计算机网络的理解上,人们往往进行分层处理,OSI、TCP/IP都是将这个网络体系工作的流程进行了层次化的划分,进行层次划分优点有以下几点:
(1)各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的,而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。这样,整个问题的复杂程度就下降了。也就是说上一层的工作如何进行并不影响下一层的工作,这样我们在进行每一层的工作设计时只要保证接口不变可以随意调整层内的工作方式。
(2)灵活性好。当任何一层发生变化时,只要层间接口关系保持不变,则在这层以上或以下各层均不受影响。当某一层出现技术革新或者某一层在工作中出现问题时不会连累到其他层的工作,排除问题时也只需要考虑这一层单独的问题即可。
(3)结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。技术的发展往往是不对称的,层次化的划分有效避免了木桶效应,不会因为某一方面技术的不完善而影响整体的工作效率。
(4)易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大又复杂的系统变得易于处理,因为整个的系统已被分解为若干个相对独立的子系统。进行调试和维护时,可以对每一层进行单独的调试,避免了出现找不到问题、解决错问题的情况。
(5 能促进标准化工作。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。标准化的好处就是可以随意替换其中的某几层,对于使用和科研来说十分方便。
Ⅱ 计算机网络的协议分层
为了减少网络设计的复杂性,绝大多数网络采用分层设计方法。所谓分层设计方法,就是按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为一个个的功能层,不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议,同一机器上的相邻功能层之间通过接口进行信息传递。为了便于理解接口和协议的概念,我们首先以邮政通信系统为例进行说明。人们平常写信时,都有个约定,这就是信件的格式和内容。首先,我们写信时必须采用双方都懂的语言文字和文体,开头是对方称谓,最后是落款等。这样,对方收到信后,才可以看懂信中的内容,知道是谁写的,什么时候写的等。当然还可以有其他的一些特殊约定,如书信的编号、间谍的密写等。信写好之后,必须将信封装并交由邮局寄发,这样寄信人和邮局之间也要有约定,这就是规定信封写法并贴邮票。在中国寄信必须先写收信人地址、姓名,然后才写寄信人的地址和姓名。邮局收到信后,首先进行信件的分拣和分类,然后交付有关运输部门进行运输,如航空信交民航,平信交铁路或公路运输部门等。这时,邮局和运输部门也有约定,如到站地点、时间、包裹形式等等。信件运送到目的地后进行相反的过程,最终将信件送到收信人手中,收信人依照约定的格式才能读懂信件。如图所示,在整个过程中,主要涉及到了三个子系统、即用户子系统,邮政子系统和运输子系统。各种约定都是为了达到将信件从一个源点送到某一个目的点这个目标而设计的,这就是说,它们是因信息的流动而产生的。可以将这些约定分为同等机构间的约定,如用户之间的约定、邮政局之间的约定和运输部门之间的约定,以及不同机构间的约定,如用户与邮政局之间的约定、邮政局与运输部门之间的约定。虽然两个用户、两个邮政局、两个运输部门分处甲、乙两地,但它们都分别对应同等机构,同属一个子系统;而同处一地的不同机构则不在一个子系统内,而且它们之间的关系是服务与被服务的关系。很显然,这两种约定是不同的,前者为部门内部的约定,而后者是不同部门之间的约定。 在计算机网络环境中,两台计算机中两个进程之间进行通信的过程与邮政通信的过程十分相似。用户进程对应于用户,计算机中进行通信的进程(也可以是专门的通信处理机〕对应于邮局,通信设施对应于运输部门。为了减少计算机网络设计的复杂性,人们往往按功能将计算机网络划分为多个不同的功能层。网络中同等层之间的通信规则就是该层使用的协议,如有关第N层的通信规则的集合,就是第N层的协议。而同一计算机的不同功能层之间的通信规则称为接口( i n t e r f a c e),在第N层和第(N+ 1)层之间的接口称为N /(N+ 1)层接口。总的来说,协议是不同机器同等层之间的通信约定,而接口是同一机器相邻层之间的通信约定。不同的网络,分层数量、各层的名称和功能以及协议都各不相同。然而,在所有的网络中,每一层的目的都是向它的上一层提供一定的服务。协议层次化不同于程序设计中模块化的概念。在程序设计中,各模块可以相互独立,任意拼装或者并行,而层次则一定有上下之分,它是依数据流的流动而产生的。