計算機網路的理解上,人們往往進行分層處理,OSI、TCP/IP都是將這個網路體系工作的流程進行了層次化的劃分,進行層次劃分優點有以下幾點:
(1)各層之間是獨立的。某一層並不需要知道它的下一層是如何實現的,而僅僅需要知道該層通過層間的介面所提供的服務。這樣,整個問題的復雜程度就下降了。也就是說上一層的工作如何進行並不影響下一層的工作,這樣我們在進行每一層的工作設計時只要保證介面不變可以隨意調整層內的工作方式。
(2)靈活性好。當任何一層發生變化時,只要層間介面關系保持不變,則在這層以上或以下各層均不受影響。當某一層出現技術革新或者某一層在工作中出現問題時不會連累到其他層的工作,排除問題時也只需要考慮這一層單獨的問題即可。
(3)結構上可分割開。各層都可以採用最合適的技術來實現。技術的發展往往是不對稱的,層次化的劃分有效避免了木桶效應,不會因為某一方面技術的不完善而影響整體的工作效率。
(4)易於實現和維護。這種結構使得實現和調試一個龐大又復雜的系統變得易於處理,因為整個的系統已被分解為若干個相對獨立的子系統。進行調試和維護時,可以對每一層進行單獨的調試,避免了出現找不到問題、解決錯問題的情況。
(5 能促進標准化工作。因為每一層的功能及其所提供的服務都已有了精確的說明。標准化的好處就是可以隨意替換其中的某幾層,對於使用和科研來說十分方便。
Ⅱ 計算機網路的協議分層
為了減少網路設計的復雜性,絕大多數網路採用分層設計方法。所謂分層設計方法,就是按照信息的流動過程將網路的整體功能分解為一個個的功能層,不同機器上的同等功能層之間採用相同的協議,同一機器上的相鄰功能層之間通過介面進行信息傳遞。為了便於理解介面和協議的概念,我們首先以郵政通信系統為例進行說明。人們平常寫信時,都有個約定,這就是信件的格式和內容。首先,我們寫信時必須採用雙方都懂的語言文字和文體,開頭是對方稱謂,最後是落款等。這樣,對方收到信後,才可以看懂信中的內容,知道是誰寫的,什麼時候寫的等。當然還可以有其他的一些特殊約定,如書信的編號、間諜的密寫等。信寫好之後,必須將信封裝並交由郵局寄發,這樣寄信人和郵局之間也要有約定,這就是規定信封寫法並貼郵票。在中國寄信必須先寫收信人地址、姓名,然後才寫寄信人的地址和姓名。郵局收到信後,首先進行信件的分揀和分類,然後交付有關運輸部門進行運輸,如航空信交民航,平信交鐵路或公路運輸部門等。這時,郵局和運輸部門也有約定,如到站地點、時間、包裹形式等等。信件運送到目的地後進行相反的過程,最終將信件送到收信人手中,收信人依照約定的格式才能讀懂信件。如圖所示,在整個過程中,主要涉及到了三個子系統、即用戶子系統,郵政子系統和運輸子系統。各種約定都是為了達到將信件從一個源點送到某一個目的點這個目標而設計的,這就是說,它們是因信息的流動而產生的。可以將這些約定分為同等機構間的約定,如用戶之間的約定、郵政局之間的約定和運輸部門之間的約定,以及不同機構間的約定,如用戶與郵政局之間的約定、郵政局與運輸部門之間的約定。雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地,但它們都分別對應同等機構,同屬一個子系統;而同處一地的不同機構則不在一個子系統內,而且它們之間的關系是服務與被服務的關系。很顯然,這兩種約定是不同的,前者為部門內部的約定,而後者是不同部門之間的約定。 在計算機網路環境中,兩台計算機中兩個進程之間進行通信的過程與郵政通信的過程十分相似。用戶進程對應於用戶,計算機中進行通信的進程(也可以是專門的通信處理機〕對應於郵局,通信設施對應於運輸部門。為了減少計算機網路設計的復雜性,人們往往按功能將計算機網路劃分為多個不同的功能層。網路中同等層之間的通信規則就是該層使用的協議,如有關第N層的通信規則的集合,就是第N層的協議。而同一計算機的不同功能層之間的通信規則稱為介面( i n t e r f a c e),在第N層和第(N+ 1)層之間的介面稱為N /(N+ 1)層介面。總的來說,協議是不同機器同等層之間的通信約定,而介面是同一機器相鄰層之間的通信約定。不同的網路,分層數量、各層的名稱和功能以及協議都各不相同。然而,在所有的網路中,每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務。協議層次化不同於程序設計中模塊化的概念。在程序設計中,各模塊可以相互獨立,任意拼裝或者並行,而層次則一定有上下之分,它是依數據流的流動而產生的。