1、計算機網絡體系層次概論摘要:把各個計算機互聯的功能劃分成定義明確的層次，規定了同層次進程通信的協議和相鄰層之間的接口效勞。這些通信的協議及相鄰層接口統稱為網絡體系構造。本文主要介紹的是層次型網絡體系構造,計算機網絡層次的主要功能及其原理，并簡單介紹了主要協議。關鍵字：層次型網絡體系構造數據層TCP/IP隨著計算機技術和通信技術的開展，通用的計算機網絡體系構造逐漸浮出水面。現在應用比擬廣泛的網絡體系構造為層次型網絡體系構造。層次型網絡體系構造是計算機網絡出現以后第一個被提出并實際使用的網絡體系構造。直到目前，其產生和開展的過程始終與計算機網絡產生和開展的過程保持協調一致。為了簡化網絡設計與實現的

2、復雜性，層次型網絡體系構造將復雜的網絡問題分解為假設干個不同的小問題，每個層次專注于解決特定的同題，這樣就比擬容易對所解決本層次涉及的同題實現模塊化和標準化，標準化的層次間的通信規那么被稱為協議。層次型網絡體系構造是層和協議的集合。國際標準化組織ISO【1】為層次型網絡體系構造設計了OSI參考模型。該模型將網絡自底向上劃分為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層七個層次，每個層次完成經過分解的特定的網絡工作。一、計算機網絡體系分層原那么1、分層的理由1將網絡的通信過程劃分為小一些、簡單一些的部件,因此有助于各個部件的開發、設計和故障排除。2通過網絡組件的標準化,允許多個供給

3、商進展開發。3通過定義在模型的每一層實現什么功能,鼓勵產業的標準化。4允許各種類型的網絡硬件和軟件相互通信。5防止對某一層所做的改動影響到其他的層,這樣就有利于開發。2、分層的原那么1各個層之間有清晰的邊界,便于理解;2每個層實現特定的功能;3層次的劃分有利于國際標準協議的制定;4層的數目應該足夠多，以防止各個層功能重復二、物理層、數據層、網絡層的根本功能1、物理層物理層是定義物理介質的各種特性：機械特性、電子特性、功能特性、規程特性。物理層主要是定義物理設備和物理媒體之間的接口，提供點到點的比特流透明傳輸的物理鏈路，定義內容包括接口的機械特性、電氣特性、功能特性、規程特性。不同的傳輸設備和傳

4、輸媒體具有不同的接口定義，例如：ISO2110標準定義了串行和并行的調制解調器接口的機械特性。隨著新型傳輸設備和傳輸媒體的出現，物理層的標準將不斷更新和豐富。物理層協議通常由硬件支持。2、數據層物理層的定義雖然使得物理設備之間的電氣信號可以傳輸，但由于傳輸媒體本身的質量以及外部的因素，線路上傳輸的信號可能產生過失，尤其是利用基于模擬制式的公用電話網來傳輸信息更是如此。這種過失將直接影響計算機對數據的處理結果。為了解決這一問題，數據鏈路層增加了過失處理功能，利用過失處理技術，向上層網絡層提供較為可靠的傳輸效勞。過失處理技術的核心是糾錯碼的構造、過失校驗、過失重發的傳輸控制規程的實現。數據鏈路層的

5、主要功能有：1過失處理。將物理層傳輸來的比特流按照一定的規那么組合成數據塊，并引入各種檢錯碼生成技術和傳輸控制規程，屏蔽物理層的特征，變不可靠的物理連接為可靠的數據鏈路，從而保證點點的數據傳輸正確性。2流量控制。數據鏈路層采用一些流量控制技術，解決物理設備處理能力不匹配的問題，如數據通信的收發方的物理端口的速度不一樣，一方速度快而另一方速度慢，可以通過數據鏈路層進展流量控制，相互協調，以到達一致。3數據鏈路。數據鏈路是指活動著的物理連接。通信之前，由通信雙方互相聯系而建立；信息傳輸完畢，雙方協商而釋放鏈路。4多路復用。為了充分發揮傳輸線路的效率，數據鏈路層利用各種多路復用技術如頻分、時分和波分

6、多路復用技術來支持多個用戶的信息同時在一條物理線路上傳輸。3、網絡層數據鏈路層雖然提供了理論上的可靠傳輸效勞，但這種效勞僅發生在結點和結點之間，如僅支持交換機對交換機之間用戶終端對交換機的通信，而用戶的數據傳輸主要發生在端到端之間。用戶如果要與網絡內其他用戶進展通信，可能需要經過多個中繼結點，如交換機、路由器等，并由這些中繼結點負責數據傳輸和轉發。網路層的功能就是利用各種路由算法，使得中繼結點能夠根據數據分組中的地址信息和依據某種策略作出決策，盡快地轉發收到的數據分組，使得用戶的數據能盡快地穿越網絡，送往目的地。路由選擇是網路層的一大特征，也是網路層的內在能力。網絡層提供了編址功能【2】。為了

