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网络层次协议和结构体系之间的关系

2014-3-20 05:54| 发布者: 156| 查看: 1238| 评论: 0|原作者: 156

网络层次协议和结构体系之间的关系



局域网和互联网的通信都是在不同的网络层次架构和网络层次协议的支持下完成的。那么在这之中,它们的定义以及作用是什么呢?我们如何将协议,结构,体系,层次进行定位呢?下面我们就几个问题来详细说一下。

  1. 层次化体系结构中的几个基本概念

  (1)协议

  协议(Protocol)是一种通信规约。例如在邮政通信系统中,写信的格式、信封的标准和书写格式、信件打包以及邮包封面的约定等,这些都是邮政通信系统的通信规约。因此,在计算机网络通信过程中,为了保证计算机之间能够准确地进行数据通信,也必须制定一套通信规则,这套规则就是通信协议。

  (2)层次

  分层次(Layer)是人们处理复杂问题的基本方法。当人们遇到一个复杂问题的时候,通常习惯将其分解为若干个小问题,再一一进行处理。例如,对于邮政通信系统,这样一个涉及全国乃至世界各地区亿万人之间信件传送的复杂问题,解决方法是:将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中;每个层次要完成的服务及服务实现的过程都有明确规定;不同地区的系统分成相同的层次;不同系统的同等层具有相同的功能;高层使用低层提供的服务时,并不需要知道低层服务的具体实现方法。


  邮政通信系统使用的层次化体系结构与计算机网络的体系结构有很多相似之处,其实质是对复杂问题采取的“分而治之”的结构化处理方法。层次化处理方法可以大大降低问题的处理难度,这正是网络研究中采用层次结构的直接动力。因此,层次是计算机网络体系结构中又一重要和基本的概念。

  (3)接口

  接口(Interface)就是同一节点内,相邻层之间交换信息的连接点。例如,在邮政通信系统中,邮箱就是发信人与邮递员之间规定的接口。同一个节点的相邻层之间存在着明确规定的接口,低层通过接口向高层提供服务。只要接口条件不变、低层功能不变,低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。因此,接口同样是计算机网络实现技术中一个重要与基本的概念。


  2. 网络体系结构

  网络协议对计算机网络是不可缺少的,一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集。对于结构复杂的网络协议来说,最好的组织方式是层次结构模型。为此,将网络层次性结构模型与各网络层次协议的集合定义为计算机网络体系结构(Network Architecture)。网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义,而这些功能是用什么样的硬件与软件去完成的是具体的实现问题。体系结构是抽象的,而实现是具体的,它是指能够运行的一些硬件和软件。


  3. 网络体系结构的研究意义

  1974年,美国IBM公司提出了世界上第一个网络体系结构SNA(System Network Architecture),之后凡是遵循SNA结构的设备就可以方便地进行互连。随之而来的是,各个公司纷纷推出自己的网络体系结构,如Digital 公司的DNA等。这些网络体系结构的共同之处在于都采用了“层次”技术,而各层次的划分、功能、采用的技术术语等均不相同。因此,计算机网络采用层次结构,它有以下一些好处:

  各层之间相互独立。高层并不需要知道低层是如何实现的,而仅需要知道该层通过层间接口所提供的服务。

  灵活性好。当任何一层发生变化时,例如由于技术的进步促进实现技术的变化,只要接口保持不变,则在这层以上或以下的各层均不受影响。另外,当某层提供的服务不再需要时,甚至可将这层取消。由于各层独立,因此每层都可以选择最为合适的实现技术,各层实现技术的改变不会影响其他层。易于实现和维护。由于整个系统被分割为多个容易实现和维护的小部分,使得整个庞大而复杂的系统变得容易实现、管理和维护。

  有益于标准化的实现。由于每一层都有明确的定义,即每层实现的功能和所提供的服务都很明确,因此十分利于标准化的实施。

  随着信息技术的发展,各种计算机系统联网和各种计算机网络的互联成为人们迫切需要解决的课题。OSI参考模型以及网络层次协议就是在这个背景下提出并开展研究的。

本文来自于中国IT实验室

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