計算機網路體系結構綜述(上)

2021-08-20 10:40:42 字數 1616 閱讀 6670

上層只需通過下層為上層提供的介面來使用下層所實現的服務,而不需要關心下層的具體實現。也就是說,下層對上層而言就是具有一定功能的黑箱。

只要每層為上層提供的服務和介面不變,每層的實現細節可以任意改變。

把複雜的系統分解成若干個涉及範圍小且功能簡單的子單元,從而使得系統結構清晰,實現、除錯和維護都變得簡單和容易。也就是說,對於設計/開發人員而言,這種方法使設計/開發人員能夠專心設計和開發他們所關心的功能模組;對於除錯/維護人員而言,這種方法也方便除錯/維護人員去處理他們所負責的功能模組。

(分層與功能)

(2). 各個層次之間的關係是怎樣的,它們又是如何進行互動的呢? 

(服務與介面)

(3). 要想確保通訊的雙方能夠達成高度默契,它們又需要遵循哪些規則呢?

(協議)

對等層: 兩個不同系統的同一層次;

對等實體: 分別位於不同系統對等層的兩個實體;

介面: 上層使用下層所提供的功能的方式;

服務: 某一層及其以下各層的所完成的功能,通過介面提供給相鄰的上層;

協議:通訊雙方在通訊過程中必須遵循的規則。

每層使用其下層提供的服務,並向其上層提供服務;

通訊只在對等層間進行,當然這裡所指的通訊是間接的、邏輯的、虛擬的,非對等層之間不能互相「通訊」;

實際的物理通訊只在最底層完成;

pn代表第n層的協議,即第n層對等實體間通訊時必須遵循的規則或約定。

語義是指對協議中各協議元素的含義的解釋,例如:在hdlc協議中,標誌flag(7eh)表示報文的開始和結束;在bsc協議中,soh(01h)表示報文的開始,stx(02h)表示報文正文的開始,etx(03h)表示報文正文的結束。

語法是指協議元素與資料的組合格式,也就是 報文格式,如下圖所示:

時序是指在通訊過程中,通訊雙方操作的執行順序與規則,如本節開頭的圖示。

計算機間通訊的本質就在於資訊報文的交換,而資訊報文也就是我們在下面提到的協議資料單元(pdu)。實際上,語法規定了pdu的格式;而在此基礎上,語義賦予了pdu的特定內涵;時序通過控制這種具有特定語義的報文來實現計算機間的通訊,也就是說,時序是通訊規則的體現。

現在我們模擬一下人類的對話來理解協議三要素之間的內在聯絡。假設這樣乙個場景,rico在和livia交談,rico說:「livia,早上好啊~」,這時livia會莞爾一笑並答道:「早上好,rico~」。對於這段會話,語法就是這些漢字/語句的組織規則,正是由於這種組織規則這些簡單漢字的疊加才有了一定的語義,而時序保證了你問我答的這種會話(交流)的進行,更進一步地,時序保證了通訊各方對pdu語義的理解並做出恰當的回應。 

總的來說,語法是語義的載體,而時序又是對語義的有序組織。正是基於這種關係,計算機在通訊時才得以保持高度默契。

在實現方式上,協議可以由軟體或硬體來實現。比如,網路通訊協議軟體、網路驅動程式,網路硬體等。常用協議組有:tcp/ip(windows、unix、linux、…)、netbeui(windows)、ipx/spx(netware、windows)等。

網路層 —— 分組/包(packet)

資料鏈路層 —— 幀(frame)

物理層 —— 位元(bit)

計算機網路體系結構

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