计算机网络架构有哪些(计算机架构两大体系)

目录 1为什么要分层? 2三个体系机构 2.1OSI七层体系结构2.2TCP/IP四层体系2.3原理教学的五层体系结构 1为什么要分层? 在学习了解三个计算机体系结构之前,我们应该先了解一个问题:为什么要分层?要回答这个问题,我们需要先了解我们的需求——实现主机与主机之前的通信。 如果你是一个设计者,你该如何考虑实现两台主机之前的通信问题呢? 首先,我们以实现主机A向主机B发送一个文件为例,我们需…

目录

1 为什么要分层 ?

2 三个体系机构

  • 2.1 OSI七层体系结构
  • 2.2 TCP/IP四层体系
  • 2.3 原理教学的五层体系结构

1 为什么要分层?

在学习了解三个计算机体系结构之前,我们应该先了解一个问题:为什么要分层?要回答这个问题,我们需要先了解我们的需求——实现主机与主机之前的通信。

如果你是一个设计者,你该如何考虑实现两台主机之前的通信问题呢?

首先,我们以实现主机A向主机B发送一个文件为例,我们需要考虑以下问题:

  • 如何找到主机B?
  • 如何与主机B建立通信连接?
  • 信息该以什么形式传输?
  • 信息应该在什么载体上传输?

等等之类的问题。显然,这是一个极为复杂的任务,因此我们需要使用抽象和拆解的思维,将这个任务大致分为以下三个抽象模块,如图所示:

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其中各模块职责如下:

  • 文件传送模块:负责文件发送与接收的业务逻辑与命令下发等;
  • 通信服务模块:负责在主机A和主机B之间进行可靠的数据交换;
  • 网络接入模块:负责找到主机B,并将数据正确地发送到主机B端;

由此可见,对于一个复杂的网络通信任务,将其进行分层实现具有以下优点:

  • 独立解耦
  • 灵活
  • 易于实现与维护
  • 方便进行标准化等等。

于是就有了以下三个体系结构:

  • 网络专家组提出的七层ISO(Open Systems Interconnection)体系结构;
  • 实际工业界实现的四层TCP/IP体系结构;
  • 理解原理和教学使用的五层体系结构;

下面我们来了解下这个三个体系结构吧。

2 三个体系结构

先来张三个体系结构的对比图,如下所示:

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2.1 OSI七层体系结构

OSI Model(Open Systems Interconnection Model),全称是开放式系统互联模型,由ISO(International Organization for Standardization,国家标准组织)于1984年提出。

OSI模型主张将一个网络互联系统分为如上图所示的七层结构,每层有不同分工。

但是由于其层次划分太过复杂(不是层次越多越好),并没有在工业界实际落地,反而是更加简单的TCP/IP四层体系结构在工业界中广为流行(这告诉我们工业界的标准还是得结合实际是否能够落地才行)。

2.2 TCP/IP四层体系

在工业上,众多网络公司实际落地的,实际是TCP/IP的四层体系结构。

虽然叫TCP/IP体系结构,可它不仅仅只包含这两种协议。

其四层结构自上而下分别是:应用层、运输层、网际层(不叫网络层,是为了强调该层是为了解决不同网络的互联问题,实际也可叫网络层),和网络接口层(该层没有实际内容)。

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由于TCP/IP体系结构在网络接口层并没有什么实际内容,所以我们在实际学习的时候基本就是将OSI的底部两层填充到TCP/IP模型中,形成了一个五层的教学模型。

2.3 原理教学的五层体系结构

接下来以五层教学模型为例,先简单聊聊具体每一层的主要功能和职责吧。

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如果从下往上看,下面一层都是为上一层服务的,我们在最上层的应用层中描述我们要做什么,而下面四层来分步进行具体实现。各层提供的服务如下所示:

  • 物理层:在计算机之间的各种传输媒介中,提供传输比特流服务;
  • 数据链路层:在不同链路中,提供正确且可靠的传输数据帧服务;
  • 网络层:在分组交换网上,为不同主机提供路由与通信服务;
  • 运输层:在不同主机进程中,提供复用且分用的通用数据传输服务;
  • 应用层:在不同主机应用进程间,提供一种进程间通信和交换的规则服务;

如果没有明白具体它们是怎么实现这些服务的,没关系,现在只需有这个分层的概念就行。

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