Ⅰ 计算机网络的体系结构
计算机网络的体系结构
计算机网络体系结构关注三方面内容:网络协议如何分层、各层协议、层间接口。下面是我整理的关于计算机网络的体系结构,希望大家认真阅读!
一、计算机网络体系结构分层思想
首先,你要对计算机网络有一个模糊的认识---计算机网络是一个十分复杂的系统⊙﹏⊙。看看你电脑上有多少服务,那些服务有着各种协议,小白问度娘都不一定能弄懂。可想而知,对于那些计算机科学家(我觉得当年应该有很多玩通信的工程师吧,臆想而已。对这段历史感兴趣可以参考央视《互联网时代》)来说,设计一种网络体系结构应该可能也是很难的,复杂度不是一般高啊。
可能你学没学过汇编语言(Assembly Language),那么请自行查资料。如果你学过汇编语言,不管学没学好,从一开始接触汇编语言你就会有感觉---这是什么鬼。然后随着历史的发展,在汇编语言的基础上出现了结构化程序设计语言,比如Fortran、Basic、C。这些结构化编程语言有别于上一代的是书上说的出现了"函数"的概念,从此写代码有了质的改变。自上而下,分而治之便是结构化程序设计的核心思想。
同样,对于计算机网络来说也是这种思路。计算机网络体系结构可以看成一个很大的面向过程程序。如果将所有的内容都写在一个main函数中,那么这个程序就太尴尬了,到最后都不知道在写些什么了,大大加剧了程序设计的复杂度,以及后来程序维护的.复杂度...等等问题。也就是说不采用分治思想的计算机网络协调性差,设计复杂度高,网络通信出错可能性也陡增。基于此原因,计算机网络体系结构的"分层"思想诞生了。
"分层"思想,通俗将就是常说的"分而治之"。ARPANET设计时提出的"分层"方法可将庞大而复杂的计算机网络问题,转化为若干个局部的问题,而这些局部问题可以通过研究逐一攻破,那么计算机之间通信就成为了可能。
二、OSI/RM模型和TCP/IP协议族的较量
1. OSI/RM
OSI/RM是英文Open System Interconnection Reference Model的缩写,中文翻译为"开放系统互联基本参考模型"。在1983年,ISO发布正式文件后,也就有了现在所谓的七层协议的体系。
2. TCP/IP
TCP/IP并不是单一的协议,而是协议族。分为四层:应用层、运输层、网际层、网络接口层。
OSI/RM和TCP/IP协议的PK中失败了,究其原因,我认为主要有如下几点:
1)OSI/RM 模型各层协议之间有重复功能。这就像写代码的时候有重复的代码,上头就想抽你俩嘴巴子,钱这么好赚么→_→。
2)OSI/RM 模型层数太多。也就是要说要实现网络互联,你需要的硬件以及软件就相对会更多。而且数据传来传去多了,运行效率也会降低。
3)OSI/RM 那帮人可能是棒通信领域的专家,这玩意比TCP/IP在实现上得多花不少钱。
基于这些事实,TCP/IP成了非法律上国际标准的事实上国际标准。
三、采用分层体系网络原因总结
1)并不是所有的设备都需要这么多层次。计算机网络中不同设备完成的任务不同,需要的功能也不同。除了计算机网络边缘部分的端系统需要所有层次协议,其余计算机网络核心部分部分则不需要这么多层次的协议。而且可以想象,多一层次就意味着多了部分硬件和软件,成本就会增加。
PS:这里两图只是为了说明三层交换机比二层交换机价格高,至于高多少还取决于品牌和带宽等因素。
2)每层设计实现相对独立的功能,在层次设计(硬件和软件设计)完成后,只需要提供向上的接口可供上层调用,。这样做的好处是就像编程中的函数模块化设计,我们只要知道高手设计的库函数的API就行了,不需要具体软件开发再编写同样高质量的代码,从而服务了代码搬运工。
