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計算機網路的體系結構

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計算機網路體系結構關注三方面內容:網路協議如何分層、各層協議、層間介面。下面是小編整理的關於計算機網路的體系結構,希望大家認真閱讀!

計算機網路的體系結構

  一、計算機網路體系結構分層思想

首先,你要對計算機網路有一個模糊的認識---計算機網路是一個十分複雜的系統⊙﹏⊙。看看你電腦上有多少服務,那些服務有著各種協議,小白問度娘都不一定能弄懂。可想而知,對於那些電腦科學家(我覺得當年應該有很多玩通訊的工程師吧,臆想而已。對這段歷史感興趣可以參考央視《網際網路時代》)來說,設計一種網路體系結構應該可能也是很難的,複雜度不是一般高啊。

可能你學沒學過組合語言(Assembly Language),那麼請自行查資料。如果你學過組合語言,不管學沒學好,從一開始接觸組合語言你就會有感覺---這是什麼鬼。然後隨著歷史的發展,在組合語言的基礎上出現了結構化程式設計語言,比如Fortran、Basic、C。這些結構化程式語言有別於上一代的是書上說的出現了"函式"的概念,從此寫程式碼有了質的改變。自上而下,分而治之便是結構化程式設計的核心思想。

同樣,對於計算機網路來說也是這種思路。計算機網路體系結構可以看成一個很大的面向過程程式。如果將所有的內容都寫在一個main函式中,那麼這個程式就太尷尬了,到最後都不知道在寫些什麼了,大大加劇了程式設計的複雜度,以及後來程式維護的複雜度...等等問題。也就是說不採用分治思想的計算機網路協調性差,設計複雜度高,網路通訊出錯可能性也陡增。基於此原因,計算機網路體系結構的"分層"思想誕生了。

"分層"思想,通俗將就是常說的"分而治之"。ARPANET設計時提出的."分層"方法可將龐大而複雜的計算機網路問題,轉化為若干個區域性的問題,而這些區域性問題可以通過研究逐一攻破,那麼計算機之間通訊就成為了可能。

  二、OSI/RM模型和TCP/IP協議族的較量

1. OSI/RM

OSI/RM是英文Open System Interconnection Reference Model的縮寫,中文翻譯為"開放系統互聯基本參考模型"。在1983年,ISO釋出正式檔案後,也就有了現在所謂的七層協議的體系。

2. TCP/IP

TCP/IP並不是單一的協議,而是協議族。分為四層:應用層、運輸層、網際層、網路介面層。

OSI/RM和TCP/IP協議的PK中失敗了,究其原因,我認為主要有如下幾點:

1)OSI/RM 模型各層協議之間有重複功能。這就像寫程式碼的時候有重複的程式碼,上頭就想抽你倆嘴巴子,錢這麼好賺麼→_→。

2)OSI/RM 模型層數太多。也就是要說要實現網路互聯,你需要的硬體以及軟體就相對會更多。而且資料傳來傳去多了,執行效率也會降低。

3)OSI/RM 那幫人可能是棒通訊領域的專家,這玩意比TCP/IP在實現上得多花不少錢。

基於這些事實,TCP/IP成了非法律上國際標準的事實上國際標準。

  三、採用分層體系網路原因總結

1)並不是所有的裝置都需要這麼多層次。計算機網路中不同裝置完成的任務不同,需要的功能也不同。除了計算機網路邊緣部分的端系統需要所有層次協議,其餘計算機網路核心部分部分則不需要這麼多層次的協議。而且可以想象,多一層次就意味著多了部分硬體和軟體,成本就會增加。

PS:這裡兩圖只是為了說明三層交換機比二層交換機價格高,至於高多少還取決於品牌和頻寬等因素。

2)每層設計實現相對獨立的功能,在層次設計(硬體和軟體設計)完成後,只需要提供向上的介面可供上層呼叫,。這樣做的好處是就像程式設計中的函式模組化設計,我們只要知道高手設計的庫函式的API就行了,不需要具體軟體開發再編寫同樣高質量的程式碼,從而服務了程式碼搬運工。

3)模組化協議層次大大的好啊。哪好了?雕版印刷術和活字印刷術的區別。如果某一層的技術發生變化後,只要層間介面不變,只要對某層提供的服務進行修改(新增和修改)即可。你想,這可以省多少錢啊。就像你電腦顯示屏壞了,你總不可能去新買個電腦吧,差不多就這意思。

4)降低實現和維護網路難度。如果那種服務不能使用了,那就查提供此種服務對應的那層,而不需再從頭查起。