7、保證附接到網絡上的每臺主機都具有訪問和被訪問的能力，網絡中的設備都被分配了一個唯一的標識，這個標識稱為網絡地址。對于不同類型的網絡，網絡地址的格式和取值X圍也有所不同。目前因特網使用的TCP/IP協議中的IP協議屬于網路層協議，每個接入因特網的計算機設備都需分配一個地址，其地址格式為48比特位，簡寫為xxxxxxxxxxxx，例如：2021192199。網絡層提供了復用解復用和分組的功能，利用復用解復用技術，可以使得多對用戶的數據可以交織在同一條數據鏈路上傳輸；多個用戶可以在一條線路上同時進展數據傳輸。利用分組技術可以根據不同的網路情況，將用戶數據組裝成適合網路傳輸的數據分組，使得用戶數據能夠

8、在不同的網絡中傳輸。例如兩個用戶分別在不同的單位進展數據通信，用戶的數據需從一個用戶所在的局域網，經廣域網，再到另一個用戶所在的局域網，由于局域網和廣域網的傳輸的數據分組大小是不一樣的，這種分組的功能就由網路層來實現。三、運輸層的根本原理傳輸層的主要工作就是解決用戶要求和網絡效勞之間的差異，包括采用分流合流技術，用多條網絡連接來支持一個用戶的數據傳輸，使得具有低吞吐量、低速率和高傳輸延遲的網絡可以支持用戶高速傳輸數據的要求；采用復用解復用技術和可能的拼接分割技術，用一條網絡連接來支持多個用戶的數據傳輸，使得具有高吞吐量、高速率和低傳輸延遲、且高費用的網絡可以之財產用戶的低傳輸本錢的要求；采用分

9、段合段技術，使得傳輸有限長度用戶數據分組的網絡可以支持用戶的無限長數據的傳輸；采用適當的過失檢測和恢復技術，使得過失率較高的網絡可以支持用戶高可靠數據傳輸的要求。總之，傳輸層的功能就是屏蔽各種通信網絡的性能差異，以及用戶要求和網絡效勞之間的差異，以滿足各類用戶的應用要求。因特網使用的TCP/IP協議集中TCP協議屬于傳輸層協議。四、TCP/IP協議TCP/IP協議族包含了很多功能各異的子協議。為此我們利用分層的方式來剖析它的構造。TCP/IP層次模型共分為四層：應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層。1、TCP/IP網絡協議TCP/IP【3】(TransmissionControlProtocol

10、/InternetProtocol，傳輸控制協議/網間網協議)是目前世界上應用最為廣泛的協議，它的流行與Internet的迅猛開展密切相關-TCP/IP最初是為互聯網的原型ARPANE所T設計的，目的是提供一整套方便實用、能應用于多種網絡上的協議，事實證明TCP/IP做到了這一點，它使網絡互聯變得容易起來，并且使越來越多的網絡參加其中，成為Internet的事實標準。五、主要協議【4】【5】1、局域網協議局域網協議定義了在多種局域網傳輸介質上的通信。目前,常用的局域網協議主要有NetBEUI、IPX/SPX和TCP/IP3類2、廣域網協議廣域網協議定義了在不同的廣域網介質上的通信。如高級數據鏈

11、路控制協議(HDLC)、點到點協議(PPP)、數字數據網(DDN)【6】、綜合業務數字網(ISDN)、數字用戶線(xDSL)、X.25協議、幀中繼(FR)、異步傳輸模式(ATM)等。3、路由選擇協議路由選擇協議是網絡層協議,它負責路徑選擇和數據交換。路由選擇協議分為內部路由協議(在一個自治系統內部交換路由信息的路由協議)和外部路由協議(連接兩個或多個自治系統的路由協議)。應用最廣泛的路由協議有RIP(路由信息協議)、IGRP(內【7】部網關路由協議)與EIGRP(增強內部網關路由協議)、EGP(外部網關協議)、OSPF(開放式最短路徑優先協議)和BGP(邊界網關協議)等。六、總結21世紀一些重要的特征就是數字化、網絡化和信息化，它是一個以網絡為核心的信息時代。要實現信息化就必須依靠完善的網絡，因為網絡可以非常迅速地傳遞信息。計算機和互聯網已經與人們的日常工作、學習和生活息息相關，人類社會目前處于在一個歷史飛躍時期，在計算機技術、網絡通訊技術的高速開展的今天，電腦和網絡正在以驚人的速度進入人類社會的各個角落。網絡對社會生活的很多方面以及對社會經濟已經發生了不可估量的影響。參考文獻【1】謝希仁.計算機網絡第6版.電子工業【2】魯珂，趙繼東，曾家智.基于角色的網絡體系構造與TCP/IP層次網絡體系構造