计算机网络层次结构体系

1.网络协议的概念

计算机网络由多个网络结点组成，结点之间需要不断交互数据与控制信息。为了有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守事先约定的一些规则。这些规则明确规定了交换数据的格式和时序。为网络数据交换而制定的规则、约定与标准称为网络协议。

网络协议主要有3个要素：

（1）语法：用户数据与控制信息的结构与格式。

（2）语义：需要发送何种控制信息，以及要完成的动作与响应。

（3）时序：对事件实现顺序的详细说明。

2.网络层次的划分

层次结构是对复杂问题采取“分而治之”的模块化处理方法。它将一个复杂问题分解为多个可控制的小问题分别解决，可大大降低复杂问题的处理难度，这就是网络研究中采用层次结构的直接动力。

计算机网络按层（Layer）的方式来组织，高层都建立在低层之上。不同网络，其层的数量，各层的名字、内容和功能都不尽相同。在所有计算机网络中，每一层的目的都是向更高层提供一定的服务，而实现服务的细节对高层加以屏蔽。

网络层次的好处如下：

（1）各层之间是独立的。高层不需要知道低层是如何实现功能的，仅需要得到该层通过层间的接口（即界面）提供的服务。

（2）灵活性好。当任何一层发生变化时（如由于技术的变化），只要层间接口关系保持不变，这层以上或以下各层都不受影响。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，甚至可将这层取消。

（3）结构上可分割开。各层都采用最合适的技术来实现。(www.xing528.com)

（4）易于实现和维护。整个系统被分解为多个易于处理的部分。这种结构使一个庞大而复杂的系统的实现和维护变得易于控制。

（5）能促进标准化工作。每层功能与提供的服务都有精确的说明。

分层时应注意，每层功能应非常明确。若层数太少，就会使每层的协议过于复杂。但层数太多又会在描述和综合各层功能时遇到较多的困难。通常网络各层所要完成的功能主要如下：

①差错控制：检测或纠正数据在传输过程中的差错，使得和网络对等端的相应层次的通信更加可靠。

②流量控制：控制发送端的发送速率不要太高，要使接收端来得及接收。

③分段和重装：发送端先将要发送的数据块划分为适当的大小，然后在接收端将其还原。

④复用和分用：发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行分用。

⑤连接建立和释放：交换数据前先建立一条逻辑连接，待数据传输结束后再释放连接。

⑥寻址：发送端的分组通过寻址传送到目的端。

当然，分层也有一些缺点，例如，有些功能会在不同的层次中重复出现，因而产生了额外开销。

3.网络体系结构

网络体系结构（Network Architecture）是网络层次模型和各层协议的集合，是计算机网络及其构件所应实现的功能的精确定义。体系结构只对各层功能进行定义，不讨论功能的具体实现问题。所以，网络体系结构是抽象的，而实现是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。