計算機網路分層

❶ 為什麼要對計算機網路分層以及分層的一般原則。

各層之間是獨立的。某一層並不需要知道它的下一層是如何實現的，而僅僅需要知道該層通過層間的介面（即界面）所提供的服務。由於每一層只實現一種相對獨立的功能，因而可將一個難以處理的復雜問題分解為若干個較容易處理的更小一些的問題。這樣，整個問題的復雜程度就下降了。
靈活性好。當任何一層發生變化時（例如由於技術的變化），只要層間介面關系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。此外，對某一層提供的服務還可進行修改。
當某層提供的服務不再需要時，甚至可以將這層取消。
結構上可分割開。各層都可以採用最合適的技術來實現。
易於實現和維護。這種結構使得實現和調試一個龐大而又復雜的系統變得易於處理，因為整個的系統已被分解為若干個相對獨立的子系統。
能促進標准化工作。因為每一層的功能及其所提供的服務都已有了精確的說明。

❷ 計算機網路上邏輯上劃分幾個層次每個層次的功能是什麼

七層： 物理層 、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

1、物理層功能 ： O S I 模型的最低層或第一層，該層包括物理連網媒介，如電纜連線連接器。物理層的協議產生並檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號；

2、數據鏈路層： O S I 模型的第二層，它控制網路層與物理層之間的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數據的可靠傳遞；

3、網路層： O S I 模型的第三層，其主要功能是將網路地址翻譯成對應的物理地址，並決定如何將數據從發送方路由到接收方；

4、傳輸層： O S I 模型中最重要的一層。傳輸協議同時進行流量控制或是基於接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率；

5、會話層： 負責在網路中的兩節點之間建立和維持通信。 會話層的功能包括：建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通，同步兩個節點之間的對 話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送；

6、表示層： 應用程序和網路之間的翻譯官，在表示層，數據將按照網路能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網路的類型不同而不同；

7、應用層： 負責對軟體提供介面以使程序能使用網路服務。術語「應用層」並不是指運行在網路上的某個特別應用程序 ，應用層提供的服務包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理。

❸ 計算機網路的協議分層

為了減少網路設計的復雜性，絕大多數網路採用分層設計方法。所謂分層設計方法，就是按照信息的流動過程將網路的整體功能分解為一個個的功能層，不同機器上的同等功能層之間採用相同的協議，同一機器上的相鄰功能層之間通過介面進行信息傳遞。為了便於理解介面和協議的概念，我們首先以郵政通信系統為例進行說明。人們平常寫信時，都有個約定，這就是信件的格式和內容。首先，我們寫信時必須採用雙方都懂的語言文字和文體，開頭是對方稱謂，最後是落款等。這樣，對方收到信後，才可以看懂信中的內容，知道是誰寫的，什麼時候寫的等。當然還可以有其他的一些特殊約定，如書信的編號、間諜的密寫等。信寫好之後，必須將信封裝並交由郵局寄發，這樣寄信人和郵局之間也要有約定，這就是規定信封寫法並貼郵票。在中國寄信必須先寫收信人地址、姓名，然後才寫寄信人的地址和姓名。郵局收到信後，首先進行信件的分揀和分類，然後交付有關運輸部門進行運輸，如航空信交民航，平信交鐵路或公路運輸部門等。這時，郵局和運輸部門也有約定，如到站地點、時間、包裹形式等等。信件運送到目的地後進行相反的過程，最終將信件送到收信人手中，收信人依照約定的格式才能讀懂信件。如圖所示，在整個過程中，主要涉及到了三個子系統、即用戶子系統，郵政子系統和運輸子系統。各種約定都是為了達到將信件從一個源點送到某一個目的點這個目標而設計的，這就是說，它們是因信息的流動而產生的。可以將這些約定分為同等機構間的約定，如用戶之間的約定、郵政局之間的約定和運輸部門之間的約定，以及不同機構間的約定，如用戶與郵政局之間的約定、郵政局與運輸部門之間的約定。雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地，但它們都分別對應同等機構，同屬一個子系統；而同處一地的不同機構則不在一個子系統內，而且它們之間的關系是服務與被服務的關系。很顯然，這兩種約定是不同的，前者為部門內部的約定，而後者是不同部門之間的約定。 在計算機網路環境中，兩台計算機中兩個進程之間進行通信的過程與郵政通信的過程十分相似。用戶進程對應於用戶，計算機中進行通信的進程（也可以是專門的通信處理機〕對應於郵局，通信設施對應於運輸部門。為了減少計算機網路設計的復雜性，人們往往按功能將計算機網路劃分為多個不同的功能層。網路中同等層之間的通信規則就是該層使用的協議，如有關第N層的通信規則的集合，就是第N層的協議。而同一計算機的不同功能層之間的通信規則稱為介面（ i n t e r f a c e），在第N層和第（N+ 1）層之間的介面稱為N /（N+ 1）層介面。總的來說，協議是不同機器同等層之間的通信約定，而介面是同一機器相鄰層之間的通信約定。不同的網路，分層數量、各層的名稱和功能以及協議都各不相同。然而，在所有的網路中，每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務。協議層次化不同於程序設計中模塊化的概念。在程序設計中，各模塊可以相互獨立，任意拼裝或者並行，而層次則一定有上下之分，它是依數據流的流動而產生的。組成不同計算機同等層的實體稱為對等進程（ peer process）。對等進程不一定非是相同的程序，但其功能必須完全一致，且採用相同的協議。分層設計方法將整個網路通信功能劃分為垂直的層次集合後，在通信過程中下層將向上層隱蔽下層的實現細節。但層次的劃分應首先確定層次的集合及每層應完成的任務。劃分時應按邏輯組合功能，並具有足夠的層次，以使每層小到易於處理。同時層次也不能太多，以免產生難以負擔的處理開銷。計算機網路體系結構是網路中分層模型以及各層功能的精確定義。對網路體系結構的描述必須包括足夠的信息，使實現者可以為每一功能層進行硬體設計或編寫程序，並使之符合相關協議。但我們要注意的是，網路協議實現的細節不屬於網路體系結構的內容，因為它們隱含在機器內部，對外部說來是不可見的。現在我們來考查一個具體的例子：在圖1 - 11所示的5層網路中如何向其最上層提供通信。在第5層運行的某應用進程產生了消息M，並把它交給第4層進行發送。第4層在消息M前加上一個信息頭（h e a d e r），信息頭主要包括控制信息（如序號）以便目標機器上的第4層在低層不能保持消息順序時，把亂序的消息按原序裝配好。在有些層中，信息頭還包括長度、時間和其他控制欄位。在很多網路中，第4層對接收的消息長度沒有限制，但在第3層通常存在一個限度。因此，第3層必須將接收的入境消息分成較小的單元如報文分組（ p a c k e t），並在每個報文分組前加上一個報頭。在本實例中，消息M被分成兩部分：M 1和M 2。第3層確定使用哪一條輸出線路，並將報文傳給第2層。第2層不僅給每段消息加上頭部信息，而且還要加上尾部信息，構成新的數據單元，通常稱為幀（ f r a m e），然後將其傳給第1層進行物理傳輸。在接收方，報文每向上遞交一層，該層的報頭就被剝掉，決不可能出現帶有N層以下報頭的報文交給接收方第N層實體的情況。要理解圖1 - 11示意圖，關鍵要理解虛擬通信與物理通信之間的關系，以及協議與介面之間的區別。比如，第4層的對等進程，在概念上認為它們的通信是水平方向地應用第四層協議。每一方都好像有一個叫做「發送到另一方去」的過程和一個叫做「從另一方接收」的過程，盡管實際上這些過程是跨過3 / 4層介面與下層通信而不是直接同另一方通信。抽象出對等進程這一概念，對網路設計是至關重要的。有了這種抽象技術，網路設計者就可以把設計完整的網路這種難以處理的大問題，劃分成設計幾個較小的且易於處理的問題，即分別設計各層。

