計算機網路體系結構是指計算機網路層次結構模型,它是各層的協議以及層次之間的埠的集合。
目前廣泛採用的是國際標准化組織(ISO)1997年提出的開放系統互聯(Open
System Interconnection,OSI)參考模型,習慣上稱為ISO/OSI參考模型。
在OSI七層參考模型的體系結構中,由低層至高層分別稱為物理層、數據鏈路層、網路層、運輸層、會話層、表示層和應用層
原因:為把在一個網路結構下開發的系統與在另一個網路結構下開發的系統互聯起來,以實現更高一級的應用,使異種機之間的通信成為可能,便於網路結構標准化;
並且由於全球經濟的發展使得處在不同網路體系結構的用戶迫切要求能夠互相交換信息;
為此,國際標准化組織ISO成立了專門的機構研究該問題,並於1977年提出了一個試圖使各種計算機在世界范圍內互聯成網的標准框架,即著名的開放系統互連基本參考模型OSI/RM (Open System Interconnection Reference Model)。
(1)計算機網路的結構是分層的擴展閱讀:
OSI模型體系結構:
物理層(Physical,PH)物理層的任務就是為上層提供一個物理的連接,以及該物理連接表現出來的機械、電氣、功能和過程特性,實現透明的比特流傳輸。
數據鏈路層(Data-link,D)實現的主要功能有:幀的同步、差錯控制、流量控制、定址、幀內定界、透明比特組合傳輸等。
網路層(Network,N)網路層的主要任務是為要傳輸的分組選擇一條合適的路徑,使發送分組能夠正確無誤地按照給定的目的地址找到目的主機,交付給目的主機的傳輸層。
傳輸層(Transport,T)傳輸層向上一層提供一個可靠的端到端的服務,使會話層不知道傳輸層以下的數據通信的細節
會話層(Session,S)提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立以及維護應用之間的通信機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
表示層(Presentation,P)數據的壓縮和解壓縮、加密和解密等工作都由表示層負責。
應用層(Application,A)應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需求,以及提供網路與用戶軟體之間的介面服務。
❷ 網路五層結構
計算機網路五層結構是指應用層、傳輸層、網路層、數據鏈路層、物理層。
1、應用層
專門針對某些應用提供服務。
2、傳輸層
網路層只把數據送到主機,但不會送到進程。傳輸層負責負責進程與主機間的傳輸,主機到主機的傳輸交由網路層負責。傳輸層也稱為端到端送。
3、網路層
把包裡面的目的地址拿出來,進行路由選擇,決定要往哪個方向傳輸。
負責從源通過路由選擇到目的地的過程,達到從源主機傳輸數據到目標主機的目的。
4、數據鏈路層
通過物理網路傳送包,這里的包是通過網路層交過來的數據報。
只完成一個節點到另一個節點的傳送(單跳)。
5、物理層
通過線路(可以是有形的線也可以是無線鏈路)傳送原始的比特流。
只完成一個節點到另一個節點的傳送(單跳)。
(2)計算機網路的結構是分層的擴展閱讀:
計算機網路是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備,通過通信線路連接起來,在網路操作系統,網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。
計算機網路也稱計算機通信網。關於計算機網路的最簡單定義是:一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。若按此定義,則早期的面向終端的網路都不能算是計算機網路,而只能稱為聯機系統(因為那時的許多終端不能算是自治的計算機)。但隨著硬體價格的下降,許多終端都具有一定的智能,因而「終端」和「自治的計算機」逐漸失去了嚴格的界限。若用微型計算機作為終端使用,按上述定義,則早期的那種面向終端的網路也可稱為計算機網路。
❸ 什麼是分層網路體系結構分層的含義是什麼
指的是將系統的組件分隔到不同的層中,每一層中的組件應保持內聚性,並且應大致在同一抽象級別;每一層都應與它下面的各層保持鬆散耦合。
分層架構的優點
1、開發人員的專業分工,專注理解某一層。由於某一層僅僅調用其相鄰下一層所提供的程序介面,只需要本層的介面和相鄰下一層的介面定義清晰完整,開發人員在開發某一層時就可以像關注集中於這一層所用的功能和技術。
2、可以很容易用新的實現來替換原有層次的實現。 只要前後提供的服務(介面)相同,即可替換。系統開發過程中,功能需求不斷變化,我們可以替換現有的層次以滿足新的需求變化。
3、降低了系統間的依賴。 比如業務邏輯層中的業務發生變化, 其他兩層即表現層以及數據訪問層程序也不需要變化。這大大降低了系統各層之間的依賴。
4、有利於復用。充分利用現有的功能程序組件,將已經辨識的具有相對獨立功能的層應用於新系統的開發,保證新系統開發的過程中,能夠將重點集中於辨識和實現應用系統特有的業務功能,最終縮短系統開發周期,提高系統的質量。
分層思想
分層是基於面向對象上的,是更高層次上的設計理念。在軟體開發技術的發展過程中,出現了很多優秀的思想與模式。這些思想和模式凝結了無數程序設計人員的實踐經驗和智慧,是軟體開發領域的精華。這其中有很多思想對分層架構設計有著重要的指導作用。
分層架構的弊端
1、級聯修改問題。一些復雜的業務中,由於業務流程發生變化,為了這個變化所有層都需要修改。
2、性能問題。本來是直接簡單的操作,需要在整個系統中層層傳遞,勢必造成性能的下降,同時也加大的開發的復雜度。
從上面的分析可以看出, 分層架構設計有許多優點同樣存在不足,在實際使用過程中,我們應該權衡利弊關系,選擇一種符合實際項目的最佳方案。
❹ 計算機網路為什麼要採用分層的體系結構
層次清晰,可擴展性能,增強穩定性等。在對網路分層以後可以將問題細化,使得問題更加容易分析。把一個大的系統分拆成小的體系後,便於在各個層次上制定標准,從而實現層與層之間的標准介面,從而實現各類網路硬體和軟體的通信。分層以後,某一層的改動不會影響到其他的層,便於開發。
獨立性強——上層只需了解下層通過層間介面提供什麼服務-黑箱方法;
