3.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為了完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，把每個(gè)計(jì)算機(jī)的功能劃分成明確的層次，規(guī)定了同層進(jìn)程通信的協(xié)議，以及相鄰層之間的接口及服務(wù)。這些層次結(jié)構(gòu)、同層進(jìn)程間通信的協(xié)議以及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)僅僅是人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)功能的描述，這些功能的實(shí)現(xiàn)要通過(guò)具體的硬件和軟件來(lái)完成。因此，也可以認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型和各層次協(xié)議的集合？

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原理

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)非常復(fù)雜，由一個(gè)程序來(lái)完成所有這些功能顯然是不現(xiàn)實(shí)的。計(jì)算機(jī)W絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中采用了分層方法將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干個(gè)容易處理的子系統(tǒng)。

1.分層原理

在分層結(jié)構(gòu)中，一個(gè)層次完成一項(xiàng)相對(duì)獨(dú)立的功能，在層次之間設(shè)置了通信接口。在一個(gè)w層結(jié)構(gòu)中，第況層是第W-I層的用戶，又是第況+1層的服務(wù)提供者。第W+1層直接使用了第況層提供的服務(wù)，但實(shí)際上它通過(guò)第W層還間接地使用了第TV-I層以及以下所有各層提供的服務(wù)采用層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于每層實(shí)現(xiàn)的功能是相對(duì)獨(dú)立的。實(shí)現(xiàn)每層功能的軟件在保證實(shí)現(xiàn)層間接口功能的基礎(chǔ)上，可以獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試，這樣各層的軟件開(kāi)發(fā)可以并行進(jìn)行，也進(jìn)一步保證了軟件設(shè)計(jì)的質(zhì)量。某一層的功能發(fā)生變化或需要更新時(shí)，只要接口功能不變，都不會(huì)對(duì)其他各層產(chǎn)生影響，軟件維護(hù)也比較方便。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的層次結(jié)構(gòu)一般都是以垂直分層模型來(lái)表示的，如圖3-1所示。

服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（ServiceAccessPoint,SAP）：兩個(gè)層次之間是通過(guò)SAP進(jìn)行通信的，第況層通過(guò)N-SAP向第N+\層實(shí)體提供服務(wù)，第/m層實(shí)體通過(guò)N-SAP向第W層實(shí)體請(qǐng)求服務(wù)。每層向其上層提供的服務(wù)都是由本層及較低層共同實(shí)現(xiàn)的。但高層在使用低層提供的功能和服務(wù)時(shí)，并不需要了解低層是如何實(shí)現(xiàn)此功能的，即低層功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)高層來(lái)說(shuō)是透明的。

服務(wù)原語(yǔ)（primitive）：服務(wù)的請(qǐng)求與提供是通過(guò)在SAP上發(fā)送或接收服務(wù)原語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這是W層服務(wù)的用戶與；V層服務(wù)的提供者通過(guò)N-SAP進(jìn)行的交互，指出了相應(yīng)的服務(wù)和必須執(zhí)行的抽象操作。服務(wù)原語(yǔ)可以由服務(wù)用戶發(fā)出，也可由服務(wù)提供者發(fā)出，

協(xié)議（protocol）：不同系統(tǒng)的對(duì)等層之間為了完成本層的功能而必須進(jìn)循的通信規(guī)則和約定。

2.層次劃分原則

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可能用一個(gè)程序來(lái)完成所有的功能，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行層次劃分。那么，應(yīng)該將整個(gè)系統(tǒng)劃分成幾層，每層應(yīng)該完成什么功能呢？下面首先了解一下在進(jìn)行系統(tǒng)劃分時(shí)應(yīng)該遵循的幾原則，在3.4節(jié)中將對(duì)具體的網(wǎng)絡(luò)分層模型進(jìn)行介紹。

系統(tǒng)劃分應(yīng)遵循的原則如下。

各層功能明確。即每一層的劃分都應(yīng)有明確的、與其他層不同的基本功能。這樣在某層的具體實(shí)現(xiàn)方法或功能發(fā)生變化時(shí)，只要保持與上層、下層的接口不變，就不會(huì)對(duì)其他各層產(chǎn)生影響。

層間接口清晰。應(yīng)盡量減少跨過(guò)接口的通信量。

層數(shù)適中。層數(shù)應(yīng)足夠多，以避免不同的功能混雜在同一層中；但也不能太多，否則體系結(jié)構(gòu)會(huì)過(guò)于龐大，增加各層服務(wù)的開(kāi)銷。

網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都具有相同的層次，不同節(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能。

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