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　　2.1 計算機網絡休系結構
大多數的計算機網絡都采用層次結構，即將一個計算機網絡分為若干層次,處在高層次 的系統只是利用較低層次的系統提供的接口和功能，不需了解低層實現該功能所采用的算 法和協議;較低層次也僅是使用從高層次系統傳送來的參數.這也就是層次間的無關性。因 為有了這種無關性，層次間的每個模塊都可以用一個新的模塊取代，只要新的模塊與舊的模 塊具有相同的功能和接口，哪怕它們使用的算法和協議都不一樣。
網絡體系結構實質上就是一組標準和規范，用來描述和定義計算機設備和其他設備如 何連接在一起以形成一個允許用戶共李信息和資源的通信系統。只要遵循這組標準或規 范，便可以很方便地實現計算機之間的互連和通信。換句話說.網絡體系結構只是從功能上 描述計算機網絡的結構，而不涉及每層硬件或軟件的組成.也不涉及這些硬件或軟件的實現 問題。由此看來，網絡體系結構是抽象的。
世界上第一個網絡體系結構是在1974年由IBM公司提出的“系統網絡體系結構 (SNA)”。之后，許多公司紛紛提出了各自的網絡體系結構，如DEC的數字網絡體系結構 (DNA)。所有這些體系結構都屬于專用網絡體系結構，雖然采用了分層技術，但層次的劃 分、功能的分配及采用的技術均不相同。隨著信息技術的發展，不同結構的計算機網絡互連 已成為人們迫切需要解決的問題。在這個前提下，國際標準化組織（ISO>定義的開放系統 互連參考模型OSI就提出來了。理論上講，這個標準是開放的，應該可以向廠商們提供設 計與其他廠商產品具有協作能力的軟件和硬件的途徑。然而,OSI模銦還保持在模型階段. 它并不是一個已經被完全接受的國際標準。考慮到大tt現存的事實上的標準，許多廠商只 能簡單地決定支持許多在工業界使用的不同協議.而不是僅僅接受一個標準。目前TCP/ IP體系結構使用最廣泛，已經成為事實上的標準。
在網絡體系結構中，分層結構是最基本的層次體系結構。因為分層次的體系結構有助 于很好地理解復雜的計算機網絡協議。一般的分層原則為：
各層相對獨立，某一層的內部變化不會影響到另外的一層；
層次數應適中，不應過多，也不宜太少；
每層完成特定的功能，類似功能盡量集中在同一層中實現；
下層對上層提供的服務與下層如何完成無關；
相鄰兩層之間的接口有利于標準化工作；
不同節點的同等層按照協議來實現對等層之間的通信。計算機網絡是由多種類型的計算機和終端通過通信線路連接起來的復合系統，這些計 算機和終端就是通常所說的計算機網絡中的節點，節點之間需要不斷地交換數據和控制信 息。要做到信息的正確傳輸，就要求信息的內容、格式、傳輸順序等有一整套的規則、標準和 約定，這些為網絡數據交換而制定的規則、約定與標準被稱為網絡協議。
一個網絡協議主要由以下三個要素組成：
語法
協議的語法規定了將若干個協議元素和數據組合在一起來表達一個更完整的內容時所 應遵循的格式，亦即對所表達內容的數據結構形式的一種規定。
　　語義
協議的語義是指對構成協議的協議元素含義的解釋，不同類型的協議元素規定了通信 雙方所要表達的不同內容。例如，在基本型數據鏈路控制協議中，規定協議元素SOH的語 義表示所傳輸報文的報頭開始;而協議元素ETX的語義則表示正文結束。
時序
協議的時序指規定事件的執行順序。例如，在雙方通信時,首先由源站發送一份數據報 文，如果目標站收到的是正確的報文，就應遵循協議規則，利用協議元素ACK來回答對方， 以使源站知道其所發出的報文已被正確接收；如果目標站收到的是一份錯誤的報文，就應遵 循規則用NAK元素做出回答，以要求源站重發剛剛發過的報文。由此可見，網絡協議實質 上是實體間通信時所使用的一種語言。
在網絡分層體系結構中.每一層都是由一些實體組成，這些實體抽象地表示了通信時的 軟件元素（例如進程或子進程)或硬件元素（例如智能I/O芯片等）。也可以說，實體是通信 時能發送和接收信息的任何軟、硬件設備。我們將計算機網絡的分層及其協議的集合稱為 計算機網絡的體系結構（CNA，Computer Network Architecture)。具體地說，網絡的體系 結構是關于計算機網絡應設置哪幾層，每個層次又能提供哪些功能的精確定義，至于這些功 能應如何實現，則不屬于網絡體系結構部分。
TCP/IP協議的體系結構自20年前確定后一直沿用至今，為Internet的發展壯大做出 了巨大貢獻，成為Internet事實上的標準。基于TCP/IP協議的Internet遵循“端到端的原 則”，也就是說,Internet的網絡層只提供不可靠的傳輸服務，而應用要求的可靠性和安全性 等由端系統自己來實現?這樣可以大大簡化Internet本身的復雜度。TCP/IP協議與OSI 七層協議的關系如圖2-1所示。
圖2-1 OSI體系結構與TCP/IP體系結構20年的實踐證明這種結構是非常成功的，但隨著網絡規模日益擴大，一些局限性也開 始顯現出來。如網絡規模日漸龐大而且復雜，使得網絡管理、資源配置、故障定位變得越來 越困難；又如，新的網絡應用層出不窮，它們需要新的協議和服務的支持,而網絡中的傳輸節 點（包括路由器和交換機等設備〉的功能相對固定，導致協議和服務的推出始終無法跟上應 用需求的步伐。在這種背景下,人們認為需要在傳統Internet體系結構的基礎上，研究新的 網絡體系結構。

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