計算機網路系統架構

1. 計算機網路的體系結構

計算機網路的體系結構

計算機網路體系結構關注三方面內容：網路協議如何分層、各層協議、層間介面。下面是我整理的關於計算機網路的體系結構，希望大家認真閱讀!

一、計算機網路體系結構分層思想

首先，你要對計算機網路有一個模糊的認識---計算機網路是一個十分復雜的系統⊙﹏⊙。看看你電腦上有多少服務，那些服務有著各種協議，小白問度娘都不一定能弄懂。可想而知，對於那些計算機科學家(我覺得當年應該有很多玩通信的工程師吧，臆想而已。對這段歷史感興趣可以參考央視《互聯網時代》)來說，設計一種網路體系結構應該可能也是很難的，復雜度不是一般高啊。

可能你學沒學過匯編語言(Assembly Language)，那麼請自行查資料。如果你學過匯編語言，不管學沒學好，從一開始接觸匯編語言你就會有感覺---這是什麼鬼。然後隨著歷史的發展，在匯編語言的基礎上出現了結構化程序設計語言，比如Fortran、Basic、C。這些結構化編程語言有別於上一代的是書上說的出現了"函數"的概念，從此寫代碼有了質的改變。自上而下，分而治之便是結構化程序設計的核心思想。

同樣，對於計算機網路來說也是這種思路。計算機網路體系結構可以看成一個很大的面向過程程序。如果將所有的內容都寫在一個main函數中，那麼這個程序就太尷尬了，到最後都不知道在寫些什麼了，大大加劇了程序設計的復雜度，以及後來程序維護的.復雜度...等等問題。也就是說不採用分治思想的計算機網路協調性差，設計復雜度高，網路通信出錯可能性也陡增。基於此原因，計算機網路體系結構的"分層"思想誕生了。

"分層"思想，通俗將就是常說的"分而治之"。ARPANET設計時提出的"分層"方法可將龐大而復雜的計算機網路問題，轉化為若干個局部的問題，而這些局部問題可以通過研究逐一攻破，那麼計算機之間通信就成為了可能。

二、OSI/RM模型和TCP/IP協議族的較量

1. OSI/RM

OSI/RM是英文Open System Interconnection Reference Model的縮寫，中文翻譯為"開放系統互聯基本參考模型"。在1983年，ISO發布正式文件後，也就有了現在所謂的七層協議的體系。

2. TCP/IP

TCP/IP並不是單一的協議，而是協議族。分為四層：應用層、運輸層、網際層、網路介面層。

OSI/RM和TCP/IP協議的PK中失敗了，究其原因，我認為主要有如下幾點：

1)OSI/RM 模型各層協議之間有重復功能。這就像寫代碼的時候有重復的代碼，上頭就想抽你倆嘴巴子，錢這么好賺么→_→。

2)OSI/RM 模型層數太多。也就是要說要實現網路互聯，你需要的硬體以及軟體就相對會更多。而且數據傳來傳去多了，運行效率也會降低。

3)OSI/RM 那幫人可能是棒通信領域的專家，這玩意比TCP/IP在實現上得多花不少錢。

基於這些事實，TCP/IP成了非法律上國際標準的事實上國際標准。

三、採用分層體系網路原因總結

1)並不是所有的設備都需要這么多層次。計算機網路中不同設備完成的任務不同，需要的功能也不同。除了計算機網路邊緣部分的端系統需要所有層次協議，其餘計算機網路核心部分部分則不需要這么多層次的協議。而且可以想像，多一層次就意味著多了部分硬體和軟體，成本就會增加。

PS:這里兩圖只是為了說明三層交換機比二層交換機價格高，至於高多少還取決於品牌和帶寬等因素。

2)每層設計實現相對獨立的功能，在層次設計(硬體和軟體設計)完成後，只需要提供向上的介面可供上層調用，。這樣做的好處是就像編程中的函數模塊化設計，我們只要知道高手設計的庫函數的API就行了，不需要具體軟體開發再編寫同樣高質量的代碼，從而服務了代碼搬運工。

3)模塊化協議層次大大的好啊。哪好了?雕版印刷術和活字印刷術的區別。如果某一層的技術發生變化後，只要層間介面不變，只要對某層提供的服務進行修改(添加和修改)即可。你想，這可以省多少錢啊。就像你電腦顯示屏壞了，你總不可能去新買個電腦吧，差不多就這意思。

4)降低實現和維護網路難度。如果那種服務不能使用了，那就查提供此種服務對應的那層，而不需再從頭查起。

2. 典型的計算機網路體系結構有哪些

OSI七層模型、TCP／IP四層模型、五層體系結構

一、OSI七層模型

OSI七層協議模型主要是：應用層（Application）、表示層（Presentation）、會話層（Session）、傳輸層（Transport）、網路層（Network）、數據鏈路層（DataLink）、物理層（Physical）。

二、TCP／IP四層模型

TCP／IP是一個四層的體系結構，主要包括：應用層、運輸層、網際層和網路介面層。從實質上講，只有上邊三層，網路介面層沒有什麼具體的內容。

三、五層體系結構

五層體系結構包括：應用層、運輸層、網路層、數據鏈路層和物理層。五層協議只是OSI和TCP／IP的綜合，實際應用還是TCP／IP的四層結構。為了方便可以把下兩層稱為網路介面層。

(2)計算機網路系統架構擴展閱讀：

世界上第一個網路體系結構是美國IBM公司於1974年提出的，它取名為系統網路體系結構SNA（System Network Architecture）。凡是遵循SNA的設備就稱為SNA設備。這些SNA設備可以很方便地進行互連。此後，很多公司也紛紛建立自己的網路體系結構，這些體系結構大同小異，都採用了層次技術。

3. 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

4. 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）。

(4)計算機網路系統架構擴展閱讀：

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。