組成不同計算機同等層的實體稱為對等進程( peer process)。對等進程不一定非是相同的程序,但其功能必須完全一致,且採用相同的協議。分層設計方法將整個網路通信功能劃分為垂直的層次集合後,在通信過程中下層將向上層隱蔽下層的實現細節。但層次的劃分應首先確定層次的集合及每層應完成的任務。劃分時應按邏輯組合功能,並具有足夠的層次,以使每層小到易於處理。同時層次也不能太多,以免產生難以負擔的處理開銷。計算機網路體系結構是網路中分層模型以及各層功能的精確定義。對網路體系結構的描述必須包括足夠的信息,使實現者可以為每一功能層進行硬體設計或編寫程序,並使之符合相關協議。但我們要注意的是,網路協議實現的細節不屬於網路體系結構的內容,因為它們隱含在機器內部,對外部說來是不可見的。現在我們來考查一個具體的例子:在圖1 - 11所示的5層網路中如何向其最上層提供通信。在第5層運行的某應用進程產生了消息M,並把它交給第4層進行發送。第4層在消息M前加上一個信息頭(h e a d e r),信息頭主要包括控制信息(如序號)以便目標機器上的第4層在低層不能保持消息順序時,把亂序的消息按原序裝配好。在有些層中,信息頭還包括長度、時間和其他控制欄位。在很多網路中,第4層對接收的消息長度沒有限制,但在第3層通常存在一個限度。因此,第3層必須將接收的入境消息分成較小的單元如報文分組( p a c k e t),並在每個報文分組前加上一個報頭。在本實例中,消息M被分成兩部分:M 1和M 2。第3層確定使用哪一條輸出線路,並將報文傳給第2層。第2層不僅給每段消息加上頭部信息,而且還要加上尾部信息,構成新的數據單元,通常稱為幀( f r a m e),然後將其傳給第1層進行物理傳輸。在接收方,報文每向上遞交一層,該層的報頭就被剝掉,決不可能出現帶有N層以下報頭的報文交給接收方第N層實體的情況。要理解圖1 - 11示意圖,關鍵要理解虛擬通信與物理通信之間的關系,以及協議與介面之間的區別。比如,第4層的對等進程,在概念上認為它們的通信是水平方向地應用第四層協議。每一方都好像有一個叫做「發送到另一方去」的過程和一個叫做「從另一方接收」的過程,盡管實際上這些過程是跨過3 / 4層介面與下層通信而不是直接同另一方通信。抽象出對等進程這一概念,對網路設計是至關重要的。有了這種抽象技術,網路設計者就可以把設計完整的網路這種難以處理的大問題,劃分成設計幾個較小的且易於處理的問題,即分別設計各層。
Ⅲ 簡述為什麼要對計算機網路分層以及分層的一般原則
計算機網路分層,是為了從概念上區分,從具體到抽象,是為了方便工業化生產,建立了OSI開放式系統互聯參考模型。物理層、數據鏈路層,網路層,傳輸層,會話層,表示層,應用層,一層比一層抽象。
Ⅳ 計算機的網路協議分成幾層
TCP/IP參考模型將計算機網路協議劃分為4層,以下不屬於這4層的是物理層。基於TCP/IP的參考模型將協議分成四個層次,它們分別是:網路訪問層、網際互聯層(主機到主機)、傳輸層、和應用層。
網路訪問層是以IP為代表的網路協議, 這是真正的互聯網通信,兩台電腦之間可能鏈路層傳出的數據協議不一樣,但是都轉換成統一的IP數據協議,通過網線進行通信。
鏈路層主要包括設備驅動程序,網卡,以及區域網,將操作系統上的數據以位流形式封裝成幀,往上發送,也將來自上一層的數據幀,拆裝為位流形式的數據轉發到電腦操作系統中。
運輸層是以TCP,UDP協議為主,因為IP協議發送的數據可靠性不高,並且是最多精確到電腦,TCP協議採用超時重傳、發送和接收端到端的確認分組等機制確保數據傳輸的可靠度,並且可以精確到進程,將數據傳遞給進程。
應用層對應於OSI參考模型的高層,為用戶提供所需要的各種服務,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
(4)計算機網路協議分層的原理是什麼擴展閱讀:
在TCP/TP協族中,網路層IP提供的是一種不可靠的服務。它只是盡可能快地把分組從源節點送到目的節點,但不提供任何可靠性的保證。Tcp在不可靠的ip層上,提供了一個可靠的運輸層,為了提供這種可靠的服務,TCP採用了超時重傳、發送和接收端到端的確認分組等機制。
在7層模型中,每一層都提供一個特殊的網路功能。從網路功能的角度觀察:下面4層(物理層、數據鏈路層、網路層和傳輸層)主要提供數據傳輸和交換功能,即以節點到節點之間的通信為主;第4層作為上下兩部分的橋梁,是整個網路體系結構中最關鍵的部分;