適應性好——只要服務和介面不變,層內實現方法可任意改變;
使設計人員能專心設計和開發所關心的功能模塊,功能易於優化、實現;
結構清晰,易於管理和維護;
良好的標准化;
❺ 理解計算機網路的分層
以五層結構為例,分別是物理層,數據鏈路層,網路層,傳輸層,應用層,上層的數據通過加首部/尾部/控制信息等部分進行封裝傳到下一層,通過層層包裝形成一個"包裹"通過物理層(各種光纖/雙絞線等)傳送到接受方,接收方在往上遞交數據時,以不同的規定不斷地剝離之前增加的控制信息,逐層上交給應用層,下層提供服務給上層
❻ 計算機網路的分層體系結構
第一層:物理層(PhysicalLayer),規定通信設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性,用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講,機械特性規定了網路連接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等;電氣特性規定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義,即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能;規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程,是指在物理連接的建立、維護、交換信息是,DTE和DCE雙放在各電路上的動作系列。
在這一層,數據的單位稱為比特(bit)。
屬於物理層定義的典型規范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二層:數據鏈路層(DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控制提供數據幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸,並進行各電路上的動作系列。
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。
在這一層,數據的單位稱為幀(frame)。
數據鏈路層協議的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。
第三層是網路層(Network layer)
在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點, 確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網路地址。
如果你在談論一個IP地址,那麼你是在處理第3層的問題,這是「數據包」問題,而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協議和地址解析協議(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。
在這一層,數據的單位稱為數據包(packet)。
網路層協議的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四層是處理信息的傳輸層(Transport layer)。第4層的數據單元也稱作數據包(packets)。但是,當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法,TCP的數據單元稱為段(segments)而UDP協議的數據單元稱為「數據報(datagrams)」。這個層負責獲取全部信息,因此,它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。第4層為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數據傳輸服務。所為透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統的具體細節。
傳輸層協議的代表包括:TCP、UDP、SPX等。
第五層是會話層(Session layer)
這一層也可以稱為會晤層或對話層,在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不再另外命名,統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
第六層是表示層(Presentation layer)
這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法,轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮, 加密和解密等工作都由表示層負責。
第七層應用層(Application layer),應用層為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。
應用層協議的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
❼ 什麼是計算機網路的體系結構為什麼要採用分層次的結構
它的目的是為網路硬體、軟體、協議、 存取控制和拓撲提供標准.現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(
Open System Interconnection)的參考模型,它是用物理層、
數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、
表示層和應用層七個層次描述網路的結構.你應該注意的 是,網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能.
而網路體系結構的關鍵要素恰恰就是協議和拓撲.
目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、 令牌環網和快速乙太網等.
