通信工程師互聯(lián)網(wǎng)技術計算機網(wǎng)絡的體系結構

3.3 計算機網(wǎng)絡的體系結構

網(wǎng)絡體系結構為了完成計算機間的通信合作，把每個計算機的功能劃分成明確的層次，規(guī)定了同層進程通信的協(xié)議，以及相鄰層之間的接口及服務。這些層次結構、同層進程間通信的協(xié)議以及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡體系結構。

網(wǎng)絡體系結構僅僅是人們對于網(wǎng)絡功能的描述，這些功能的實現(xiàn)要通過具體的硬件和軟件來完成。因此，也可以認為網(wǎng)絡體系結構是網(wǎng)絡層次結構模型和各層次協(xié)議的集合？

3.3.1 網(wǎng)絡體系結構的分層原理

計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)非常復雜，由一個程序來完成所有這些功能顯然是不現(xiàn)實的。計算機W絡體系結構中采用了分層方法將一個復雜的系統(tǒng)分解為若干個容易處理的子系統(tǒng)。

1.分層原理

在分層結構中，一個層次完成一項相對獨立的功能，在層次之間設置了通信接口。在一個w層結構中，第況層是第W-I層的用戶，又是第況+1層的服務提供者。第W+1層直接使用了第況層提供的服務，但實際上它通過第W層還間接地使用了第TV-I層以及以下所有各層提供的服務采用層次結構的優(yōu)點在于每層實現(xiàn)的功能是相對獨立的。實現(xiàn)每層功能的軟件在保證實現(xiàn)層間接口功能的基礎上，可以獨立設計、調(diào)試，這樣各層的軟件開發(fā)可以并行進行，也進一步保證了軟件設計的質(zhì)量。某一層的功能發(fā)生變化或需要更新時，只要接口功能不變，都不會對其他各層產(chǎn)生影響，軟件維護也比較方便。

計算機網(wǎng)絡中的層次結構一般都是以垂直分層模型來表示的，如圖3-1所示。

服務訪問點（ServiceAccessPoint,SAP）：兩個層次之間是通過SAP進行通信的，第況層通過N-SAP向第N+\層實體提供服務，第/m層實體通過N-SAP向第W層實體請求服務。每層向其上層提供的服務都是由本層及較低層共同實現(xiàn)的。但高層在使用低層提供的功能和服務時，并不需要了解低層是如何實現(xiàn)此功能的，即低層功能的實現(xiàn)對高層來說是透明的。

服務原語（primitive）：服務的請求與提供是通過在SAP上發(fā)送或接收服務原語來實現(xiàn)的。這是W層服務的用戶與；V層服務的提供者通過N-SAP進行的交互，指出了相應的服務和必須執(zhí)行的抽象操作。服務原語可以由服務用戶發(fā)出，也可由服務提供者發(fā)出，

協(xié)議（protocol）：不同系統(tǒng)的對等層之間為了完成本層的功能而必須進循的通信規(guī)則和約定。

2.層次劃分原則

由于計算機網(wǎng)絡結構復雜，不可能用一個程序來完成所有的功能，需要對網(wǎng)絡進行層次劃分。那么，應該將整個系統(tǒng)劃分成幾層，每層應該完成什么功能呢？下面首先了解一下在進行系統(tǒng)劃分時應該遵循的幾原則，在3.4節(jié)中將對具體的網(wǎng)絡分層模型進行介紹。

系統(tǒng)劃分應遵循的原則如下。

各層功能明確。即每一層的劃分都應有明確的、與其他層不同的基本功能。這樣在某層的具體實現(xiàn)方法或功能發(fā)生變化時，只要保持與上層、下層的接口不變，就不會對其他各層產(chǎn)生影響。

層間接口清晰。應盡量減少跨過接口的通信量。

層數(shù)適中。層數(shù)應足夠多，以避免不同的功能混雜在同一層中；但也不能太多，否則體系結構會過于龐大，增加各層服務的開銷。

網(wǎng)絡中各節(jié)點都具有相同的層次，不同節(jié)點的同等層具有相同的功能。

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