❹ 為什麼計算機網路協議都是分層的

計算機網路的理解上，人們往往進行分層處理，OSI、TCP/IP都是將這個網路體系工作的流程進行了層次化的劃分，進行層次劃分優點有以下幾點：

(1)各層之間是獨立的。某一層並不需要知道它的下一層是如何實現的，而僅僅需要知道該層通過層間的介面所提供的服務。這樣，整個問題的復雜程度就下降了。也就是說上一層的工作如何進行並不影響下一層的工作，這樣我們在進行每一層的工作設計時只要保證介面不變可以隨意調整層內的工作方式。

(2)靈活性好。當任何一層發生變化時，只要層間介面關系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。當某一層出現技術革新或者某一層在工作中出現問題時不會連累到其他層的工作，排除問題時也只需要考慮這一層單獨的問題即可。

(3)結構上可分割開。各層都可以採用最合適的技術來實現。技術的發展往往是不對稱的，層次化的劃分有效避免了木桶效應，不會因為某一方面技術的不完善而影響整體的工作效率。

(4)易於實現和維護。這種結構使得實現和調試一個龐大又復雜的系統變得易於處理，因為整個的系統已被分解為若干個相對獨立的子系統。進行調試和維護時，可以對每一層進行單獨的調試，避免了出現找不到問題、解決錯問題的情況。

(5 能促進標准化工作。因為每一層的功能及其所提供的服務都已有了精確的說明。標准化的好處就是可以隨意替換其中的某幾層，對於使用和科研來說十分方便。

❺ 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；

❻ 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。

(6)計算機網路分層擴展閱讀：

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。

❼ 計算機網路分層體系結構包含哪兩方面的含義

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。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

❽ 計算機網路軟體分為哪幾個層次

你是說網路結構層把。分為7個層第一層：物理層第二層：數據鏈路層第三層：網路層第四層：傳輸層第五層：會話層第六層：表示層第七層：應用層 它們的優點是：（1）人們可以很容易的討論和學習協議的規范細節。 （2）層間的標准介面方便了工程模塊化。 （3）創建了一個更好的互連環境。 （4）降低了復雜度，使程序更容易修改，產品開發的速度更快。 （5）每層利用緊鄰的下層服務，更容易記住個層的功能。