採用分層次的結構原因:各層功能相對獨立,
各層因技術進步而做的改動不會影響到其他層,從而保持體 系結構的穩定性
❽ 計算機網路系統分層結構的優點是什麼
1、分層結構將應用系統正交地劃分為若干層,每一層只解決問題的一部分,通過各層的協作提供整體解決方案。大的問題被分解為一系列相對獨立的子問題,局部化在每一層中,這樣就有效的降低了單個問題的規模和復雜度,實現了復雜系統的第一步也是最為關鍵的一步分解。
2、分層結構具有良好的可擴展性,為應用系統的演化增長提供了一個靈活的框架,具有良好的可擴展性。增加新的功能時,無須對現有的代碼做修改,業務邏輯可以得到最大限度的重用。同時,層與層之間可以方便地插入新的層來擴展應用。
3、分層架構易於維護。在對系統進行分解後,不同的功能被封裝在不同的層中,層與層之間的耦合顯著降低。因此在修改某個層的代碼時,只要不涉及層與層之間的介面,就不會對其他層造成嚴重影響。
(8)計算機網路的結構是分層的擴展閱讀:
體系結構:
計算機網路是一個復雜的具有綜合性技術的系統,為了允許不同系統實體互連和互操作,不同系統的實體在通信時都必須遵從相互均能接受的規則,這些規則的集合稱為協議(Protocol)。
系統指計算機、終端和各種設備。實體指各種應用程序,文件傳輸軟體,資料庫管理系統,電子郵件系統等。互連指不同計算機能夠通過通信子網互相連接起來進行數據通信。
互操作指不同的用戶能夠在通過通信子網連接的計算機上,使用相同的命令或操作,使用其它計算機中的資源與信息,就如同使用本地資源與信息一樣。計算機網路體系結構為不同的計算機之間互連和互操作提供相應的規范和標准。
❾ 網路結構分層有哪些
OSI是Open System Interconnection 的縮寫,意為開放式系統互聯參考模型。在OSI出現之前,計算機網路中存在眾多的體系結構,其中以IBM公司的SNA(系統網路體系結構)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)數字網路體系結構最為著名。為了解決不同體系結構的網路的互聯問題,國際標准化組織ISO(注意不要與OSI搞混)於1981年制定了開放系統互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)。這個模型把網路通信的工作分為7層,它們由低到高分別是物理層(Physical Layer),數據鏈路層(Data Link Layer),網路層(Network Layer),傳輸層(Transport Layer),會話層(Session Layer),表示層(Presen tation Layer)和應用層(Application Layer)。第一層到第三層屬於OSI參考模型的低三層,負責創建網路通信連接的鏈路;第四層到第七層為OSI參考模型的高四層,具體負責端到端的數據通信。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務,並且所有層次都互相支持,而網路通信則可以自上而下(在發送端)或者自下而上(在接收端)雙向進行。當然並不是每一通信都需要經過OSI的全部七層,有的甚至只需要雙方對應的某一層即可。物理介面之間的轉接,以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進行即可;而路由器與路由器之間的連接則只需經過網路層以下的三層即可。總的來說,雙方的通信是在對等層次上進行的,不能在不對稱層次上進行通信。
OSI 標准制定過程中採用的方法是將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題,這就是分層的體系結構辦法。在OSI中,採用了三級抽象,既體系結構,服務定義,協議規格說明。
OSI的七層結構
[編輯本段]
ISO將整個通信功能劃分為七個層次,劃分層次的原則是:
1、網中各節點都有相同的層次。
2、不同節點的同等層次具有相同的功能。
3、同一節點能相鄰層之間通過介面通信。
4、每一層使用下層提供的服務,並向其上層提供服務。
5、不同節點的同等層按照協議實現對等層之間的通信。
第一層:物理層(PhysicalLayer),規定通信設備的機械的、電氣的、功能的和規程的特性,用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講,機械特性規定了網路連接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等;電氣特性規定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義,即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能;規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程,是指在物理連接的建立、維護、交換信息時,DTE和DCE雙方在各電路上的動作系列。
在這一層,數據的單位稱為比特(bit)。
屬於物理層定義的典型規范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二層:數據鏈路層(DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控制提供數據幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸,並進行各電路上的動作系列。
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。
在這一層,數據的單位稱為幀(frame)。
數據鏈路層協議的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。
第三層是網路層(Network layer)