3)模块化协议层次大大的好啊。哪好了?雕版印刷术和活字印刷术的区别。如果某一层的技术发生变化后,只要层间接口不变,只要对某层提供的服务进行修改(添加和修改)即可。你想,这可以省多少钱啊。就像你电脑显示屏坏了,你总不可能去新买个电脑吧,差不多就这意思。
4)降低实现和维护网络难度。如果那种服务不能使用了,那就查提供此种服务对应的那层,而不需再从头查起。
;Ⅱ 计算机的发展有哪些比较重要的思想
n 巨型化:由于科学技术发展的需要,许多部门要求计算机具有更高的速度和更大的存储容量,从而使计算机向巨型化发展。 n 微型化:计算机体积更小、重量更轻、价格更低、更便于应用于各个领域及各种场合。目前市场上已出现的各种笔记本计算机、膝上型和掌上型计算机都是向这一方向发展的产品。 n 网络化:计算机网络是计算机技术和通信技术互相渗透、不断发展的产物。计算机联网可以实现计算机之间的通信和资源共享。目前,各种计算机网络,包括局域网和广域网的形成,无疑将加速社会信息化的进程。 n 多媒体化:传统的计算机处理信息的主要对象是字符和数字,人们通过键盘、鼠标和显示器对文字和数字进行交互。而在人类生活中,更多的是图、文、声、像等多种形式的信息。由于数字化技术的发展进一步改进了计算机的表现能力,使现代计算机可以集图形、声音、文字处理为一体,使人们面对的是有声有色、图文并茂的信息环境,这就是通常所说的多媒体计算机技术。多媒体技术使信息处理的对象和内容发生了深刻变化
Ⅲ 计算机网络为什么要引入分层的思想
主要就将一个复杂的计算机网络分开管理,各个层实行相应的功能,便于管理,和标准的实行。因为有的只是做某一部分的接口等,相当于模块化设计,便于添加和删减,实际上是很复杂的不能很清楚的区分,只是书本的定义,对于理解有好处
分层的理由
·将网络的通信过程划分为小一些、简单一些的部件,因此有助于各个部件的开发、设计和故障排除。
·通过网络组件的标准化,允许多个供应商进行开发。
·通过定义在模型的每一层实现什么功能,鼓励产业的标准化。
·允许各种类型的网络硬件和软件相互通信。
·防止对某一层所做的改动影响到其他的层,这样就有利于开发。
分层的原则
1.各个层之间有清晰的边界,便于理解;
2.每个层实现特定的功能;
3.层次的划分有利于国际标准协议的制定;
4.层的数目应该足够多,以避免各个层功能重复。
Ⅳ 解释计算机网络应具有的四个基本要素是什么
计算机网络要素:
(1) 至少有两个具有独立操作系统的计算机,且它们之间有相互共享某种资源的需求。
(2) 两个独立的计算机之间必须用某种通信手段将其连接。
(3) 网络中各个独立的计算机之间要能相互通信,必须制定相互可确认的规范标准或协
议。
Ⅳ 阐述计算机网络体系结构分层的优缺点,以及这种层次划分的体系结构思想在工作生活中的应用。
计算机网络系统是独立的计算机通过已有通信系统连接形成的,其功能是实现计算机的远程访问和资源共享。因此,计算机网络的问题主要是解决异地独立工作的计算机之间如何实现正确、可靠的通信,计算机网络分层体系结构模型正是为解决计算机网络的这一关键问题而设计的。
分层的原则
计算机网络体系结构的分层思想主要遵循以下几点原则:
1.功能分工的原则:即每一层的划分都应有它自己明确的与其他层不同的基本 [被屏蔽广告]功能。
2.隔离稳定的原则:即层与层的结构要相对独立和相互隔离,从而使某一层内容或结构的变化对其他层的影响小,各层的功能、结构相对稳定。
3.分支扩张的原则:即公共部分与可分支部分划分在不同层,这样有利于分支部分的灵活扩充和公共部分的相对稳定,减少结构上的重复。
4.方便实现的原则:即方便标准化的技术实现。
层次的划分