而上3層(會話層、表示層和應用層)則以提供用戶與應用程序之間的信息和數據處理功能為主。簡言之,下4層主要完成通信子網的功能,上3層主要完成資源子網的功能。
Ⅳ 網路是如何分層的為什麼分層
網路就是將網路節點所要完成的數據的發送或轉發、打包或拆包,控制信息的載入或拆出等工作,分別由不同的硬體和軟體模塊去完成來分層的。
分層的原因:是通過網路分層,將每一層負責一項具體的工作,然後把數據傳送到下一層。可以將往來通信和網路互聯這一復雜的問題變得較為簡單化。
(5)計算機網路協議分層的原理是什麼擴展閱讀:
網路層次的五層網際網路協議棧
1、應用層:支持網路應用,應用協議僅僅是網路應用的一個組成部分,運行在不同主機上的進程則使用應用層協議進行通信。主要的協議有:http、ftp、telnet、smtp、pop3等。
2、傳輸層:負責為信源和信宿提供應用程序進程間的數據傳輸服務,這一層上主要定義了兩個傳輸協議,傳輸控制協議即TCP和用戶數據報協議UDP。
3、網路層:負責將數據報獨立地從信源發送到信宿,主要解決路由選擇、擁塞控制和網路互聯等問題。
4、數據鏈路層:負責將IP數據報封裝成合適在物理網路上傳輸的幀格式並傳輸,或將從物理網路接收到的幀解封,取出IP數據報交給網路層。
5、物理層:負責將比特流在結點間傳輸,即負責物理傳輸。該層的協議既與鏈路有關也與傳輸介質有關。
Ⅵ 為什麼要對計算機網路分層以及分層的一般原則。
各層之間是獨立的。某一層並不需要知道它的下一層是如何實現的,而僅僅需要知道該層通過層間的介面(即界面)所提供的服務。由於每一層只實現一種相對獨立的功能,因而可將一個難以處理的復雜問題分解為若干個較容易處理的更小一些的問題。這樣,整個問題的復雜程度就下降了。
靈活性好。當任何一層發生變化時(例如由於技術的變化),只要層間介面關系保持不變,則在這層以上或以下各層均不受影響。此外,對某一層提供的服務還可進行修改。
當某層提供的服務不再需要時,甚至可以將這層取消。
結構上可分割開。各層都可以採用最合適的技術來實現。
易於實現和維護。這種結構使得實現和調試一個龐大而又復雜的系統變得易於處理,因為整個的系統已被分解為若干個相對獨立的子系統。
能促進標准化工作。因為每一層的功能及其所提供的服務都已有了精確的說明。
Ⅶ 網路協議體系分層的基本思想是什麼
為了促進計算機網路的發展,國際標准化組織(ISO)在現有網路的基礎上,提出了不基於具體機型、操作系統或公司的網路體系結構,稱為開放系統互聯模型(OSI)。這個模型把網路通信的工作分為7層:物理層、數據鏈路層、網路層、轉輸層、會話層、表示層、應用層;每層完成的任務不同,物理層規定了通信設備的機械的、電氣的、功能的和規程的特性,用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。鏈路層在物理層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控制提供數據幀在信道上無差錯的傳輸,在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸,完成物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發。網路層將數據鏈路層的幀組成數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息,選擇合適的網間路由和交換結點,確保數據及時傳送。傳輸層的數據單元也稱為數據包,但TCP的數據單元稱為段,而UDP的數據單元稱為數據報,這個層負責獲取全部信息,為上層提供端到端的透明的、可靠的數據傳輸服務。會話層稱為對話層或會晤層,在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不在另外命名,統稱為報文。會話層提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。表示層解決用戶信息的語法表示問題。提供格式化的表示和轉換數據服務,數據的壓縮和解壓縮,數據的加密和解密。應用層為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。
因此,網路協議體系分層的基本思想是:使網路協議體系有統一的規定和規則;各層分別完成不同的任務,利於網路的維護,出現錯誤時,更方便管理人員按層驗察錯誤。