组成不同计算机同等层的实体称为对等进程( peer process)。对等进程不一定非是相同的程序,但其功能必须完全一致,且采用相同的协议。分层设计方法将整个网络通信功能划分为垂直的层次集合后,在通信过程中下层将向上层隐蔽下层的实现细节。但层次的划分应首先确定层次的集合及每层应完成的任务。划分时应按逻辑组合功能,并具有足够的层次,以使每层小到易于处理。同时层次也不能太多,以免产生难以负担的处理开销。计算机网络体系结构是网络中分层模型以及各层功能的精确定义。对网络体系结构的描述必须包括足够的信息,使实现者可以为每一功能层进行硬件设计或编写程序,并使之符合相关协议。但我们要注意的是,网络协议实现的细节不属于网络体系结构的内容,因为它们隐含在机器内部,对外部说来是不可见的。现在我们来考查一个具体的例子:在图1 - 11所示的5层网络中如何向其最上层提供通信。在第5层运行的某应用进程产生了消息M,并把它交给第4层进行发送。第4层在消息M前加上一个信息头(h e a d e r),信息头主要包括控制信息(如序号)以便目标机器上的第4层在低层不能保持消息顺序时,把乱序的消息按原序装配好。在有些层中,信息头还包括长度、时间和其他控制字段。在很多网络中,第4层对接收的消息长度没有限制,但在第3层通常存在一个限度。因此,第3层必须将接收的入境消息分成较小的单元如报文分组( p a c k e t),并在每个报文分组前加上一个报头。在本实例中,消息M被分成两部分:M 1和M 2。第3层确定使用哪一条输出线路,并将报文传给第2层。第2层不仅给每段消息加上头部信息,而且还要加上尾部信息,构成新的数据单元,通常称为帧( f r a m e),然后将其传给第1层进行物理传输。在接收方,报文每向上递交一层,该层的报头就被剥掉,决不可能出现带有N层以下报头的报文交给接收方第N层实体的情况。要理解图1 - 11示意图,关键要理解虚拟通信与物理通信之间的关系,以及协议与接口之间的区别。比如,第4层的对等进程,在概念上认为它们的通信是水平方向地应用第四层协议。每一方都好像有一个叫做“发送到另一方去”的过程和一个叫做“从另一方接收”的过程,尽管实际上这些过程是跨过3 / 4层接口与下层通信而不是直接同另一方通信。抽象出对等进程这一概念,对网络设计是至关重要的。有了这种抽象技术,网络设计者就可以把设计完整的网络这种难以处理的大问题,划分成设计几个较小的且易于处理的问题,即分别设计各层。
Ⅲ 简述为什么要对计算机网络分层以及分层的一般原则
计算机网络分层,是为了从概念上区分,从具体到抽象,是为了方便工业化生产,建立了OSI开放式系统互联参考模型。物理层、数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,一层比一层抽象。
Ⅳ 计算机的网络协议分成几层
TCP/IP参考模型将计算机网络协议划分为4层,以下不属于这4层的是物理层。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次,它们分别是:网络访问层、网际互联层(主机到主机)、传输层、和应用层。
网络访问层是以IP为代表的网络协议, 这是真正的互联网通信,两台电脑之间可能链路层传出的数据协议不一样,但是都转换成统一的IP数据协议,通过网线进行通信。
链路层主要包括设备驱动程序,网卡,以及局域网,将操作系统上的数据以位流形式封装成帧,往上发送,也将来自上一层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到电脑操作系统中。
运输层是以TCP,UDP协议为主,因为IP协议发送的数据可靠性不高,并且是最多精确到电脑,TCP协议采用超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制确保数据传输的可靠度,并且可以精确到进程,将数据传递给进程。
应用层对应于OSI参考模型的高层,为用户提供所需要的各种服务,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
(4)计算机网络协议分层的原理是什么扩展阅读:
在TCP/TP协族中,网络层IP提供的是一种不可靠的服务。它只是尽可能快地把分组从源节点送到目的节点,但不提供任何可靠性的保证。Tcp在不可靠的ip层上,提供了一个可靠的运输层,为了提供这种可靠的服务,TCP采用了超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制。
在7层模型中,每一层都提供一个特殊的网络功能。从网络功能的角度观察:下面4层(物理层、数据链路层、网络层和传输层)主要提供数据传输和交换功能,即以节点到节点之间的通信为主;第4层作为上下两部分的桥梁,是整个网络体系结构中最关键的部分;