在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點, 確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網路地址。
如果你在談論一個IP地址,那麼你是在處理第3層的問題,這是「數據包」問題,而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協議和地址解析協議(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。
在這一層,數據的單位稱為數據包(packet)。
網路層協議的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四層是處理信息的傳輸層(Transport layer)。第4層的數據單元也稱作數據包(packets)。但是,當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法,TCP的數據單元稱為段(segments)而UDP協議的數據單元稱為「數據報(datagrams)」。這個層負責獲取全部信息,因此,它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。第4層為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數據傳輸服務。所謂透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統的具體細節。
傳輸層協議的代表包括:TCP、UDP、SPX等。
第五層是會話層(Session layer)
這一層也可以稱為會晤層或對話層,在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不再另外命名,統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
第六層是表示層(Presentation layer)
這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法,轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮, 加密和解密等工作都由表示層負責。例如圖像格式的顯示,就是由位於表示層的協議來支持。
第七層應用層(Application layer),應用層為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。
應用層協議的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
通過 OSI 層,信息可以從一台計算機的軟體應用程序傳輸到另一台的應用程序上。例如,計算機 A 上的應用程序要將信息發送到計算機 B 的應用程序,則計算機 A 中的應用程序需要將信息先發送到其應用層(第七層),然後此層將信息發送到表示層(第六層),表示層將數據轉送到會話層(第五層),如此繼續,直至物理層(第一層)。在物理層,數據被放置在物理網路媒介中並被發送至計算機 B 。計算機 B 的物理層接收來自物理媒介的數據,然後將信息向上發送至數據鏈路層(第二層),數據鏈路層再轉送給網路層,依次繼續直到信息到達計算機 B 的應用層。最後,計算機 B 的應用層再將信息傳送給應用程序接收端,從而完成通信過程。下面圖示說明了這一過程。
OSI 的七層運用各種各樣的控制信息來和其他計算機系統的對應層進行通信。這些控制信息包含特殊的請求和說明,它們在對應的 OSI 層間進行交換。每一層數據的頭和尾是兩個攜帶控制信息的基本形式。
對於從上一層傳送下來的數據,附加在前面的控制信息稱為頭,附加在後面的控制信息稱為尾。然而,在對來自上一層數據增加協議頭和協議尾,對一個 OSI 層來說並不是必需的。
當數據在各層間傳送時,每一層都可以在數據上增加頭和尾,而這些數據已經包含了上一層增加的頭和尾。協議頭包含了有關層與層間的通信信息。頭、尾以及數據是相關聯的概念,它們取決於分析信息單元的協議層。例如,傳輸層頭包含了只有傳輸層可以看到的信息,傳輸層下面的其他層只將此頭作為數據的一部分傳遞。對於網路層,一個信息單元由第三層的頭和數據組成。對於數據鏈路層,經網路層向下傳遞的所有信息即第三層頭和數據都被看作是數據。換句話說,在給定的某一 OSI 層,信息單元的數據部分包含來自於所有上層的頭和尾以及數據,這稱之為封裝。
例如,如果計算機 A 要將應用程序中的某數據發送至計算機 B ,數據首先傳送至應用層。 計算機 A 的應用層通過在數據上添加協議頭來和計算機 B 的應用層通信。所形成的信息單元包含協議頭、數據、可能還有協議尾,被發送至表示層,表示層再添加為計算機 B 的表示層所理解的控制信息的協議頭。信息單元的大小隨著每一層協議頭和協議尾的添加而增加,這些協議頭和協議尾包含了計算機 B 的對應層要使用的控制信息。在物理層,整個信息單元通過網路介質傳輸。
計算機 B 中的物理層收到信息單元並將其傳送至數據鏈路層;然後 B 中的數據鏈路層讀取計算機 A 的數據鏈路層添加的協議頭中的控制信息;然後去除協議頭和協議尾,剩餘部分被傳送至網路層。每一層執行相同的動作:從對應層讀取協議頭和協議尾,並去除,再將剩餘信息發送至上一層。應用層執行完這些動作後,數據就被傳送至計算機 B 中的應用程序,這些數據和計算機 A 的應用程序所發送的完全相同 。
一個 OSI 層與另一層之間的通信是利用第二層提供的服務完成的。相鄰層提供的服務幫助一 OSI 層與另一計算機系統的對應層進行通信。一個 OSI 模型的特定層通常是與另外三個 OSI 層聯系:與之直接相鄰的上一層和下一層,還有目標聯網計算機系統的對應層。例如,計算機 A 的數據鏈路層應與其網路層,物理層以及計算機 B 的數據鏈路層進行通信。