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网络体系结构与协议概述

计算机基础 1年前
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1.网络体系结构的概念

体系结构是研究系统各部分组成及相互关系的技术科学。计算机网络体系结构是指整个网络系统的逻辑组成和功能分配(层),定义和描述了一组用于计算机及其通信设施之间互联的标准和规范的集合(协议)。研究计算机网络体系结构的目的在于定义计算机网络各个组成部分的功能,以便在统一原则的指导下进行计算机网络的涉及、建造、使用和发展。

2.网络协议的概念

网络协议是为进行网络中的数据通信或数据交换而建立的规则、标准或约定。连网的计算机以及网络设备之间要进行数据与控制信息的成功传递就必须共同遵守网络协议。网络协议主要由以下3个要素组成,即语法、语义、时序。

(1).语法:规定通信双方“如何讲”,即确定用户数据与控制信息的结构与格式。

(2).语义:规定通信双方准备“讲什么”,即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及作出何种应答。

(3).时序:规定了双方“何时进行通信”,即事件实现顺序的详细说明。

3.网络协议的分层

计算机网络是一个非常复杂的系统,因此网络通信也比较复杂。网络通信的涉及面极广,所以用于网络通信的协议必然很多。结构化设计方法是解决复杂问题的一种有效手段,其核心思想就是将系统模块化,并按层次组织各模块。

4.分层的好处

各层之间可相互独立。每一层都有一个清晰、明确的任务,实现相对独立的功能,因而可以将复杂的系统性问题分解为一层一层的小问题。

(1).灵活性好,易于实现和维护。当任何一层发生变化时,只要层间接口保持不变,则其它各层不会受到影响。

(2).有利于促进标准化。因为每一层的协议已经对该层的功能与所提供的服务做了明确的说明。

5.各层次间的关系

网络协议都是按层的方式来组织,每一层都能完成一组特定的、有明确含义的功能,每一层的目的都是向上一层提供一定的服务,而上一层不需要知道下一层是如何实现服务的。每一对相邻层次之间都有一个接口,接口定义了下层向上层提供的命令和服务,相邻两个层次都是通过接口来交换数据的。每⼀层中的活动元素通常称为实体。实体既可以是软件实体(如⼀个进程),也可以是硬件实体(如智能输⼊/输出芯⽚)。不同通信节点上的同⼀层实体称为对等实体。在计算机⽹络中,对等实体利⽤该层的协议进⾏通信。但是在实际的通信过程中,每⼀层都把数据和控制信息交给下⼀层,直到第1层。第1层下⾯是是物理传输介质,进⾏实际的数据传输。

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6.其它相关概念:

(1).服务:服务位于层次接口的位置,表示底层为上层提供哪些操作功能。至于这些功能是如何实现的,完全不是服务考虑的范畴。服务分为面向连接服务和无连接服务。面向连接服务的提供者要进行建立连接、维护连接和拆除连接的工作,这种服务最大的好处就是能够保证数据高速、可靠和顺序的传输。无连接服务不需要维护连接的额外开销,但是可靠性较低,也不能保证数据的顺序传输。

(2).服务访问点(SAP):服务访问点是相邻两层实体之间通过接口调用服务或提供服务的联系点。

(3).协议数据单元(PDU):是对等实体之间通过协议传送的数据单元。

(4).接口数据单元(IDU):是相邻层次之间通过接口传送的数据单元,?️称为服务数据单元(SDU)。

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本文标题:网络体系结构与协议概述

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