而上3层(会话层、表示层和应用层)则以提供用户与应用程序之间的信息和数据处理功能为主。简言之,下4层主要完成通信子网的功能,上3层主要完成资源子网的功能。
Ⅳ 网络是如何分层的为什么分层
网络就是将网络节点所要完成的数据的发送或转发、打包或拆包,控制信息的加载或拆出等工作,分别由不同的硬件和软件模块去完成来分层的。
分层的原因:是通过网络分层,将每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。可以将往来通信和网络互联这一复杂的问题变得较为简单化。
(5)计算机网络协议分层的原理是什么扩展阅读:
网络层次的五层因特网协议栈
1、应用层:支持网络应用,应用协议仅仅是网络应用的一个组成部分,运行在不同主机上的进程则使用应用层协议进行通信。主要的协议有:http、ftp、telnet、smtp、pop3等。
2、传输层:负责为信源和信宿提供应用程序进程间的数据传输服务,这一层上主要定义了两个传输协议,传输控制协议即TCP和用户数据报协议UDP。
3、网络层:负责将数据报独立地从信源发送到信宿,主要解决路由选择、拥塞控制和网络互联等问题。
4、数据链路层:负责将IP数据报封装成合适在物理网络上传输的帧格式并传输,或将从物理网络接收到的帧解封,取出IP数据报交给网络层。
5、物理层:负责将比特流在结点间传输,即负责物理传输。该层的协议既与链路有关也与传输介质有关。
Ⅵ 为什么要对计算机网络分层以及分层的一般原则。
各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的,而仅仅需要知道该层通过层间的接口(即界面)所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能,因而可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。这样,整个问题的复杂程度就下降了。
灵活性好。当任何一层发生变化时(例如由于技术的变化),只要层间接口关系保持不变,则在这层以上或以下各层均不受影响。此外,对某一层提供的服务还可进行修改。
当某层提供的服务不再需要时,甚至可以将这层取消。
结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。
易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理,因为整个的系统已被分解为若干个相对独立的子系统。
能促进标准化工作。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。
Ⅶ 网络协议体系分层的基本思想是什么
为了促进计算机网络的发展,国际标准化组织(ISO)在现有网络的基础上,提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构,称为开放系统互联模型(OSI)。这个模型把网络通信的工作分为7层:物理层、数据链路层、网络层、转输层、会话层、表示层、应用层;每层完成的任务不同,物理层规定了通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。链路层在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧在信道上无差错的传输,在不可靠的物理介质上提供可靠的传输,完成物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发。网络层将数据链路层的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,其中含有逻辑地址信息,选择合适的网间路由和交换结点,确保数据及时传送。传输层的数据单元也称为数据包,但TCP的数据单元称为段,而UDP的数据单元称为数据报,这个层负责获取全部信息,为上层提供端到端的透明的、可靠的数据传输服务。会话层称为对话层或会晤层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不在另外命名,统称为报文。会话层提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。表示层解决用户信息的语法表示问题。提供格式化的表示和转换数据服务,数据的压缩和解压缩,数据的加密和解密。应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
因此,网络协议体系分层的基本思想是:使网络协议体系有统一的规定和规则;各层分别完成不同的任务,利于网络的维护,出现错误时,更方便管理人员按层验察错误。