计算机网络是计算机的互连,它的基本功能是网络通信。网络通信根据网络系统不同的拓扑结构可归纳为两种基本方式:第一种为相邻结点之间通过直达通路的通信,称为点到点通信;第二种为不相邻结点之间通过中间结点链接起来形成间接可达通路的通信,称为端到端通信。很显然,点到点通信是端到端通信的基础,端到端通信是点到点通信的延伸。
点到点通信时,在两台计算机上必须要有相应的通信软件。这种通信软件除了与各自操作管理系统接口外,还应有两个接口界面:一个向上,也就是向用户应用的界面;一个向下,也就是向通信的界面。这样通信软件的设计就自然划分为两个相对独立的模块,形成用户服务层US和通信服务层CS两个基本层次体系。
端到端通信链路是把若干点到点的通信线路通过中间结点链接起来而形成的,因此,要实现端到端的通信,除了要依靠各自相邻结点间点到点通信联接的正确可靠外,还要解决两个问题:第一,在中间结点上要具有路由转接功能,即源结点的报文可通过中间结点的路由转发,形成一条到达目标结点的端到端的链路;第二,在端结点上要具有启动、建立和维护这条端到端链路的功能。启动和建立链路是指发送端结点与接收端结点在正式通信前双方进行的通信,以建立端到端链路的过程。维护链路是指在端到端链路通信过程中对差错或流量控制等问题的处理。
因此在网络端到端通信的环境中,需要在通信服务层与应用服务层之间增加一个新的层次来专门处理网络端到端的正确可靠的通信问题,称为网络服务层NS。
对于通信服务层,它的基本功能是实现相邻计算机结点之间的点到点通信,它一般要经过两个步骤:第一步,发送端把帧大小的数据块从内存发送到网卡上去;第二步,由网卡将数据以位串形式发送到物理通信线路上去。在接收端执行相反的过程。对应这两步不同的操作过程,通信服务层进一步划分为数据链路层和物理层。
对于网络服务层,它的功能也由两部分组成:一是建立、维护和管理端到端链路的功能;二是进行路由选择的功能。端到端通信链路的建立、维护和管理功能又可分为两个侧面,一是与它下面网络层有关的链路建立管理功能,另一是与它上面端用户启动链路并建立与使用链路通信的有关管理功能。对应这三部分功能,网络服务层划分为三个层次:会晤层、传输层和网络层,分别处理端到端链路中与高层用户有关的问题,端到端链路通信中网络层以下实际链路联接过程有关的问题,以及路由选择的问题。
对于用户服务层,它的功能主要是处理网络用户接口的应用请求和服务。考虑到高层用户接口要求支持多用户、多种应用功能,以及可能是异种机、异种OS应用环境的实际情况,分出一层作为支持不同网络具体应用的用户服务,取名为应用层。分出另一层用以实现为所有应用或多种应用都需要解决的某些共同的用户服务要求,取名为表示层。
结论
综上所述,计算机网络体系结构分为相对独立的七层:应用层、表示层、会晤层、传输层、网络层、链路层、物理层。这样,一个复杂而庞大的问题就简化为了几个易研究、处理的相对独立的局部问题。
Ⅵ 简述计算机网络中分组信息交换的基本工作思想
1)分组交换技术(Packet switching technology)也称包交换技术。
2)分组交换其实是将用户传送的数据划分成许多小的部分,每一部分是有一定的长度且称之为一个分组
3)通过传输分组的方式传输信息,通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信,每个分组的前面有一个分组头,分组头中包含了一些信息,如目的地址,原地址等,该分组头用以指明该分组发往何地址,然后由交换机根据每个分组的地址标志,将他们转发至目的地,这一过程就是分组交换。
Ⅶ 计算机网络里的核心是什么
网络计算机系统的核心技术是(网络所使用的操作系统+Intelnet+TCP/IP)。CPU是计算机运行的核心,并不是网络计算机系统的核心,计算机本身运行的核心是操作系统,而网络计算机的系统核心就是本身网络所使用的操作系统+Intelnet+TCP/IP