计算机网络分层结构

1. 计算机网络为什么要采用分层的体系结构

层次清晰，可扩展性能，增强稳定性等。在对网络分层以后可以将问题细化，使得问题更加容易分析。把一个大的系统分拆成小的体系后，便于在各个层次上制定标准，从而实现层与层之间的标准接口，从而实现各类网络硬件和软件的通信。分层以后，某一层的改动不会影响到其他的层，便于开发。
独立性强——上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务－黑箱方法；
适应性好——只要服务和接口不变，层内实现方法可任意改变；
使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块，功能易于优化、实现；
结构清晰，易于管理和维护；
良好的标准化；

2. 计算机网络系统分层结构的优点是什么

1、分层结构将应用系统正交地划分为若干层，每一层只解决问题的一部分，通过各层的协作提供整体解决方案。大的问题被分解为一系列相对独立的子问题，局部化在每一层中，这样就有效的降低了单个问题的规模和复杂度，实现了复杂系统的第一步也是最为关键的一步分解。

2、分层结构具有良好的可扩展性，为应用系统的演化增长提供了一个灵活的框架，具有良好的可扩展性。增加新的功能时，无须对现有的代码做修改，业务逻辑可以得到最大限度的重用。同时，层与层之间可以方便地插入新的层来扩展应用。

3、分层架构易于维护。在对系统进行分解后，不同的功能被封装在不同的层中，层与层之间的耦合显着降低。因此在修改某个层的代码时，只要不涉及层与层之间的接口，就不会对其他层造成严重影响。

(2)计算机网络分层结构扩展阅读：

体系结构：

计算机网络是一个复杂的具有综合性技术的系统，为了允许不同系统实体互连和互操作，不同系统的实体在通信时都必须遵从相互均能接受的规则，这些规则的集合称为协议(Protocol)。

系统指计算机、终端和各种设备。实体指各种应用程序，文件传输软件，数据库管理系统，电子邮件系统等。互连指不同计算机能够通过通信子网互相连接起来进行数据通信。

互操作指不同的用户能够在通过通信子网连接的计算机上，使用相同的命令或操作，使用其它计算机中的资源与信息，就如同使用本地资源与信息一样。计算机网络体系结构为不同的计算机之间互连和互操作提供相应的规范和标准。

3. 计算机网络分层体系结构包含哪两方面的含义

在OSI出现之前，计算机网络中存在众多的体系结构，其中以IBM公司的SNA(系统网络体系结构)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)数字网络体系结构最为着名。为了解决不同体系结构的网络的互联问题，国际标准化组织ISO(注意不要与OSI搞混））于1981年制定了开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM）。这个模型把网络通信的工作分为7层,它们由低到高分别是物理层（Physical Layer),数据链路层（Data Link Layer),网络层(Network Layer),传输层（Transport Layer),会话层（Session Layer），表示层（Presen tation Layer)和应用层（Application Layer)。第一层到第三层属于OSI参考模型的低三层，负责创建网络通信连接的链路；第四层到第七层为OSI参考模型的高四层，具体负责端到端的数据通信。每层完成一定的功能，每层都直接为其上层提供服务，并且所有层次都互相支持，而网络通信则可以自上而下（在发送端）或者自下而上（在接收端）双向进行。当然并不是每一通信都需要经过OSI的全部七层，有的甚至只需要双方对应的某一层即可。物理接口之间的转接，以及中继器与中继器之间的连接就只需在物理层中进行即可；而路由器与路由器之间的连接则只需经过网络层以下的三层即可。总的来说，双方的通信是在对等层次上进行的，不能在不对称层次上进行通信。OSI 标准制定过程中采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构办法。在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服务定义，协议规格说明。ISO将整个通信功能划分为七个层次,划分层次的原则是:1、网中各节点都有相同的层次。2、不同节点的同等层次具有相同的功能。3、同一节点能相邻层之间通过接口通信。4、每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。5、不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。第一层：物理层（PhysicalLayer)，规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲，机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等；功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义，即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能；规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息是，DTE和DCE双放在各电路上的动作系列。在这一层，数据的单位称为比特（bit）。属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。第二层：数据链路层（DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。 数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（frame）。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。 第三层是网络层(Network layer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。 如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协议和地址解析协议（ARP）。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据