次的通信协议集和相邻层的接口及服务，统称为计算机网络体系结构。

2.划分层次结构的优越性

采用层次结构有很多方面的优势，主要有以下几点。

（1）把网络操作分成复杂性较低的单元，结构清晰，易于实现和维护。

（2）层与层之间定义了具有兼容性的标准接口，使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。

（3）每一层具有很强的独立性——上层只需要通过层间接口了解下层需要提供什么样的服务，并不需要了解下层的具体内容，这个方法类似于“黑箱操作”方法。

（4）只要服务和接口不变，层内实现方法可任意改变。

（5）一个区域网络的变化不会影响另外一个区域的网络，因此每个区域的网络可单独升级或改造。

2.层次结构的主要内容

层次结构方法主要包括3个内容：分层及每层功能，服务与层间接口，协议。

4.层次结构划分原则

在划分层次结构时，需遵循以下原则。

（1）以网络功能作为划分层次的基础，每层的功能必须明确，层与层之间相互独立。当某一层的具体实现方法更新时，只要保持上下层的接口不变，便不会对邻层产生影响。